[發明專利]一種用于小功率的軟開關同步整流BUCK變換器

無效

• 申請號: 201210148535.4
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102710115A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 向軍
• 申請（專利權）人: 江蘇固德威電源科技有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹毅

技術領域

本發明涉及電力變換領域，具體涉及一種用于小功率的軟開關同步整流BUCK變換器。

背景技術

?現有BUCK變換器分為普通的BUCK變換器和同步整流BUCK變換器。普通的BUCK變換器在主開關管關斷時，電感通過二極管續流，一般二極管的正向壓降為一固定值。因此變換器在大電流輸出時，此二極管上的損耗很大。傳統的同步整流BUCK變換器主開關管和輔助開關管的驅動互補打出，驅動之間會設置固定的死區時間，以防止兩開關管直通。開關管工作時電壓和電流有交疊，會產生較大的開關損耗，影響變換器效率。而對于很小功率的BUCK變換器，一般都會直接忽略其開關損耗。實際上，由于變換器本身的額定功率就很小，開關損耗的存在會占據變換器額定功率的較大比重，使得小功率BUCK變換器的效率難以達到較高的水平。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種用于小功率的軟開關同步整流BUCK變換器，此發明使小功率同步整流BUCK變換器的主開關管和輔助開關管都能實現零電壓開通和判斷，提升變換器效率。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

本發明公開了一種用于小功率的軟開關同步整流BUCK變換器，由電源、主開關管、輔助開關管、三個電容、兩個二極管和一個電感組成，所述電源的正極與主開關管串聯，所述主開關管與輔助開關管串聯，所述輔助開關管與電源負極連接，所述主開關還與所述電感串聯，所述電感與第三電容串聯，所述第三電容與電源的負極連接，所述第三電容兩端與負載兩端連接。

進一步的，所述主開關管上還并聯有第一電容和第一二極管。

進一步的，所述輔助開關管上還并聯有第二電容和第二二極管。

本發明的優勢是:

本發明巧妙設計了元器件參數，將同步整流變換器應用于小功率場合，并且打破傳統同步整流變換器不允許電容能量回流造成的電感電流反向的情況。實現了變換器主開關管和輔助開關管的零電壓開通關斷，顯著提升了變換器效率。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的電路結構示意圖；

圖2為本發明的主開關管S1開通時能量流動示意圖；

圖3為本發明的輔助開關管S2開通時，電感電流未反向時的能量流動示意圖；

圖4為本發明的輔助開關管S2開通時，電感電流反向后的能量流動示意圖；

????圖5為本發明的主開關管S1和輔助開關管S2的驅動波形示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。

參照圖1所示，本發明公開了一種用于小功率的軟開關同步整流BUCK變換器，由電源VCC、主開關管S1、輔助開關管S2、三個電容C、C1、C2、兩個二極管VD1、VD2和一個電感L組成，所述電源VCC的正極與主開關管S1串聯，所述主開關管S1與輔助開關管S2串聯，所述輔助開關管S2與電源VCC負極連接，所述主開關S1還與所述電感L串聯，所述電感L與第三電容C串聯，所述第三電容C與所述電源VCC的負極連接，所述第三電容C兩端與負載LOAD兩端連接。

進一步的，所述主開關管S1上還并聯有第一電容C1和第一二極管VD1。

進一步的，所述輔助開關管S2上還并聯有第二電容C2和第二二極管VD2。

本實施例的工作原理如下：

本發明實現的要點是通過合適設計儲能電感小于某一個上限值，使儲能電感工作于電流斷續模式，并且在電感電流過零時仍然開通輔助開關管。這樣可以強迫儲能電容上的能量使電感電流反向并存儲能量，這部分能量將用于諧振使主開關管實現零電壓開通。以下詳細說明本發明電路和工作過程。

假設初始時刻T0，主開關管S1處于開通狀態，能量從輸入側電源經S1、L給負載供電并給儲能電容充電，L上的電流從左到右。

T1時刻，關斷S1，由于S1兩端并聯電容的緩沖作用，S1是零電壓關斷；電感L電流不能突變，流經負載，并通過S2的寄生二極管續流，S2兩端電壓被鉗位到零；經過一小段死區時間，開通S2，S2是零電壓開通，電感L電流通過S2及其寄生二極管續流，并不斷減小。