[發明專利]一種適用于并聯的同步整流電路

在審

• 申請號: 201710864833.6
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107612342A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王建新;李東昊;王燁
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙)11386
• 代理人: 龔頤雯,彭霜

技術領域

本發明涉及電子電路領域，尤其涉及一種適用于并聯的同步整流電路。

背景技術

大部分用電設備均需要使用直流電源供電，而直流電源多數使用開關電源由交流電隔離整流變換為直流電。開關電源是將交流電整流后的直流電通過開關管的高頻開關控制并經變壓器隔離變換后通過整流電路輸出直流電的電源。變壓器隔離變換后的整流電路多數采用二極管進行整流，當在低壓大電流輸出場合使用時，整流二極管會產生大量損耗，造成電源效率降低，產生熱量并降低電源的可靠性。

目前常用的同步整流電路如圖1所示，其工作原理是：當變壓器副邊輸出電壓上正下負時，同步整流管S2導通，變壓器能量經過S2和LC濾波后輸出直流電；當變壓器副邊輸出電壓下正上負時，同步整流管S1導通、S2關斷，輸出電流通過S1和LC續流。同步整流管的導通電阻可以達到幾毫歐，導通損耗低于普通二極管的損耗。

傳統的同步整流電路可以滿足大部分單獨輸出的整流需求。但其缺點為：當多個相同的該同步整流電路并聯輸出時，如果某一個電路出現故障并保護，而其他并聯同步整流電路正常工作，母線上還會有電壓，則故障電路的同步整流管S2會持續導通，將母線電壓短路，造成整個電源故障。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種新的同步整流電路，解決傳統同步整流電路在并聯使用情況下因為某一同步整流電路失效導致全部并聯同步整流電路無法正常工作的問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種適用于并聯的同步整流電路，包括：變壓器T1、MOS管S1～S4、電容C1～C4；所述變壓器T1的原邊包括線包N1，副邊包括線包N2～N4；所述線包N2的兩端串聯有電容C1、C2，電容C1與C2連接點分別與MOS管S3、S4的柵極相連；所述線包N3的兩端串聯有電容C3、C4，電容C3、C4連接點分別與MOS管S1、S2的柵極相連；所述線包N4的兩端分別于MOS管S1、S3的漏極相連；所述MOS管S1～S4的源極相連；所述MOS管S2的漏極與MOS管S3、S4的柵極相連，MOS管S4的漏極與MOS管S1、S2的柵極相連。

進一步地，還包括電阻R1～R4，所述電容C1與電阻R3串聯，電阻R1并聯在電容C2兩端，電容C3與電阻R4串聯，電阻R2并聯在電容C4兩端。

進一步地，所述變壓器T1的原邊與高頻開關電路相連，MOS管S1兩端與LC濾波電路相連，濾波電路中電容C的兩端與負載相連。

進一步地，所述變壓器T1的線包N4的同名端與MOS管S1的漏極及LC濾波電路的電感L的一端連接在一起，電感L的另一端與電容C的一端連接在一起；變壓器T1的線包N4的異名端連接MOS管S3的漏極。

進一步地，所述變壓器的線包N2的同名端與電容C1的一端相連，電容C1的另一端與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與MOS管S3的柵極、MOS管S2的漏極、MOS管S4的柵極、電容C2的一端、電阻R1的一端連在一起。

進一步地，所述變壓器的線包N3的同名端與線包N2的異名端、MOS管S2的源極、電阻R2的一端、MOS管S1的源極、電容C的另一端、MOS管S3的源極、MOS管S4的源極、電阻R1的另一端、電容C2的另一端、電容C4的一端連接在一起。變壓器的線包N3的異名端與電容C3的一端相連，電容C3的另一端與電阻R4的一端相連，電阻R4的另一端與MOS管S2的柵極、MOS管S1的柵極、MOS管S4的漏極、電容C4的另一端、電阻R2的另一端相連。

進一步地，所述電容C2的容值根據下述公式確定：

式中，Vgs3、Vgs4分別是MOS管S3、S4的驅動電壓，VT1是變壓器原邊電壓，N1、N2分別是變壓器原邊線包N1及副邊線包N2的線包匝數；C1為電容C1的容值。

進一步地，所述電容C4的容值根據下述公式確定：

式中，Vgs1、Vgs2分別是MOS管S1、S2的驅動電壓，VT1是變壓器原邊電壓，N1、N3分別是變壓器原邊線包N1及副邊線包N3的線包匝數；C3為電容器C3的容值。

進一步地，所述電阻R1的阻值根據下述公式確定：

式中，fs為高頻開關電路的開關頻率，f₀為接近零的直流頻率，C2為電容C2的電容值。

進一步地,所述電阻R2的阻值根據下述公式確定：