[實用新型]一種開關(guān)電源高邊有源鉗位電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921411215.7
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN210246599U
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉安;於靈;胡進
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 王麗麗

本實用新型涉及一種開關(guān)電源高邊有源鉗位電路，包括延遲驅(qū)動電路，用于使功率開關(guān)管在脈寬調(diào)制器輸出高電平時延遲開通，低電平時迅速關(guān)斷；有源鉗位電路，用于使鉗位開關(guān)管漏極電壓、通過鉗位電容與變壓器勵磁電感諧振并向電源端回饋能量及實現(xiàn)變壓器的無損磁復(fù)位、通過調(diào)整變壓器勵磁電感和鉗位電容實現(xiàn)功率開關(guān)管的ZVS開關(guān)；自舉驅(qū)動電路，用于將脈寬調(diào)制器輸出的脈沖信號自舉到鉗位開關(guān)管的柵源兩端，使脈寬調(diào)制器輸出的脈沖信號直接控制鉗位開關(guān)管的通斷，實現(xiàn)功率開關(guān)管漏極電壓鉗位。本實用新型實現(xiàn)了變壓器的無損磁復(fù)位和功率開關(guān)管漏極電壓的鉗位，從而實現(xiàn)功率開關(guān)管的ZVS開關(guān)，解決了有源鉗位控制器在低電壓下不能工作的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及開關(guān)電源電壓鉗位技術(shù)及變壓器磁復(fù)位技術(shù)。

背景技術(shù)

開關(guān)電源廣泛用于工業(yè)及國防領(lǐng)域，在航天、航空、船舶、兵器、鐵路、通信、醫(yī)療電子、工業(yè)自動化設(shè)備等軍民用電子系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。開關(guān)電源工作時，如果功率開關(guān)管的漏極電壓不進行鉗位，則在變壓器漏感的作用下，會在功率開關(guān)管的漏極產(chǎn)生很高的尖峰電壓，須選擇更高耐壓的功率開關(guān)管，造成功率開關(guān)管價格增加，功率開關(guān)管的導(dǎo)通電阻增加，效率下降。在功率開關(guān)管的漏極與輸入地之間增加一電容就可以吸收尖峰，鉗位開關(guān)管的漏極電壓，但該電容吸收的能量會在功率開關(guān)管導(dǎo)通時被消耗浪費。采用有源鉗位方法，當功率開關(guān)管截止時，電容吸收電壓尖峰，當功率開關(guān)管導(dǎo)通時，通過與電容串接的鉗位開關(guān)管阻止電容導(dǎo)通。適當?shù)恼{(diào)整該電容的容量和變壓器的勵磁電感，在功率開關(guān)管截止時，電容與勵磁電感發(fā)生諧振，電容上的能量回饋到電源，使得變壓器能夠無損磁復(fù)位，還可實現(xiàn)功率開關(guān)管的ZVS開關(guān)，減小功率開關(guān)管的開關(guān)損耗。

目前廣泛使用的開關(guān)電源高邊有源鉗位電路，采用的是專門設(shè)計的有源鉗位控制器芯片和有源鉗位電路相結(jié)合以實現(xiàn)無損磁復(fù)位和功率開關(guān)管漏極的電壓鉗位。有源鉗位控制器芯片引出端數(shù)很多，需要用到很多外圍器件。控制器芯片工作電壓一般要求在13.5V以上，控制器芯片比普通的單端輸出脈寬調(diào)制器貴很多，還需用很多外圍器件，不利于小型化應(yīng)用，不能用于低壓4-9V的工作電壓。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種開關(guān)電源高邊有源鉗位電路，該開關(guān)電源高邊有源鉗位電路不僅結(jié)構(gòu)簡單、所需器件數(shù)少，利于小型化，還能用于低壓供電的場所。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種開關(guān)電源高邊有源鉗位電路，包括脈寬調(diào)制器N1、功率開關(guān)管G1及變壓器T1、延遲驅(qū)動電路1、自舉驅(qū)動電路2和有源鉗位電路3；

所述延遲驅(qū)動電路1，用于使功率開關(guān)管G1在脈寬調(diào)制器輸出高電平時延遲開通，低電平時迅速關(guān)斷；具體用于使功率開關(guān)管G1在鉗位開關(guān)管G2完全截止后開始導(dǎo)通，保證鉗位電容C1上的電荷不流經(jīng)功率開關(guān)管，使功率開關(guān)管G1處于較低開關(guān)損耗。

所述有源鉗位電路3，包括鉗位電容C1及鉗位開關(guān)管G2，所述鉗位電容C1的一端與電源輸入端連接，鉗位電容C1的另一端與鉗位開關(guān)管G2的漏極連接；所述鉗位開關(guān)管G2的源極與功率開關(guān)管G1的漏極連接，鉗位開關(guān)管G2的柵極與自舉驅(qū)動電路2的輸出端連接；所述功率開關(guān)管G1的漏級與變壓器T1的初級線圈的一輸入端連接，變壓器T1的初級線圈的另一輸入端為電源輸入端；所述有源鉗位電路3，用于使鉗位開關(guān)管G2漏極電壓、通過鉗位電容C1與變壓器T1勵磁電感諧振并向電源端回饋能量及實現(xiàn)變壓器T1的無損磁復(fù)位、通過調(diào)整變壓器T1勵磁電感和鉗位電容C1實現(xiàn)功率開關(guān)管的ZVS開關(guān)；

所述自舉驅(qū)動電路2，用于將脈寬調(diào)制器N1輸出的脈沖信號自舉到鉗位開關(guān)管G2的柵源兩端，使脈寬調(diào)制器N1輸出的脈沖信號直接控制鉗位開關(guān)管G2的通斷，從而實現(xiàn)功率開關(guān)管G1漏極電壓鉗位。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：