[發(fā)明專利]一種MOS開(kāi)關(guān)吸收電路、系統(tǒng)及尖峰電壓吸收方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011129949.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114389442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳睿;趙振江;靳本豪;李誠(chéng);孫哲鋒;朱配清;王燁;李侃;趙學(xué)薈;胡立慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天科工慣性技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32;H02M1/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種MOS開(kāi)關(guān)吸收電路、系統(tǒng)及尖峰電壓吸收方法，所述MOS開(kāi)關(guān)通用吸收電路包括：硬開(kāi)關(guān)MOS管、與硬開(kāi)關(guān)MOS管連通的電平輸入端、箝位電容、以及控制箝位電容與硬開(kāi)關(guān)MOS管連通與否的吸收控制單元；吸收控制單元包括箝位MOS管，箝位MOS管的源極與電平輸入端連接，箝位MOS管的漏極通過(guò)箝位電容與硬開(kāi)關(guān)MOS管的漏極連接，箝位MOS管的柵極、源極間還并聯(lián)有與電平輸入端、箝位電容串聯(lián)的箝位二極管；一充放電單元與箝位MOS管的柵極及電平輸入端連接。解決了現(xiàn)有吸收電路中MOS開(kāi)關(guān)速度慢、能量耗散大的問(wèn)題；且結(jié)合充放電單元，實(shí)現(xiàn)了對(duì)箝位電容與硬開(kāi)關(guān)MOS管并聯(lián)與否的自動(dòng)控制，使得本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及方法，在MOS開(kāi)關(guān)種類的應(yīng)用中具有極強(qiáng)的通用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及關(guān)電源領(lǐng)域，具體涉及一種MOS開(kāi)關(guān)吸收電路、系統(tǒng)及尖峰電壓吸收方法。

背景技術(shù)

在開(kāi)關(guān)電源中，MOSFET在有電流通過(guò)或有反向電壓時(shí)硬關(guān)斷會(huì)造成MOSFET關(guān)斷瞬間產(chǎn)生較高的反向尖峰電壓。該尖峰電壓往往會(huì)引起電路零件的損壞，對(duì)于數(shù)字電路的損壞尤為嚴(yán)重，進(jìn)而各式各樣的吸收電路應(yīng)運(yùn)而生。

目前，如圖1所示的吸收電路，最為常見(jiàn)的是在MOS開(kāi)關(guān)Q5的源極、漏極上連接串聯(lián)的電容C1、電阻R1組成的子電路，使之與MOS開(kāi)關(guān)Q5并聯(lián)，利用電容、電阻的特性吸收反向尖峰電壓，鑒于其良好的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用最為廣泛，但本申請(qǐng)發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問(wèn)題：

此方法電容儲(chǔ)存的多數(shù)能量會(huì)被串聯(lián)的電阻耗散，另一方面，由于電容一直并聯(lián)在MOS開(kāi)關(guān)的源極、漏極間，導(dǎo)致MOS開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度大幅降低，耗散進(jìn)一步增大。

另外，為了解決上述問(wèn)題，有部分廠商推出了采用額外設(shè)置的開(kāi)關(guān)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候控制電阻與電容的連接，以避免MOS開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度被降低的問(wèn)題；但同樣的，此方法對(duì)斷開(kāi)時(shí)機(jī)的要求較高，需要額外增設(shè)控制芯片等控制模塊，從而導(dǎo)致成本的大幅上升，并不能做到MOS開(kāi)關(guān)的通用。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述開(kāi)關(guān)速度慢、耗散大、需額外增設(shè)控制模塊的問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的MOS開(kāi)關(guān)吸收電路、系統(tǒng)及尖峰電壓吸收方法。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種MOS開(kāi)關(guān)吸收電路，包括：硬開(kāi)關(guān)MOS管、與該硬開(kāi)關(guān)MOS管連通的電平輸入端、箝位電容、以及控制所述箝位電容與所述硬開(kāi)關(guān)MOS管連通與否的吸收控制單元；所述吸收控制單元包括箝位MOS管，所述箝位MOS管的漏極通過(guò)所述箝位電容與所述硬開(kāi)關(guān)MOS管的漏極連接，所述箝位MOS管的柵極、源極間并聯(lián)有與所述電平輸入端連接的箝位二極管；一充放電單元與所述箝位MOS管的柵極及所述電平輸入端連接。

所述充放電單元包括連接所述箝位二極管、電平輸入端的第一電阻；所述第一電阻上并聯(lián)有與所述箝位MOS管的柵極連接的充放電電容。

所述箝位MOS管的漏極、源極間并聯(lián)有降損二極管；所述降損二極管上還并聯(lián)有與所述箝位電容串聯(lián)的輔助電容。

所述硬開(kāi)關(guān)MOS管的源極、柵極與所述電平輸入端連接。

所述硬開(kāi)關(guān)MOS管為N溝道MOS管，所述箝位MOS管為P溝道MOS管。

還提供一種適用于變壓器的MOS開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，包括：變壓器線圈、上述的MOS開(kāi)關(guān)吸收電路、與所述MOS開(kāi)關(guān)吸收電路結(jié)構(gòu)相同的對(duì)稱電路；所述MOS開(kāi)關(guān)吸收電路、變壓器線圈、對(duì)稱電路依次串聯(lián)。

所述MOS開(kāi)關(guān)吸收電路、對(duì)稱電路的電平輸入端分別接有互為反向的第一對(duì)稱二極管、第二對(duì)稱二極管。

所述變壓器線圈上連接有一與所述MOS開(kāi)關(guān)吸收電路串聯(lián)的第一電感，所述對(duì)稱電路的硬開(kāi)關(guān)MOS管源極上串聯(lián)有第二電感；所述第一電感、第二電感通過(guò)若干保護(hù)電容連接形成回路。

還提供一種MOS開(kāi)關(guān)尖峰電壓吸收方法，包括：