BUCK变换器的抑制电路的制作方法

buck变换器的抑制电路
技术领域
1.本技术涉buck变换器电路的领域，尤其是涉及一种buck变换器的抑制电路。


背景技术：

2.dc/dc变换器是将一种直流电源变换成另一种具有不同输出特性的直流电源,dc/dc变换器包括buck变换器。buck变换器的输出端的电压输入端的电压，但其输出电流大于输入电流。
3.参照图1，相关技术的buck变换器的主电路一般包括主电路输入端1和主电路输出端2，主电路输入端1和主电路输出端2之间连接有主功率管v，主功率管v包括漏极和源极，主功率管v的源极与主电路输出端2之间并联有第一二极管d1，第一二极管d1的负极与主功率管v的源极连接，第一二极管d1的负极与主电路输出端2之间串联有第二电感l2。
4.针对上述中的相关技术，在实际使用的过程中存在以下问题，当主功率管v开通的瞬间，第一二极管d1由于存储效应，无法及时起到阻断电流的作用，会产生一端反向恢复时间；在反向恢复时间内，第一二极管d1会产生较大的反向电流尖峰，可能造成主功率管v过压击穿,或过流烧毁的现象。


技术实现要素：

5.为了抑制主功率管开通时产生的反向电流尖峰，本技术提供了一种buck变换器的抑制电路。
6.本技术提供的一种buck变换器的抑制电路采用如下的技术方案：
7.一种buck变换器的抑制电路，包括主电路输入端和主电路输出端，所述主电路输入端和主电路输出端之间连接有主功率管，所述主功率管的与主电路输出端之间连接有第一二极管，所述第一二极管的负极与主功率管的源极以及主电路输出端的正极均连接，所述第一二极管的正极与主电路输入端的负极以及主电路输出端的负极均连接，所述主电路输出端与第一二极管之间连接有第一抑制电路，所述第一抑制电路用于抑制在主功率管开通的瞬间第一二极管产生的电流尖峰；
8.所述第一抑制电路包括第一电感和用于消耗第一电感所存储能量的续流电路，所述第一电感连接于主功率管以及第一二极管之间，所述续流电路的一端与第一电感的一端连接，另一端与第一二极管的负极连接。
9.通过采用上述技术方案，在主功率管的开通瞬间，第一电感存储能量，并控制主功率管漏极电流的上升率di/dt，此时第一二极管处于反向恢复电流增加阶段；当第一二极管处于反向电流减少阶段，存储在第一电感中的能量通过续流电路消耗在第一抑制电路中，从而对主功率开通时的反向电流尖峰进行抑制。由于第一电感控制了主功率管的漏极电流的上升率，对主功率管开通时的电流波形进行了修正,从而使得主功率管开通时的电流应力相应减小,开通损耗随之减小，抑制主功率管开通时产生的反向电流尖峰。
10.可选的，所述续流电路包括第一电阻和第二二极管，所述第一电阻的一端与第二
二极管的负极连接，所述第一电阻的另一端与主功率管的源极连接，所述第二二极管的正极与第一二极管的负极连接。
11.通过采用上述技术方案，续流电路可消耗存储于第一电感中的能量，并防止电路中的电流尖峰对其他元器件造成影响。
12.可选的，所述主功率管的漏极与源极的两端之间连接有示波器。
13.通过采用上述技术方案，操作人员可通过示波器查看主功率管在开通时的电流波形，并查看第一抑制电路对buck变换器电路中的电流波形的修正结果。
14.可选的，所述续流电路与第一二极管的负极之间串联有负温度系数热敏电阻。
15.通过采用上述技术方案，负温度系数热敏电阻可消耗一部分的反向电流尖峰，有助于提高对主功率管开通时产生的反向电流尖峰的抑制效果。
16.可选的，所第一二极管的两端并联有第二抑制电路；所述第二抑制电路包括第二电阻和第一电容；所述第一电容的一极与第二电阻连接，另一极与第一二极管的负极连接，所述第二电阻与第一二极管的正极连接。
17.通过采用上述技术方案，由于主电路输入端的正极与主功率管的漏极之间存在一定数值的杂散电感，在主功率管开通的瞬间，第一二极管的负极上会形成反向电压尖峰，反向电压尖峰会在第二抑制电路中消耗，从而使反向电压尖峰受到抑制。
18.可选的，所述第二电阻为无感电阻。
19.通过采用上述技术方案，无感电阻有较小的感抗，可吸收更多的反向电压尖峰，有助于提高对主功率管开通时产生的反向电压尖峰的抑制效果。
20.可选的，第一电容为无极性电容。
21.通过采用上述技术方案，无极性电容可吸收反向电压尖峰，使其变得更加平缓，有助于提高第二抑制电路对主功率管开通时产生的反向电压尖峰的抑制效果。
22.可选的，所述第一二极管为超快恢复二极管。
23.通过采用上述技术方案，超快恢复二极管可减少第一二极管的反向恢复时间，有助于减少主功率管在开通时产生的反向电流尖峰和反向电压尖峰。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
25.1.在主功率管的开通瞬间，第一电感存储能量，并控制主功率管漏极电流的上升率di/dt，此时第一二极管处于反向恢复电流增加阶段；当第一二极管处于反向电流减少阶段，存储在第一电感中的能量通过续流电路消耗在第一抑制电路中，从而对主功率开通时的反向电流尖峰进行抑制。由于第一电感控制了主功率管的漏极电流的上升率，对主功率管开通时的电流波形进行了修正,从而使得主功率管开通时的电流应力相应减小,开通损耗随之减小，抑制主功率管开通时产生的反向电流尖峰；
26.2.由于主电路输入端的正极与主功率管的漏极之间存在一定数值的杂散电感，在主功率管开通的瞬间，第一二极管的负极上会形成反向电压尖峰，反向电压尖峰会在第二抑制电路中消耗，从而使反向电压尖峰受到抑制；
27.3.超快恢复二极管可减少第一二极管的反向恢复时间，有助于减少主功率管在开通时产生的反向电流尖峰和反向电压尖峰。
附图说明
28.图1是相关技术的buck的电路结构示意图。
29.图2是本技术实施例的buck变换器的抑制电路的电路结构示意图。
30.附图标记说明：1、主电路输入端；2、主电路输出端；3、第一抑制电路；4、续流电路；5、第二抑制电路；6、示波器。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图2及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.本技术实施例公开一种buck变换器的抑制电路。参照图2，buck变换器的抑制电路包括主电路输入端1和主电路输出端2，主电路输入端1与主电路输出端2之间连接有主功率管v。主电路输入端1包括输入电容c2和电压输入端，主电路输出端2包括输出电容c3和电压输出端，主功率管v为功率场效应管。输入电容c2的一端与电压输入端的正极连接，另一端与电压输入端的负极连接；输出电容c3的一端与电压输出端的正极连接，另一端与电压输出端的负极连接；主功率管v的漏极与电压输入端的正极连接，主功率管v的源极与电压输出端的正极连接。输入电容c2与输出电容c3均为滤波电容，可将buck变换器在转换过程中产生的电源纹波过滤成直流。
33.参照图2，主功率管v与主电路输出端2之间有第一二极管d1，第一二极管d1的负极与主功率管v的源极连接，第一二极管d1的正极与电压输出端的负极连接，主功率管v的栅极接地。第一二极管d1的负极与电压输出端的正极之间连接有第二电感l2。
34.参照图2，主功率管v与第一二极管d1的负极之间连接有第一抑制电路3，第一抑制电路3包括第一电感l1和续流电路4，第一电感l1的一端与主功率管v的源极连接，另一端与第一二极管d1的负极连接。第一抑制电路3包括第二二极管d2和第一电阻r1，第二二极管d2的负极与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端与主功率管v的源极连接，第二二极管d2的正极与第一二极管d1的负极连接。
35.参照图2，具体的，第一二极管d1为超快恢复二极管，当主功率管v的开通的起始瞬间，第一二极管d1处于反向偏置的状态，由于第一二极管d1的存储效应，第一二极管d1未处于反向阻断状态，会形成一段反向恢复时间。反向恢复时间包括反向电流增减阶段和反向电流减少阶段，第一二极管d1先处于反向电流增减阶段，第一电感l1存储电能并控制主功率管v的漏极电流的上升；第一二极管d1然后处于反向电流减少阶段，存储于第一电感l1中的电能释放并消耗于续流电路4中，从而抑制电流尖峰。
36.参照图2，主功率管v连接有示波器6，示波器6的其中一个通道的正极与主功率管v的漏极连接，该通道的负极与主功率管v的源极连接，可便于操作人员查看主功率管v在开通时的电流波形。第一二极管d1的负极与第一电感l1之间连接有负温度系数热敏电阻器ntc，负温度系数热敏电阻器ntc的一端与第一电感l1的一端以及第二二极管d2的正极均连接，负温度系数热敏电阻器ntc的另一端与第一二极管d1的负极连接。负温度系数热敏电阻
器ntc在主功率管v开通时可消耗一部分反向尖峰电流，有助于减少反向尖峰电流对电路中元器件的损害的现象。
37.参照图2，第一二极管d1的两端并联有第二抑制电路5，第二抑制电路5包括第二电阻r2和第一电容c1。第二电阻r2为无感电阻，第一电容c1为无极性电容，第二电阻r2的一端与第一电容c1的一极连接，另一端与第一二极管d1的正极连接。第一电容c1的另一极与第一二极管d1的负极连接。具体的，由于主电路输入端1的正极与主功率管v的漏极之间存在一定数值的杂散电感，在主功率管v开通的瞬间，第一二极管d1的负极上会形成反向电压尖峰，反向电压尖峰会在第二抑制电路5中消耗，从而使主功率管v所产生的反向电压尖峰收到抑制。
38.本技术实施例一种buck变换器的抑制电路的实施原理为：当主功率管v开启的起始瞬间，第一电感l1存能并控制主功率管v漏极电流的上升率di/dt，此时第一二极管d1处于反向恢复电流增加阶段；当第一二极管d1处于反向电流减少阶段，存储在第一电感l1中的能量通过第二二极管d2和第一电阻r1续流并消耗在第一抑制电路3以及负温度系数热敏电阻器ntc中，同时操作人员可通过示波器6观察主功率管v上在开通时的电流波形。由于杂散电感的存在，在主功率管v开通的瞬间，第一二极管d1的负极上会形成反向电压尖峰，反向电压尖峰会在第二抑制电路5中消耗，从而使反向电压尖峰收到抑制。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。