一种改进的zvt-pwmbuck电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种BUCK电路，尤其是一种改进的ZVT-PWMBUCK电路。
【背景技术】
[0002]降压式(BUCK)变换器是较常用的拓扑之一，它的输出电压等于或小于输入电压，并且是一种单管非隔离直流变换器。开关管、二极管、输出滤波电容和输出滤波电感构成了它的主电路。
[0003]BUCK变换器电路实现零电压开通的方法很多，但目前使用较为广泛的为ZVT-PWMBUCK电路，这种电路的特点是利用谐振电感和主开关并联电容，谐振使主开关两端电压在主开关开通前下降到零，同时由于谐振电流流过主开关的体内反向二极管，所以主开关是零电压零电流开通。其优点是主开关和辅助开关电压电流应力小，主开关零电压开通容易实现；而其主要缺点是辅助管工作在硬开关的状态，关断损耗较大，甚至可能比不加辅助电路时主开关管的关断损耗还要大。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、实现辅助开关的近似零电压关断来降低辅助开关关断时损耗的改进的ZVT-PWMBUCK电路。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种改进的ZVT-PWMBUCK电路，它包括主开关管、辅助开关管、谐振电感和主开关并联电容；它还包括缓冲电容、第一二极管、第二二极管；
[0007]所述主开关管的漏极连接所述辅助开关管的漏极和电源电压正极、漏极还分别通过主开关并联电容与第三二极管连接主开关管的源极、源极依次通过第一电感和第一电阻连接电源电压负极、源极还通过第五二极管连接电源电压负极，所述第一电阻的两端连接有第一电容；
[0008]所述辅助开关管的栅极连接电源电压正极，所述辅助开关管的源极分两支路，一支路依次通过谐振电感和第二二极管连接所述第五二极管的负极、另一支路依次通过第四二极管和第一二极管连接电源电压负极；
[0009]所述缓冲电容的一端连接所述第五二极管的正极、另一端连接在所述第四二极管的正极和第一二极管的负极之间。
[0010]优选地，所述主开关管和辅助开关管均为IRF640型MOS管。
[0011]优选地，所述第一二极管、第二二极管和第四二极管均为MUR1520型快恢复二极管，所述第五二极管为MUR850型快恢复二极管。
[0012]由于采用了上述方案，本实用新型在传统的ZVT-PWMBUCK电路结构基础上进行了改进，增加了缓冲电容、使得在辅助开关关断时两端电压的上升率受到了缓冲电容的限制，实现了辅助开关的近似零电压关断，从而降低辅助开关关断时的耗损。另外，增加与谐振电感串联的第一二极管与第二二极管后，有效地截断了传统电路中存在的内部循环电流，减小了开关管寄生参数对电路工作的不良影响，能使电路的效率得到进一步提尚，该电路结构简单，具有较强的应用价值。
【附图说明】
[0013]图1是传统的ZVT-PWMBUCK电路结构图；
[0014]图2是本实用新型实施例的电路结构图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0016]如图2结合图1所示，本实施例的一种改进的ZVT-PWMBUCK电路，它包括主开关管VS1、辅助开关管VS2、谐振电感Lr和主开关并联电容Cr ;它还包括缓冲电容Cs、第一二极管VD1、第二二极管VD2。
[0017]主开关管VSl的漏极连接辅助开关管VS2的漏极和电源电压Ui正极、漏极还分别通过主开关并联电容Cr与第三二极管VD3连接主开关管VSl的源极、源极依次通过第一电感LI和第一电阻Rl连接电源电压Ui负极、源极还通过第五二极管VD5连接电源电压Ui负极，第一电阻Rl的两端连接有第一电容Cl。
[0018]辅助开关管VS2的栅极连接电源电压Ui正极，辅助开关管VS2的源极分两支路，一支路依次通过谐振电感Lr和第二二极管VD2连接第五二极管VD5的负极、另一支路依次通过第四二极管VD4和第一二极管VDl连接电源电压Ui负极；
[0019]缓冲电容Cs的一端连接第五二极管VD5的正极、另一端连接在第四二极管VD4的正极和第一二极管VDl的负极之间；
[0020]进一步地，由于主开关管VSl和辅助开关管VS2承受的电压都为输入电源电压Ui，因此，本实施例的主开关管VSl和辅助开关管VS2均选用低通态电阻值的IRF640型MOS管来满足要求。
[0021]进一步地，当主开关管VSl截止时，第五二极管VD5导通，谐振电感Lr内磁场能量通过第五二极管VD5传输到负载，由此可知，第五二极管VD5的正向额定电流必须大于负载电流；当主开关管VSl完全导通时，输入电压将全部加在第五二极管VD5两端；因此，第五二极管VD5的耐压值必须大于电源电压Ui，同时，为了尽可能地减小第五二极管VD5的反向恢复耗损，本实施例的第五二极管VD5选用MUR850型快恢复二极管。
[0022]同理，第一二极管VD1、第二二极管VD2和第四二极管VD4也要求正向额定电流必须大于负载电流，耐压值必须大于输入电源电压Ui值，本实施例的第一二极管VD1、第二二极管VD2和第四二极管VD4均选用MUR1520型快恢复二极管来满足要求。
[0023]本实施例在传统的ZVT-PWMBUCK电路结构上进行改进，增加了缓冲电容Cs，使得在辅助开关VS2关断时，减小了开关损耗；增加与谐振电感Lr串联的第一二极管VDl与第二二极管VD2后，有效地截断了传统电路中存在的内部循环电流，减小了开关管寄生参数对电路工作的不良影响，能使电路的效率得到进一步提高；该电路结构简单，具有较强的应用价值。
[0024]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种改进的ZVT-PWMBUCK电路，它包括主开关管、辅助开关管、谐振电感和主开关并联电容；其特征在于:它还包括缓冲电容、第一二极管、第二二极管； 所述主开关管的漏极连接所述辅助开关管的漏极和电源电压正极、漏极还分别通过主开关并联电容与第三二极管连接主开关管的源极、源极依次通过第一电感和第一电阻连接电源电压负极、源极还通过第五二极管连接电源电压负极，所述第一电阻的两端连接有第一电容； 所述辅助开关管的栅极连接电源电压正极，所述辅助开关管的源极分两支路，一支路依次通过谐振电感和第二二极管连接所述第五二极管的负极、另一支路依次通过第四二极管和第一二极管连接电源电压负极； 所述缓冲电容的一端连接所述第五二极管的正极、另一端连接在所述第四二极管的正极和第一二极管的负极之间。
2.如权利要求1所述的一种改进的ZVT-PWMBUCK电路，其特征在于:所述主开关管和辅助开关管均为IRF640型MOS管。
3.如权利要求1所述的一种改进的ZVT-PWMBUCK电路，其特征在于:所述第一二极管、第二二极管和第四二极管均为MUR1520型快恢复二极管，所述第五二极管为MUR850型快恢复二极管。
【专利摘要】本实用新型涉及一种BUCK电路，尤其是一种改进的ZVT-PWMBUCK电路。它包括主开关管、辅助开关管、缓冲电容；主开关管的漏极连接辅助开关管的漏极和电源正极、漏极还分别通过主开关并联电容与第三二极管连接主开关管的源极、源极依次通过第一电感和第一电阻连接电源负极、源极还通过第五二极管连接电源负极，辅助开关管的源极分两支路，一支路依次通过谐振电感和第二二极管连接第五二极管的负极、另一支路依次通过第四二极管和第一二极管连接电源负极；缓冲电容的一端连接第五二极管的正极、另一端连接在第四二极管的正极和第一二极管的负极之间。本实施例在传统电路结构的基础上进行了改进，实现辅助开关的近似零电压关断，降低了辅助开关关断时的损耗。
【IPC分类】H02M3-155
【公开号】CN204538968
【申请号】CN201520155250
【发明人】赵晓玲
【申请人】山东明大电器有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月18日