一种新型功率管电压应力克服结构的制作方法
【专利摘要】一种新型功率管电压应力克服结构，在BUCK电路的电流互感器的一次侧绕组，并联吸收网络。与传统的吸收网络相比，功率损耗小，效率更高，引入的器件少，尽量利用了主电路上原有的器件，因而成本低，体积小的同时，复杂器件布设带来的寄生效应不明显。
【专利说明】
一种新型功率管电压应力克服结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种功率器件电路，特别涉及一种电压调节的功率器件电路。
【背景技术】
[0002]BUCK电路是开关电源最基本、应用最广泛的拓扑结构之一，其电路结构如图1所示。理想中的电路特性是:
[0003]非常低的输入输出电压差；
[0004]非常小的内部损耗；
[0005]很小的温度漂移；
[0006]很高的输出电压稳定度；
[0007]很好的负载和线性调整率；
[0008]很宽的工作温度范围；
[0009]较宽的输入电压范围；
[0010]外围电路非常简单，使用起来极为方便。
[0011]开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。
[0012]MOS管的电流应力一般不用考虑，因为MOS管的电流应力(相对开关电源来说，如果是其它以电流为主要的工作方式则要考滤)比较小，主要是考虑电压应力和开关应力。
[0013]其中Ql、Q2可以是MOS管或二极管的开关管，CT为电流互感器。在电路的工作过程中，开关管Ql、Q2在开关过程中不可避免的产生电压应力尖峰。
[0014]对于该应力尖峰，传统的解决措施是直接与开关管并联连接吸收网络。吸收网络一般分为三种:I)电容吸收网络;2)电阻、电容吸收网络;3)电阻、电容、二极管吸收网络。其电路结构如图2所示。
[0015]但是，传统吸收网络上承受与输入电压(Vin)相当或更大的电压应力，功率损耗大，效率低。随着输入电压的升高传统吸收网络上承受的电压应力随之上升，吸收网络的器件选型越加困难且成本上升、体积变大。
【实用新型内容】
[0016]本实用新型的目的是提供一种新型功率管电压应力克服结构，解决现有技术中无法低成本降低功率损失的技术问题。
[0017]本实用新型的功率管电压应力克服结构，在BUCK电路的电流互感器的一侧绕组，并联吸收网络。
[0018]所述并联吸收网络采用一个电阻。
[0019]所述并联吸收网络采用一个二极管。
[0020]所述并联吸收网络采用串联的电阻与二极管。
[0021 ]吸收网络包括形成回路的BUCK电路的输入端电容、整流管Ql和续流管Q2。
[0022]输入端电容采用并联的电容构成。
[0023]本实用新型的功率管电压应力克服结构，可以尽量减少功率损失，同时尽量利用电路已有的元器件，降低成本。与传统的吸收网络相比，功率损耗小，效率更高，引入的器件少，尽量利用了主电路上原有的器件，因而成本低，体积小的同时，复杂器件布设带来的寄生效应不明显。
【附图说明】
[0024]图1为现有技术中BUCK电路的结构示意图；
[0025]图2为现有技术中传统吸收网络结构示意图；
[0026]图3为本实用新型功率管电压应力克服结构的一种电路流向示意图；
[0027]图4为本实用新型功率管电压应力克服结构的另一种电路流向示意图；
[0028]图5为本实用新型功率管电压应力克服结构的一种吸收网络的结构示意图；
[0029]图6为本实用新型功率管电压应力克服结构的另一种吸收网络的结构示意图；
[0030]图7为本实用新型功率管电压应力克服结构的再一种吸收网络的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031 ]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。
[0032]如图2所示，由于电流互感器CT呈现电感特性，Q1、Q2上电压应力尖峰作为高频信号无法通过电流互感器CT返回输入端电容(Cl、C2)处。
[0033]本实施例通过在CT处并联一个简单的吸收网络(电阻或者二极管等)，利用开关MOS管的寄生体二极管，及输入端电容(Cl、C2)共同组成完整的吸收网络，达到对整流管Ql与续流管Q2电压应力尖峰吸收的目的。
[0034]具体电路结构是在BUCK电路的电流互感器的一侧绕组，并联吸收网络。
[0035]吸收网络包括形成回路的BUCK电路的输入端电容、整流管Ql和续流管Q2。
[0036]输入端电容采用并联的电容构成。
[0037]如图3所示，对于整流管Ql关断时应力吸收回路分析。当整流管Ql关断时，在输出电感L电流的作用下，续流管的反并联二极管首先开通，整流管源极被钳位到输入电压负Vin-，而整流管漏极通过增加的吸收网络钳位到输入电压正Vin+，Q1漏源极之间的关断电压VQ1DS通过由吸收网络、输入端电容Cl和C2、续流管Q2寄生二极管构成的回路吸收。其回路示意图如图3虚线所示。
[0038]如图4所示，对于续流管Q2关断时应力吸收回路分析。当续流管Q2关断时，其漏源极产生电压尖峰，此时，整流管Ql的寄生二极管、吸收网络、输入端电容Cl和C2构成吸收电路，将续流管Q2的漏源电压Vq2ds钳位成输入电压。其回路示意图如图4中虚线所示。
[0039]通过以上分析，整流管与续流管的电压尖峰，均被输入端电容Cl和C2有效吸收。由于输入端电容一般很大，远大于传统吸收网络中的电容，可以获得非常好的吸收效果。
[0040]吸收网络可以用以下三种方式实现。
[0041]如图5所示，采用一个电阻。该电阻与电流互感器CT并联，需考虑其对电流互感器的分流作用。因为电流互感器CT的内阻非常小，适当选择一个远大于该内阻的电阻作为吸收网络，即可规避吸收网络对CT电流采样的影响。
[0042]如图6所示，采用一个二极管。须选用一个正向导通电流合适的二极管，防止发生雪崩击穿。
[0043]如图7所示，电阻与二极管串联构成吸收网络。
[0044]以上实施例的吸收结构简单，易于实现，仅需要一个电阻或者二极管即可实现整流管和续流管的关断电压应力吸收。大大减少了元器件的使用、降低了成本。由于输入电容大，远大于传统吸收网络中的电容，吸收效果非常好，如果PCB设计合理，吸收效果更好。应力尖峰的能量反馈回输入端，没有浪费，功率损耗小，有利于提高效率。
[0045]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种新型功率管电压应力克服结构，其特征在于:在BUCK电路的电流互感器的一侧绕组，并联吸收网络。2.如权利要求1所述的新型功率管电压应力克服结构，其特征在于:所述并联吸收网络采用一个电阻。3.如权利要求1所述的新型功率管电压应力克服结构，其特征在于:所述并联吸收网络采用一个二极管。4.如权利要求1所述的新型功率管电压应力克服结构，其特征在于:所述并联吸收网络采用串联的电阻与二极管。5.如权利要求1至4中任一项所述的新型功率管电压应力克服结构，吸收网络包括形成回路的BUCK电路的输入端电容、整流管Ql和续流管Q2。6.如权利要求5所述的新型功率管电压应力克服结构，其特征在于:输入端电容采用并联的电容构成。
【文档编号】H02M3/155GK205453500SQ201620218148
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】高云, 徐智仁, 符勇
【申请人】深圳市陆巡天下科技有限公司