CN104868712A - 一种半桥电路结构 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于电路领域，提供了一种半桥电路结构，包括：作为能量传输回路为负载供给能量的初级谐振电路；与所述初级谐振电路连接，将谐振电感存储的能量回授到电网的谐振电感能量回授电路；以及与所述初级谐振电路连接，将变压器漏感储存的能量回授到电网的变压器漏感能量回授电路。本申请采用组合钳位电路，可以将谐振电感和变压器漏感所产生的干扰回授到电网内，能够大大降低次级二极管的反向恢复尖峰，从而提高整机效率，降低EMI，使整机的可靠性大大提高，结构新颖，简单可靠，通用性强，适用所有的半桥电路。
Description
技术领域
本申请属于电路领域，尤其涉及一种半桥电路结构。
背景技术
传统的串联谐振半桥电路利用谐振电感来实现零电压开关，可以减小开关损耗。具有结构简单，效率高，受电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)小的特点。但也存在一些不足，例如因增加了谐振电感，在次级二极管反向恢复过程中，二极管会产生较大的电压尖峰和振荡，增大了二极管开关损耗，使电路的EMI变差；输入母线电压较低时，谐振电感取值已比较小，此时主要是变压器的漏感对次级二极管的影响比较严重；如果提高二极管耐压或加入RC吸收电路，则会带来EMI更差和效率更差的问题。
发明内容
本申请实目的是提供一种半桥电路结构，旨在解决现有的串联谐振半桥电路EMI较差，效率较低的问题。
本申请实目的是这样实现的，一种半桥电路结构，包括：
作为能量传输回路为负载供给能量的初级谐振电路；
与所述初级谐振电路连接，将谐振电感存储的能量回授到电网的谐振电感能量回授电路；以及与所述初级谐振电路连接，将变压器漏感储存的能量回授到电网的变压器漏感能量回授电路。
进一步地，所述初级谐振电路包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、电感L1、第一变压器T1A和第一电容C1；
第一MOS管Q1的漏极与电压输出端的正极连接，源极与电感L1的输入端连接；
第二MOS管Q2的源极与电压输出端的负极连接，漏极与电感L1的输入端连接；
第一变压器T1A的n1匝的一端与电感L1输出端连接，另一端与第一电容C1连接，第一电容C1另一端连接电压输出端的负极。
进一步地，所述谐振电感能量回授电路包括第一电阻R1、第三二极管D3、第四二极管D4、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；
第三二极管D3与第四二极管D4同相串联，连接在电压输入端的正负极之间；
第一电阻R1一端与电感L1的输出端连接，另一端连接在第三二极管D3与第四二极管D4的连接处；
第四二极管D4、第一电阻R1、电感L1和第一MOS管Q1构成正半周泄放回路；
第三二极管D3、第一电阻R1、电感L1和第二MOS管Q2构成负半周泄放回路。
进一步地，所述变压器漏感能量回授电路包括第二变压器T1B、第五二极管D5、第六二极管D6、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；
第五二极管D5与第六二极管D6同相串联，连接在电压输入端的正负极之间；
第二变压器T1B一端与第一MOS管Q1的源极连接，另一端连接在第五二极管D5与第六二极管D6的连接处；
第六二极管D6、第二变压器T1B、第一MOS管Q1构成正半周泄放回路；
第三二极管D3、第二变压器T1B、第二MOS管Q2构成负半周泄放回路。
进一步地，所述半桥电路还包括与所述初级谐振电路连接的零电压开关电路。
进一步地，所述零电压开关电路包括第三电容C3、第四电容C4和电感L1；
第三电容C3接在第一MOS管Q1的源极与漏极间，第四电容C4接在第二MOS管Q2的源极与漏极间。
进一步地，所述半桥电路结构还包括与所述初级谐振电路连接的输出整流滤波电路。
进一步地，所述输出整流滤波电路包括第一二极管D1、第二二极管D2和极性电容C2；
第一二极管D1连接在第一变压器T1A的n2匝的一端与电压输出端的正极之间，第二二极管D2连接在第一变压器T1A的n2匝的另一端与电压输出端的正极之间，极性电容C2连接在电压输出端的正负极之间。
本申请实施例采用组合钳位电路，可以将谐振电感和变压器漏感所产生的干扰回授到电网内，能够大大降低次级二极管的反向恢复尖峰，从而提高整机效率，降低EMI，使整机的可靠性大大提高，结构新颖，简单可靠，通用性强，适用所有的半桥电路结构。
附图说明
图1是本申请电路结构的结构图；
图2是本申请实施例提供的半桥电路结构的电路图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1示出了本申请实施例中的半桥电路的结构，包括初级谐振电路1、谐振电感能量回授电路2和变压器漏感能量回授电路3。
初级谐振电路1作为能量传输回路为负载供给能量。
谐振电感能量回授电路2与初级谐振电路1连接，将谐振电感存储的能量回授到电网。
变压器漏感能量回授电路3与初级谐振电路1连接，将变压器漏感储存的能量回授到电网。
如图2所示，初级谐振电路1由第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、电感L1、第一变压器T1A和第一电容C1构成。
第一MOS管Q1的漏极与电压输出端的正极连接，源极与电感L1的输入端连接，第二MOS管Q2的源极与电压输出端的负极连接，漏极与电感L1的输入端连接，第一变压器T1A的n1匝的一端与电感L1输出端连接，另一端与第一电容C1连接，第一电容C1另一端连接电压输出端的负极。第一MOS管Q1、电感L1、第一变压器T1A和第一电容C1构成变压器正半周能量传输回路，经第一二极管D1、电容C2供给负载正半周期能量；第二MOS管Q2、电感L1、第一变压器T1A和第一电容C1构成变压器负半周能量传输回路，经第二二极管D2、电容C2供给负载负半周期能量。
第一电阻R1、第三二极管D3、第四二极管D4与第一MOS管Q1、第二MOS管Q2构成谐振电感能量回授电路2。
第三二极管D3与第四二极管D4同相串联，连接在电压输入端的正负极之间，第一电阻R1一端与电感L1的输出端连接，另一端连接在第三二极管D3与第四二极管D4的连接处。谐振电感能量回授电路能够保证第一二极管D1、第二二极管D2在反向恢复过程中，谐振电感正/负半周储存的能量通过第三二极管D3、第四二极管D4回授到电网，从而保证第一二极管D1、第二二极管D2关断时，谐振电感的能量不会叠加到其上边。其中第四二极管D4、第一电阻R1、电感L1和第一MOS管Q1构成正半周泄放回路；第三二极管D3、第一电阻R1、电感L1和第二MOS管Q2构成负半周泄放回路。
第二变压器T1B、第五二极管D5、第六二极管D6与第一MOS管Q1、第二MOS管Q2构成变压器漏感能量回授电路3。
第五二极管D5与第六二极管D6同相串联，连接在电压输入端的正负极之间，第二变压器T1B一端与第一MOS管Q1的源极连接，另一端连接在第五二极管D5与第六二极管D6的连接处。当电路工作在低输入电压条件下，变压器漏感能量回授电路能够保证第一二极管D1、第二二极管D2在反向恢复过程中，变压器漏感正/负半周储存的能量通过第五二极管D5、第六二极管D6回授到电网，从而保证第一二极管D1、第二二极管D2关断时，谐振电感的能量不会叠加到其上边。其中，第六二极管D6、第二变压器T1B、第一MOS管Q1构成正半周泄放回路；第三二极管D3、第二变压器T1B、第二MOS管Q2构成负半周泄放回路。
在本申请实施例中，该半桥电路结构还可以增加零电压开关电路4，由第一MOS管Q1的源极与漏极间接入的第三电容C3，第二MOS管Q2的源极与漏极间接入的第四电容C4，和电感L1构成，保证第一MOS管Q1和第二MOS管Q2在开通前，其Vds电压接近为OV，使第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的开通损耗接近于零，从而提高整机效率。
在本申请实施例中，该半桥电路结构还可以增加输出整流滤波电路5，由D1、第二二极管D2和极性电容C2构成，第一二极管D1、第二二极管D2和极性电容C2构成。第一二极管D1连接在第一变压器T1A的n2匝的一端与电压输出端的正极之间，第二二极管D2连接在第一变压器T1A的n2匝的另一端与电压输出端的正极之间，极性电容C2连接在电压输出端的正负极之间。
本申请实施例采用组合钳位电路，可以将谐振电感和变压器漏感所产生的干扰回授到电网内，能够大大降低次级二极管的反向恢复尖峰，从而提高整机效率，降低EMI，使整机的可靠性大大提高，结构新颖，简单可靠，通用性强，适用所有的半桥电路结构。
Claims (8)
1.一种半桥电路结构，其特征在于，所述半桥电路结构包括：
作为能量传输回路为负载供给能量的初级谐振电路；
与所述初级谐振电路连接，将谐振电感存储的能量回授到电网的谐振电感能量回授电路；以及
与所述初级谐振电路连接，将变压器漏感储存的能量回授到电网的变压器漏感能量回授电路。
2.如权利要求1所述的半桥电路结构，其特征在于，所述初级谐振电路包第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、电感L1、第一变压器T1A和第一电容C1；
第一MOS管Q1的漏极与电压输出端的正极连接，源极与电感L1的输入端连接；
第二MOS管Q2的源极与电压输出端的负极连接，漏极与电感L1的输入端连接；
第一变压器T1A的n1匝的一端与电感L1输出端连接，另一端与第一电容C1连接，第一电容C1另一端连接电压输出端的负极。
3.如权利要求1所述的半桥电路结构，其特征在于，所述谐振电感能量回授电路包括第一电阻R1、第三二极管D3、第四二极管D4、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；第三二极管D3与第四二极管D4同相串联，连接在电压输入端的正负极之间；
第一电阻R1一端与电感L1的输出端连接，另一端连接在第三二极管D3与第四二极管D4的连接处；
第四二极管D4、第一电阻R1、电感L1和第一MOS管Q1构成正半周泄放回路；
第三二极管D3、第一电阻R1、电感L1和第二MOS管Q2构成负半周泄放回路。
4.如权利要求1所述的半桥电路结构，其特征在于，所述变压器漏感能量回授电路包括第二变压器T1B、第五二极管D5、第六二极管D6、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；第五二极管D5与第六二极管D6同相串联，连接在电压输入端的正负极之间；
第二变压器T1B一端与第一MOS管Q1的源极连接，另一端连接在第五二极管D5与第六二极管D6的连接处；
第六二极管D6、第二变压器T1B、第一MOS管Q1构成正半周泄放回路；第三二极管D3、第二变压器T1B、第二MOS管Q2构成负半周泄放回路。
5.如权利要求2所述的半桥电路结构，其特征在于，所述半桥电路结构还包括与所述初级谐振电路连接的零电压开关电路。
6.如权利要求5所述的半桥电路结构，其特征在于，所述零电压开关电路包括第三电容C3、第四电容C4和电感L1；第三电容C3接在第一MOS管Q1的源极与漏极间，第四电容C4接在第二MOS管Q2的源极与漏极间。
7.如权利要求2所述的半桥电路结构，其特征在于，所述半桥电路结构还包括与所述初级谐振电路连接的输出整流滤波电路。
8.如权利要求7所述的半桥电路结构，其特征在于，所述输出整流滤波电路包括第一二极管D1、第二二极管D2和极性电容C2；第一二极管D1连接在第一变压器T1A的n2匝的一端与电压输出端的正极之间，第二二极管D2连接在第一变压器T1A的n2匝的另一端与电压输出端的正极之间，极性电容C2连接在电压输出端的正负极之间。
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| CN104868712A true CN104868712A (zh) | 2015-08-26 |
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| US5886516A (en) * | 1997-05-30 | 1999-03-23 | Delco Electronics Corp. | Series resonant converter transformer assembly having integral inductor tank elements |
| CN102684473A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-09-19 | 深圳茂硕电源科技股份有限公司 | 一种半桥电路 |
| CN202634287U (zh) * | 2012-06-12 | 2012-12-26 | 深圳茂硕电源科技股份有限公司 | 一种半桥电路结构 |
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2015
- 2015-05-26 CN CN201510292824.5A patent/CN104868712A/zh active Pending
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