CN110350782A - 一种降压电路 - Google Patents

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龚坤珊
戴钱坤
王舸
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Abstract

本申请属于降压电路设计技术领域，具体涉及一种降压电路，包括：MOS管，其漏极用以与输入电源的正极连接；滤波电感，其一端为滤波电感第一端，与MOS管的源极连接；滤波电感的另一端为滤波电感第二端，为降压电路的输出正极；滤波电容，其一端为滤波电容的第一端，与滤波电感第二端连接；滤波电容的另一端为滤波电容第二端，为降压电路的输出负极；第一二极管，其阴极与MOS管的源极连接；第二二极管，其阴极与第一二极管的阳极连接，其阳极用以与输入电源的负极连接；第一电容，其一端与MOS管的漏极连接，其另一端与第一二极管的阳极连接。

Description

一种降压电路
技术领域
本申请属于降压电路设计技术领域，具体涉及一种降压电路。
背景技术
降压电路是一类常见的非隔离电力电子变换器，在各类开关电源中有广泛的应用。
现有降压电路在其功率开关管关断过程中，由于线路寄生电感的存在，在MOS管的输入端与输出端之间产生很高的电压尖峰，严重时会造成MOS管的损坏。
鉴于现有技术的上述缺陷提出本申请。
发明内容
本申请的目的是提供一种降压电路，以于克服或减轻现有技术至少一方面的缺陷。
本申请的技术方案是：
一种降压电路，包括：
MOS管，其漏极用以与输入电源的正极连接；
滤波电感，其一端为滤波电感第一端，与MOS管的源极连接；滤波电感的另一端为滤波电感第二端，为降压电路的输出正极；
滤波电容，其一端为滤波电容的第一端，与滤波电感第二端连接；滤波电容的另一端为滤波电容第二端，为降压电路的输出负极；
第一二极管，其阴极与MOS管的源极连接；
第二二极管，其阴极与第一二极管的阳极连接，其阳极用以与输入电源的负极连接；
第一电容，其一端与MOS管的漏极连接，其另一端与第一二极管的阳极连接。
根据本申请的至少一个实施例，滤波电容第二端接地。
根据本申请的至少一个实施例，第二二极管的阳极接地。
根据本申请的至少一个实施例，滤波电容第二端与第二二极管的阳极共地。
根据本申请的至少一个实施例，还包括第三二极管，其阴极与MOS管的源极连接；其阳极用以与输入电源的负极连接。
根据本申请的至少一个实施例，第三二极管的阳极接地。
根据本申请的至少一个实施例，第三二极管的阳极接与滤波电容第二端、第二二极管D2的阳极共地。
本申请至少存在以下有益技术效果：提供了一种降压电路，该降压电路为一种全新的无损的降压电路，结构简单，无需另加控制，其中，在MOS管关断过程中，第一电容和第一二极管构成的支路可以旁路掉MOS管的大部分电流，进而抑制电压尖峰，减少电路损耗，提高电路效率，当第一电容充电完成后，第一二极管和第二二极管为滤波电感电流提供续流回路；在MOS管开通过程中，第一电容通过第二二极管放电，将电压尖峰的能量回馈到电源，直至电容两端电压下降至电源电压。
附图说明
图1是本申请实施例提供的降压电路的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的降压电路在抑制电压尖峰时的原理示意图；
图3为本申请实施例提供的降压电路在续流时的原理示意图；
图4为本申请实施例提供的降压电路在电感电流断续时的原理示意图；
图5为本申请实施例提供的降压电路在回馈电压尖峰能量时的原理示意图；
其中：
Q1-MOS管；
L0-滤波电感；
C0-滤波电容；C1-第一电容；
D1-第一二极管；D2-第二二极管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图5对本申请做进一步详细说明。
一种降压电路，包括：
MOS管Q1，其漏极用以与输入电源的正极连接；
滤波电感L0，其一端为滤波电感第一端，与MOS管Q1的源极连接；滤波电感L0的另一端为滤波电感第二端，为降压电路的输出正极；
滤波电容C0，其一端为滤波电容的第一端，与滤波电感第二端连接；滤波电容C0的另一端为滤波电容第二端，为降压电路的输出负极；
第一二极管D1，其阴极与MOS管Q1的源极连接；
第二二极管D2，其阴极与第一二极管D1的阳极连接，其阳极用以与输入电源的负极连接；
第一电容C1，其一端与MOS管Q1的漏极连接，其另一端与第一二极管D1的阳极连接。
上述实施例公开的降压电路的工作原理参见图2-图5：
如图2所示，在MOS管Q1关断时，电流会迅速减小至零，使电路中寄生电感产生很高的电压，该电压与输入电源的电压在MOS管Q1的漏极与源极之间叠加，由此产生很大的电压尖峰，使MOS管Q1漏极与源极间的电压Vds快速上升，以及使第一电容C1两端的电压上升，设置第一电容C1的电容值远大于MOS管Q1内部漏极和栅极间寄生电容的容值，使得原本应流经MOS管Q1的电流在MOS管Q1关断后，其中，大部分经第一电容C1与第一二极管D1的构成的充电支路对第一电容C1进行充电，使寄生电感上的储能降低；少部分流向MOS管Q1，对MOS管Q1的寄生电容充电，使电流缓慢减小，从而抑制电压尖峰；此外，第一二极管D1与第二二极管D2在上述过程中可组成续流二极管，为MOS管Q1关断期间续流；
如图3所示，流经第一电容C1与第一二极管D1的充电电流不断下降，当寄生电感释放能量完毕，第一电容C1的充电过程也随之结束，第一二极管D1和第二二极管D2进入续流状态，电流从第二二极管D2阳极流入，从第一二极管D1阴极流出，若电路工作在滤波电感L0电流连续的情况下，该状态将一直持续到MOS管Q1再次开通；
如图4所示，若电路工作在滤波电感L0电流断续的情况下，则当滤波电感L0电流下降到零后，滤波电容C0为输出提供能量；
如图5所示，当MOS管Q1开通时，第一电容C1通过第二二极管D2放电，将储存的电压尖峰的能量回馈到输入电源中，直至第一电容C1两端电压差下降至电源电压值。放电过程中放电电流不流经MOS管Q1，不会增大MOS管Q1的损耗和散热需求。
上述实施例公开的降压电路结构简单，在达到抑制电压尖峰的目的的同时不会增加电路的损耗，相比于其他需要另加吸收电路的情况，可以有效地提高电路的效率。
在一些可选的实施例中，滤波电容第二端接地。
在一些可选的实施例中，第二二极管D2的阳极接地。
在一些可选的实施例中，滤波电容第二端与第二二极管D2的阳极共地。
本申请的目的在于提供一种无源无损的新型降压电路，目的是有效地抑制功率开关管的电压尖峰，降低功率开关管的损耗，提高电路效率，同时，电路结构简单，无需另加控制。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降压电路，其特征在于，包括：
MOS管(Q1)，其漏极用以与输入电源的正极连接；
滤波电感(L0)，其一端为滤波电感第一端，与所述MOS管(Q1)的源极连接；所述滤波电感(L0)的另一端为滤波电感第二端，为所述降压电路的输出正极；
滤波电容(C0)，其一端为滤波电容的第一端，与所述滤波电感第二端连接；所述滤波电容(C0)的另一端为滤波电容第二端，为所述降压电路的输出负极；
第一二极管(D1)，其阴极与所述MOS管(Q1)的源极连接；
第二二极管(D2)，其阴极与所述第一二极管(D1)的阳极连接，其阳极用以与所述输入电源的负极连接；
第一电容(C1)，其一端与所述MOS管(Q1)的漏极连接，其另一端与所述第一二极管(D1)的阳极连接。
2.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，
所述滤波电容第二端接地。
3.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，
所述第二二极管(D2)的阳极接地。
4.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，
所述滤波电容第二端与所述第二二极管(D2)的阳极共地。
5.根据权利要求4所述的降压电路，其特征在于，
还包括第三二极管，其阴极与所述MOS管(Q1)的源极连接；其阳极用以与所述输入电源的负极连接。
6.根据权利要求5所述的降压电路，其特征在于，
所述第三二极管的阳极接地。
7.根据权利要求6所述的降压电路，其特征在于，
所述第三二极管的阳极接与所述滤波电容第二端、所述第二二极管(D2)的阳极共地。
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