CN203522516U - 一种开关尖峰电压吸收电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种开关尖峰电压吸收电路，包括开关管、与所述开关管连接的吸收单元、与所述吸收单元连接的电压转换单元；所述吸收单元包括第一电阻、第一电容、高频二极管和低频二极管，所述第一电阻和第一电容并联，所述高频二极管和低频二极管同向并联，所述第一电阻和第一电容并联的一端与所述电压转换单元的一端连接，并联的另一端与所述高频二极管和低频二极管同向并联的一端连接，所述高频二极管和低频二极管同向并联的另一端分别与所述电压转换单元的另一端和所述开关管的一端连接。实施本实用新型的开关尖峰电压吸收电路，具有以下有益效果：既能吸收漏电感的尖峰电压又能改善EMI问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种开关尖峰电压吸收电路。
背景技术
在高频开关电源中，功率开关在关断时由于漏电感的存在会产生尖峰电压，这样就可能损坏功率开关管，所以都需要用钳位电路加以抑制。由于RCD钳位电路结构简单经济易实现，因而在开关电路中RCD钳位电路更具有实用价值，常规RCD吸收电路如图1所示。在反激变换器的应用中，由于工作频率是在高频，相应的吸收二极管也采用高频管。然而高频二极管所组成的RCD电路只能吸收漏电感的尖峰电压，对电路工作中出现的EMI问题改善不大，所以通常在小功率反激式电路中采用低频二极管来组成RCD钳位电路，这样的好处是既解决了开关管的尖峰电压吸收同时又可以改善EMI问题。但是由于把普通低频二极管使用在高频场合，部分低频二极管会出现不能承受高频工作而烧坏的情况，从而使RCD电路失效，并最终导致烧坏电路的功率开关管。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不能同时实现既能吸收漏电感的尖峰电压又能改善EMI问题的缺陷，提供一种既能吸收漏电感的尖峰电压又能改善EMI问题的开关尖峰电压吸收电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关尖峰电压吸收电路，包括开关管、与所述开关管连接的吸收单元、与所述吸收单元连接的电压转换单元；所述吸收单元包括第一电阻、第一电容、高频二极管和低频二极管，所述第一电阻和第一电容并联，所述高频二极管和低频二极管同向并联，所述第一电阻和第一电容并联的一端与所述电压转换单元的一端连接，并联的另一端与所述高频二极管和低频二极管同向并联的一端连接， 所述高频二极管和低频二极管同向并联的另一端分别与所述电压转换单元的另一端和所述开关管的一端连接。
在本实用新型所述的开关尖峰电压吸收电路中，所述开关管为MOS管，所述高频二极管的阳极和低频二极管的阳极连接后与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极接地。
在本实用新型所述的开关尖峰电压吸收电路中，所述电压转换单元包括变压器、第一二极管和第二电容；所述变压器的原边分别与所述第一电阻和第一电容并联的一端、所述高频二极管的阳极和低频二极管的阳极连接，所述变压器的副边分别与所述第一二极管的阳极和第二电容的一端连接，所述第一二极管的阴极和第二电容的另一端连接。
在本实用新型所述的开关尖峰电压吸收电路中，所述变压器原边中与所述高频二极管的阳极和低频二极管的阳极连接的一端、所述变压器副边中与所述第一二极管的阳极连接的一端是同名端。
在本实用新型所述的开关尖峰电压吸收电路中，所述吸收电路为无源吸收电路。
实施本实用新型的开关尖峰电压吸收电路，具有以下有益效果: 由于吸收单元中二极管采用高频二极管和低频二极管并联方式，结合两种二极管各自的特点，达到了既能吸收漏电感产生的尖峰电压，又能改善EMI特性，还能保证低频二极管安全可靠地工作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为背景技术中常规RCD吸收电路的结构示意图；
图2为本实用新型开关尖峰电压吸收电路一个实施例中的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型开关尖峰电压吸收电路实施例中，该开关尖峰电压吸收电路的结构示意图如图2所示。图2中，该开关尖峰电压吸收电路包括开关管Q1、吸收单元1和电压转换单元2，其中，吸收单元1与开关管Q1连接，电压转换单元2与吸收单元1连接；吸收单元1包括第一电阻R1、第一电容C1、高频二极管D2和低频二极管D3，第一电阻R1和第一电容C1并联，高频二极管D2和低频二极管D3同向并联（即高频二极管D2的阳极和低频二极管D3阳极连接，高频二极管D2的阴极和低频二极管D3阴极连接），第一电阻R1和第一电容C1并联的一端与电压转换单元2的一端连接，并联的另一端与高频二极管D2和低频二极管D3同向并联的一端连接，高频二极管D2和低频二极管D3同向并联的另一端分别与电压转换单元2的另一端和开关管Q1的一端连接。
本实施例中，开关管Q1为MOS管Q1，高频二极管D2的阳极和低频二极管D3的阳极连接后与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极接地。
本实施例中，电压转换单元2包括变压器T、第一二极管D1和第二电容C2；变压器T的原边分别与第一电阻R1和第一电容C1并联的一端、高频二极管D2的阳极和低频二极管D3的阳极连接，变压器T的副边分别与第一二极管D1的阳极和第二电容C2的一端连接，第一二极管D1的阴极和第二电容C2的另一端连接。变压器T原边中与高频二极管D2的阳极和低频二极管D3的阳极连接的一端、变压器T副边中与第一二极管D1的阳极连接的一端是同名端。
在常规的反激式变换电路中，当开关管导通时能量分别存储在主电感和漏电感中，当开关管关断时，主电感能量释放到负载而漏电感中的能量不能传递，漏电感能量瞬间与开关管的结电容形成高频振荡引起较高的电压尖峰。此时由于RCD吸收电路的存在，高频二极管快速导通，漏电感能量瞬时被吸收电容吸收，其尖峰电压迅速被箝位在一个较安全的电压值，然后这部分能量被电阻消耗，以备下一周期来临时吸收电容再次吸收漏电感能量。
当RCD电路采用低频二极管时，由于低频二极管响应速度较慢，个别器件在导通瞬间会形成一个很高的正向电压，引起较大的功率损耗和发热，会迅速使低频二极管发热烧毁。同时由于是低频二极管，所以一般不会控制正向导通速度这项参数，因此，很难保证在批量使用低频二极管时，个别开通速度较慢的低频二极管在使用一段时间后不会发热烧毁，尤其是在大功率反激变换器中使用低频二极管损坏会更加严重。
本实施例中的吸收单元1采用将高频二极管D2与低频二极管D3并联使用的方法，高频二极管D2由于其固有特性决定了其具有较快的导通速度，在吸收漏电感的尖峰电压会瞬时快速导通，弥补了低频二极管管D3由于导通慢而容易烧毁的问题，与低频二极管D3并联使用保证了低频二极管D3不会烧毁，同时利用了低频二极管D3反向恢复速度慢的特性，反向抽走第一电容C1（称之为吸收电容）的部分能量，使尖峰电压的振荡频率和幅值减小，达到了改善EMI的目的。
值得一提的是，在不考虑电路结构是否复杂、成本是否高的情况下，上述吸收单元1也可以改为有源吸收电路并且起到相同作用，但这时电路结构复杂、成本较高。
总之，在本实施例中，在吸收单元1中，吸收二极管采用高频二极管D2与低频二极管D3并联使用，实现尖峰电压的吸收，所以在大小功率反激变换电路中均能使用本实用新型的开关尖峰电压吸收电路来改善EMI问题，并且还能降低吸收二极管（高频二极管D2与低频二极管D3）的功率损耗。与常规RCD吸收电路相比，本实施例中的吸收单元1提高了电路的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种开关尖峰电压吸收电路，其特征在于，包括开关管、与所述开关管连接的吸收单元、与所述吸收单元连接的电压转换单元；所述吸收单元包括第一电阻、第一电容、高频二极管和低频二极管，所述第一电阻和第一电容并联，所述高频二极管和低频二极管同向并联，所述第一电阻和第一电容并联的一端与所述电压转换单元的一端连接，并联的另一端与所述高频二极管和低频二极管同向并联的一端连接， 所述高频二极管和低频二极管同向并联的另一端分别与所述电压转换单元的另一端和所述开关管的一端连接。
2.根据权利要求1所述的开关尖峰电压吸收电路，其特征在于，所述开关管为MOS管，所述高频二极管的阳极和低频二极管的阳极连接后与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极接地。
3.根据权利要求2所述的开关尖峰电压吸收电路，其特征在于，所述电压转换单元包括变压器、第一二极管和第二电容；所述变压器的原边分别与所述第一电阻和第一电容并联的一端、所述高频二极管的阳极和低频二极管的阳极连接，所述变压器的副边分别与所述第一二极管的阳极和第二电容的一端连接，所述第一二极管的阴极和第二电容的另一端连接。
4.据权利要求3所述的开关尖峰电压吸收电路，其特征在于，所述变压器原边中与所述高频二极管的阳极和低频二极管的阳极连接的一端、所述变压器副边中与所述第一二极管的阳极连接的一端是同名端。
5.根据权利要求1所述的开关尖峰电压吸收电路，其特征在于，所述吸收电路为无源吸收电路。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108233718A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-29 | 新日(无锡)发展有限公司 | 一种用于蓄电池的反激式开关电源 |
| CN112187032A (zh) * | 2019-07-04 | 2021-01-05 | 台达电子工业股份有限公司 | 电源供应装置及其操作方法 |
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- 2013-09-23 CN CN201320588852.8U patent/CN203522516U/zh not_active Expired - Lifetime
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