CN209805668U - 一种抑制mos管关断尖峰的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种抑制MOS管关断尖峰的电路，包括两路吸收电路和控制吸收电路，其中一路吸收电路在吸收MOS关断尖峰时会分流至控制吸收电路对关断尖峰进行分流吸收，同时触发另一路吸收电路吸收MOS管关断尖峰，在MOS管导通时两个吸收电路均会对MOS管进行能量反馈，从而实现对MOS管的关断尖峰进行多路、多级吸收，控制吸收电路也能够对关断尖峰进行分流吸收，从而使MOS管的关断尖峰得到极大的抑制，同时在MOS管导通时两个吸收单元能够对MOS管进行多路能量反馈，从而保持MOS管稳定工作。

Description

一种抑制MOS管关断尖峰的电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源的技术领域，尤其是涉及一种抑制MOS管关断尖峰的电路。

背景技术

开关模式电源，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，使电源供应器的一种。

在开关电源中常常会用到MOS管，通过MOS管的导通关断特性实现电压的转换，在电压转换的的过程中MOS管也会工作在高频的导通和关断的过程中，由于MOS管关断瞬间会产生关断尖峰，这个关断尖峰会影响MOS管本身和其所在电路的其他部分的正常工作。

现有的抑制MOS管关断尖峰的电路大多结构简单，无法有效的吸收MOS管的关断尖峰，也不能有效的进行能量反馈。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其优点在于能够有效的抑制MOS管的关断尖峰和对MOS管进行能量反馈。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种抑制MOS管关断尖峰的电路，包括：

第一吸收单元，耦接所述MOS管且响应于MOS管的导通和关断输出不同的触发信号，当MOS管关断时吸收关断尖峰，当MOS管导通时对MOS管进行能量反馈；

控制吸收电路，耦接所述第一吸收单元和所述MOS管且响应于所述触发信号并输出第二控制信号，当MOS管关断时吸收关断尖峰；

第二吸收单元，耦接所述MOS管和所述控制吸收电路，响应于所述第二控制信号，当第一吸收单元吸收关断尖峰时第二吸收单元延时吸收关断尖峰，当第一吸收单元对MOS管进行能量反馈时第二吸收单元对MOS管也进行能量反馈。

通过采用上述技术方案，由于第二吸收电路的吸收条件是受第一开关单元输出的触发信号控制的，故第一吸收单元和第二吸收单元的吸收作用会有先后区别，通过两个吸收单元对MOS管的关断尖峰进行多路、多级吸收，控制吸收电路也能够对关断尖峰进行分流吸收，从而使MOS管的关断尖峰得到极大的抑制，同时在MOS管导通时两个吸收单元能够对MOS管进行多路能量反馈，从而保持MOS管稳定工作。

作为本实用新型的改进，所述第一吸收单元包括串接于所述MOS管的源极和漏极之间的第一吸收电容和第一固定电阻，第一吸收电容和第一固定电阻耦接的节点输出所述触发信号。

作为本实用新型的改进，所述控制吸收电路包括：

开关控制电路，耦接所述第一吸收单元和所述MOS管且响应于所述触发信号并输出第一控制信号，同时对MOS管的关断尖峰进行分流；

RCD吸收电路，耦接所述开关控制电路和所述MOS管且响应于所述第一控制信号并输出所述第二控制信号，同时吸收部分第一控制信号。

作为本实用新型的改进，所述开关控制电路包括：

第一开关单元，耦接所述第一吸收单元和所述MOS管且响应于所述触发信号并输出开关信号；

第二开关单元，耦接所述第一开关单元且响应于所述开关信号并输出所述第一控制信号。

作为本实用新型的改进，所述第一开关单元设置为第一三极管，所述第一三极管基极所述第一吸收单元且接收所述触发信号，集电极输出所述开关信号，发射极耦接所述MOS管的源极。

作为本实用新型的改进，所述第二开关单元包括第二固定电阻、第二三极管和钳位二极管，所述第二三极管集电极耦接电源，发射极输出所述第二控制信号，基极耦接所述第一开关单元且接收所述第一开关信号，所述第二固定电阻并联于所述第二三极管的基极和集电极两端，所述钳位二极管并联于所述第二三极管的基极和发射极两端，钳位二极管阳极与第二三极管发射极耦接。

作为本实用新型的改进，所述RCD吸收电路包括依次串联连接的支路吸收电容、第一吸收电阻和第二吸收电阻，所述支路吸收电容耦接所述开关控制电路且接收所述第一控制信号，所述第二吸收电阻耦接所述MOS 管的漏极，所述第一吸收电阻和第二吸收电阻耦接的节点输出所述第二控制信号。

作为本实用新型的改进，所述第一吸收电阻两端并联有第二短路二极管，所述第二短路二极管阳极耦接第一吸收电阻靠近第二吸收电阻的一端；所述第二吸收电阻两端并联有第一短路二极管，所述第一短路二极管阳极耦接第二吸收电阻靠近第一吸收电阻的一端。

作为本实用新型的改进，所述第二吸收单元包括串接于所述MOS管的源极和漏极之间的第二吸收电容和开关MOS管，所述开关MOS管的栅极耦接所述控制吸收电路且响应于所述第二控制信号。

作为本实用新型的改进，所述第二吸收单元与所述控制吸收电路耦接的节点设置有一上拉电阻。

作为本实用新型的改进，所述第二吸收单元与所述控制吸收电路耦接的节点设置有一抑制电容。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：通过两路吸收单元实现了对MOS管的关断尖峰的多路、多级吸收，同时还实现了对MOS管的能量反馈，抑制关断尖峰的效果较好，同时能量反馈能够使MOS管的工作状态更为稳定。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中，1、第一吸收单元；2、第二吸收单元；3、开关控制单元；31、第一开关单元；32、第二开关单元；4、RCD吸收电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，一种抑制MOS管关断尖峰的电路，包括：

NMOS管Q2，为本电路的一个实施例中所要抑制关断尖峰的MOS管。NMOS管Q2栅极接高频方波以使其本身为高频通断状态，在NMOS管Q2关断时，其漏极会产生关断尖峰。

第一吸收单元1，耦接NMOS管Q2且用于吸收NMOS管Q2的关断尖峰，输出触发信号。

具体的，第一吸收单元1包括串接于NMOS管Q2的源极和漏极之间的电容C1和固定电阻R1，电容C1靠近NMOS管Q2的漏极设置，电容C1和固定电阻R1输出上述触发信号。当NMOS管Q2产生关断尖峰时，其漏极为电容C1充电，电容C1另一端放电，触发信号表现为高电平，当NMOS管Q2导通时，充满电的电容C1通过NMOS管Q2和固定电阻R1放电，触发信号表现为低电平，电容C1放电经过NMOS管Q2的过程中会对NMOS管Q2补电，实现能量反馈。

开关控制单元3，耦接第一吸收单元1且接收上述触发信号，输出第一控制信号。

具体的，开关控制单元3包括第一开关单元31和第二开关单元32。

第一开关单元31设置为设置为三极管U2。三极管U2设置为NPN型，基极耦接第一吸收单元1且接收上述触发信号，发射极耦接NMOS管Q2的源极，集电极输出开关信号。第一开关单元31集电极通过第一开关单元31耦接电源，当三极管U2导通时开关信号为低电平信号，当三极管U2截止时开关信号为低电平信号。

第二开关单元32包括固定电阻R4、三极管U1、二极管D4。三极管U1设置为NPN型，基极耦接第一开关单元31且接收上述开关信号，集电极耦接电源，发射极输出上述第一控制信号。固定电阻R4并联连接在三极管U1的基极和集电极之间，二极管D4的阳极和阴极分别与与三极管U1的发射极和基极耦接。

在触发信号为高电平时，三极管U2导通，三极管U1的基极通过三极管U2与NMOS管Q2的源极耦接，开关信号为低电平，三极管U1不导通，三极管U1的发射极顺序通过二极管D4、三极管U2与NMOS管Q2的源极耦接，第一控制信号为低电平。在触发信号为低电平时，三极管U2关断，三极管U1的基极通过固定电阻R4与电源耦接，开关信号为高电平，三极管U1导通，三极管U1的发射极通过经过集电极与电源耦接，第一控制信号为高电平。

RCD吸收电路4，依次串联连接的电容C3、固定电阻R2和固定电阻R3，电容C3耦接开关控制单元3且接收上述第一控制信号，固定电阻R3耦接NMOS管Q2的源极。固定电阻R2和固定电阻R3耦接的节点输出第二控制信号。固定电阻R2并联连接有二极管D3，二极管D3的阴极耦接电容C3靠近固定电阻R2的一端。固定电阻R3两端并联连接有二极管D2，二极管D2的阴极耦接固定电阻R3远离固定电阻R2的一端。

第二控制信号是第一控制信号经过RCD模块吸收后输出的信号，故第二控制信号与第一控制信号电位相同，但第二控制信号的有效值小于第一控制信号的有效值。

第二吸收单元2，包括串接于NMOS管Q2的源极和漏极之间的电容C2和PMOS管Q1。电容C2耦接NMOS管Q2的漏极。PMOS管Q1的源极耦接NMOS管Q2的源极，栅极耦接RCD吸收电路4且接收上述第二控制信号，漏极耦接电容C2。当第二控制信号为高电平信号时，PMOS管Q1导通，相当于电容C2并联在NMOS管Q2的源极和漏极之间，电容C2能够吸收NMOS管Q2的关断尖峰；当第二控制信号为低电平信号时，PMOS管Q1关断，PMOS管Q1漏极产生关断尖峰并向电容C2充电，从而使电容C2的另一端向NMOS管Q2放电，实现能量反馈。

进一步的，在RCD吸收电路4和第二吸收单元2之间设置有固定电阻R5，固定电阻R5的存在会进一步吸收经过其本身的信号，以对NMOS管Q2的关断尖峰进一步抑制。可以理解的，由于经过固定电阻R5的信号是高频信号，所以固定电阻R5也可设置为电容。

具体工作过程中：在NMOS管Q2的高频关断过程中，电容C1会高频充放电，NMOS管Q2关断时产生关断尖峰对电容C1充电，电容C1吸收NMOS管Q2的关断尖峰，当NMOS管Q2导通时电容C1放电并将能量反馈至NMOS管Q2中，在电容C1的充放电过程中，部分电流会经过开关控制模块和RCD吸收电路4的处理和吸收，输入到PMOS管Q1的栅极，在此过程中会进一步对NMOS管Q2的关断尖峰进行吸收，同时触发PMOS管Q1高频通断，NMOS管Q2关断时PMOS管Q1导通，NMOS管Q2产生关断尖峰对电容C2充电，电容C2吸收NMOS管Q2的关断尖峰，NMOS管Q2导通时PMOS管Q1关断，PMOS管Q1产生关断尖峰对电容C2充电，电容C2通过NMOS管Q2进行放电实现能量反馈。

本实用新型不仅实现了对MOS管的关断尖峰的多路、多级吸收，同时还实现了对MOS管的能量反馈，抑制关断尖峰的效果较好，同时能量反馈能够使MOS管的工作状态更为稳定。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抑制MOS管关断尖峰的电路，包括：

第一吸收单元(1)，耦接所述MOS管且响应于MOS管的导通和关断输出不同的触发信号，当MOS管关断时吸收关断尖峰，当MOS管导通时对MOS管进行能量反馈；

控制吸收电路，耦接所述第一吸收单元(1)和所述MOS管且响应于所述触发信号并输出第二控制信号，当MOS管关断时吸收关断尖峰；

第二吸收单元(2)，耦接所述MOS管和所述控制吸收电路，响应于所述第二控制信号，当第一吸收单元(1)吸收关断尖峰时第二吸收单元(2)延时吸收关断尖峰，当第一吸收单元(1)对MOS管进行能量反馈时第二吸收单元(2)对MOS管也进行能量反馈。

2.根据权利要求1所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述第一吸收单元(1)包括串接于所述MOS管的源极和漏极之间的第一吸收电容和第一固定电阻，第一吸收电容和第一固定电阻耦接的节点输出所述触发信号。

3.根据权利要求1所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述控制吸收电路包括：

开关控制电路，耦接所述第一吸收单元(1)和所述MOS管且响应于所述触发信号并输出第一控制信号，同时对MOS管的关断尖峰进行分流；

RCD吸收电路(4)，耦接所述开关控制电路和所述MOS管且响应于所述第一控制信号并输出所述第二控制信号，同时吸收部分第一控制信号。

4.根据权利要求3所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述开关控制电路包括：

第一开关单元(31)，耦接所述第一吸收单元(1)和所述MOS管且响应于所述触发信号并输出开关信号；

第二开关单元(32)，耦接所述第一开关单元(31)且响应于所述开关信号并输出所述第一控制信号。

5.根据权利要求4所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述第一开关单元(31)设置为第一三极管，所述第一三极管基极所述第一吸收单元(1)且接收所述触发信号，集电极输出所述开关信号，发射极耦接所述MOS管的源极。

6.根据权利要求5所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述第二开关单元(32)包括第二固定电阻、第二三极管和钳位二极管，所述第二三极管集电极耦接电源，发射极输出所述第二控制信号，基极耦接所述第一开关单元(31)且接收所述第一开关信号，所述第二固定电阻并联于所述第二三极管的基极和集电极两端，所述钳位二极管并联于所述第二三极管的基极和发射极两端，钳位二极管阳极与第二三极管发射极耦接。

7.根据权利要求3所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述RCD吸收电路(4)包括依次串联连接的支路吸收电容、第一吸收电阻和第二吸收电阻，所述支路吸收电容耦接所述开关控制电路且接收所述第一控制信号，所述第二吸收电阻耦接所述MOS 管的漏极，所述第一吸收电阻和第二吸收电阻耦接的节点输出所述第二控制信号。

8.根据权利要求7所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述第一吸收电阻两端并联有第二短路二极管，所述第二短路二极管阳极耦接第一吸收电阻靠近第二吸收电阻的一端；所述第二吸收电阻两端并联有第一短路二极管，所述第一短路二极管阳极耦接第二吸收电阻靠近第一吸收电阻的一端。

9.根据权利要求1所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述第二吸收单元(2)包括串接于所述MOS管的源极和漏极之间的第二吸收电容和开关MOS管，所述开关MOS管的栅极耦接所述控制吸收电路且响应于所述第二控制信号。

10.根据权利要求1所述的一种抑制MOS管关断尖峰的电路，其特征在于：所述第二吸收单元(2)与所述控制吸收电路耦接的节点设置有一上拉电阻或抑制电容。