CN210327384U - 一种boost拓扑结构中多个nmos单管并联时动态开关均流的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路，包括：驱动源；第一NMOS管，其栅极通过第一电阻与所述驱动源连接，其源极接地；第一二极管，其正极与所述第一NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；第一耦合电感，其一同名端与输入端连接，另一端与所述第一NMOS管的漏极连接；第二NMOS管，其栅极通过第二电阻与所述驱动源连接，其源极接地；第二二极管，其正极与所述第二NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；第二耦合电感，其一同名端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端与所述第二NMOS管的漏极连接。通过上述方式，本实用新型能够使得多个MOS管并联时在动态过程中达到均流，有效提高MOS管在动态开关期间的可靠性，且降低成本。

Description

一种BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的 电路

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路。

背景技术

石油是一种不可再生的能源，为可持续发展，世界各个国家都在积极寻找清洁的新能源代替代原石油能源，我国是能源消耗大国，尤其是在汽车行业，新能源汽车目前处于使用锂电池替代汽油作为动力来源，但是锂电池的生产仍然对坏境有着很大的污染，为此氢能源逐渐脱颖而出，氢能源在今年的年初被写入政府工作报告。

氢能源在汽车中的应用是氢气与空气中的氧气通过催化剂的化学反应产生电能，电能然后驱动电机，产生电能的系统或者装置叫氢燃料电池系统，由于氢燃料电池产生电能的输出电压偏低，而驱动电机所需的电压较高，然而其中间需要DC-DC升压(BOOST)转换器，此电压转换器叫做氢燃料电池DC-DC升压转换器。

由于汽车的空间有限，需求的功率较大，使得氢燃料电池DC-DC升压转换器具有体积小、功率密度大的特点，这就需要高频的功率器件和高频的控制技术。其中，高频功率器件如果采用功率半导体模块，那么不利于高频化和成本降低，采用通用功率半导体单管，那么就需要多个功率半导体单管并联。

众所周知，功率半导体MOS管的导通电阻和线路电阻具有正温度系数的特点，使得多个MOS管并联成为可能，MOS管并联需要考虑动态均流和静态均流，MOS管在开关过程中，静态均流根据MOS管的导通电阻和线路电阻具有正温度系数的特点从而达到均流，但是在开的过程和关的过程中其作用时间较短，动态过程的均流不像静态那样均流，严重影响MOS管关断可靠性。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路，能够使得在动态开关过程中达到均流，有效提高MOS管在动态开关期间的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路，包括：驱动源；第一NMOS管，其栅极通过第一电阻与所述驱动源连接，其源极接地；第一二极管，其正极与所述第一NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；第一耦合电感，其一同名端与输入端连接，另一端与所述第一NMOS管的漏极连接；第二NMOS管，其栅极通过第二电阻与所述驱动源连接，其源极接地；第二二极管，其正极与所述第二NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；第二耦合电感，其一同名端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端与所述第二NMOS管的漏极连接。

进一步的，还包括：第三NMOS管，其栅极通过第三电阻与所述驱动源连接，其源极接地；第三二极管，其正极与所述第三NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；第三耦合电感，其一同名端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端与所述第三NMOS管的漏极连接。

进一步的，还包括：电容，其一端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端接地。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型所公开的BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路包括：驱动源；第一NMOS管，其栅极通过第一电阻与所述驱动源连接，其源极接地；第一二极管，其正极与所述第一NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；第一耦合电感，其一同名端与输入端连接，另一端与所述第一NMOS管的漏极连接；第二NMOS管，其栅极通过第二电阻与所述驱动源连接，其源极接地；第二二极管，其正极与所述第二NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；第二耦合电感，其一同名端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端与所述第二NMOS管的漏极连接。通过上述方式，本实用新型能够使得多个MOS单管并联时在动态开关过程中达到均流，有效提高MOS管在动态开关期间的可靠性，且降低成本。

附图说明

图1是本实用新型BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，该BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路包括驱动源10、第一NMOS管Q1、第一二极管D1、第一耦合电感L1、第二NMOS管Q2、第二二极管D2和第二耦合电感L2。

驱动源10能够产生脉冲(如PWM)。

第一NMOS管Q1的栅极通过第一电阻R1与驱动源10连接，第一NMOS管Q1的源极接地GND。

第一二极管D1的正极与第一NMOS管Q1的漏极连接，第一二极管D1的负极与输出端U2连接。

第一耦合电感L1的一同名端(即第一耦合电感L1的一端)与输入端U1连接，第一耦合电感L1另一端与第一NMOS管Q1的漏极连接。

第二NMOS管Q2的栅极通过第二电阻R2与驱动源10连接，第二NMOS管Q2的源极接地GND。

第二二极管D2的正极与第二NMOS管Q2的漏极连接，第二二极管D2的负极与输出端U2连接。

第二耦合电感L2的一同名端(即第二耦合电感L2的一端)与第一耦合电感L1的一同名端连接，第二耦合电感L2的另一端与第二NMOS管Q2的漏极连接。

应理解，在MOS管并联时即使存在开通时间差和关断时间差，由于上述两个耦合电感同相耦合，且耦合系数小于1，那么在此时间差存在漏感将限制MOS管在动态开关期间其电流的变化量，从而实现MOS管在并联时在开启时和关断时实现动态均流的目的。

进一步的，该该BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态均流的电路还包括第三NMOS管Q3、第三二极管D3和第三耦合电感L3。

第三NMOS管Q3的栅极通过第三电阻R3与驱动源10连接，第三NMOS管Q3的源极接地GND。

第三二极管D3的正极与第三NMOS管Q3的漏极连接，第三二极管D3的负极与输出端U2连接。

第三耦合电感L3的一同名端(即第三耦合电感L3的一端)与第一耦合电感L1的一端连接，第三耦合电感L3的另一端与第三NMOS管Q3的漏极连接。

应理解，在MOS管并联时即使存在开通时间差和关断时间差，由于上述三个耦合电感的的同相耦合，且耦合系数小于1，那么在此时间差存在漏感将限制三个MOS管在动态开关期间其电流的变化量从而实现多个MOS单管在并联时在开启时和关断时实现动态均流的目的。

进一步的，该该BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路还包括电容C，电容C的一端与第一耦合电感L1的一同名端连接，电容C的另一端接地。应理解，电容C主要是起到过滤作用。

应理解，本实施例NMOS管、二极管和耦合电感的数量是一一对应的，即本实施例并不限定该电路包括2个耦合电感或3个耦合电感，只要电路中涉及有多少个NMOS管，就存在多少个耦合电感和多少个二极管。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种BOOST拓扑结构中多个NMOS单管并联时动态开关均流的电路，其特征在于，包括：

驱动源；

第一NMOS管，其栅极通过第一电阻与所述驱动源连接，其源极接地；

第一二极管，其正极与所述第一NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；

第一耦合电感，其一同名端与输入端连接，另一端与所述第一NMOS管的漏极连接；

第二NMOS管，其栅极通过第二电阻与所述驱动源连接，其源极接地；

第二二极管，其正极与所述第二NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；

第二耦合电感，其一同名端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端与所述第二NMOS管的漏极连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：

第三NMOS管，其栅极通过第三电阻与所述驱动源连接，其源极接地；

第三二极管，其正极与所述第三NMOS管的漏极连接，其负极与输出端连接；

第三耦合电感，其一同名端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端与所述第三NMOS管的漏极连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，还包括：

电容，其一端与所述第一耦合电感的一同名端连接，另一端接地。

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