关断能量回收方法及电路技术

本发明专利技术提供一种关断能量回收的方法和电路，其中，关断能量回收电路，包括电容C1、二极管D1和DC‑DC变换器，DC‑DC变换器由反激电路构成，反激电路包括变压器T1、变压器T1的原边绕组所形成的原边电路及变压器T1的副边绕组所形成的副边电路；其中，二极管D1的阳极引出作为关断能量回收电路的第一输入端，用于与功率开关管的一端连接；二极管D1的阴极与电容C1的正极连接，电容C1的负极引出作为关断能量回收电路的第二输入端，用于与功率开关管的另一端连接；电容C1的两端还与反激电路的原边电路连接，反激电路的副边电路的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端连接。

Shut off energy recovery method and circuit

The invention provides a method and a circuit, a shutdown of energy recovery, turn off energy recovery circuit comprises a capacitor, C1, diode D1 and DC DC converter DC DC converter by flyback circuit, the secondary circuit formed the primary winding of the flyback circuit comprises a transformer, T1 transformer T1 of the primary circuit and the secondary winding of the transformer T1; the anode of the diode D1 leads as first input off energy recovery circuit, is connected to a power switch tube end; anode cathode and capacitor C1 diode D1 connected, negative capacitance C1 leads as second input shutdown an energy recovery circuit, for the other end of the pipe is connected with the power switch; both ends of the capacitor C1 is connected with the primary circuit of flyback circuit, a flyback circuit secondary circuit output leads off as energy recovery The output end of the circuit is used to connect with the external power supply.

【技术实现步骤摘要】
关断能量回收方法及电路
本专利技术涉及一种开关关断能量回收方法及电路，特别涉及不对称半桥反激电路的主开关管关断能量的回收方法及电路。
技术介绍
现有不对称半桥反激电路的主开关管(即功率开关管)作为电子开关(以下简称为开关)，在开通或关断时，在电压和电流的交叠区会产生损耗。传统的方法一般是修改电路参数，降低开关损耗。该方法通用性差。不对称半桥反激电路由于其励磁电流可反向，因此可以实现零电压开通，从而降低开通损耗。但不对称半桥反激电路的主功率管在关断时电流大，因此关断损耗大，发热严重，不利于电源模块的小型化。可以通过传统的方法修改电路参数，降低关断能量，从而降低开关的关断损耗。但该方法降低损耗的幅度有限，而且会影响开关的开通过程，可能会破坏零电压开通的条件。另一个比较简单的降低关断损耗的方法，就是给开关并联一个电容，通过电容降低开关关断过程中的电压上升速度，降低电压和电流的交叠区域，从而降低关断损耗。但该方法会对开关的开通过程有影响，对于不对称半桥反激电路来说，在主开关管并联电容后，实现零电压开通的难度增大，要实现零电压开通，就要增大反向励磁电流，辅开关管的关断损耗以及变压器损耗就会随之上升。所以，目前不对称半桥反激电路的主开关管关断能量的回收控制，存在以下问题：(1)主开关管关断损耗大，不利于电源模块的小型化；(2)若通过给主开关并联电容，虽然减小主开关的关断损耗，但该方法会对开关的开通过程有影响，会增加辅开关管的关断损耗，且会增加零电压开通的难度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题之一是克服现有方法的不足，提供一种关断能量回收的方法，将开关关断过程的能量储存到电容中，减小开关关断损耗，并将存储的能量返回到外部供电端，提高整个系统的效率，同时，添加的模块不影响开关的开通过程。对应地，本专利技术要解决的技术问题之二是提供一种开关关断能量回收电路。本专利技术解决上述技术问题的方法专利技术构思如下：一种开关关断能量回收方法，利用储能环节存储开关关断的能量，并采用能量反馈环节将储能环节的能量返回到外部供电端，同时加入单向导通环节，使得添加的关断能量回收模块不影响开关的开通过程。对应地，本专利技术解决上述技术问题的产品专利技术构思如下：一种开关关断能量回收电路，其特征在于，利用电容存储开关关断的能量，并采用开关电源将储能环节的能量返回到外部供电端，同时加入二极管，使得添加的关断能量回收模块不影响开关的开通过程。具体地，本专利技术提供一种关断能量回收电路，适用于功率开关管的关断能量回收控制，包括电容C1、二极管D1和DC-DC变换器，DC-DC变换器由反激电路构成，反激电路包括变压器T1、变压器T1的原边绕组所形成的原边电路及变压器T1的副边绕组所形成的副边电路；其中，二极管D1的阳极引出作为关断能量回收电路的第一输入端，用于与功率开关管的一端连接；二极管D1的阴极与电容C1的正极连接，电容C1的负极引出作为关断能量回收电路的第二输入端，用于与功率开关管的另一端连接；电容C1的两端还与反激电路的原边电路连接，反激电路的副边电路的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端连接。优选地，所述反激电路的原边电路还包括开关G1，副边电路还包括二极管D2；其中，电容C1的正极与变压器T1原边绕组的异名端连接，变压器T1原边绕组的同名端与开关G1的漏极连接，开关G1的源极与电容C1的负极连接；变压器T1副边绕组的同名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极引出作为关断能量回收电路的第一输出端，用于与外部供电端的正极连接；变压器T1副边绕组的异名端引出作为关断能量回收电路的第二输出端，用于与外部供电端的负极连接。优选地，储能环节的电容C1选用具有压电效应的电容，即随着电压上升，电容容量下降的电容。本专利技术还提供一种关断能量回收电路，适用于功率开关管的关断能量回收控制，包括储能模块、单向导通模块和能量反馈模块，单向导通模块与储能模块串联后形成串联支路，串联支路的两端引出作为关断能量回收电路的输入端，用于与功率开关管并联；能量反馈模块的输入端与储能模块并联，能量反馈模块的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端并联。优选地，所述储能模块由电容C1构成；所述单向导通模块，由二极管D1构成；所述能量反馈模块，由DC-DC变换器构成，DC-DC变换器为反激电路，包括变压器T1、变压器T1的原边绕组所形成的原边电路及变压器T1的副边绕组所形成的副边电路；其中，二极管D1的阳极引出作为关断能量回收电路的第一输入端，用于与功率开关管的一端连接；二极管D1的阴极与电容C1的正极连接，电容C1的负极引出作为关断能量回收电路的第二输入端，用于与功率开关管的另一端连接；电容C1的两端还与反激电路的原边电路连接，反激电路的副边电路的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端连接。优选地，所述反激电路的原边电路还包括开关G1，副边电路还包括二极管D2；其中，电容C1的正极与变压器T1原边绕组的异名端连接，变压器T1原边绕组的同名端与开关G1的漏极连接，开关G1的源极与电容C1的负极连接；变压器T1副边绕组的同名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极引出作为关断能量回收电路的第一输出端，用于与外部供电端的正极连接；变压器副边绕组的异名端引出作为关断能量回收电路的第二输出端，用于与外部供电端的负极连接。对应地，本专利技术再提供一种关断能量回收方法，适用于功率开关管的关断能量回收控制，包括如下步骤，储能步骤，当功率开关管从导通变成关断时，二极管D1导通，使原来在功率开关管上的关断能量转移到二极管D1和电容C1构成的串联支路，电容C1通过二极管D1对关断能量进行储能；能量反馈步骤，在功率开关管关断时，反激电路的开关G1也是断开的，关断能量通过反激电路由原边电路传递至副边电路，用以通过副边电路将关断能量回馈至外部供电端；单向导通步骤，当功率开关管从关断变成导通时，二极管D1关断与电容C1所构成的串联支路，使得电容C1不影响功率开关管的开通过程。优选地，所述开关G1和开关S1是同时开通，但开关G1的导通时间是固定的，在开关G1导通结束后，励磁电感Lm1就通过二极管D2释放能量到外部供电端，而省去了二极管D1为励磁电感Lm1电流续流的过程。本专利技术还提供一种关断能量回收方法，适用于功率开关管的关断能量回收控制，包括如下步骤，储能步骤，当功率开关管从导通变成关断时，单向导通模块处于导通状态，使原来在功率开关管上的电流转移到单向导通模块与储能模块串联后形成的串联支路，储能模块通过单向导通模块对关断能量进行储能；能量反馈步骤，在功率开关管关断时，反激电路传递能量，即反激电路通过变压器T1将关断能量由原边传递至副边，用以通过副边电路将关断能量回馈至外部供电端；单向导通步骤，当功率开关管从关断变成导通时，单向导通模块处于关断状态，以关断储能模块与功率开关管的通路，使得储能模块不影响功率开关管的开通过程。优选地，所述储能模块由电容C1构成；单向导通模块，由二极管D1构成；能量反馈模块，由反激电路构成，反激电路包括变压器T1、变压器T1的原边绕组所形成的原边电路及变压器T1的副边绕组所形成的副边电路，原边电路包括开关G1，副边电路包括二极管D2；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关断能量回收电路，适用于功率开关管的关断能量回收控制，其特征在于：包括电容C1、二极管D1和DC‑DC变换器，DC‑DC变换器由反激电路构成，反激电路包括变压器T1、变压器T1的原边绕组所形成的原边电路及变压器T1的副边绕组所形成的副边电路；其中，二极管D1的阳极引出作为关断能量回收电路的第一输入端，用于与功率开关管的一端连接；二极管D1的阴极与电容C1的正极连接，电容C1的负极引出作为关断能量回收电路的第二输入端，用于与功率开关管的另一端连接；电容C1的两端还与反激电路的原边电路连接，反激电路的副边电路的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端连接。

【技术特征摘要】
1.一种关断能量回收电路，适用于功率开关管的关断能量回收控制，其特征在于：包括电容C1、二极管D1和DC-DC变换器，DC-DC变换器由反激电路构成，反激电路包括变压器T1、变压器T1的原边绕组所形成的原边电路及变压器T1的副边绕组所形成的副边电路；其中，二极管D1的阳极引出作为关断能量回收电路的第一输入端，用于与功率开关管的一端连接；二极管D1的阴极与电容C1的正极连接，电容C1的负极引出作为关断能量回收电路的第二输入端，用于与功率开关管的另一端连接；电容C1的两端还与反激电路的原边电路连接，反激电路的副边电路的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端连接。2.根据权利要求1所述的关断能量回收电路，其特征在于：所述反激电路的原边电路还包括开关G1，副边电路还包括二极管D2；其中，电容C1的正极与变压器T1原边绕组的异名端连接，变压器T1原边绕组的同名端与开关G1的漏极连接，开关G1的源极与电容C1的负极连接；变压器T1副边绕组的同名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极引出作为关断能量回收电路的第一输出端，用于与外部供电端的正极连接；变压器T1副边绕组的异名端引出作为关断能量回收电路的第二输出端，用于与外部供电端的负极连接。3.根据权利要求1所述的关断能量回收电路，其特征在于：所述电容C1，选用具有压电效应的电容，即随着电压上升，电容容量下降的电容。4.一种关断能量回收电路，适用于功率开关管的关断能量回收控制，其特征在于：包括储能模块、单向导通模块和能量反馈模块，单向导通模块与储能模块串联后形成串联支路，串联支路的两端引出作为关断能量回收电路的输入端，用于与功率开关管并联；能量反馈模块的输入端与储能模块并联，能量反馈模块的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端并联。5.根据权利要求4所述的关断能量回收电路，其特征在于：所述储能模块由电容C1构成；所述单向导通模块，由二极管D1构成；所述能量反馈模块，由DC-DC变换器构成，DC-DC变换器为反激电路，包括变压器T1、变压器T1的原边绕组所形成的原边电路及变压器T1的副边绕组所形成的副边电路；其中，二极管D1的阳极引出作为关断能量回收电路的第一输入端，用于与功率开关管的一端连接；二极管D1的阴极与电容C1的正极连接，电容C1的负极引出作为关断能量回收电路的第二输入端，用于与功率开关管的另一端连接；电容C1的两端还与反激电路的原边电路连接，反激电路的副边电路的输出端引出作为关断能量回收电路的输出端，用于与外部供电端连接。6.根据权利要求5所述的关断能量回收电路，其特征在于：所述反激电路的原边电路还包括开关G1，副边电路还包括二极管D2；其中，电容C1的正极与变压器T1原边绕组的异名端连接，变压器T1原边绕组的同名端与开关G...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志燊，尹向阳，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44