谐振转换器、整流器以及相应设备制造技术

技术编号:22170429 阅读:26 留言:0更新日期:2019-09-21 12:05
本公开提供了谐振转换器、整流器以及相应的设备。各种实施例提供了包括同步整流驱动器的谐振转换器。同步整流驱动器通过在晶体管的漏极与谐振转换器的输出端子之间放置有源钳位器来减小在谐振转换器内的晶体管的漏极上的电压尖峰。有源钳位器通过将在晶体管的漏极处的电流吸收到输出电容器来减少电压尖峰。通过将电流吸收到输出端子,功率损耗被最小化,并且谐振转换器的效率得到改善。

Resonant Converter, Rectifier and Corresponding Equipment

【技术实现步骤摘要】
谐振转换器、整流器以及相应设备
本公开针对用于谐振转换器和其他拓扑的同步整流驱动器。
技术介绍
一般地,谐振转换器将具有第一电压电平的输入电压转换成具有第二电压电平的输出电压,并且调节用于负载的输出电压。谐振转换器通常被用于为电子设备(诸如用于电视、计算机和移动设备的显示器)供电。谐振转换器是高效的,并且对于具有功率限制的应用(诸如电池操作的设备)已经变得越来越普及了。许多谐振转换器包括整流器,整流器利用多个晶体管以将交流(AC)信号转换成直流(DC)信号。电压尖峰通常被生成在晶体管的漏极上,并且有时可能损坏谐振转换器。这些电压尖峰可能由于各种原因引起,诸如由于整流器的延迟关断以及谐振转换器高于谐振的操作导致的电流反转以及晶体管的体二极管恢复时间。
技术实现思路
为解决上述现有技术的不足,本公开了提供以下解决办法。本公开针对包括同步整流驱动器的谐振转换器。同步整流驱动器通过在晶体管的漏极与谐振转换器的输出端子之间放置有源钳位器来减小在谐振转换器内的晶体管的漏极上的电压尖峰。有源钳位器通过将在晶体管的漏极处的电流吸收到谐振转换器的输出端子来减少电压尖峰。附加地,通过将电流吸收到输出端子,功率损耗被最小化,并且谐振转换器的效率得到改善。根据一个实施例,谐振转换器包括输入端子、输出端子、开关网络、谐振回路、变压器、整流器、以及输出电容器。开关网络是半桥,半桥在输出端子处接收输入电压,使用输入电压生成方波,并且将方波提供给谐振回路。谐振回路接收由开关网络所生成的方波信号,并且基于方波信号来生成交流(AC)信号。变压器在变压器的初级侧上接收来自谐振回路的AC信号,并且将AC信号传递到变压器的次级侧。整流器从变压器的次级侧接收信号,将AC信号转换成直流(DC)信号,并且将DC信号提供给输出电容器。输出电容器被电耦合到输出端子。输出电容器确保输出电压保持稳定、并且针对负载被适当调节。根据一个实施例,整流器包括第一晶体管、第二晶体管、以及具有有源钳位器的同步整流驱动器。同步整流驱动器包括:第一输入,第一输入被电耦合到第一晶体管的漏极;第二输入,第二输入被电耦合到第二晶体管的漏极;第一输出,第一输出被电耦合到第一晶体管的栅极;第二输出,第二输出被电耦合到第二晶体管的栅极;以及第三输出,第三输出被电耦合到输出电容器。有源钳位器通过吸收在晶体管的漏极处的电流来将整流器内的晶体管的漏极上的电压限制到期望的值。有源钳位器恢复并且使用钳位电流,以对输出电容器充电。根据一个实施例,有源钳位器包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、晶体管、第一电阻器、第二电阻器、以及电容器。第三二极管、第四二极管以及晶体管形成钳位模块,该钳位模块实施了有源钳位器电路,以用于在整流器的晶体管的漏极处吸收钳位电流。第一二极管、第二二极管、第一电阻器、第二电阻器、以及电容器形成阈值设定模块,该阈值设定模块设定用于钳位模块的阈值。根据一个实施例,钳位模块利用达林顿MOSFET(DarlingtonMosfet)配置来增加有源钳位器的干预时间。在该实施例中,钳位模块包括晶体管、齐纳二极管、以及第三电阻器。根据一个实施例,阈值设定模块利用驱动模块代替,驱动模块被配置为动态激活钳位模块。驱动模块包括二极管、电容器和驱动器。根据一个实施例,钳位模块包括p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),并且阈值设定模块被去除。在该实施例中,钳位模块由外部电压动态激活。根据各种实施例,提供了谐振转换器包括:整流器,包括:第一晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第一晶体管的源极被接地;第一驱动器,被配置为向上述第一晶体管的栅极提供第一驱动信号;以及有源钳位器,被配置为从上述第一晶体管的漏极接收第一电流,并且基于上述第一电流来输出第二电流;以及第一电容器,被配置为接收上述第二电流。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述整流器包括:第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第二晶体管的源极被接地;以及第二驱动器,被配置为向上述第二晶体管的栅极提供第二驱动信号。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述有源钳位器被配置为从上述第二晶体管的漏极接收第三电流,并且基于上述第三电流来输出第四电流,以及上述第一电容器被配置为接收上述第四电流。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述有源钳位器包括:第一二极管,被电耦合到上述第一晶体管的漏极;以及第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第二晶体管的漏极被电耦合到上述第一二极管,上述第二晶体管的源极被电耦合到上述第一电容器。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述有源钳位器包括:第二二极管,被电耦合到上述第一晶体管的漏极;电阻器,被电耦合到上述第二二极管以及上述第二晶体管的栅极;以及第二电容器,被电耦合到上述第二二极管。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述有源钳位器包括:第二二极管,被电耦合到上述第二晶体管的栅极以及上述第一电容器;电阻器,被电耦合到上述第二晶体管的栅极以及上述第一电容器;以及第三晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第三晶体管的漏极被电耦合到上述第一二极管,上述第三晶体管的源极被电耦合到上述第一电容器。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述第二二极管是齐纳二极管。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述有源钳位器包括:第二二极管,被电耦合到上述第二晶体管的源极以及上述第二晶体管的栅极;第二电容器,被电耦合到上述第二晶体管的栅极;以及第二驱动器,被电耦合到上述第二电容器。根据各种实施例的谐振转换器,其中上述有源钳位器包括:第一二极管,被电耦合到上述第一晶体管的漏极;以及第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第二晶体管的源极被电耦合到上述第一二极管,上述第二晶体管的栅极被电耦合到外部信号,上述第二晶体管的漏极被电耦合到上述第一电容器。根据各种实施例,提供了一种整流器,包括:第一晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第一晶体管的源极被接地;第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第二晶体管的源极被接地;第一驱动器,其在操作中向上述第一晶体管的栅极提供第一驱动信号;第二驱动器,其在操作中向上述第二晶体管的栅极提供第二驱动信号;以及有源钳位器,包括:输出端子;第一输入端子,被电耦合到上述第一晶体管的漏极,上述有源钳位器在操作中经由上述第一输入端子接收来自上述第一晶体管的漏极的第一电流,并且向上述输出端子提供基于上述第一电流的第二电流;第二输入端子,被电耦合到上述第二晶体管的漏极,上述有源钳位器在操作中经由上述第二输入端子接收来自上述第二晶体管的漏极的第三电流,并且向上述输出端子提供基于上述第三电流的第四电流。根据各种实施例的整流器,其中上述有源钳位器包括:第一二极管,被电耦合到上述第一输入端子;第二二极管,被电耦合到上述第二输入端子;以及第三晶体管,具有漏极、栅极和源极,上述第三晶体管的漏极被电耦合到上述第一二极管和上述第二二极管,上述第三晶体管的源极被电耦合到上述输出端子。根据各种实施例的整流器,其中上述有源钳位器包括:第三二极管,被电耦合到上述第一输入端子;第四二极管,被电耦合到上述第二输入端子;以及电阻器,被电耦合到上述第三二极管、上述第四二极管、以及上述第三晶体管的栅极;以及电容器,被电耦合到上述第三二极管和上述第四二极管。根据各种实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振转换器,其特征在于,所述谐振转换器包括:整流器,包括:第一晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第一晶体管的源极被接地;第一驱动器,被配置为向所述第一晶体管的栅极提供第一驱动信号;以及有源钳位器,被配置为从所述第一晶体管的漏极接收第一电流,并且基于所述第一电流来输出第二电流;以及第一电容器,被配置为接收所述第二电流。

【技术特征摘要】
2017.12.27 US 15/855,2771.一种谐振转换器,其特征在于,所述谐振转换器包括:整流器,包括:第一晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第一晶体管的源极被接地;第一驱动器,被配置为向所述第一晶体管的栅极提供第一驱动信号;以及有源钳位器,被配置为从所述第一晶体管的漏极接收第一电流,并且基于所述第一电流来输出第二电流;以及第一电容器,被配置为接收所述第二电流。2.根据权利要求1所述的谐振转换器,其特征在于,所述整流器包括:第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第二晶体管的源极被接地;以及第二驱动器,被配置为向所述第二晶体管的栅极提供第二驱动信号。3.根据权利要求2所述的谐振转换器,其特征在于,所述有源钳位器被配置为从所述第二晶体管的漏极接收第三电流,并且基于所述第三电流来输出第四电流,以及所述第一电容器被配置为接收所述第四电流。4.根据权利要求1所述的谐振转换器,其特征在于,所述有源钳位器包括:第一二极管,被电耦合到所述第一晶体管的漏极;以及第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第二晶体管的漏极被电耦合到所述第一二极管,所述第二晶体管的源极被电耦合到所述第一电容器。5.根据权利要求4所述的谐振转换器,其特征在于,所述有源钳位器包括:第二二极管,被电耦合到所述第一晶体管的漏极;电阻器,被电耦合到所述第二二极管以及所述第二晶体管的栅极;以及第二电容器,被电耦合到所述第二二极管。6.根据权利要求4所述的谐振转换器,其特征在于,所述有源钳位器包括:第二二极管,被电耦合到所述第二晶体管的栅极以及所述第一电容器;电阻器,被电耦合到所述第二晶体管的栅极以及所述第一电容器;以及第三晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第三晶体管的漏极被电耦合到所述第一二极管,所述第三晶体管的源极被电耦合到所述第一电容器。7.根据权利要求6所述的谐振转换器,其特征在于,所述第二二极管是齐纳二极管。8.根据权利要求4所述的谐振转换器,其特征在于,所述有源钳位器包括:第二二极管,被电耦合到所述第二晶体管的源极以及所述第二晶体管的栅极;第二电容器,被电耦合到所述第二晶体管的栅极;以及第二驱动器,被电耦合到所述第二电容器。9.根据权利要求1所述的谐振转换器,其特征在于,所述有源钳位器包括:第一二极管,被电耦合到所述第一晶体管的漏极;以及第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第二晶体管的源极被电耦合到所述第一二极管,所述第二晶体管的栅极被电耦合到外部信号,所述第二晶体管的漏极被电耦合到所述第一电容器。10.一种整流器,其特征在于,所述整流器包括:第一晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第一晶体管的源极被接地;第二晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第二晶体管的源极被接地;第一驱动器,其在操作中向所述第一晶体管的栅极提供第一驱动信号;第二驱动器,其在操作中向所述第二晶体管的栅极提供第二驱动信号;以及有源钳位器,包括:输出端子;第一输入端子,被电耦合到所述第一晶体管的漏极,所述有源钳位器在操作中经由所述第一输入端子接收来自所述第一晶体管的漏极的第一电流,并且向所述输出端子提供基于所述第一电流的第二电流;第二输入端子,被电耦合到所述第二晶体管的漏极,所述有源钳位器在操作中经由所述第二输入端子接收来自所述第二晶体管的漏极的第三电流,并且向所述输出端子提供基于所述第三电流的第四电流。11.根据权利要求10所述的整流器,其特征在于,所述有源钳位器包括:第一二极管,被电耦合到所述第一输入端子;第二二极管,被电耦合到所述第二输入端子;以及第三晶体管,具有漏极、栅极和源极,所述第三晶体管的漏极被电耦合到所述第一二极管和所述第二二极管,所述第三晶体管的源极被电耦合到所述输出端子。12.根据权利要求11所述的整流器,其特征在于,所述有源钳位器包括:第三二极管,被电耦合到所述第一输入端子;第四二极管,被电耦合到所述第二输入端子;以及电阻器,被电耦合到所述第三二极管、所述第四二极管、以及所述第三晶体管的栅...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·伊奥里奥M·弗瑞斯塔
申请(专利权)人:意法半导体股份有限公司
类型:新型
国别省市:意大利,IT

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