一种基于整流桥输出的有源吸收电路及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于整流桥输出的有源吸收电路及其控制方法，该有源吸收电路包括有源吸收电路、负压输入电路与驱动电路；该控制方法为：有原吸收电路并联在整流电路输出侧AB两点之间，用于吸收由整流电路引起的电压振荡，并将该震荡能量反馈给输出电路；负压输入电路连接在有源吸收电路的F点，通过在有原吸收电路工作前提供一个负压，为吸收电容充电，使吸收电容上端电位为零，下端电位为负压；驱动电路为PMOS的导通与关断提供驱动信号；在二极管导通后给PMOS导通信号，以继续吸收震荡能量并将振荡能量反馈给输出电路。本发明专利技术使变换器性能得到优化，提高了变换器的稳定性，改善了输出电压质量。出电压质量。出电压质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于整流桥输出的有源吸收电路及其控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，特别是一种基于整流桥输出的有源吸收电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]开关电源不可避免的会出现电磁干扰，尤其是高频电路中电磁干扰更严重。造成电磁干扰的原因有开关管的开通与关断、变压器漏感、二极管反向恢复造成的电压尖峰等，这些电磁干扰会对电路输出电压质量、整体效率、信号传输等造成不利影响。
[0003]由于同步整流MOS管具有体二极管，导通瞬间有一个反向恢复能量。通常情况下MOS管的耐压值越高，其导通内阻越高，相应的体二极管的反向恢复电荷也会增加。该反向恢复能量会降低变换器效率、增大器件电压应力、增大电压纹波等一系列严重危害，因此对整流电路的震荡吸收是有必要的。目前已有的吸收电路以基础的串并联在MOS上的阻容吸收电路为主，吸收效果比较差，通用性性不高，有很大的局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于整流桥输出的有源吸收电路和控制方法，以实现将反向恢复能量吸收，并反馈给输出回路。不仅能有效减少电压振荡，减少电磁干扰，还能提高变换器效率。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于整流桥输出的有源吸收电路，包括有源吸收电路、负压输入电路与驱动电路；
[0006]所述有原吸收电路并联在整流电路输出侧AB两点之间，用于吸收由整流电路引起的电压振荡，并将该震荡能量反馈给输出电路；
[0007]所述负压输入电路连接在有源吸收电路的F点，通过在有原吸收电路工作前提供一个负压，为吸收电容充电，使吸收电容上端电位为零，下端电位为负压，以减少振荡电压瞬间引起的电路冲击；
[0008]所述驱动电路连接在PMOS的栅极，为PMOS的导通与关断提供驱动信号；在二极管导通后60ns～120ns时给PMOS导通信号，以继续吸收震荡能量并将振荡能量反馈给输出电路，导通时间为主电路的0.05～0.1个周期。
[0009]进一步地，有源吸收电路包括吸收电容、吸收电阻、PMOS，以及PMOS的寄生二极管、二极管；
[0010]所述吸收电容一端连接整流输出侧A点，吸收电阻一端与吸收电容另一端连接，PMOS的漏极与吸收电阻另一端连接，二极管的正极与PMOS的漏极连接，二极管的负极与PMOS的源极连接。
[0011]进一步地，所述有源吸收电路通过吸收电容、吸收电阻、PMOS的寄生二极管、二极管吸收振荡能量；所述PMOS对吸收电容放电。
[0012]进一步地，所述负压输入电路包括限流电阻、负压输入端子；
[0013]所述限流电阻一端与吸收电阻另一端、PMOS的漏极连接于F点，负压输入端子与限流电阻另一端连接。
[0014]进一步地，所述负压输入电路通过限流电阻、负压输入端子为吸收电容充电，在有源吸收工作前，将吸收电容的电位置为上端为零、下端为负，负压大小为振荡电压峰值与整流桥最大理想输出电压之差。
[0015]进一步地，所述驱动电路包括驱动信号输入端子、微分电容、微分电阻、限压二极管、滤波电容、下拉栅极电阻；
[0016]所述微分电容一端与驱动信号输入端子连接，微分电阻一端分别与微分电容另一端、PMOS的栅极连接，微分电阻另一端与PMOS的源极连接；
[0017]所述限压二极管、滤波电容、下拉栅极电阻分别与微分电阻并联后，串联于PMOS的栅极、PMOS的源极之间。
[0018]进一步地，所述驱动电路通过微分电容、微分电阻、限压二极管将驱动信号输入端子输入的方波驱动信号转换为负压驱动信号，以驱动PMOS；
[0019]所述滤波电容将驱动信号滤波，保证驱动信号平滑稳定；
[0020]所述下拉栅极电阻起保护PMOS的作用，还能够在驱动信号为零时，将栅极与源极之间的电压泄放，保证PMOS关断。
[0021]一种所述基于整流桥输出的有源吸收电路的控制方法，具体如下：
[0022]驱动信号经过微分驱动电路将驱动信号电平降低，在二极管导通后60ns～120ns时，与同步整流开关管的驱动信号同步，将同步整流的开关管与PMOS同时导通，以继续吸收震荡能量并将振荡能量反馈给输出电路，PMOS导通时间为主电路频率的0.05～0.1个周期，将吸收电容中的能量完全释放，并且不影响电路中其他器件的工作波形。
[0023]进一步地，整流电路为变压器副边的全桥整流电路、半桥整流电路，整流桥的器件包括可控型和不可控型。
[0024]进一步地，工作过程如下：
[0025]在t0‑
t1时间段内，变压器副边电压开始变化，经过整流桥时，整流桥开关管并联的二极管先导通以实现开关管零电压开通，二极管导通瞬间出现反向恢复能量，该能量通过吸收电阻和PMOS的体二极管、并联二极管，对吸收电容进行充电；
[0026]在t1‑
t2时间段内，由于前一时刻振荡波形到达峰值后开始下降，t1时刻同步整流电路的开关管导通，同时给PMOS驱动信号，由于PMOS的体二极管完全导通，PMOS漏源极两端电压被钳位在0V实现PMOS零电压开通；然后通过PMOS将吸收电容中的能量反馈给输出端，t2时刻振荡基本结束，则关断PMOS；
[0027]在t2‑
t3时间段内，整个有源吸收电路不工作；
[0028]在t3‑
t4时间段内，通过负压输入端子给吸收电容充电，将吸收电容钳位在上端电位为零、下端电位为负，然后整个有源吸收电路停止工作，直到下一次整流二极管导通。
[0029]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0030](1)在保证基本功能的前提下，该吸收电路为有源吸收电路，吸收效果好，能有效改善整流桥输出侧电压振荡的问题；
[0031](2)基于整流桥输出的有源吸收，通用性好，应用时只需将本专利技术电路接入整流桥输出侧和滤波电路之间即可，对原有电路改动小；
[0032](3)加入负压输入电路，有效减小因电压震荡对电路引起的冲击；
[0033](4)在PMOS的漏源极并联一个二极管，以增大吸收电路在能量吸收开始时刻瞬间的载流能力，以保护PMOS。
附图说明
[0034]图1为本专利技术基于整流桥输出的有源吸收电路整体示意图。
[0035]图2为本专利技术基于同步整流全桥输出的有源吸收电路整体示意图。
[0036]图3为本专利技术基于整流桥输出的有源吸收电路控制方式示意图。
[0037]图4为本专利技术t0‑
t1时间段内有源吸收电路能量回路示意图。
[0038]图5为本专利技术t1‑
t2时间段内有源吸收电路能量回路示意图。
[0039]图6为本专利技术t2‑
t3时间段内有源吸收电路能量回路示意图。
[0040]图7为本专利技术t3‑
t4时间段内有源吸收电路能量回路示意图。
[0041]图8为本专利技术基于同步整流全桥输出未加入有源吸收电路的样机实验电压波形图。
[0042]图9为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于整流桥输出的有源吸收电路，其特征在于，包括有源吸收电路(1)、负压输入电路(2)与驱动电路(3)；所述有原吸收电路(1)并联在整流电路输出侧AB两点之间，用于吸收由整流电路引起的电压振荡，并将该震荡能量反馈给输出电路；所述负压输入电路(2)连接在有源吸收电路的F点，通过在有原吸收电路工作前提供一个负压，为吸收电容充电，使吸收电容上端电位为零，下端电位为负压，以减少振荡电压瞬间引起的电路冲击；所述驱动电路(3)连接在PMOS(Q
p
)的栅极，为PMOS(Q
p
)的导通与关断提供驱动信号；在二极管导通后60ns～120ns时给PMOS(Q
p
)导通信号，以继续吸收震荡能量并将振荡能量反馈给输出电路，导通时间为主电路的0.05～0.1个周期。2.根据权利要求1所述的基于整流桥输出的有源吸收电路，其特征在于，有源吸收电路(1)包括吸收电容(C1)、吸收电阻(R1)、PMOS(Q
p
)，以及PMOS(Q
p
)的寄生二极管(D
p
)、二极管(D1)；所述吸收电容(C1)一端连接整流输出侧A点，吸收电阻(R1)一端与吸收电容(C1)另一端连接，PMOS(Q
p
)的漏极与吸收电阻(R1)另一端连接，二极管(D1)的正极与PMOS(Q
p
)的漏极连接，二极管(D1)的负极与PMOS(Q
p
)的源极连接。3.根据权利要求2所述的基于整流桥输出的有源吸收电路，其特征在于，所述有源吸收电路(1)通过吸收电容(C1)、吸收电阻(R1)、PMOS(Q
p
)的寄生二极管(D
p
)、二极管(D1)吸收振荡能量；所述PMOS(Q
p
)对吸收电容(C1)放电。4.根据权利要求2所述的基于整流桥输出的有源吸收电路，其特征在于，所述负压输入电路(2)包括限流电阻(R2)、负压输入端子(V
cc
)；所述限流电阻(R2)一端与吸收电阻(R1)另一端、PMOS(Q
p
)的漏极连接于F点，负压输入端子(V
cc
)与限流电阻(R2)另一端连接。5.根据权利要求4所述的基于整流桥输出的有源吸收电路，其特征在于，所述负压输入电路(2)通过限流电阻(R2)、负压输入端子(V
cc
)为吸收电容(C1)充电，在有源吸收工作前，将吸收电容(C1)的电位置为上端为零、下端为负，负压大小为振荡电压峰值与整流桥最大理想输出电压之差。6.根据权利要求1所述的基于整流桥输出的有源吸收电路，其特征在于，所述驱动电路(3)包括驱动信号输入端子(D
rv
)、微分电容(C3)、微分电阻(R4)、限压二极管(D2)、滤波电容(C2)、下拉栅极电阻(R3)；所述微分电容(C3)一端与驱动信号输入端子(D
rv
)连接，微分电阻(R4)一端分别与微分电容(C3)另一端、PMOS(Q
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐维，赵志鑫，嵇保健，赵志宏，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：