[实用新型]一种组合式开关及电源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率开关，具体地说，本实用新型涉及一种能高速运行的组合式开关。本实用新型还涉及一种电源装置，具体地说，涉及一种具有这种组合式开关的开关电源装置。

背景技术

一般来说，开关电源装置包含有开关电路，用于把直流电变换成高频交流电，或者把某一电压的直流电变换成另一电压的直流电。在开关电路中，其功率开关装置具有十分重要的作用。目前在高频开关电路中，大量使用被称为功率MOSFET的功率开关。由于功率MOSFET存在寄生二极管，而这一寄生二极管的反向恢复时间较长，特别是大功率的功率MOSFET，其寄生二极管的反向恢复时间很长，难以适应开关电路的高速运行。为此，人们提出了一种含有功率MOSFET的组合式开关，以使所含的功率MOSFET的寄生二极管不正向导通，而不存在反向恢复的问题，以实现高频运行。1998年6月电子工业出版社出版的《开关电源的原理与设计》一书，其中的第119页描述了这种含有功率MOSFET的组合式开关，即在功率MOSFET上串联一个肖特基二极管，再并联上一个超快速二极管。这种组合式开关使所含的功率MOSFET的寄生二极管不存在反向恢复的问题，提高了功率开关的高速运行性能。但是，该种组合式开关，特别是在电源装置的应用中存在如下问题：第一，该种组合式开关的高频开关损耗很大，严重影响该种组合式开关的高频性能及电源装置的效率；第二，该种组合式开关的安全性能差，其内的肖特基二极管很容易过压而被反向击穿，从而导致其电源装置的损坏。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种新的组合式开关，使其具有较好的高频运行性能，特别是具有较高的可靠性。本实用新型的另一目的是要提供一种具有这种组合式开关的电源装置，以使电源装置具有较高的可靠性和效率，适合作为中、大功率的电源。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种组合式开关，包括：功率MOSFET；与功率MOSFET串联的第一开关二极管，其功率MOSFET的寄生二极管与第一开关二极管属反向串联；与由功率MOSFET和第一开关二极管所组成的串联电路进行并联的第二开关二极管；其特征在于，在第一开关二极管上还并联有电容器。

关于功率MOSFET与第一开关二极管的串联，可以采用第一开关二极管的一端与所述的功率MOSFET的漏极相连，也可以采用第一开关二极管的一端与所述的功率MOSFET的源极相连。

所述的第一开关二极管优选地使用肖特基二极管；所述的第二开关二极管优选地使用超快速二极管。

所述的功率MOSFET可以采用一个功率MOSFET，也可以采用由多个相互并联的功率MOSFET组成的组合式功率MOSFET，即也可以在所述的功率MOSFET上并联有另外的至少一个功率MOSFET。

所述的电容器，其容量可以位于C(U-50)/(U_F1+U_F2+50)-C_D1至CU/(U_F1+U_F2)-C_D1之间，优选地位于C(U-20)/(U_F1+U_F2+20)-C_D1至CU/(U_F1+U_F2)-C_D1之间，其中，U为功率MOSFET的工作电压，U_F1为第一开关二极管的正向压降，U_F2为第二开关二极管的正向压降，C为功率MOSFET的总输出电容或为多个相互并联的功率MOSFET的总输出电容，C_D1为第一开关二极管的寄生电容。这里要说明的是，由于在功率MOSFET上的工作电压与在组合式开关上的工作电压近似相等，U也可认为是组合式开关上的工作电压。

一种电源装置，其特征在于，包含有至少一个组合式开关，所述的组合式开关由功率MOSFET、第一开关二极管、第二开关二极管和电容器所构成，第一开关二极管与电容器并联后与功率MOSFET进行串联，其功率MOSFET的寄生二极管与第一开关二极管属反向串联连接，第二开关二极管与由功率MOSFET、第一开关二极管和电容器所组成的电路进行并联。

在所述的一种电源装置中，在所述的功率MOSFET上还并联有另外的至少一个功率MOSFET。所述的第一开关二极管优选地使用肖特基二极管；所述的第二开关二极管优选地使用超快速二极管。

在所述的一种电源装置中，包含有半桥变换器和二个组合式开关，这二个组合式开关分别作为半桥变换器的两个桥臂。