[发明专利]一种直流/直流变换器及其预偏置开关机电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流/直流(DC/DC)变换器的预偏置开关机电路，本发明还涉及一种使用该预偏置开关机电路的直流/直流变换器。

背景技术

近几十年来，随着功率变换器向高频化、高效化的不断发展，以金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET)为开关器件的同步整流技术逐渐代替传统的二极管整流技术，在功率变换器中得到了越来越广泛的应用。

然而，由于MOSFET是双向开关器件，其作为续流管使用时也带来一些新的问题。如图1所示，以降压式推挽(BUCK+PUSH-PULL)变换器为例。在开关机时，续流管QF导通，输出电容，电感和续流管QF形成回路。如图2所示，一方面，电路的输出波形不单调，有突降的特性；另一方面，开关机时电路中瞬间电流变化较大，电感线圈会产生较大的反向电流，使流过续流管的反向电流非常大。当超过额定值时，会使续流管和负载损坏。如图3和图4所示，对于推挽部分(PUSH-PULL)来说，原边开关管Q1、Q2也流过很大的反向电流。如图5所示，此时其等效工作在原边短路情况下，副边开关管Q3、Q4也会有很高的应力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种直流/直流变换器的预偏置开关机电路及使用其的直流/直流变换器，这样当变换器在开机有偏置电压时可以单调起机，消除开机时电路中的反向电流。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种直流/直流变换器的预偏置开关机电路，包括P型开关管、开关管驱动信号提供模块和续流管驱动器驱动信号产生模块，开关管驱动信号提供模块的第一输入端接有开关机控制信号、所述开关管驱动信号提供模块在开关机控制信号的控制下为P型开关管提供电压、使P型开关管从工作在线性区逐步进入饱和区，P型开关管的输出端接续流管驱动器驱动信号产生模块的第一输入端，续流管驱动器驱动信号产生模块的第二输入端接有直流/直流变换器的脉宽调制控制器输出的续流管控制信号，续流管驱动器驱动信号产生模块的输出端输出峰值电压不断升高的三角波信号至直流/直流变换器的续流管驱动器。

所述开关管驱动信号提供模块包括单向导通器件、第一电容和第一电阻，所述开关管驱动信号提供模块的第一输入端即所述单向导通器件的第一端，所述单向导通器件的第二端与所述P型开关管的第一输入端相连，所述第一电容的第一端接有源电压，所述第一电容的第二端与所述第一电阻第一端、所述P型开关管的第一输入端分别相连，所述第一电阻第二端接地。

所述单向导通器件为第一二极管，所述单向导通器件的第一端为第一二极管的阳极，所述单向导通器件的第二端为第一二极管的阴极。

所述单向导通器件为第二P型场效应管，所述单向导通器件的第一端为所述第二P型场效应管的栅极，所述单向导通器件的第二端为所述第二P型场效应管的漏极，所述第二P型场效应管的源极接有源电压。

所述单向导通器件为第二P型三极管，所述单向导通器件的第一端为所述第二P型三极管的基极，所述单向导通器件的第二端为所述第二P型三极管的集电极，所述第二P型三极管的射极接有源电压。

所述续流管驱动器驱动信号产生模块包括第二电阻、第二二极管和第二电容，所述续流管驱动器驱动信号产生模块的第一输入端为所述第二电阻第一端，所述续流管驱动器驱动信号产生模块的第二输入端为所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极接第二电阻第二端、所述第二电容第一端，所述第二电容第二端接地，所述续流管驱动器驱动信号产生模块的输出端为第二电容第一端。

所述P型开关管为第一P型场效应管，所述P型开关管的输出端为第一P型场效应管的漏极、所述第一P型场效应管源极接有源电压、所述第一P型场效应管栅极接开关管驱动信号提供模块的输出；或者所述P型开关管为第一P型三极管，所述P型开关管的输出端为第一P型三极管的集电极、所述第一P型三极管的发射极接有源电压、所述第一P型三极管基极接开关管驱动信号提供模块的输出。在直流/直流变换器开机时所述开关机控制信号维持高电平；在直流/直流变换器开机过程中，所述开关机控制信号从高电平变为低电平；在直流/直流变换器关机时所述开关机控制信号又变为高电平。

本发明还提供了一种直流/直流变换器，包括上述的预偏置开关机电路。