[实用新型]一种抑制输出整流二极管反向尖峰电压的电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及隔离DC/DC变换器的全桥整流电路，适用于大功率隔离型DC/DC变换设备，尤其涉及一种抑制输出整流二极管反向尖峰电压的电路。

背景技术

开关型电源变换器的输出整流二极管工作在硬开关状态，在换流时变压器的副边存在寄生振荡，下边将论述其产生原因及现有的抑制措施。

       整流桥的寄生振荡产生与变压器的漏感或附加的谐振电感与变压器的绕组电容和整流管的结电容之间。

       当副边电压为零时，在全桥整流器中四只二极管全部导通，输出滤波电感电流处于自然续流状态。当副边电压变化为高电压Ui/n (n为变压器的匝比)时，整流桥中有两只二极管要关断，有两只二极管继续导通。这时变压器漏感或附加的谐振电感就开始和关断的二极管的电容谐振，即使采用快恢复二极管，二极管仍然要承受至少两倍的尖峰电压。

       副边漏感上电流是负载电流和将关断的二极管的反向恢复电流之和，此电流和输出整流二极管结电容谐振的结果，在关断的整流二极管上产生较高的尖峰电压。

关于如何抑制输出整流二极管反向尖峰电压，在现有的技术中有两种：电阻电容缓冲吸收，即RC缓冲电路；电阻电容二极管缓冲吸收，即RCD缓冲电路。RC缓冲电路如图1所示，Ui为双极性电压源，图中D1、D2、D3、D4为输出整流二极管图中R1、C1、R2、C2、R3、C3、R4、C4为相应整流二极管上并联的RC缓冲电路。当双极性电压源Ui输出电压为高时，整流二极管D1、D2、D3、D4中有两只二极管将关断，另外两只继续导通，将关断的整流二极管上并联的由电阻和电容串联的支路起到吸收作用。而当二极管再次导通时，此支路上的电容电荷将被放掉，所有能量消耗在支路电阻上。这种吸收网络是有损耗的，相当于把整流二极管的关断损耗转移到了缓冲网络上，不利于提高变换器的效率。

RCD缓冲电路如图2所示，是一种改进的吸收电路，它与前面的RC吸收电路区别在于，吸收电路由箝位二极管Ds、箝位电容Cs和回馈电阻Rs组成，Cs的容量较大，当双极性电压源Ui输出电压为零，箝位电容Cs两端电压等于输出电压,当双极性电压源Ui变为高（或者低）时，电路中的等效电感与整流管的结电容开始谐振，此时箝位二极管Ds导通，箝位电容Cs参与谐振。由于Cs的容量较大，可以将输出整流二极管上的电压箝位在一个适当的电压值，当电压源Ui电压再次变为零时，箝位二极管Ds关断，箝位电容Cs通过回馈电阻Rs将谐振过程中增加的能量一部分回馈到输出负载RL上，一部分消耗在回馈电阻Rs上。箝位电容Cs放电结束，其两端电压下降到输出电压，一个工作周期结束。

可见，RCD缓冲电路可以将输出整流二极管上的电压箝位在一个适当的电压值，抑制了高频电压振荡。但缺点非常明显，能量依然消耗在回馈电阻Rs上，不利于提高效率。以上的吸收方法已经记载在作者为阮新波、严仰光的《脉宽调制DC/DC全桥变换器开关技术》一书中。

由上面的分析可知，现有的技术虽然对输出整流二极管承受的电压尖峰有一定的抑制作用，但是吸收电路是有损耗的，不利于提高变换器效率。  

发明内容

本实用新型目的在于提供一种提高变换器的效率、减小电磁辐射的抑制输出整流二极管反向尖峰电压的电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种抑制输出整流二极管反向尖峰电压的电路，包括由第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管与变压器的副边组成的全桥整流电路、第五二极管、第六二极管和第二电容，其特征在于：所述第六二极管和第二电容连接组成一箝位电路，所述箝位电路的一端与输出滤波电感的一端以及第一二极管、第三二极管的阴极连接，其另一端与第二二极管、第四二极管的阳极连接；所述第五二极管的一端与变压器副边的中间绕组连接，其另一端连接在第六二极管和第二电容的相连端上。

进一步，所述箝位电路是由第六二极管的阳极与第二电容的一端连接组成，所述第六二极管的阴极与输出滤波电感的一端以及第一二极管、第三二极管的阴极连接，所述第二电容的另一端与第二二极管、第四二极管的阳极连接；所述第五二极管的阳极与变压器副边的中间绕组连接，其阴极连接在第六二极管和第二电容的相连端上。

或者，所述箝位电路是由第六二极管的阴极与第二电容的一端连接组成，所述第二电容的另一端与输出滤波电感的一端以及第一二极管、第三二极管的阴极连接，所述第六二极管的阳极与第二二极管、第四二极管的阳极连接；所述第五二极管的阴极与变压器副边的中间绕组连接，其阳极连接在第六二极管和第二电容的相连端上。