[发明专利]开关变换器

说明书

技术领域

本发明涉及开关变换器。本发明尤其而非排他地涉及使用达林顿（Darlington）结构的双极晶体管的开关变换器。

背景技术

现有技术的开关变换器电路图示于图1和图2中。图1和图2之间的主要区别在于主开关元件的选择。在图1中，主开关元件为双极晶体管，而在图2中，主开关元件为MOSFET。

双极晶体管比MOSFET廉价得多。然而，MOSFET是优选的，尤其是在较高功率级的情况下。这是由于如下原因：

（a）双极晶体管需要持续的基极电流以使其保持为导通状态，而MOSFET仅需要栅极电容的充电来使其导通。

（b）具有高击穿电压（如600-700V）的功率双极晶体管的电流增益通常不高（如大约10至25，或者甚至在一些情况下小于10）。这使得用于驱动基极的功率相当大，当功率变换器将高功率传递至其输出端时尤其如此。开关变换器电路的效率将随之降低。

通过使用达林顿结构的双极晶体管，有效电流增益是各个晶体管的电流增益的乘积。因此，能够容易地获得几百的有效电流增益，并且由于基极驱动引起的功率损耗能够降低至与相同功率级的MOSFET对应部件的栅极驱动所引起的功率损耗相当。然而，市场上可供使用的达林顿晶体管通常为3引脚封装，其中B为第一个基极且E为最后一个发射极，如图3所示。易于通过小的基极电流使达林顿晶体管导通，但是由于内基极处的基极弛张（图3中的Q2的基极引脚），关断很缓慢。因此，由于缓慢的开关转换在开关器件中产生大量的热，所以不适用于开关变换器应用。这造成了散热问题以及效率降低。

本发明的目的

本发明的目的是克服或基本上改善上述缺点和/或更概括地提供一种改进的开关变换器。

发明内容

本文公开了一种开关变换器电路，包括：

作为主开关元件的达林顿双极器件，所述达林顿双极器件具有第一基极端子和内基极端子；以及

用于将电流驱动提供给所述第一基极端子以使所述达林顿双极器件导通的部件；

连接至所述第一基极端子和所述内基极端子的基极弛张电路，其使所述达林顿双极器件关断。

达林顿双极器件可以包括分立式双极晶体管。

可选地，达林顿双极器件可以包括位于单块式器件的共同基板上的两个双极晶体管。

达林顿器件可以设置在例如单个四引脚封装中。

在优选的电路结构中，达林顿双极晶体管结构的内基极直接可达并且连接至有源器件以加快关断时间。

附图说明

图1是现有技术的开关变换器的电路示意图；

图2是现有技术的开关变换器的电路示意图；

图3是达林顿晶体管的示意图；以及

图4是使用包括分立式构件的达林顿双极晶体管的开关变换器的电路示意图。

具体实施方式