[发明专利]一种降低全桥硬开关反冲峰值的全桥电路

说明书

技术领域

本发明主要涉及电子电路领域，尤其涉及一种降低全桥硬开关反冲峰值的全桥电路。

背景技术

如图1为传统全桥电路的结构，传统全桥结构的缺点如下：

传统全桥容易坏，原因是在关断时，由于输出变压器的自感和分布参数的影响，会产生一个相当高的反峰冲击电压，虽然时间很短，但是峰值高度相当高，下面以图2中的一个实际的波形作为说明。

经过实际测量，反峰电压在输入电压500v时 达到300V。由此带来的管子的冲击是相当大的，管子关断瞬间实际是承受了800V的耐压。长期承受此尖峰电压，在加上环境电压变化，管子很容易坏掉。从实际的统计来看，60N100的管子，半年返修率为0.半年以后返修增多。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种降低全桥硬开关反冲峰值的全桥电路。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种降低全桥硬开关反冲峰值的全桥电路，其特征在于：包括有四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4，开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极分别连接电阻Rg3、Rg2、Rg1、Rg4，开关管Q1、Q2的源极共同接入电压Vcc并分别并联一个小电容Cq1、Cq2，开关管Q3、Q4的漏极共同接地并分别并联一个小电容Cq3、Cq4，开关管Q1、Q2、Q3、Q4还分别并联有相互串联的电容C2、二极管D2和相互串联的电容C1、二极管D1和相互串联的电容C3、二极管D3以及相互串联的电容C4、二极管D4，二极管D2、D1、D3、D4分别并联一个电阻R2、R1、R3、R4，二极管D1的负极连接开关管Q3的源极并通过节点连接输出变压器T1的电压输出端，输出变压器T1的另一电压输出端接在开关管Q1的漏极与开关管Q4的源极之间。

所述的一种降低全桥硬开关反冲峰值的全桥电路，其特征在于：所述的电阻Rg1=Rg2=5.1欧，电阻Rg3=Rg4=20欧。

所述的一种降低全桥硬开关反冲峰值的全桥电路，其特征在于：所述的小电容Cq1、Cq2、Cq3、Cq4采用47p/3kv的电容。

本发明的原理是：

本发明设计分两步，1是开关管错相工作，2是开关管DS间并联电容。

1、开关管错相工作

2、本设计中，Rg1=Rg2=5.1欧, Rg3=Rg4=20欧.首先，Rg对开关管的影响表现在开会、通和关断的速度上。Rg小，开通和关断速度快，Rg大，开通关断速度慢。因此，通过改变Rg的值，实现了前桥开关速度和后桥不同的效果，由此产生了一个全桥移相的软开关效果，即前桥开通了，后桥没完全开通，前桥关断了，后桥还没完全关断。

2、开关管DS间并联电容

开关管移相工作，可以产生一定的软开关效果，减少一定的反相过冲，但是，并不是很理想的效果，根据实验，在4个开关管DS间并联47p/3kv的小电容，彻底解决反冲问题。

本发明的优点是：

本发明大大提高了开关管的安全工作区间，提高工作寿命。

附图说明

图1为传统全桥电路的结构示意图。

图2为传统全桥电路的波形图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的波形图。

具体实施方式

如图3所示，一种降低全桥硬开关反冲峰值的全桥电路，包括有四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4，开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极分别连接电阻Rg3、Rg2、Rg1、Rg4，开关管Q1、Q2的源极共同接入电压Vcc并分别并联一个小电容Cq1、Cq2，开关管Q3、Q4的漏极共同接地并分别并联一个小电容Cq3、Cq4，开关管Q1、Q2、Q3、Q4还分别并联有相互串联的电容C2、二极管D2和相互串联的电容C1、二极管D1和相互串联的电容C3、二极管D3以及相互串联的电容C4、二极管D4，二极管D2、D1、D3、D4分别并联一个电阻R2、R1、R3、R4，二极管D1的负极连接开关管Q3的源极并通过节点连接输出变压器T1的电压输出端，输出变压器T1的另一电压输出端接在开关管Q1的漏极与开关管Q4的源极之间。

电阻Rg1=Rg2=5.1欧，电阻Rg3=Rg4=20欧。

小电容Cq1、Cq2、Cq3、Cq4采用47p/3kv的电容。

由图4可以看出，原先300V的反冲，现在降到30V以下了，是没改进前的十分之一。同时反冲+工作的最高电压在530V，以900V的管子为例，还有超过300V的耐压余量，大大提高了开关管的安全工作区间，提高工作寿命。

实际使用来看，发出给客户用的机器，1年以内损坏概率为零，2年能保证在5%以下，大大提高了开关电源产品的使用寿命。