[发明专利]缓存尖峰电压开关管及带有该开关管的开关电源拓扑

说明书

本发明公开了缓存尖峰电压开关管及带有该开关管的开关电源拓扑，缓存尖峰电压开关管包括开关管本体，所述开关管本体的一引脚连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接第二二极管的阳极，同时第一二极管的阴极连接尖峰电压吸收电容的一端，尖峰电压吸收电容的另一端连接到开关管本体的另一引脚。能够吸收尖峰电压，从而延长开关管寿命，防止出现击穿损坏；吸收并再次利用尖峰能量，减少能量损耗。

技术领域

本发明涉及开关管技术领域，尤其涉及缓存尖峰电压开关管及带有该开关管的开关电源拓扑。

背景技术

现有的开关管(如：MOSFET、IGBT、三级管、可控硅)实际应用过程中其电流通路的两极(如：MOSFET为源级和漏极)经常出现尖峰电压，尤其在高频应用场合(如：开关电源)中尖峰电压更为明显。该尖峰电压通常导致能量损耗，开关管寿命缩短，甚至导致击穿损坏。

通常峰值电压吸收电路采用图10-图13所示的RCD电路和RC电路的结构，其缺点是其采用消耗能量的方式吸收峰值电压能量，虽能防止开关管击穿，但是其不能减少损耗，且导致温度上升，散热困难，器件寿命降低等问题。

现有的结构还有的将尖峰电压引回输入端，这样的转化率较低。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供缓存尖峰电压开关管及带有该开关管的开关电源拓扑，既能吸收尖峰电压，从而延长寿命防止击穿；又能将尖峰能量再次利用，减少能量损耗。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

缓存尖峰电压开关管，包括开关管本体，所述开关管本体的一引脚连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接第二二极管的阳极，同时第一二极管的阴极连接尖峰电压吸收电容的一端，尖峰电压吸收电容的另一端连接到开关管本体的另一引脚。

所述开关管本体为MOSFET、三极管或可控硅。

带有所述缓存尖峰电压开关管的开关电源拓扑，包括电源，所述电源的正极同时连接电阻R的一端、电容C₁的一端、电容C₂的一端及电感L的一端，电阻R的另一端和电容C₂的另一端同时连接开关管S₂的一端，电容C₁的另一端连接电源的负极；开关管S₂的另一端和电感L的另一端同时连接所述缓存尖峰电压开关管。

开关管S₂的另一端和电感L的另一端同时连接所述缓存尖峰电压开关管的第一二极管的阳极。

所述缓存尖峰电压开关管的第二二极管的阴极连接到所述电阻R、电容C₁及开关管S₂的公共连接点。

所述开关管本体与尖峰电压吸收电容的公共端连接所述电源的负极。

所述开关管本体为可控开关管，都与开关管控制及驱动单元连接。

所述开关管本体为MOSFET。

所述开关管本体为三极管。

所述开关管本体可控硅。

本发明的有益效果：

1、吸收尖峰电压，从而延长开关管寿命，防止出现击穿损坏。

2、吸收并再次利用尖峰能量，减少能量损耗。

3、将尖峰能量直接泵向输出端，转化效率较高，损耗较小。

附图说明

图1为缓存尖峰电压开关管的电路结构；

图2(a)为削峰前的波形；图2(b)为削峰后的波形；

图3为开关管的等效串联电感模型；