專利名稱：一種二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法及其電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法及其電路，尤其涉及一種在BOOST變換裝置中減小開關(guān)電路中二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法及其電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的BOOST變換電路如圖1所示，其工作原理如下通過控制功率開關(guān)S1的開通與關(guān)斷。來控制功率開關(guān)S1的占空比，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的升壓功能和調(diào)壓功能，其升壓公式為Vo＝Vin/(1-d)其中d是功率開關(guān)S1的占空比。
當(dāng)功率開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)，市電電壓加在電感電感L1兩端，給L1充電儲(chǔ)能，L1電流上升，此時(shí)續(xù)流二極管D1反向截止。
當(dāng)功率開關(guān)S1關(guān)斷時(shí)，由于電感L1的電流不能突變，續(xù)流二極管D1導(dǎo)通，市電電壓與電感L1串聯(lián)，電流經(jīng)續(xù)流二極管D1給輸出電容Co和負(fù)載供電，電感L1的電流下降。
這種傳統(tǒng)的BOOST變換電路存在著如下問題當(dāng)功率開關(guān)S1關(guān)斷時(shí)，續(xù)流二極管D1導(dǎo)通，流過正向?qū)娏?；如果電感電流在S1關(guān)斷期間，電流不能下降到0(即電感電流連續(xù))，此時(shí)當(dāng)功率開關(guān)S1開通時(shí)，二極管D1承受反向電壓，由于二極管有正向電流并不會(huì)立刻截止，二極管D1存在反向恢復(fù)效應(yīng)，而會(huì)有電流反向流過二極管D1，形成反向恢復(fù)電流，反向恢復(fù)電流與電感L1的電流一起流過功率開關(guān)S1，從而增加了功率開關(guān)S1的開通損耗和二極管的反向恢復(fù)損耗，同時(shí)產(chǎn)生反向恢復(fù)電流尖峰，使得EMI性能變差。
輸出電壓越高，二極管的反向恢復(fù)時(shí)間越長，使得上述問題變得更加嚴(yán)重；功率開關(guān)S1的開關(guān)頻率越高，則反向恢復(fù)電流造成的損耗就越大；上述電路特有的問題限制了電路工作頻率的提高。
針對(duì)上述問題，以往有技術(shù)提出一種減小反向恢復(fù)的電路，它包括電感、續(xù)流二極管、輸出電容、功率開關(guān)和儲(chǔ)能電路及能量轉(zhuǎn)移電路，在功率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，將反向恢復(fù)電流能量儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電路中，功率開關(guān)關(guān)斷時(shí)，儲(chǔ)能電路將所儲(chǔ)的能量轉(zhuǎn)移到輸出電路中，從而減小了因?yàn)榉聪蚧謴?fù)電流引起的損耗。但是此種電路在輸入低壓輸出功率較大情況下無法滿足二極管的電流完全轉(zhuǎn)移；或者，輔助諧振儲(chǔ)能電路的參數(shù)不能取得較大，反向恢復(fù)電流抑制效果不明顯。另外有電路提出在續(xù)流二極管上串聯(lián)輔助電感，以及增加主電感上的輔助繞組來解決二極管電流的完全轉(zhuǎn)移，但是此電路在無法實(shí)現(xiàn)反向恢復(fù)能量的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移。另外的一些解決方法則是只能滿足特定的輸入或/和輸出條件下實(shí)現(xiàn)，而且往往包含了復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)或有源器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種二極管反向恢復(fù)電流抑制的抑制方法及其電路，解決傳統(tǒng)BOOST變換電路的二極管反向恢復(fù)引起的反向恢復(fù)損耗，反向恢復(fù)電流尖峰等；以及克服現(xiàn)有技術(shù)不能在輸入低壓輸出功率較大情況下實(shí)現(xiàn)二極管的電流的完全轉(zhuǎn)移(反向恢復(fù)電流抑制)或無法將二極管的反向恢復(fù)能量有效轉(zhuǎn)移。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，用于在BOOST變換電路中減小開關(guān)電路中二極管反向恢復(fù)電流，該BOOST變換電路包含有串聯(lián)的電感L1、續(xù)流二極管D1、輸出電容Co，以及與該續(xù)流二極管D1和輸出電容Co的串聯(lián)支路并聯(lián)的功率開關(guān)S1，其特點(diǎn)在于，該方法包括如下步驟設(shè)置一輔助電感L2與所述續(xù)流二極管D1相連，用于減小所述續(xù)流二極管D1的反向恢復(fù)電流，并存儲(chǔ)二極管反向恢復(fù)電流能量；設(shè)置一儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb，用于在所述功率開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)存儲(chǔ)所述的二極管反向恢復(fù)電流能量，并在所述的功率開關(guān)S1關(guān)斷時(shí)將續(xù)流電流轉(zhuǎn)移到所述的輔助電感L2與續(xù)流二極管D1的串聯(lián)支路上，同時(shí)將儲(chǔ)存的二極管反向恢復(fù)電流能量轉(zhuǎn)移到所述的輸出電容Co上。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特點(diǎn)在于，還包括如下步驟在電感L1的主繞組N1附加，形成一輔助繞組N2，其同名端的方向?yàn)榭拷β书_關(guān)S1方向，用于為所述儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb提供額外的轉(zhuǎn)移能量。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特點(diǎn)在于，所述輔助電感L2與所述電感L1的輔助繞組N2串聯(lián)放置于從續(xù)流二極管D1的陽極到功率開關(guān)S1的非接地端之間的支路上，所述電感L1的主繞組N1的非同名端可連接于該支路上的三個(gè)接點(diǎn)的任何一點(diǎn)。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特點(diǎn)在于，該方法還包括設(shè)置第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4；其中，所述儲(chǔ)能電容Cb一端連接于所述續(xù)流二極管D1的陽極，另一端連接于所述第四二極管D4的陰極；所述第四二極管D4的陽極可與地線相連或連接于功率開關(guān)S1的非接地端；所述第三二極管D3的陽極與所述第四二極管D4的陰極相連，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端；所述第二二極管D2的陽極連接于功率開關(guān)S1的非接地端，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特點(diǎn)在于，所述的輔助諧振電感L2、儲(chǔ)能電容Cb以及各個(gè)二極管均可以分別由多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的諧振電感、儲(chǔ)能電容和二極管組成。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，用于在BOOST變換電路中減小開關(guān)電路中二極管反向恢復(fù)電流，該BOOST變換電路包括有電感L1、續(xù)流二極管D1、輸出電容Co、功率開關(guān)S1，所述電感L1與功率開關(guān)S1串聯(lián)，連接于輸入電壓Vin與地線之間；所述續(xù)流二極管D1與輸出電容Co串聯(lián)，連接于所述電感L1和功率開關(guān)S1的接點(diǎn)與地線之間，所述輸出電容Co兩端形成輸出電壓Vout；其特點(diǎn)在于，該BOOST變換電路還包括一輔助諧振電感L2，與所述續(xù)流二極管D1相連，用于減小所述續(xù)流二極管D1的反向恢復(fù)電流，并存儲(chǔ)二極管反向恢復(fù)電流能量；一儲(chǔ)能電容Cb，用于在所述功率開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)存儲(chǔ)所述的二極管反向恢復(fù)電流能量，并在所述的功率開關(guān)S1關(guān)斷時(shí)將續(xù)流電流轉(zhuǎn)移到所述的輔助電感L2與續(xù)流二極管D1的串聯(lián)支路上，同時(shí)將儲(chǔ)存的二極管反向恢復(fù)電流能量轉(zhuǎn)移到所述的輸出電容Co上。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特點(diǎn)在于，還包括一輔助繞組N2，由所述電感L1附加形成，其同名端的方向?yàn)榭拷β书_關(guān)S1方向，用于為所述儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb提供額外的轉(zhuǎn)移能量。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特點(diǎn)在于，所述輔助電感L2與所述電感L1的輔助繞組N2串聯(lián)放置于從續(xù)流二極管D1的陽極到功率開關(guān)S1的非接地端之間的支路上，同時(shí)輔助繞組N2的同名端的方向?yàn)榭拷β书_關(guān)S1方向，所述電感L1的主繞組N1的非同名端可連接于該支路上的三個(gè)接點(diǎn)的任何一點(diǎn)。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特點(diǎn)在于，該電路還包括第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4；并且，所述儲(chǔ)能電容Cb一端連接于所述續(xù)流二極管D1的陽極，另一端連接于所述第四二極管D4的陰極；所述第四二極管D4的陽極可與地線相連或連接于功率開關(guān)S1的非接地端；所述第三二極管D3的陽極與所述第四二極管D4的陰極相連，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端；所述第二二極管D2的陽極連接于功率開關(guān)S1的非接地端，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端。
上述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特點(diǎn)在于，所述的輔助諧振電感L2、儲(chǔ)能電容Cb以及各個(gè)二極管均可以分別由多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的諧振電感、儲(chǔ)能電容和二極管組成。
本發(fā)明尤其用于BOOST變換電路中，能提高變換器的效率。
采用本發(fā)明所述電路，由于輔助電感與續(xù)流二極管相連，使得續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流大大減小，同時(shí)電感L1的輔助繞組N2為儲(chǔ)能電容Cb提供了額外的轉(zhuǎn)移能量，電容Cb在功率開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)存儲(chǔ)了二極管反向恢復(fù)能量，同時(shí)也存儲(chǔ)了電感L1的輔助繞組提供的額外的能量，這樣在功率開關(guān)S1關(guān)斷后，可以使續(xù)流電流全部轉(zhuǎn)移到輔助電感L2與二極管D1的串聯(lián)支路上去，同時(shí)將儲(chǔ)存的反向恢復(fù)電流能量轉(zhuǎn)移到輸出電容Co上，沒有造成能量消耗，從而提高了電路的效率。一方面，由于附加了電感L1上的輔助繞組，使得電路比現(xiàn)有技術(shù)更能將續(xù)流電流完全轉(zhuǎn)移到與輔助繞組串聯(lián)的二極管支路中去，輔助電感取值可以加大，從而產(chǎn)生更小的反向恢復(fù)電流以及主功率管的開通電流應(yīng)力，降低整機(jī)的EMI水平，另一方面，由于提供了續(xù)流二極管反向恢復(fù)能量的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移電路使得電路能將恢復(fù)期間輔助諧振電感上存儲(chǔ)的能量有效轉(zhuǎn)移到輸出，而不至于引起續(xù)流二極管上產(chǎn)生很高的電壓尖峰。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為傳統(tǒng)BOOST電路示意圖；圖2為本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的電路示意圖；圖3為本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的電路示意圖；圖4為本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例的電路示意圖；圖5為本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例的電路示意圖；圖6為本發(fā)明的工作時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的抑制電路包括傳統(tǒng)的BOOST電路所包含的電感L1、續(xù)流二極管D1、輸出電容Co、功率開關(guān)S1等；同時(shí)還包括反向恢復(fù)抑制元件以及能量儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移電路，其中反向恢復(fù)抑制元件指輔助諧振電感L2；能量儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移電路包括儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb、電感L1的輔助繞組N2，輔助能量轉(zhuǎn)移的第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4。
本發(fā)明所述的輔助諧振電感L2、儲(chǔ)能電容Cb以及所涉及的各個(gè)二極管均可以分別由多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的諧振電感、儲(chǔ)能電容和二極管組成。
本發(fā)明中所述能量儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移電路包括一儲(chǔ)能電容Cb和電感L1的輔助繞組N2以及第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4。
所述輔助電感L2與所述電感L1的輔助繞組N2在電路中的連接關(guān)系為兩個(gè)器件可放置于從續(xù)流二極管D1的陽極到功率開關(guān)S1的非接地端之間的支路上，保證為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，同時(shí)保證N2的同名端的方向?yàn)榭拷β书_關(guān)S1方向，所述電感L1的主繞組N1的非同名端可連接于此支路上的三個(gè)接點(diǎn)的任何一點(diǎn)。
所述儲(chǔ)能電容Cb一端連接于所述續(xù)流二極管D1的陽極，另一端連接于所述第四二極管D4的陰極；所述第四二極管D4的陽極可與地線相連或連接于功率開關(guān)S1的非接地端；所述第三二極管D3的陽極與所述第四二極管D4的陰極相連，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端。所述第二二極管D2的陽極連接于功率開關(guān)S1的非接地端，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明的工作原理是通過控制功率開關(guān)S1的導(dǎo)通和關(guān)斷，來控制功率開關(guān)S1的占空比，在導(dǎo)通時(shí)L1儲(chǔ)能；關(guān)斷時(shí)L1通過續(xù)流二極管釋放能量及升壓，通過輔助儲(chǔ)能電路中的輔助電感L2來減小續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，通過儲(chǔ)能電容Cb、電感L1的輔助繞組N2以及二極管D2、D3、D4來實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移。
具體電路結(jié)構(gòu)如圖2、圖3、圖4、圖5等所示，現(xiàn)在以圖2所示電路為例介紹其工作原理其連接關(guān)系如下所述儲(chǔ)能電路包括一輔助電感L2，一儲(chǔ)能電容Cb和第三二極管D3、第四二極管D4以及電感L1的輔助繞組N2，其中所述的輔助電感L2串接于所述續(xù)流二極管D1的陽極與所述電感L1的輔助繞組N2之間；所述儲(chǔ)能電容Cb一端連接于所述續(xù)流二極管D1的陽極，另一端連接于所述第四二極管D4的陰極；所述第四二極管D4的陽極與地線相連；所述第三二極管D3的陽極與所述第四二極管D4的陰極相連，其陰極與所述輸出電容Co的正端相連。所述電感L1的輔助繞組N2一端與所述輔助電感L2串接，另一端連接于所述功率開關(guān)S1與所述電感L1的主繞組N1的連接處。
為了簡化分析，在某一工作周期內(nèi)作如下假設(shè)輸出電容Co足夠大，輸出電壓Vo為恒定直流電壓；除了續(xù)流二極管D1、D2外其他二極管均為理想元件；電感L1遠(yuǎn)大于輔助電感L2；輸入電壓Vin為一常數(shù)。
在上述假設(shè)的基礎(chǔ)上，可以將工作周期分為如下幾個(gè)時(shí)間段。如圖6其中電感L1的匝比為N1/N2＝n；Irr為二極管D1的反向恢復(fù)電流最大值；第一階段(t0～t1)功率開關(guān)S1在t0時(shí)刻導(dǎo)通，續(xù)流二極管D1有反向恢復(fù)電流流過，輔助電感L2與之串聯(lián)，可以減小反向恢復(fù)電流；電感L1儲(chǔ)能。電流沿L1-＞S1和D1-＞L2-＞N2-＞S1流動(dòng)。電感L1的電流增加，L2電流沿IL2方向減小，直至反向至最大反向恢復(fù)電流Irr。
第二階段(t1～t2)續(xù)流二極管D1在t1時(shí)刻截止，反向恢復(fù)結(jié)束，此時(shí)電感L2儲(chǔ)存的能量為1/2*L2*Irr2，此時(shí)二極管D4自然導(dǎo)通，電流沿D4-＞Cb-＞L2-＞N2-＞S1流動(dòng)。形成電感、電容諧振，電感L2儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)移到電容Cb上，同時(shí)電感L1的輔助繞組N2向電容Cb提供額外的能量1/2*CbUN22(其中UN2為功率開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)，N2的感應(yīng)電壓UN2＝n*Vin)。
在t2時(shí)刻，輔助電感L2電流下降為0。
第三階段(t2～t3)在t2時(shí)刻，Cb與L2諧振結(jié)束，二極管D4自然截止，儲(chǔ)能電容Cb電壓保持不變。此階段為正常的BOOST電路工作狀態(tài)，電感L1儲(chǔ)能。
第四階段(t3～t4)在t3時(shí)刻，功率開關(guān)S1關(guān)斷，D2給電感L1續(xù)流而正向?qū)?，同時(shí)D3導(dǎo)通，為輔助電感L2和儲(chǔ)能電容提供諧振通路，L2電流諧振上升，儲(chǔ)能電容電壓Vcb下降。流過D2的電流下降，此階段IL2+ID2＝IL1。
第五階段(t4～t5)在t4時(shí)刻，儲(chǔ)能電容Cb上的電壓下降到0，D1自然導(dǎo)通，D3關(guān)斷；D1為輔助電感L2續(xù)流。功率電路進(jìn)入正常的BOOST工作狀態(tài)，電感L1釋放能量。由于電感L1的輔助繞組N2的存在，使得電感L2的電流繼續(xù)增加，D2的電流繼續(xù)下降直到為0。此階段輔助電感L2的電流上升斜率為n*(Vout-Vin)/L2。
第六階段(t5～t6)在t5時(shí)刻，二極管D2的電流下降到0。電感L1的電流全部轉(zhuǎn)移到L2、D1的支路上，為下一個(gè)開通做好準(zhǔn)備，可以在下一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)刻反向恢復(fù)電流通過L2得到很好的抑制。
從以上電路的工作原理來看，由于L1的輔助繞組N2的存在，在儲(chǔ)能電路儲(chǔ)能時(shí)額外的多儲(chǔ)存了一部分能量，在功率開關(guān)關(guān)斷后的續(xù)流電流向二極管D1與L2的串聯(lián)支路上電流轉(zhuǎn)移過程中，能夠較其它電路容易完成電流的完全轉(zhuǎn)移，二極管的反向恢復(fù)電流得到很好的抑制。另一方面，由于提供了續(xù)流二極管反向恢復(fù)能量的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移電路使得電路能將恢復(fù)期間輔助諧振電感上存儲(chǔ)的能量有效轉(zhuǎn)移到輸出，而不至于引起續(xù)流二極管上產(chǎn)生很高的電壓尖峰，二極管的反向恢復(fù)能量通過儲(chǔ)能電路全部轉(zhuǎn)移到輸出，無能量損失。
本發(fā)明電路還能如圖3、圖4、圖5等方式連接但不僅限于所示的連接方式，其連接方式雖有所不一樣，但是其工作原理與工作時(shí)序與圖2所示電路基本一致，其具體工作原理見上述。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，用于在BOOST變換電路中減小開關(guān)電路中二極管反向恢復(fù)電流，該BOOST變換電路包含有串聯(lián)的電感L1、續(xù)流二極管D1、輸出電容Co，以及與該續(xù)流二極管D1和輸出電容Co的串聯(lián)支路并聯(lián)的功率開關(guān)S1，其特征在于，該方法包括如下步驟設(shè)置一輔助電感L2與所述續(xù)流二極管D1相連，用于減小所述續(xù)流二極管D1的反向恢復(fù)電流，并存儲(chǔ)二極管反向恢復(fù)電流能量；設(shè)置一儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb，用于在所述功率開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)存儲(chǔ)所述的二極管反向恢復(fù)電流能量，并在所述的功率開關(guān)S1關(guān)斷時(shí)將續(xù)流電流轉(zhuǎn)移到所述的輔助電感L2與續(xù)流二極管D1的串聯(lián)支路上，同時(shí)將儲(chǔ)存的二極管反向恢復(fù)電流能量轉(zhuǎn)移到所述的輸出電容Co上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特征在于，還包括如下步驟在電感L1的主繞組N1附加，形成一輔助繞組N2，其同名端的方向?yàn)榭拷β书_關(guān)S1方向，用于為所述儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb提供額外的轉(zhuǎn)移能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特征在于，所述輔助電感L2與所述電感L1的輔助繞組N2串聯(lián)放置于從續(xù)流二極管D1的陽極到功率開關(guān)S1的非接地端之間的支路上，所述電感L1的主繞組N1的非同名端可連接于該支路上的三個(gè)接點(diǎn)的任何一點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特征在于，該方法還包括設(shè)置第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4；其中，所述儲(chǔ)能電容Cb一端連接于所述續(xù)流二極管D1的陽極，另一端連接于所述第四二極管D4的陰極；所述第四二極管D4的陽極可與地線相連或連接于功率開關(guān)S1的非接地端；所述第三二極管D3的陽極與所述第四二極管D4的陰極相連，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端；所述第二二極管D2的陽極連接于功率開關(guān)S1的非接地端，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法，其特征在于，所述的輔助諧振電感L2、儲(chǔ)能電容Cb以及各個(gè)二極管均可以分別由多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的諧振電感、儲(chǔ)能電容和二極管組成。
6.一種二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，用于在BOOST變換電路中減小開關(guān)電路中二極管反向恢復(fù)電流，該BOOST變換電路包括有電感L1、續(xù)流二極管D1、輸出電容Co、功率開關(guān)S1，所述電感L1與功率開關(guān)S1串聯(lián)，連接于輸入電壓Vin與地線之間；所述續(xù)流二極管D1與輸出電容Co串聯(lián)，連接于所述電感L1和功率開關(guān)S1的接點(diǎn)與地線之間，所述輸出電容Co兩端形成輸出電壓Vout；其特征在于，該BOOST變換電路還包括一輔助諧振電感L2，與所述續(xù)流二極管D1相連，用于減小所述續(xù)流二極管D1的反向恢復(fù)電流，并存儲(chǔ)二極管反向恢復(fù)電流能量；一儲(chǔ)能電容Cb，用于在所述功率開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)存儲(chǔ)所述的二極管反向恢復(fù)電流能量，并在所述的功率開關(guān)S1關(guān)斷時(shí)將續(xù)流電流轉(zhuǎn)移到所述的輔助電感L2與續(xù)流二極管D1的串聯(lián)支路上，同時(shí)將儲(chǔ)存的二極管反向恢復(fù)電流能量轉(zhuǎn)移到所述的輸出電容Co上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特征在于，還包括一輔助繞組N2，由所述電感L1附加形成，其同名端的方向?yàn)榭拷β书_關(guān)S1方向，用于為所述儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb提供額外的轉(zhuǎn)移能量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特征在于，所述輔助電感L2與所述電感L1的輔助繞組N2串聯(lián)放置于從續(xù)流二極管D1的陽極到功率開關(guān)S1的非接地端之間的支路上，同時(shí)輔助繞組N2的同名端的方向?yàn)榭拷β书_關(guān)S1方向，所述電感L1的主繞組N1的非同名端可連接于該支路上的三個(gè)接點(diǎn)的任何一點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特征在于，該電路還包括第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4；并且，所述儲(chǔ)能電容Cb一端連接于所述續(xù)流二極管D1的陽極，另一端連接于所述第四二極管D4的陰極；所述第四二極管D4的陽極可與地線相連或連接于功率開關(guān)S1的非接地端；所述第三二極管D3的陽極與所述第四二極管D4的陰極相連，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端；所述第二二極管D2的陽極連接于功率開關(guān)S1的非接地端，其陰極連接于所述輸出電容Co的正端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二極管反向恢復(fù)電流的抑制電路，其特征在于，所述的輔助諧振電感L2、儲(chǔ)能電容Cb以及各個(gè)二極管均可以分別由多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的諧振電感、儲(chǔ)能電容和二極管組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二極管反向恢復(fù)電流的抑制方法及電路，包括傳統(tǒng)的BOOST電路所包含的電感L1、續(xù)流二極管D1、輸出電容Co、功率開關(guān)S1等；同時(shí)還包括反向恢復(fù)抑制元件以及能量儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移電路，其中反向恢復(fù)抑制元件指輔助諧振電感L2；能量儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移電路包括儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移電容Cb、電感L1的輔助繞組N2，輔助能量轉(zhuǎn)移的第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4。本發(fā)明通過控制功率開關(guān)S1的導(dǎo)通和關(guān)斷，來控制功率開關(guān)S1的占空比，在導(dǎo)通時(shí)L1儲(chǔ)能；關(guān)斷時(shí)L1通過續(xù)流二極管釋放能量及升壓，通過輔助電感L2來減小續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，通過儲(chǔ)能電容Cb、電感L1的輔助繞組N2以及二極管D2、D3、D4來實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移。
文檔編號(hào)H02M3/10GK1956304SQ20051009521
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者夏維洪, 劉煜, 周建平 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司