[实用新型]一种工作于开关频率的整流二极管电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种用于开关电源中工作于开关频率的整流二极管电路。

背景技术

在开关电源中广泛使用二极管作为整流器件，工作于开关频率的整流二极管处于不断开通-关断-开通...的工作模式下，反复的被切断和通过大的电流。由于这种工作模式下电流相对时间(di/dt)的变化大，加上二极管的反向恢复电流，不仅会引起电路噪声，同时会对电路中其他器件造成影响。

在实际应用中，开关电源经常通过在整流二极管引线脚上套磁珠的方法，来抑制二极管关断时产生的反向恢复电流。这种方法在抑制二极管反向恢复电流的同时也呈现出其固有缺点，即，降低了整流二极管的开通速度，这会带来其他方面不良的影响。现以PFC(功率因数校正)电路为例来说明。在开关电源交流输入端会使用Boost升压变换器来实现功率因数校正，同时将交流电压变换成直流高电压，以减小因为非线性负载引起的谐波对电网的“污染”。Boost变换器的电路结构如图1所示：PWM控制信号使功率开关MOS管Q工作于高频开关状态，电感L中流过高频的脉动电流。为防止整流二极管D的反向恢复电流引起EMI干扰(EMI-Electromagnetic Interference-电磁干扰)，在整流二极管的阳极引线脚上加一个小磁珠L1，如图2所示。开关管Q开通瞬间，电感L中的电流需要从回路①切换到回路②中，切换过程中整流二极管电流过零时，磁珠L1呈现出高的阻抗，有效地抑制了整流二极管反向恢复电流引起的电流尖峰，实现了使用该磁珠L1的目的。然而磁珠L1在抑制反向恢复电流的同时，减慢了整流二极管的开通速度，即在开关管Q关断瞬间，该磁珠同样会阻止电流从回路②向回路①的切换。这导致在此过程中电感L中的能量没有泻放回路，就会造成开关管Q的DS(漏极和源极)两端出现高的电压尖峰，而且电流越大，电压尖峰越大，不仅是潜在的EMI干扰源，而且会引起开关管Q的DS(漏极和源极)过电压击穿，增加了开关管的选型难度。

现有技术在解决这个问题的方法，一般是通过如图3所示的RCD吸收电路对电压尖峰进行处理。该吸收电路与开关管Q并联，其工作原理为：当开关管Q关断瞬间，磁珠L1未饱和而呈现高阻状态期间，电感L中的能量通过吸收电路的二极管D1给C3电容进行充电，为电感L提供了泄放回路，限制了开关管Q的DS两端电压尖峰；在开关管Q导通期间，C3中的能量通过吸收电路的电阻R流过开关管Q的DS进行泄放。该方法的缺点主要有两个：

①.吸收电路消耗能量，同时也增加了开关MOS导通过程的功耗，降低了电源的效率；

②.元件数量多，增加了板卡体积且不利于PCB布版。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种工作于开关频率的整流二极管电路，该电路解决了在采用磁珠抑制整流二极管反向恢复电流的同时引起整流二极管开通速度低的问题，并且不增加额外的功耗。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种工作于开关频率的整流二极管电路，包括工作在开关状态的整流二极管，以及与所述整流二极管串接的抑制电感，在所述整流二极管与抑制电感串联电路的两端并联一吸收电路，所述吸收电路单向导通且导通压降大于所述整流二极管正向导通压降，用于在所述整流二极管从关断状态向导通状态的切换过程中提供一临时电流通道，并在所述整流二极管导通后该吸收电路自动关断。

所述的整流二极管电路，其中：所述吸收电路包括至少一吸收二极管，所述吸收二极管同向串接并与所述整流二极管同向设置，所述吸收二极管正向导通压降之和大于所述整流二极管导通压降。

所述的整流二极管电路，其中：所述的吸收电路包括两个同向串接的吸收二极管。

所述的整流二极管电路，其中：所述吸收电路包括一稳压管以及至少一吸收二极管，所述稳压管与吸收二极管同向串接并与所述整流二极管同向设置，所述稳压管的稳定电压与所述吸收二极管正向导通压降之和大于所述整流二极管导通压降。

所述的整流二极管电路，其中：所述稳压管采用瞬态电压抑制器，所述瞬态电压抑制器的嵌位电压与所述吸收二极管正向导通压降之和大于所述整流二极管导通压降。

所述的整流二极管电路，其中：所述抑制电感为磁珠，套在所述整流二极管的阳极或阴极的管脚上。

所述的整流二极管电路，其中：所述整流二极管阳极及阴极的管脚上各套至少一所述磁珠。