[发明专利]带能量回收的倍压同步整流电路

说明书

技术领域

本发明涉及电能变换领域，具体涉及一种带能量回收的电流型倍压同步整流电路。

背景技术

目前，在电力电子的发展过程中，低压大电流输出的应用场合已经成为一个非常重要的发展方向。在这种场合下，变换器副边整流器的损耗占了整体损耗的大部分，尤其是采用二极管整流的电路，其导通压降引起的损耗占输出功率的比例为VF/Vo，其中VF为整流器的正向导通压降，Vo为输出电压。即使当今最好的肖特基二极管，它的正向导通压降也有0.3V，当输出电压为2V时候，仅此一项的损耗达到输出功率的15％，限制了效率的提高并引起严重发热，影响电源的可靠性。

为降低二极管型整流器的损耗，目前在低输出电压场合普遍采用同步整流器技术。所谓同步整流是以导通电阻很小(最小可以达到几个毫欧)的金属氧化物半导体场效应管(MOSFET或MOS场效应管)来代替二极管的技术，但是MOSFET需要额外的驱动信号来保证其开通和关断。因此同步整流的驱动方案是限制同步整流广泛应用的一个主要原因。如果同步整流的驱动方案比较复杂，或者驱动的电路的损耗比较大，都会影响到同步整流的效果。

理想的同步整流器应该实现与二极管型整流器一样的电气功能而大大降低损耗。但是由于MOSFET开通后可以双向导电，区别于二极管，因此对电路的工作带来影响。通常的电压模式的驱动方式由于不检测流过MOSFET的电流，因此，在电路中存在电流反向的可能，其驱动信号也是在电路中变压器、电感或者其他相关点得到的波形，会引起轻载条件下效率低下等其他问题。为实现同步整流器与二极管整流器一致的性能，在电流反向时刻能够关断，通常需要检测流过用作同步整流器的MOSFET的电流，目前通常采用电流互感器的方式。

传统的采用电流互感器的方式，其取样电流消耗的能量在电路中直接消耗，导致驱动电路效率低下。如何将互感器取样的电流信号的能量无损耗的反馈回输入或者输出端，是此类技术的关键。

现有技术中的一例，美国专利号为6134131，名称为《Current Driven SynchronousRectifier with Energy Recovery》，如图1所示，该电路包括一个电流互感器CT，两个箝位二极管和一个用于整流的MOSFET(称为同步整流管SR)。该电流互感器有三个副边绕组，这使得互感器的体积变大，使生产变得复杂。进一步，该技术方案一个电流互感器只能驱动一个MOSFET。

但是，在实际应用中，输出的同步整流器包含不止一个MOSFET，通常的电流互感器驱动方案需要每个MOSFET带一个电流互感器检测其电流，导致电路成本上升、体积变大。因此，如何降低电流互感器的数量也是此类技术的一个关键，也是本发明的一个重要贡献。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、并使互感器取样的电流信号的能量无损耗的带能量回收的倍压同步整流电路，其使用一个电流互感器驱动多于一个同步整流管。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种带能量回收的倍压同步整流电路，包括一个变压器T、一个电流互感器CT、由两个MOS场效应管SR1、SR2和两个电容C1、C2组成倍压整流电路、驱动整形电路(也称驱动电路)，还包括能量回收电路，所述电流互感器CT的原边绕组串联在高频变压器T的二次侧回路中；所述电流互感器CT有两个副边绕组，第一绕组只提供一个同步整流管的驱动信号，第二绕组不仅提供另一个同步整流管的驱动信号，多余的能量经过第二绕组和能量回收电路回馈到主电路中；副边第二绕组的电压信号经过另一个驱动整形电路给MOS场效应管SR2提供驱动信号，多余的能量同样经过第二绕组和能量回收电路回馈到主电路中。