[发明专利]一种有源钳位吸收电路及开关电源变换器

说明书

本发明公开了一种有源钳位吸收电路及开关电源变换器，所述吸收电路应用于变压器正负半周均传递能量的开关电源变换器的副边整流电路，有源钳位吸收电路包括抑制电路、第一整流电路、第二整流电路、放电电路，相对常规有源钳位吸收电路增加了整流电路且共用了抑制电路、放电电路，降低了多路放电电路控制电路的设计难度，提高了有源钳位吸收电路布局的灵活性，可以更有效地进行功率管应力的钳位吸收，有效地实现开关电源副边有源钳位电路功率管的电压钳位，同时提高了电路的可靠性。

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种应用在开关电源副边的有源钳位吸收电路及开关电源变换器。

背景技术

在所有的开关电源变换器的副边整流电路中，不管是二极管整流还是同步整流都会存在一个问题，就是在副边整流的过程中由于变压器的漏感和整流开关管的寄生结电容产生谐振，在整流开关管关断的时候这种谐振就会发生，而且漏感和结电容都是无法消除的，当漏感较大时，谐振过程产生的尖峰会更大。特别是大功率、高功率密度的开关电源，常使用变压器正负半周均传递能量的开关电源变换器的副边整流电路(如图1左图所示的桥式整流电路、图2左图所示的全波整流电路)，由于输出功率大，走线寄生参数带来的谐振尖峰巨大，对于整流开关管的应力是一个极大地挑战，因此如何消除谐振尖峰成为一个关键问题。

现有技术中，均有桥式整流电路、全波整流电路对应的有源钳位吸收电路。桥式整流电路的有源钳位电路(如图1右图)，就是增加一个钳位电容和一个开关管(或开关管并联二极管)，即副边钳位电路中的钳位电容C301、副边钳位电路中的开关管TR301和二极管D301，电路相对简单，但是钳位电容C301仅有一路，与桥式整流电路副边的任一整流管吸收回路均比较大，吸收效果较差。全波整流电路的有源钳位电路(如图2右图)，每路整流管均增加一个钳位电容和一个开关管(或开关管并联二极管)，相比图1中抑制电路，图2中设计有效地降低了吸收回路，代价是增加了一路开关管，同时增加了两路交错开关管对应控制电路的复杂性。针对上述问题，需要设计新型的有源钳位吸收电路，即能提高布局灵活性、减小吸收回路走线路径，又能减少放电电路，简化控制电路，优化控制电路的电路体积。

发明内容

有鉴如此，本发明要解决的技术问题是提出一种有源钳位吸收电路，变压器正负半周均传递能量的开关电源变换器的副边整流电路，通过抑制电路、整流电路、放电电路的自由组合，即提高布局灵活性、减小吸收回路走线路径，又能减少放电电路，简化控制电路，优化控制电路的电路体积。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

第一方面，提供一种有源钳位电路，应用于变压器正负半周均传递能量的开关电源变换器的副边整流电路，所述变换器包括依次连接的输入滤波电容C101、主开关管电路、变压器、副边整流电路、储能滤波电感L、电容C201，所述副边整流电路为桥式整流电路，设有四个连接点，分别为V1、V2、V3和V4，其中连接点V1与储能滤波电感L连接，连接点V4接地；有源钳位吸收电路包括抑制电路、第一整流电路、第二整流电路、放电电路；抑制电路的第二端、第一整流电路的第二端、第二整流电路的第二端、放电电路的第二端共同连接形成连接点V0；第一整流电路的第一端、第二整流电路的第一端分别与连接点V2、V3连接；放电电路的第一端与连接点V1连接，抑制电路的第一端与连接点V4连接，或者，放电电路的第一端与连接点V4连接，抑制电路的第一端与连接点V1连接；所述放电电路的驱动信号的开始边沿滞后于连接点V1处的信号的上升沿，存在死区时间dt1＞0；所述放电电路的驱动信号的结束边沿超前于连接点V1处的信号的下降沿，存在死区时间dt2＞0。

优选地，所述第一整流电路包括二极管D311，所述第二整流电路包括二极管D321；当所述放电电路的第一端与连接点V1连接，所述抑制电路的第一端与连接点V4连接时，二极管D311的阴极和二极管D321的阴极均作为对应整流电路的第二端，阳极均作为对应整流电路的第一端；当所述放电电路的第一端与连接点V4连接，所述抑制电路的第一端与连接点V1连接时，二极管D311的阴极和二极管D321的阴极均作为对应整流电路的第一端，阳极均作为对应整流电路的第二端。