[发明专利]一种变压器漏感能量吸收电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种变压器漏感能量吸收电路及其控制方法，吸收电路包含主功率开关管，以及两个电容，结构简单可靠。其控制方法为，漏感能量通过第一电容C₁、第二电容C₂以及主功率开关管的寄生电容给主功率开关管提供导通能量，主功率开关管提供吸收漏感能量的通道并消耗漏感能量。当主功率开关管关断后，短暂不完全导通时间T_c吸收变压器漏感能量，降低开关管两端的电压尖峰。

技术领域

本发明涉及吸收电路技术领域，特别涉及开关电源的变压器漏感能量吸收电路及其控制方法。

背景技术

开关电源具有宽电压输入、效率高、体积小及电流大的优点，因此广泛运用于铁路系统及关联设备中。

中大功率、低电压输出的应用场合，由于输入、输出电流较大，隔离型开关电源的主功率开关管一般使用MOSFET来降低导通损耗，尤其是输出整流功率管。由于MOSFET漏极和源极间有寄生体二极管，因此在关断后存在电荷的反向恢复现象，漏、源极间会产生振荡的电压尖峰，所以在开关电源的电路中需要增加一个吸收电路。吸收电路的作用是为了使MOSFET上振荡的电压不超过器件的标称耐压值。

现有的吸收电路大部分是由电阻和电容组成的RC电路或由电阻、电容和二极管组成的RCD电路，图1为现有技术中的RC吸收电路。

但是，在高电压输入、大功率、平面变压器的应用场合，由于MOSFET关断后漏、源极电压平台较高，加之变压器的漏感能量较大，导致RC吸收电路吸收后的振荡电压尖峰还是很高，吸收电路的吸收效果不好，并且吸收的能量是由电阻R₁来消耗掉，电阻R₁承受很大的功耗。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种变压器漏感能量吸收电路及其控制方法，解决现有吸收电路吸收漏感能量效果较差导致主功率MOSFET漏、源极振荡电压尖峰较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的方案是：

一种变压器漏感能量吸收电路，连接在变压器副边绕组的同名端和输出地之间，包含主功率开关管、第一电容、第一电阻；第一电容C₁的一端与主功率开关管的漏极电连接变压器副边绕组的同名端，第一电容C₁的另一端与主功率开关管的栅极电连接后与第一电阻的一端电连接，第一电阻的另一端连接外部驱动信号；主功率开关管的源极接输出地。

一种变压器漏感能量吸收电路，连接在变压器原边绕组的异名端和输入地之间，包含主功率开关管、第一电容、第一电阻；第一电容C₁的一端与主功率开关管的漏极电连接变压器原边绕组的异名端，第一电容C₁的另一端与主功率开关管的栅极电连接后与第一电阻的一端电连接，第一电阻的另一端连接外部驱动信号；主功率开关管的源极接输入地。

优选的，一种变压器漏感能量吸收电路，还包括第二电容，第二电容的一端连接主功率开关管的栅极，第二电容的另一端连接主功率开关管的源极。

优选的，所述的主功率开关管为N沟道MOSFET。

一种变压器漏感能量吸收电路的控制方法，通过调整第一电容和第二电容的容值，使得所述的主功率开关管在关断后的短暂不完全导通时间T_c内吸收漏感能量，T_c远小于主功率开关管的关断时间，且第一电容、第二电容容值需满足：

优选的，在所述的短暂不完全导通时间T_c内，主功率开关管栅源极电压大于导通门限电压，但短暂不完全导通时间T_c内主功率开关管没有完全导通，主功率开关管工作在可变电阻区，随后主功率开关管关断。