[发明专利]消除反向峰压的电路

说明书

本发明涉及一种用于消除在电源电路中产生的反向峰压的电路。

通常，受由前级电路输出电压的变化所引起的脉冲型冲击浪涌电压或震荡型瞬变环形电压的影响有些电路产生应变。这样的应变电路可以是一种整流电路、电感电路，例如包括线圈的电路，这些电路按照电流变化产生反向电动势，以及是其它电路，它们与输出以脉冲形式变化的电压的电路相连接。这种瞬变电压的输入会影响后面的电路，结果，会导致工作错误并降低其中元件的寿命期。在严重的情况下，可能损坏相关联的部件。

为了解决上述问题，典型地，已提出一种由电容或电阻与电容串联构成的缓冲器电路。在图1和2中示出了这种缓冲器电路的两个例子。

图1是说明给直流(DC)-DC转换器结构施加常规缓冲器电路一例的电路图。如该图所示，该DC-DC转换器包括一个开关场效应晶体管Q1，用于响应开关脉冲信号进行ON/OFF操作。开关场效应晶体管Q1具有其用于输入开关脉冲信号的栅极端和其连接于电压源地端的源极端。该DC-DC转换器还包括一个具有初级和次级线圈的电源变压器T1。电源变压器T1的初级线圈具有，其连接到DC电源电压源+Vcc的一端和其连接到开关场效应晶体管Q1的漏极端的另一端。电源变压器T1的次级线圈具有其连接于电压源地端的一端。该DC-DC转换器还包括一个连接到电源变压器T1的次级线圈的另一端的整流电路。该整流电路包括一个整流二极管D1，二极管D1使其阳极连接于电源变压器T1次级线圈的另一端，以及一个充电电容C1，它具有其连接到整流二极管D1阴极的正极和其连接到电压源地端的负极。

缓冲器电路包括一个充电电容C2，并联于整流电路的整流二极管D1两端。

下文将描述带有上述结构的DC-DC转换器的操作。

首先，响应开关脉冲信号使开关场效应晶体管Q1反复地进行接通和关断，使得在电源变压器T1的初级线圈中能周期性地感生能量。结果是，在电源变压器T1的次级线圈中以脉冲形式产生电压。然后，电源变压器T1次级线圈中的这一电压经过整流二极管D1进行整流并由充电电容器C1进行平滑。该被整流并经过平滑的电压就是最后的DC输出电压。

在上述操作期间，在电源变压器T1次级线圈的电压电平低变为高的那一瞬间，处于高电平的瞬时正向浪涌电压即被施加到整流二极管D1上，而后被整流二极管D1及充电电容C1吸收并消除。另一方面，在电源变压器T1的次级线圈的电压电平由高变为低的一瞬间，则有一个高电平的瞬时反向峰压(反向浪涌电压)施加到整流二极管D1上。此时，若所加的反向峰压高于整流二极管D1的反向耐压，就会毁坏该整流二极管D1。在这种情况下，当电源变压器T1的次级线圈的电压为高电平时，向缓冲器电路的充电电容C2充电的电压通过电源变压器T1的次级线圈进行放电。结果，跨整流二极管D1的反向峰值电压即被旁路而消除。

但是，该充电电容C2在电容容量方面受到限制。一般地，电容器的电流可表达如下：

i_c＝C(dv/dt)

由于反向峰压的脉冲宽度很窄(即，dv/dt值大)，在充电电容C2的容量大的情况下，流过电容C2的电流i_c2的电流量增大。随着电流i_c2的大小增大，充电电容C2即产生热量，所产生的热损害充电电容C2并升高相关部件的温度，导致对整个部件的稳定性有不良的影响。进而，当反向峰压的频率高于一特定的频率时，由于充电电容器C2的放电时间的限制，就不能消除反向峰压。

图2是说明给直流DC-DC转换器结构施加常规缓冲器电路另一例的电路图。此图的结构，除缓冲器电路还包括与充电电容器C2相串联的电阻R1之外，都与图1的相同。

在图2中，当产生反向峰压时，在放电回路中就包括电阻R1。结果，由于电阻R1的阻值减小，充电电容C2的容量即增加。可是，类似于图1的结构，频率要受到电阻R1和电容C2的限制。而且，由于充电电容C2容量的增大及电阻R1阻值的减小而发热。

因此，鉴于上述问题而作出了本发明，本发明的目的在于提供一种消除反向峰压的电路，在该电路中设置开关整流电路，它能有效地消除由前级电路的输出电压的急剧变化所引起的反向瞬变电压比如反向浪涌电压或反向环形电压，而频带并不受到限制，并可防止因为发热致使相关部件变成不稳定。

根据本发明，通过提供一种消除反向峰压的电路可以实现上述和其它目的，该消除反向峰压的电路包括：开关整流装置，用于对反向瞬变电压进行整流；充电装置，用于在其中对开关整流装置的输出电压进行充电；以及并联于充电装置的放电装置，用于对在充电装置上充电的电压进行放电。