一种有源钳位电路及开关电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种有源钳位电路及开关电源，该电路包括：依次连接的信号选择及处理电路、脉宽限制电路、反相器U3和负向驱动电路；脉宽限制电路包括电阻R2、二极管D2和电容C2，电容C2的一端作为脉宽限制电路的输入端，与信号选择及处理电路的输出端连接，电容C2的另一端与电阻R2的一端、二极管D2的阴极连接后，作为脉宽限制电路的输出端与反相器U3的输入端连接，电阻R2的另一端与二极管D2的阳极均接地；通过从原边驱动获取信号，经过逻辑变换及脉宽限制后驱动开关电源副边的钳位管，控制钳位Pmos管的提前导通，从而规避二极管普遍存在的电导调制效应，使得钳位电路在吸收高速大电流时，电压应力尖峰通过钳位管被有效吸收钳位。位。位。

【技术实现步骤摘要】
一种有源钳位电路及开关电源


[0001]本申请涉及电源
，尤其涉及一种有源钳位电路及开关电源。

技术介绍

[0002]在开关电源转换的拓扑中，桥式拓扑以其高效率和高输出功率的优势被广泛应用在我们的开关电源模块中。桥式拓扑在输出高功率时，输出电流较大，由于漏感、电容及寄生参数的谐振在VBUS处产生较高的应力尖峰，且应力尖峰的振荡频率是产品的固有寄生参数，因此需要一种钳位电路来吸收应力尖峰，提高开关电源模块的可靠性。
[0003]目前，传统的有源钳位电路是通过采样VBUS电压的上升沿信号，并通过该信号进行逻辑处理后得到钳位Pmos管的驱动信号，此时Pmos管的驱动时刻已经滞后于VBUS电压上升时刻，滞后时间主要包括两部分：采样延迟和逻辑处理延迟，如图1所示，为采用传统有源钳位电路的Pmos管与VBUS电压的波形图，该滞后时间使VBUS的应力尖峰到来t0时，Pmos管仍未导通，此时应力尖峰的能量只能通过Pmos管的体二极管进行吸收，而二极管在t0时刻注入大电流，存在电导调制效应，PN结电阻率很大，使二极管两端产生较高的导通压降，导致传统的有源钳位吸收效果不佳，VBUS仍有较大的应力尖峰，影响电源模块的可靠性。

技术实现思路

[0004]鉴于上述背景，本技术提供一种有源钳位电路及开关电源，该有源钳位电路使钳位Pmos管在VBUS电压尖峰前导通，规避了二极管的电导调制效应，取得明显的吸收效果。
[0005]为实现上述目的，本技术提出了以下技术方案：
[0006]第一方面，提供一种有源钳位电路，应用于开关电源，包括：依次连接的信号选择及处理电路、脉宽限制电路、反相器U3和负向驱动电路；所述脉宽限制电路包括电阻R2、二极管D2和电容C2，电容C2的一端作为所述脉宽限制电路的输入端，与所述信号选择及处理电路的输出端连接，电容C2的另一端与电阻R2的一端、二极管D2的阴极连接后，作为所述脉宽限制电路的输出端与反相器U3的输入端连接，电阻R2的另一端与二极管D2的阳极均接地；
[0007]所述信号选择及处理电路用于接入开关电源的原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号，并在所述驱动信号符合预设条件时，输出第一电平信号，所述第一电平信号由所述脉宽限制电路进行脉宽限制后，经反相器U3进行电平反向处理后输出至负向驱动电路，再由负向驱动电路进行电平转化处理后输出负向脉冲信号至开关电源的副边的钳位管，以驱动钳位管导通。
[0008]优选地，所述负向驱动电路包括电阻R3、电容C3和二极管D3，电容C3的一端作为所述负向驱动电路的输入端与所述反相器U3的输出端连接，电容C3的另一端与电阻R3的一端、二极管D3的阳极连接，电阻R3的另一端作为所述负向驱动电路的输出端，用于与开关电源副边的钳位管连接，二极管D3的阴极接地。
[0009]优选地，所述信号选择及处理电路为或门，或门的第一输入端、第二输入端分别用于接入开关电源原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号；所述信号选择及处理电路在所述驱动信号符合预设条件时，输出第一电平信号，具体包括：
[0010]当第一主功率管和第二主功率管任一驱动信号为高电平时，输出为高电平的第一电平信号。
[0011]优选地，所述信号选择及处理电路包括依次连接的或非门、延迟RC电路和反相器U2，或非门的第一输入端、第二输入端分别用于接入开关电源原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号，反相器U2的输出端与所述脉宽限制电路的输入端连接；所述信号选择及处理电路在所述驱动信号符合预设条件时，输出第一电平信号，具体包括：
[0012]当第一主功率管和第二主功率管的驱动信号均为低电平时，或非门输出高电平信号至所述延迟RC电路，由所述延迟RC电路对高电平信号进行延时后输出至反相器U2，再由反相器U2进行电平反向处理输出为低电平的第一电平信号。
[0013]优选地，所述延迟RC电路包括电阻R1、电容C1和二极管D1，二极管D1的阳极与电阻R1的一端连接后，作为所述延迟RC电路的输入端与或非门的输出端连接，二极管D1的阴极与电阻R1的另一端、电容C1的一端连接后，作为所述延迟RC的输出端与反相器U2的输入端连接，电容C1的另一端接地。
[0014]第二方面，提供一种有源钳位电路，应用于开关电源，包括：依次连接的信号选择及处理电路、脉宽限制电路、反相器U3和负向驱动电路；所述信号选择及处理电路为或门；所述脉宽限制电路包括电阻R2、二极管D2和电容C2；所述负向驱动电路包括电阻R3、电容C3和二极管D3；
[0015]或门的第一输入端、第二输入端分别用于接入开关电源的原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号，输出端与电容C2的一端连接；电容C2的另一端与电阻R2的一端、二极管D2的阴极与反相器U3的输入端连接，电阻R2的另一端与二极管D2的阳极均接地；反相器U3的输出端与电容C3的一端连接；电容C3的另一端与电阻R3的一端、二极管D3的阳极连接，电阻R3的另一端作为所述负向驱动电路的输出端，用于与开关电源的副边的钳位管连接，二极管D3的阴极接地。
[0016]第三方面，提供一种有源钳位电路，应用于开关电源，包括：依次连接的信号选择及处理电路、脉宽限制电路、反相器U3和负向驱动电路；所述信号选择及处理电路包括依次连接的或非门、延迟RC电路和反相器U2，所述延迟RC电路包括电阻R1、电容C1和二极管D1；所述脉宽限制电路包括电阻R2、二极管D2和电容C2；所述负向驱动电路包括电阻R3、电容C3和二极管D3；
[0017]或非门的第一输入端、第二输入端分别用于接入开关电源的原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号，输出端与二极管D1的阳极与电阻R1的一端；二极管D1的阴极与电阻R1的另一端、电容C1的一端、反相器U2的输入端连接；电容C1的另一端接地；反相器U2的输出端与电容C2的一端连接；电容C2的另一端与电阻R2的一端、二极管D2的阴极与反相器U3的输入端连接，电阻R2的另一端与二极管D2的阳极均接地；反相器U3的输出端与电容C3的一端连接；电容C3的另一端与电阻R3的一端、二极管D3的阳极连接，电阻R3的另一端作为所述负向驱动电路的输出端，用于与开关电源的副边的钳位管连接；二极管D3的阴极接地。
[0018]第四方面，提供一种开关电源，包括逆变电路、变压器、副边整流电路、吸收电容、主功率电感、钳位管和如上所述的有源钳位电路，逆变电路、变压器、副边整流电路依次连接，吸收电容的一端与主功率电感的一端、副边整流电路的第三端连接，吸收电容的另一端与钳位管的第一端连接，钳位管的第二端与副边整流电路的第四端均接地，钳位管的控制端与有源钳位电路的输出端连接，主功率电感的另一端作为所述开关电源的输出端。
[0019]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0020]本技术通过采样开关电源原边桥臂的驱动信号进行逻辑处理，然后通过脉冲限制电路对钳位Pmos管驱动信号的导通时间进行控制，进而控制钳位Pmos管在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源钳位电路，应用于开关电源，其特征在于，包括：依次连接的信号选择及处理电路、脉宽限制电路、反相器U3和负向驱动电路；所述脉宽限制电路包括电阻R2、二极管D2和电容C2，电容C2的一端作为所述脉宽限制电路的输入端，与所述信号选择及处理电路的输出端连接，电容C2的另一端与电阻R2的一端、二极管D2的阴极连接后，作为所述脉宽限制电路的输出端与反相器U3的输入端连接，电阻R2的另一端与二极管D2的阳极均接地；所述信号选择及处理电路用于接入开关电源的原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号，并在所述驱动信号符合预设条件时，输出第一电平信号，所述第一电平信号由所述脉宽限制电路进行脉宽限制后，经反相器U3进行电平反向处理后输出至负向驱动电路，再由负向驱动电路进行电平转化处理后输出负向脉冲信号至开关电源的副边的钳位管，以驱动钳位管导通。2.根据权利要求1所述的有源钳位电路，其特征在于，所述负向驱动电路包括电阻R3、电容C3和二极管D3，电容C3的一端作为所述负向驱动电路的输入端与所述反相器U3的输出端连接，电容C3的另一端与电阻R3的一端、二极管D3的阳极连接，电阻R3的另一端作为所述负向驱动电路的输出端，用于与开关电源副边的钳位管连接，二极管D3的阴极接地。3.根据权利要求1所述的有源钳位电路，其特征在于，所述信号选择及处理电路为或门，或门的第一输入端、第二输入端分别用于接入开关电源的原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号；所述信号选择及处理电路在所述驱动信号符合预设条件时，输出第一电平信号，具体包括：当第一主功率管和第二主功率管任一驱动信号为高电平时，输出为高电平的第一电平信号。4.根据权利要求1所述的有源钳位电路，其特征在于，所述信号选择及处理电路包括依次连接的或非门、延迟RC电路和反相器U2，或非门的第一输入端、第二输入端分别用于接入开关电源的原边的第一主功率管、第二主功率管的驱动信号，反相器U2的输出端与所述脉宽限制电路的输入端连接；所述信号选择及处理电路在所述驱动信号符合预设条件时，输出第一电平信号，具体包括：当第一主功率管和第二主功率管的驱动信号均为低电平时，或非门输出高电平信号至所述延迟RC电路，由所述延迟RC电路对高电平信号进行延时后输出至反相器U2，再由反相器U2进行电平反向处理输出为低电平的第一电平信号。5.根据权利要求4所述的有源钳位电路，其特征在于，所述延迟RC电路包括电阻R1、电容C1和二极管D1，二极管D1的阳极与电阻R1的一端连接后，作为所述延迟RC电路的输入端与或非门的输出端连接，二极管D1的阴极与电阻R1的另一端、电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志翔，丘李旺，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：