专利名称：一种耐压电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电器设备领域，尤其涉及一种耐压电路。
背景技术：
对于电网电压较高的场合，例如480VAC电网，设计适用的开关电源会遇到高耐压晶体管开关器件选取困难的问题。对于480VAC电网来说，考虑到电网的波动和设计裕量，使用传统的开关电源方案通常需要选用耐压1000V以上的晶体管作为开关器件，耐压 1000V以上的晶体管属于相对比较特殊的器件，采购周期长、价格高。为了解决上述问题，现有技术采用如下方案图1是两个MOS管串联提高器件耐压在反激电路的一个应用。下管Ql受PWM控制电路的直接驱动，当Ql由从导通变为关断时，Ql的DS两端电压升高，当Ql的DS两端电压接近稳压管ZDl电压时，上管Q2的GS电压低于导通门槛电压，Q2也进入关断状态，QU Q2都关断时Ql分担的电压由稳压管ZDl的稳压值决定。当Ql由关断转为导通时DS两端电压下降，电阻Rl将为Q2提供驱动电流，使Q2也导通。但是，由于Rl受自身功耗的限制， 不能在Q2导通时提供较大的驱动电流，使Q2的导通速度慢，Q2的开关损耗和导通损耗都比较大，因此该电路效率低，通常只适用于功率很小的场合。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种耐压电路，解决了现有技术中的耐压电路的问题。 其具体方案如下一种耐压电路，包括第一开关管，第二开关管和辅助电容；所述第二开关管的源极与所述第一开关的漏极相连；所述第二开关管的栅极通过反接的二极管与辅助电源相连；所述第一开关管的栅极接收驱动电压，所述第一开关管的源极通过第一稳压二极管与所述第二开关管的栅极相连；所述辅助电容包括与所述二极管并联的第一电容和/或与所述稳压二极管并联的第二电容。优选的，还包括钳位电路，所述钳位电路的低电位端与所述第二开关管的源极相连，所述钳位电路的高电位端与所述第二开关管的栅极相连。优选的，所述钳位电路为第二稳压二极管。优选的，所述第一开关管和所述第二开关管为场效应管MOSFET或绝缘栅双极型晶体管IGBT。由上述方案可以看出，本实用新型公开的耐压电路结构简单，辅助电源Vcc经过二极管向第二开关管提供足够的驱动电压和电流，通过辅助电容的接入，使得第二开关管相对于第一开关管的开关延时减小，可进一步降低损耗，提高电路的效率及可靠性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术的耐压电路在反激电路中的应用结构示意图；图2为本实用新型实施例公开的耐压电路的结构示意图；图3为本实用新型实施例公开的耐压电路的原理示意图；图4为本实用新型实施例公开的又一耐压电路的结构示意图；图5为本实用新型实施例公开的反激电路的结构示意图；图6为本实用新型实施例公开的BUCK电路的结构示意图；图7为本实用新型实施例公开的BOOST电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型公开了一种耐压电路，其结构如图2所示，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2和辅助电容，其中第二开关管Q2的源极与第一开关Ql的漏极相连；第二开关管 Q2的栅极通过反接的二极管Dl与辅助电源Vcc相连；所述第一开关管Ql的栅极接收驱动电压，第一开关管Ql的源极通过第一稳压二极管ZDl与第二开关管Q2的栅极相连。本实施例中的辅助电容包括与二极管Dl并联的第一电容Cl和与第一稳压二极管ZDl并联的第二电容C2。本实施例公开的耐压电路的工作原理的示意图如图3所示当第一开关管Q1、第二开关管Q2正处于导通状态，这时第二开关管Q2栅极G2与源极S2两点间的电压VGS2接近于辅助电源电压Vcc。当第一开关管Ql在驱动信号Vd的作用下开始关断时，第一开关的Ql的漏极Dl与源极Sl两点间的电压VDSl升高，二极管Dl 承受反压关断，与此同时流过第二开关管Q2的电流一部分流过第一开关管Q1，另一部分经过第二开关管Q2的栅源极寄生电容Cgs2给第一电容Cl和第二电容C2充电，第二开关管 Q2的源极电压VS2、第二开关管Q2的栅极电压VG2上升，源极和栅极间电压VGS2下降。当第二开关管Q2的栅极电压VG2接近稳压管ZDl的稳压值时，VGS2迅速降低直至低于Q2的导通门槛电压后Q2也进入关断状态。第一开关管Q1、第二开关管Q2都关断时Ql的DS两端电压由第一稳压二极管ZDl的稳压值决定。假设第一开关管Q1、第二开关管Q2均处于关断状态，第二开关管Q2栅极G2与源极S2两点间的电压VGS2接近于0V，第二开关管Q2栅极电压VG2、第二开关管Q2源极电压 VS2约等于第一稳压二极管ZDl的稳压电压。当第一开关管Ql在Vd的高电平驱动作用下开始导通时，第一开关管Ql的漏极Dl与源极Sl间的电压VDSl下降，第一电容Cl、第二电容C2经过第二开关管Q2的栅源极寄生电容Cgs2、第一开关管Ql放电使第二开关管Q2栅极电压VG2降低，源极电压VGS2上升，当第二开关管Q2栅极电压VG2低于Vcc时，二极管 Dl导通，Vcc经过Dl向Q2提供足够的驱动电压和电流，使第二开关管Q2也导通。[0025]由此可以看出，本实施例公开的耐压电路结构简单，电源Vcc经过二极管向第二开关管提供足够的驱动电压和电流，加快了第二开关管的导通速度，提高了电路效率。同时，由于第一电容Cl、第二电容C2在第一开关管Ql关断时预先抽取了第二开关管Q2的栅源极寄生电容Cgs2中的电荷，使VGS2快速下降，从而加速了第二开关管Q2的关断；在开通时，第一电容Cl、第二电容C2又预先给第二开关管Q2的栅源极寄生电容Cgs2充电，使VGS2 快速上升，从而也加速了第二开关管Q2的开通。可以看出，第一电容Cl和第二电容C2的存在，使得第二开关管Q2相对于第一开关管Ql的开关时延减小，可进一步降低损耗，提高电路的效率及可靠性。本实施例并不限定同时加入第一电容和第二电容的方式，还可以选择在二极管或稳压二极管两端并联电容的方式，只是采用两个电容的方式较采用一个电容的方式能够进一步的减小开关延时，提高电路效率。本实施例中的第一开关管和第二开关管为场效晶体管MOSFET或绝缘栅极型功率管IGBT，此处并不限定其具体类型。进一步的，图2所示的耐压电路中，还可以包括并联在第二开关管Q2的栅极和源极之间钳位电路，如图5所示，本实施例中，钳位电路为第二稳压二极管ZD2。保证第二开关管Q2的栅极电压在安全范围之内。更进一步的，上述图2和图4中所示的耐压电路可以作为一个开关器件，应用在其他电路中，例如反激电路、降压式变换BUCK电路和BOOST升压电路等。以图2所示电路为例，其组成反激电路的结构示意图如图5所示，线框内是本实用新型实施例公开的耐压电路，其整体作为一个开关器件使用，第二开关管Q2的漏极连接变压器Tl的原边绕组的同名端，变压器Tl的副边绕组的同名端通过第二二极管D2连接输出正端。输出正端和输出负端之间并联输出电容Co。其中反激电路的普遍应用在开关电源中，其输入电压为Vin，输出电压为Vo。如果输入电压Vin较大，此时就需要开关管的耐压能力较强，耐压较高。而本实用新型实施例公开的耐压电路作为开关管，同理，其组成的BUCK电路的结构如图6所示，组成的升压电路BOOST的结构如图 7所示，耐压电路同样作为开关器件应用在上述电路中。由此可以看出，本实用新型实施例公开的耐压电路可适用于多种变换器的拓扑结构，适用范围较广。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种耐压电路，其特征在于，包括第一开关管，第二开关管和辅助电容；所述第二开关管的源极与所述第一开关的漏极相连；所述第二开关管的栅极通过反接的二极管与辅助电源相连；所述第一开关管的栅极接收驱动电压，所述第一开关管的源极通过第一稳压二极管与所述第二开关管的栅极相连；所述辅助电容包括与所述二极管并联的第一电容和/或与所述稳压二极管并联的第二电容。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括钳位电路，所述钳位电路的低电位端与所述第二开关管的源极相连，所述钳位电路的高电位端与所述第二开关管的栅极相连。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述钳位电路为第二稳压二极管。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为场效应管MOSFET或绝缘栅双极型晶体管IGBT。
专利摘要本实用新型公开了一种耐压电路，包括第一开关管，第二开关管和辅助电容；所述第二开关管的源极与所述第一开关的漏极相连；所述第二开关管的栅极通过反接的二极管与辅助电源相连；所述第一开关管的栅极接收驱动电压，所述第一开关管的源极通过第一稳压二极管与所述第二开关管的栅极相连；所述辅助电容包括与所述二极管并联的第一电容和/或与所述稳压二极管并联的第二电容。本实用新型公开的耐压电路结构简单，电源Vcc经过二极管向第二开关管提供足够的驱动电压和电流，加快了第二开关管的导通速度，提高了电路效率。
文档编号H02M3/07GK201966801SQ201120045168
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者华桂潮, 吴新科, 王莉 申请人:英飞特电子(杭州)有限公司