专利名称：一种用于小功率的软开关同步整流buck变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力变换领域， 具体涉及一种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器。
背景技术：
现有BUCK变换器分为普通的BUCK变换器和同步整流BUCK变换器。普通的BUCK变换器在主开关管关断时，电感通过二极管续流，一般二极管的正向压降为一固定值。因此变换器在大电流输出时，此二极管上的损耗很大。传统的同步整流BUCK变换器主开关管和辅助开关管的驱动互补打出，驱动之间会设置固定的死区时间，以防止两开关管直通。开关管工作时电压和电流有交叠，会产生较大的开关损耗，影响变换器效率。而对于很小功率的BUCK变换器，一般都会直接忽略其开关损耗。实际上，由于变换器本身的额定功率就很小，开关损耗的存在会占据变换器额定功率的较大比重，使得小功率BUCK变换器的效率难以达到较高的水平。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器，此发明使小功率同步整流BUCK变换器的主开关管和辅助开关管都能实现零电压开通和判断，提升变换器效率。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现
本发明公开了一种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器，由电源、主开关管、辅
助开关管、三个电容、两个二极管和一个电感组成，所述电源的正极与主开关管串联，所述主开关管与辅助开关管串联，所述辅助开关管与电源负极连接，所述主开关还与所述电感串联，所述电感与第三电容串联，所述第三电容与电源的负极连接，所述第三电容两端与负载两端连接。进一步的，所述主开关管上还并联有第一电容和第一二极管。进一步的，所述辅助开关管上还并联有第二电容和第二二极管。本发明的优势是
本发明巧妙设计了元器件参数，将同步整流变换器应用于小功率场合，并且打破传统同步整流变换器不允许电容能量回流造成的电感电流反向的情况。实现了变换器主开关管和辅助开关管的零电压开通关断，显著提升了变换器效率。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中 图I为本发明的电路结构不意 图2为本发明的主开关管SI开通时能量流动示意 图3为本发明的辅助开关管S2开通时，电感电流未反向时的能量流动示意 图4为本发明的辅助开关管S2开通时，电感电流反向后的能量流动示意 图5为本发明的主开关管SI和辅助开关管S2的驱动波形示意图。
具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图I所示，本发明公开了一种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器，由电源VCC、主开关管SI、辅助开关管S2、三个电容C、Cl、C2、两个二极管VD1、VD2和一个电感L组成，所述电源VCC的正极与主开关管SI串联，所述主开关管SI与辅助开关管S2串联，所述辅助开关管S2与电源VCC负极连接，所述主开关SI还与所述电感L串联，所述电感L与第三电容C串联，所述第三电容C与所述电源VCC的负极连接，所述第三电容C两端与负载LOAD两端连接。进一步的，所述主开关管SI上还并联有第一电容Cl和第一二极管VD1。进一步的，所述辅助开关管S2上还并联有第二电容C2和第二二极管VD2。本实施例的工作原理如下
本发明实现的要点是通过合适设计储能电感小于某一个上限值，使储能电感工作于电流断续模式，并且在电感电流过零时仍然开通辅助开关管。这样可以强迫储能电容上的能量使电感电流反向并存储能量，这部分能量将用于谐振使主开关管实现零电压开通。以下详细说明本发明电路和工作过程。假设初始时刻T0，主开关管SI处于开通状态，能量从输入侧电源经SI、L给负载供电并给储能电容充电，L上的电流从左到右。Tl时刻，关断SI，由于SI两端并联电容的缓冲作用，SI是零电压关断；电感L电流不能突变，流经负载，并通过S2的寄生二极管续流，S2两端电压被钳位到零；经过一小段死区时间，开通S2，S2是零电压开通，电感L电流通过S2及其寄生二极管续流，并不断减小。T2时刻，电感L上电流减小到零，S2的寄生二极管自然关断，但是S2仍处于开通状态；此时电容上的能量就会通过L、S2形成回路，电感电流从右到左开始增加。T3时刻，关断S2，电感L电流不能突变，与Cl、C2开始谐振，给Cl放电，给C2充电。由于C2的缓冲作用，S2是零电压关断；同时，电感和Cl谐振，将Cl上电荷泄放。当Cl上电荷泄放到零时，SI的寄生二极管将SI两端电压钳位到零。T4时刻，开通SI，由于之前SI两端电压被钳位到零，所以SI是零电压开通。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器，其特征在干由电源(VCC)、主开关管(SI)、辅助开关管(S2)、三个电容(C、Cl、C2)、两个ニ极管(VD1、VD2)和一个电感(L)组成，所述电源(VCC)的正极与主开关管(SI)串联，所述主开关管(SI)与辅助开关管(S2)串联，所述辅助开关管(S2)与电源(VCC)负极连接，所述主开关(SI)还与所述电感(L)串联，所述电感(L)与第三电容(C)串联，所述第三电容(C)与所述电源(VCC)的负极连接，所述第三电容(C)两端与负载(LOAD)两端连接。
2.根据权利要求I所述的ー种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器，其特征在于所述主开关管(SI)上还并联有第一电容(Cl)和第一ニ极管(VD1)。
3.根据权利要求I所述的ー种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器，其特征在于所述辅助开关管(S2)上还并联有第二电容(C2)和第二ニ极管(VD2)。
全文摘要
本发明公开了一种用于小功率的软开关同步整流BUCK变换器，由电源、主开关管、辅助开关管、三个电容、两个二极管和一个电感组成，所述电源的正极与主开关管串联，所述主开关管与辅助开关管串联，所述辅助开关管与电源负极连接，所述主开关还与所述电感串联，所述电感与第三电容串联，所述电容与电源的负极连接，所述主开关管与第一电容和第一二极管并联，所述辅助开关管与第二电容和第二二极管并联，所述第三电容两端与负载两端连接。本发明将同步整流变换器应用于小功率场合，并且打破传统同步整流变换器不允许电容能量回流造成的电感电流反向的情况,实现了变换器主开关管和辅助开关管的零电压开通关断，显著提升了变换器效率。
文档编号H02M1/36GK102710115SQ20121014853
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者向军 申请人:江苏固德威电源科技有限公司