开关管串联多级自驱动电路和反激拓扑功率电路的制作方法

本技术涉及功率电路领域，更具体地说，涉及一种开关管串联多级自驱动电路，以及包括该开关管串联多级自驱动电路的反激拓扑功率电路。

背景技术：

1、目前可控开关管广泛用于各种功率电路，例如反激拓扑功率电路、正激拓扑功率电路、推挽式功率电路、半桥式功率电路或全桥式功率电路等。目前由于可控开关管(例如fet，igbt等等)受开关两极间最大耐受电压的限制，在高压输入场合需要用多个开关管进行串联，以达到耐受最大电压的目的。但是为确保每个开关管在关断时，其极间电压不超过额定电压，开关管需要在设定的极间电压值依次关断，控制、检测和驱动逻辑复杂，且控制需要精细准确，这易导致成本高，稳定性差等问题。特别在辅助电源的应用上，由于启动时没有额外的电源，使得控制变得更为困难。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开关管串联多级自驱动电路，以及包括该开关管串联多级自驱动电路的反激拓扑功率电路，其通过使得每一个开关管在达到额定耐受电压前逐级关断的电路设计，既能保证每一个开关管在电压应力上的安全，又大大减少了电路控制的复杂，整个电路设计精巧，所需器件少，因此大大节省了成本。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关管串联多级自驱动电路，包括n+1个开关管、n个驱动电阻、n个瞬态电压抑制管、n个稳压管和n+1个分压电容；所述n+1个分压电容一一对应地分别连接在所述n+1个开关管的第一端和第二端之间；所述n+1个开关管依次串联在主电路和地之间，其中第n+1个开关管的第一端连接所述主电路、第二端连接第n个开关管的第一端，依次类推，第二个开关管的第二端连接第一个开关管的第一端，所述第一个开关管的第二端接地，所述第一个开关管的驱动端接收驱动信号；所述n个稳压管一一对应地分别连接在所述第二个开关管到所述第n+1个开关管的n个开关管的驱动端和第二端之间，所述稳压管的阳极连接对应的开关管的驱动端、阴极连接对应的开关管的第二端；所述n个驱动电阻一一对应地分别连接在电源输入正极和所述第二个开关管到所述第n+1个开关管的n个开关管的驱动端之间；所述n个瞬态电压抑制管一一对应地分别连接所述第二个开关管到所述第n+1个开关管的n个开关管的驱动端和在所述第一个开关管到所述第n个开关管的n个开关管的第二端之间，所述瞬态电压抑制管的阳极连接对应的开关管的驱动端、阴极连接对应的开关管的第二端，其中n为正整数。

3、在本实用新型的优选实施例中，所述分压电容包括外置电容和/或所述开关管的寄生电容。

4、在本实用新型的优选实施例中，所述开关管包括fet管，igbt管、mos管或三极管。

5、在本实用新型的优选实施例中，进一步包括第n+1个稳压管，所述第n+1个稳压管的阳极连接所述第一个开关管的第二端、阴极连接所述第一个开关管的驱动端。

6、在本实用新型的优选实施例中，进一步包括接地电阻，所述接地电阻连接在所述第一个开关管的第二端和地之间。

7、在本实用新型的优选实施例中，n为大于3的正整数。

8、本实用新型解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造反激拓扑功率电路，包括变压器、设置在所述变压器的原边的原边输入模块和设置在所述变压器的副边的副边输出模块，所述原边输入模块包括连接在所述变压器的第一原边绕组的辅助电源模块，所述原边输入模块进一步包括连接在所述变压器的第二原边绕组的反激输入单元和所述的开关管串联多级自驱动电路。

9、在本实用新型的优选实施例中，所述反激输入单元包括输入电阻、输入电容和输入二极管；所述输入电阻的第一端连接所述电源输入正极、所述第二原边绕组的第一输入端和所述输入电容的第一端；所述输入电阻的第二端连接所述输入二极管的阴极和所述输入电容的第二端；所述输入二极管的阳极连接所述开关管串联多级自驱动电路的所述第n+1个开关管的第一端和所述第二原边绕组的第二输入端。

10、本实用新型通过使得每一个开关管在达到额定耐受电压前逐级关断的电路设计，既能保证每一个开关管在电压应力上的安全，又大大减少了电路控制的复杂，整个电路设计精巧，所需器件少，因此大大节省了成本。

技术特征：

1.一种开关管串联多级自驱动电路，其特征在于，包括n+1个开关管、n个驱动电阻、n个瞬态电压抑制管、n个稳压管和n+1个分压电容；所述n+1个分压电容一一对应地分别连接在所述n+1个开关管的第一端和第二端之间；所述n+1个开关管依次串联在主电路和地之间，其中第n+1个开关管的第一端连接所述主电路、第二端连接第n个开关管的第一端，依次类推，第二个开关管的第二端连接第一个开关管的第一端，所述第一个开关管的第二端接地，所述第一个开关管的驱动端接收驱动信号；所述n个稳压管一一对应地分别连接在所述第二个开关管到所述第n+1个开关管的n个开关管的驱动端和第二端之间，所述稳压管的阳极连接对应的开关管的驱动端、阴极连接对应的开关管的第二端；所述n个驱动电阻一一对应地分别连接在电源输入正极和所述第二个开关管到所述第n+1个开关管的n个开关管的驱动端之间；所述n个瞬态电压抑制管一一对应地分别连接在所述第二个开关管到所述第n+1个开关管的n个开关管的驱动端和所述第一个开关管到所述第n个开关管的n个开关管的第二端之间，所述瞬态电压抑制管的阳极连接对应的开关管的驱动端、阴极连接对应的开关管的第二端，其中n为正整数。

2.根据权利要求1所述的开关管串联多级自驱动电路，其特征在于，所述分压电容包括外置电容和/或所述开关管的寄生电容。

3.根据权利要求2所述的开关管串联多级自驱动电路，其特征在于，所述开关管包括fet管，igbt管、mos管或三极管。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的开关管串联多级自驱动电路，其特征在于，进一步包括第n+1个稳压管，所述第n+1个稳压管的阳极连接所述第一个开关管的第二端、阴极连接所述第一个开关管的驱动端。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的开关管串联多级自驱动电路，其特征在于，进一步包括接地电阻，所述接地电阻连接在所述第一个开关管的第二端和地之间。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的开关管串联多级自驱动电路，其特征在于，n为大于3的正整数。

7.一种反激拓扑功率电路，包括变压器、设置在所述变压器的原边的原边输入模块和设置在所述变压器的副边的副边输出模块，所述原边输入模块包括连接在所述变压器的第一原边绕组的辅助电源模块，其特征在于，所述原边输入模块进一步包括连接在所述变压器的第二原边绕组的反激输入单元和根据权利要求1-6中任意一项所述的开关管串联多级自驱动电路。

8.根据权利要求7所述的反激拓扑功率电路，其特征在于，所述反激输入单元包括输入电阻、输入电容和输入二极管；所述输入电阻的第一端连接所述电源输入正极、所述第二原边绕组的第一输入端和所述输入电容的第一端；所述输入电阻的第二端连接所述输入二极管的阴极和所述输入电容的第二端；所述输入二极管的阳极连接所述开关管串联多级自驱动电路的所述第n+1个开关管的第一端和所述第二原边绕组的第二输入端。

技术总结
本技术涉及一种开关管串联多级自驱动电路和包括该开关管串联多级自驱动电路的反激拓扑功率电路。所述开关管串联多级自驱动电路包括N+1个开关管、N个驱动电阻、N个瞬态电压抑制管、N个稳压管和N+1个分压电容。本技术通过使得每一个开关管在达到额定耐受电压前逐级关断的电路设计，既能保证每一个开关管在电压应力上的安全，又大大减少了电路控制的复杂，整个电路设计精巧，所需器件少，因此大大节省了成本。

技术研发人员：邓勇,屈国锋,付财,邓礼宽,柏建国
受保护的技术使用者：深圳市优优绿能股份有限公司
技术研发日：20230922
技术公布日：2024/4/24