具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请的实施例中中的附图，对本申请的实施例中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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

以下分别进行详细说明。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在常用的抑制尖峰电压的解决方案中，在主开关管漏极-源极之间并联电容。这种方法存在一些问题，如果电容容量小，吸收效果不明显，如果电容容量大，则会导致主开关管的开通损耗。例如图1所示的有源钳位电路，关机时，钳位电容C2仍存有上一个工作周期产生的电压尖峰能量，无法泄放；当电源再次开机时，Q1先导通后关闭，当Q1关闭后，C2和C4继续吸收变压器漏感产生的尖峰电压，C4两端电压将高于正常工作时的钳位电压，Q2导通，C4通过Q2放电，此时放电电流将高于正常工作时电流，对Q2产生较大的浪涌电流冲击，严重时还是会导致Q2过流损坏。该方案对于大电流开关回路，过快的电流变化会导致较高的瞬间尖峰电压产生，由于电路结构等原因，钳位电路的响应速度已无法满足。主开关管关断瞬间，尖峰电压不能被快速吸收，不仅会导致EMI干扰加大，甚至影响电源的可靠性。

针对上述问题，本申请的实施例中提出一种有源钳位电路及相关设备，下面结合附图对本申请的实施例中进行介绍。

请参阅图2，图2是本申请的实施例中提供的一种有源钳位电路的电路结构示意图，该有源钳位电路200包括输入电路210、变压器220和输出电路230，所述输入电路210包括钳位电路模块211和吸收电路模块212，所述变压器220包括原边绕组N1和副边绕组N2；

所述输入电路210与所述输出电路230通过所述变压器220连接；

所述钳位电路模块211以及所述吸收电路模块212与所述原边绕组N1连接，所述副边绕组N2与所述输出电路230连接；

所述输入电路210用于通过所述正极端口(HV+)和所述负极端口(HV-)外接所述输入电源，所述输出电路用于连接负载，所述钳位电路模块211用于将所述输入电源的电压峰值固定在预设电压值上，所述吸收电路模块212用于抑制所述钳位电路模块211的尖峰电压。

可见，本示例中，拓展了常用的尖峰电压抑制电路，通过改变吸收电容的放电回路，优化了尖峰电压的吸收，有利于有效抑制采用碳化硅器件的尖峰电压，减少电磁干扰，避免当电容容量较大时，导致主开关管的开通损耗，本申请的实施例中所述电路通过简单的二极管与电容组成的吸收电路，有效抑制主开关管的尖峰电压，适用于有源钳位正激电路、有源钳位反激电路和有源钳位正反激电路。解决了传统方法中尖峰电压不能被快速吸收，以及导致EMI干扰加大，甚至影响电源的可靠性的问题。

作为一种可能的实施方式，所述钳位电路模块211包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一电容C1包括第一钳位电容，所述第一开关管Q1包括第一钳位开关管，所述第二开关管Q2包括第二钳位开关管；

所述输入电路210的正极端口与所述第一电容C1的正极以及所述变压器原边绕组N1的一端连接，所述第一电容C1的负极与所述第一开关管Q1的漏极以及所述第一二极管D1的负极连接，所述第一开关管Q1的源极与所述第二开关管Q2的漏极以及所述第一二极管D1的正极连接，所述变压器原边绕组N1的另一端与所述第二开关管Q2的漏极以及所述吸收电路模块212的一端连接，所述第二开关管Q2的源极与所述第二二极管D2的正极、所述吸收电路模块212的另一端以及所述输入电路230的负极端口连接。

其中，所述第一二极管D1和第二二极管D2分别是第一开关管Q1和第二开关管Q2的寄生体二极管。

其中，所述有源钳位电路适用于有源钳位正激电路、有源钳位反激电路和有源钳位正反激电路。

可见，本示例中，通过在电路中加入钳位电路模块，保持电路中电压的稳定，克服电压波动，保证了电路电压的稳定性；通过钳位电路模块有利于将电压固定到指定电压上，有利于保证输出电压的稳定性，避免对钳位开关管产生浪涌电流冲击，损坏钳位开关管。

作为一种可能的实施方式，所述吸收电路模块212包括第二电容C2和第三二极管D3，所述第二电容C2包括第二钳位电容；

所述第三二极管D3的正极与所述变压器原边绕组N1的另一端连接，所述第三二极管D3的负极与所述第二电容C2的正极、第一二极管D1的负极以及所述第一开关管Q1的漏极连接，所述第二电容C2的负极与所述第二开关管Q2的源极、所述第二二极管D2的正极以及所述输入电路210的负极端口连接。

可见，本示例中，串联在第二钳位电容上的第三二极管在关闭电源时，将钳位电容上的能量释放掉，有利于避免对钳位开关管产生浪涌电流冲击，损坏钳位开关管。

作为一种可能的实施方式，所述输出电路230包括第三电容C3、第四二极管D4和第五二极管D5；

所述输出电路230的正极端口与所述第三电容C3的正极、所述第一副边绕组n2的一端以及所述第二副边绕组n3的一端连接；所述输出电路230的负极端口与所述第三电容C3的负极、所述第四二极管D4的正极以及所述第五二极管D5的正极连接，所述第四二极管D4的负极与所述第一副边绕组n2的另一端连接，所述第五二极管D5的负极与所述第二副边绕组n3的另一端连接。

可见，本示例中，所述输出电路包括第三电容、第四二极管和第五二极管，根据第一开关管和第二开关管的闭合方式，产生不同的电流流向，有利于提高有源钳位电路的高效性。

作为一种可能的实施方式，所述输入电路210还包括第四电容C4；

所述第四电容C4的正极连接所述输入电路的正极端口，所述第四电容C4的负极连接所述输入电路的负极端口。

本申请的实施例中提供的有源钳位电路包括三个状态，具体如下：

作为一种可能的实施方式，第一状态如图3A所示，当所述第一开关管Q1导通，所述第二开关管Q2关断时，所述第一电容C1和所述第二电容C2放电，所述第四二极管D4导通，电流通过所述第一电容C1流经所述第一开关管Q1的漏极，传递到所述原边绕组N1的一端，形成电流回路；原边电流流过，所述第一副边绕组n2的一端流向所述第三电容C3，电流通过所述第三电容C3流向所述第四二极管D4的正极，从所述第四二极管D4的负极传递到所述第一副边绕组n2的另一端。

作为一种可能的实施方式，第二状态如图3B所示，当所述第一开关管Q1关断，所述第二开关管Q2导通时，电流通过所述原边绕组N1的一端流经所述第二开关管Q2的漏极，传递到所述第四电容C4，形成电流回路；原边电流流过，从所述第二副边绕组n3的一端流向所述第三电容C3，再流向所述第五二极管D5的正极，从所述第五二极管D5的负极传递到所述第二副边绕组n3的另一端。

作为一种可能的实施方式，第三状态如图3C所示，当所述第一开关管Q1关断，所述第二开关管Q2关断时，所述第一电容C1和所述第二电容C2充电，电流通过所述原边绕组N1的一端传递到所述第一二极管D1的正极和所述第三二极管D3的正极，通过所述第三二极管D3传递到所述第二电容C2，通过所述第一二极管D1传递到所述第一电容C1，形成电流回路；原边电流流过，通过所述第二副边绕组n3的一端流向所述第三电容C3，电流通过所述第三电容C3流向所述第五二极管D5的正极，从所述第五二极管D5的负极传递到所述第二副边绕组n3的另一端，形成电流回路。

请参阅图4，图4是本申请的实施例中提供的一种有源钳位电路的电路框图，该有源钳位电路400包括输入电路410、变压器420和输出电路430，所述输入电路410包括钳位电路模块411和吸收电路模块412，所述变压器包括原边绕组421和副边绕组422；

可选的，所述输入电路410与所述输出电路430通过所述变压器420连接；

可选的，所述钳位电路模块411以及所述吸收电路模块412与所述原边绕组421连接，所述副边绕组422与所述输出电路430连接；

其中，所述输入电路410用于通过所述正极端口(HV+)和所述负极端口(HV-)外接所述输入电源，所述输出电路用于连接负载，所述钳位电路模块411用于将所述输入电源的电压峰值固定在预设电压值上，所述吸收电路模块412用于抑制所述钳位电路模块411的尖峰电压。

请参阅图5，图5是本申请的实施例中提供的一种有源钳位电路的输入电路的结构示意图。

可选的，所述输入电路包括所述第一电容C1、所述第二电容C2和所述第四电容C4，还包括所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2，还包括所述第一二极管D1、所述第二二极管D2和所述第三二极管D3，其中，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2为寄生二极管。

请参阅图6，图6是本申请的实施例中提供的一种有源钳位电路的变压器的结构示意图。

可选的，所述变压器包括所述原边绕组N1、所述第一副边绕组n2、所述第二副边绕组n3和所述钢芯T1，其中，所述第一副边绕组n2以及所述第二副边绕组n3与所述原边绕组N1通过所述钢芯T1连接。

请参阅图7，图7是本申请的实施例中提供的一种有源钳位电路的输出电路的结构示意图。

可选的，所述输出电路包括所述第四二极管D4、所述第五二极管D5和所述第三电容C3，其中，所述第四二极管D4的负极与所述第五二极管D5的负极与所述第三电容C3的正极连接，所述第四二极管D4的正极与所述第五二极管D5的正极与所述第三电容C3的负极连接。

本申请的实施例中还提供一种开关电源装置，包括上述的有源钳位电路。

本申请的实施例中还提供一种车载设备，包括上述的开关电源装置。

需要说明的是，对于前述的各申请实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。