專利名稱：自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步整流及穩(wěn)壓電路，特別是涉及一種自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路。
背景技術(shù)：
同步整流技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于超低壓大電流的DC/DC(直流/直流)轉(zhuǎn)換技術(shù)中，與肖特基二極管整流相比，采用同步整流技術(shù)可以獲得更高的效率。由于低壓功率MOSFET屬于全控型器件，無(wú)反向阻斷的能力，因此必須在其柵極加上驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制其導(dǎo)通與關(guān)斷。按驅(qū)動(dòng)信號(hào)的類(lèi)型，同步整流電路分為電壓驅(qū)動(dòng)與電流驅(qū)動(dòng)兩類(lèi)。而在電壓驅(qū)動(dòng)類(lèi)中，按驅(qū)動(dòng)方式又可分為外驅(qū)動(dòng)與自驅(qū)動(dòng)兩種。
在現(xiàn)有的自驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù)中，為達(dá)到精準(zhǔn)的輸出效果，一般通過(guò)在變壓器原邊設(shè)置一PWM(Pulse-width modulation，脈寬調(diào)制)控制電路，該P(yáng)WM控制電路接受同步整流后輸出的反饋，根據(jù)整流后的輸出調(diào)節(jié)生成PWM波的占空比，再通過(guò)變壓器原邊與副邊的耦合來(lái)達(dá)到調(diào)整整流輸出的目的。然而，這種通過(guò)輸出影響PWM控制電路、繼而影響變壓器、再影響輸出的調(diào)節(jié)模式主要是通過(guò)調(diào)節(jié)PWM控制電路，而PWM控制電路的下游元件變壓器的性能調(diào)節(jié)不在其調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)，因此無(wú)法達(dá)到很精準(zhǔn)的輸出效果。
另外，在現(xiàn)有的自驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù)中，一般為利用主變壓器次級(jí)電壓直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的同步整流管，即同步整流管的驅(qū)動(dòng)電壓取自與其直接相聯(lián)的主變壓器次級(jí)繞組或另一次級(jí)繞組。此外，為加速同步整流管關(guān)斷，一般還在其門(mén)極設(shè)置一放電電路。該放電電路具有一放電控制線圈從主變壓器或其他變壓器處感應(yīng)相應(yīng)電勢(shì)，以加速同步整流管門(mén)極的放電。但上述自驅(qū)動(dòng)同步整流電路傳統(tǒng)的布置是將獲取驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)繞組與放電繞組設(shè)置于不同的鐵心上，致使帶來(lái)多余的損耗，降低了輸入輸出轉(zhuǎn)化的效率，并影響產(chǎn)品的體積。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，提供一種自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其利用一可飽和電感線圈直接耦接于一交流電源上，再利用一穩(wěn)壓電路根據(jù)該自驅(qū)動(dòng)同步整流電路的輸出調(diào)節(jié)可飽和電感線圈的飽和點(diǎn)，從而達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)節(jié)輸出的目的。
另還提供一種自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其將以可飽和電感線圈直接耦接于一交流電源上，并將同步整流管的驅(qū)動(dòng)線圈、門(mén)極放電線圈整合于一鐵心上，達(dá)到提高轉(zhuǎn)換效率、減少產(chǎn)品體積的目的。
所述自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路包括輸入端，輸出端，耦接于輸入端與輸出端之間的可飽和電感線圈，耦接于可飽和電感線圈與輸出端之間的同步整流管，耦接于可飽和電感線圈與同步整流管門(mén)極、包括驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電路，以及穩(wěn)壓電路。所述輸入端耦接于一交流電源上。所述可飽和電感線圈與驅(qū)動(dòng)線圈整合于一鐵心上。所述驅(qū)動(dòng)線圈根據(jù)交流電源輸出至可飽和電感線圈的交變電壓感應(yīng)出一定電壓，控制同步整流管的導(dǎo)通與截止。所述穩(wěn)壓電路置于可飽和電感線圈與輸出端之間以穩(wěn)定輸出端輸出的電壓，包括一可飽和控制電路，該可飽和控制電路根據(jù)一參考電壓調(diào)節(jié)可飽和電感線圈的飽和點(diǎn)，以穩(wěn)定輸出端的輸出電壓。
此外，所述自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路還包括一放電電路，所述放電電路連接于同步整流管門(mén)極，并具有放電控制線圈，所述放電控制線圈同可飽和電感線圈以及驅(qū)動(dòng)線圈整合于同一鐵心上，根據(jù)交流電源輸出至可飽和電感線圈的交變電壓感應(yīng)出一定電壓，控制同步整流管門(mén)極的放電。所述門(mén)極放電電路還包括一被控導(dǎo)通器件。所述被控導(dǎo)通器件控制端與放電控制線圈相連，并在放電控制線圈的控制下導(dǎo)通，以泄掉門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)同步整流管導(dǎo)通期間同步整流管門(mén)極所累積的電荷。

圖1是自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路一實(shí)施方式的電路框圖。
圖2是圖1所示電路框圖的一具體電路圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1所示，為自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路一實(shí)施方式的電路框圖，主要包括一可飽和電感器20、一同步整流電路30以及一穩(wěn)壓電路50?？娠柡碗姼衅?0與同步整流電路30順序耦接于一輸入端10與一輸出端60之間，以將從輸入端10處輸入的交流電源同步整流為直流電源輸出至輸出端60。穩(wěn)壓電路50耦接于輸出端60與可飽和電感器20之間，以根據(jù)輸出端60處輸出的直流電源電壓的變化控制可飽和電感器20，調(diào)整其飽和點(diǎn)繼而穩(wěn)定輸出端60的直流電源電壓的變化范圍。此外，另還耦合一濾波電路40于同步整流電路30與輸出點(diǎn)60之間，以過(guò)濾掉同步整流電路30輸出直流電源中的毛刺。
同步整流電路30主要包括一同步整流管33、一控制同步整流管33導(dǎo)通與關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)電路31、以及一在同步整流管33關(guān)斷期間泄掉同步整流管33門(mén)極累積電荷的放電電路32。驅(qū)動(dòng)電路31以及放電電路32的一端均與同步整流管33相連，另一端均與可飽和電感器20相連。
穩(wěn)壓電路50主要包括一可飽和控制電路51以及一參考電壓電路52?？娠柡涂刂齐娐?1置于輸出端60與可飽和電感器20之間，參考電壓電路52置于輸出端60與可飽和控制電路51之間。此外，在其它實(shí)施方式中，參考電壓電路50也可去除與輸出端60之間的連接，僅連接至可飽和控制電路51。參考電壓電路52為可飽和控制電路51提供參考電壓，可飽和控制電路51根據(jù)該參考電壓以及輸出端60處輸出的直流電源電壓調(diào)節(jié)可飽和電感器20的飽和點(diǎn)，以便調(diào)整驅(qū)動(dòng)電路31驅(qū)動(dòng)同步整流管33導(dǎo)通與關(guān)斷的時(shí)間，從而穩(wěn)定輸出端60處輸出的直流電源電壓的變化范圍。
請(qǐng)參閱圖2所示，是圖1所示電路框圖的一具體電路圖。在該具體電路圖中，可飽和電感器20主要包括一可飽和電感線圈L1，該可飽和電感線圈L1同名端連接輸入端10，異名端連接同步整流管33。驅(qū)動(dòng)電路31主要包括一驅(qū)動(dòng)線圈L2，驅(qū)動(dòng)線圈L2的同名端經(jīng)由一電阻R1連接至同步整流管33的門(mén)極，異名端連接于可飽和電感線圈L1的異名端。此外，驅(qū)動(dòng)線圈L2與可飽和電感線圈L1整合于一鐵心上，當(dāng)流過(guò)可飽和電感線圈L1內(nèi)的電流發(fā)生變化，由大變小時(shí)，驅(qū)動(dòng)線圈L2內(nèi)感應(yīng)出相應(yīng)電勢(shì)，控制同步整流管33導(dǎo)通。放電電路32主要包括一放電控制線圈L3以及一被控導(dǎo)通器件開(kāi)關(guān)晶體管Q1。放電控制線圈L3亦整合于可飽和電感線圈L1、驅(qū)動(dòng)線圈L2所在的鐵心上，其同名端連接于可飽和電感線圈L1的異名端，異名端經(jīng)由一電阻R2連接至開(kāi)關(guān)晶體管Q1的基極。開(kāi)關(guān)晶體管Q1的集電極與發(fā)射極分別連接同步整流管33的門(mén)極與可飽和電感線圈L1的異名端。當(dāng)可飽和電感線圈L1內(nèi)電流發(fā)生變化，由小變大時(shí)，放電控制線圈L3內(nèi)亦會(huì)感應(yīng)出相應(yīng)電勢(shì)加諸于開(kāi)關(guān)晶體管Q1的基極與射極，促使開(kāi)關(guān)晶體管Q1導(dǎo)通，以卸掉驅(qū)動(dòng)電路31控制同步整流管33導(dǎo)通期間，累積于同步整流管33門(mén)極的電荷。
在可飽和電感線圈L1、同步整流管33、同步整流管的驅(qū)動(dòng)電路31以及放電電路32的共同作用下，交流電源被整流成直流電源并輸出至濾波電路40。圖2中，所示濾波電路40為一由電容C1、C2以及電感L4組成的∏型低通濾波器。其中電感L4連接于同步整流管33與輸出端60之間，而電容C1與C2分置于電感L4的兩側(cè)，即電容C1、C2的一端分別與同步整流管33及輸出端60相連，另一端均接地。在其他實(shí)施方式中，濾波電路40也可由其他類(lèi)型的濾波器，例如反L型濾波器代替。
穩(wěn)壓電路50的可飽和控制電路51主要包括一穩(wěn)壓控制器件W1以及一被控導(dǎo)通器件。在圖1中，所示穩(wěn)壓控制器W1為一三端可控穩(wěn)壓器件，包括一控制端以及兩導(dǎo)通端，其中一導(dǎo)通端與可控導(dǎo)通器件連接，另一導(dǎo)通端接地。所示被控導(dǎo)通器件為一開(kāi)關(guān)晶體管Q2，其基極與穩(wěn)壓控制器件W1的一導(dǎo)通端連接，發(fā)射極經(jīng)由電阻R3與輸出端60連接，集電極經(jīng)由一二極管D1與可飽和電感線圈L1的異名端連接。所示參考電壓電路52為一分壓電路，由順序串聯(lián)于輸出端60與地之間的兩電阻R4與R5組成。該電阻R4與R5的連接處連接至穩(wěn)壓控制器件W1的控住端，另還經(jīng)由一電容C3連接至可控導(dǎo)通器件與穩(wěn)壓控制器件W1的連接處。另，在開(kāi)關(guān)晶體管Q2的集電極與地之間，還跨接有一二極管D2。
當(dāng)從輸入端10處輸入的交流電源電流由小變大時(shí)，即發(fā)生上跳變時(shí)，與可飽和電感線圈L1整合于同一鐵心的驅(qū)動(dòng)線圈L2的同名端感應(yīng)出相應(yīng)正電勢(shì)加諸于同步整流管33的門(mén)極，促使同步整流管33導(dǎo)通，輸出直流電源至輸出端60。當(dāng)從輸入端10輸入的交流電源由大變小，即發(fā)生下跳變時(shí)，驅(qū)動(dòng)線圈L2的同名端感應(yīng)出負(fù)電勢(shì)，同步整流管33關(guān)斷。同時(shí)，放電控制線圈L3的異名端感應(yīng)出相應(yīng)正電勢(shì)加諸于開(kāi)關(guān)晶體管Q1的基極，促使其導(dǎo)通，從而卸掉在同步整流管33導(dǎo)通期間，累積在其門(mén)極的電荷。
穩(wěn)壓控制器件W1根據(jù)輸出端60所允許輸出直流電源的值來(lái)選取。分壓電路與穩(wěn)壓控制器件W1協(xié)作促使開(kāi)關(guān)晶體管Q2導(dǎo)通，輸出端60的部分電流反饋回可飽和電感線圈L1的異名端，促使可飽和電感線圈L1飽和點(diǎn)移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)線圈L2控制同步整流管33提前或延后關(guān)斷，從而降低或提高輸出端60輸出的直流電源的值。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，反饋回可飽和電感線圈L1異名端的電流量由輸出端60輸出的直流電源的值、分壓電路以及穩(wěn)壓控制器件W1共同決定。
權(quán)利要求
1.一自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，包括輸入端、輸出端、同步整流管、包括驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電路及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路還包括可飽和電感線圈；所述可飽和電感線圈一端連接輸入端、另一端經(jīng)由同步整流管連接至輸出端，并與驅(qū)動(dòng)線圈整合于一鐵心上；所述穩(wěn)壓電路置于可飽和電感線圈與輸出端之間以穩(wěn)定輸出端輸出的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述輸入端與一交流電源相連。
3.如權(quán)利要求2所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)線圈根據(jù)交流電源輸出至可飽和電感線圈的交變電流感應(yīng)出一定電壓，控制同步整流管的導(dǎo)通與截止。
4.如權(quán)利要求2所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，還包括一放電電路，所述放電電路連接于同步整流管門(mén)極，并具有放電控制線圈。
5.如權(quán)利要求4所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述放電控制線圈同可飽和電感線圈以及驅(qū)動(dòng)線圈整合于同一鐵心上，所述放電控制線圈根據(jù)交流電源輸出至可飽和電感線圈的交變電流感應(yīng)出一定電壓，控制同步整流管門(mén)極的放電。
6.如權(quán)利要求5所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述門(mén)極放電電路還包括一被控導(dǎo)通器件。
7.如權(quán)利要求6所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述被控導(dǎo)通器件控制端與放電控制線圈相連，在放電控制線圈的控制下，所述被控導(dǎo)通器件導(dǎo)通，以泄掉門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)同步整流管導(dǎo)通期間同步整流管門(mén)極所累積的電荷。
8.如權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，還包括一置于同步整流管與輸出端之間的低通濾波電路。
9.如權(quán)利要求8所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述低通濾波電路為一∏型濾波電路。
10.如權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括一可飽和控制電路，該可飽和控制電路根據(jù)一參考電壓調(diào)節(jié)可飽和電感線圈的飽和點(diǎn)，以穩(wěn)定輸出端的輸出電壓。
11.一自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，包括輸入端、輸出端、同步整流管、具驅(qū)動(dòng)線圈且連接與同步整流管門(mén)極的驅(qū)動(dòng)電路、具放電控制線圈且連接與同步整流管門(mén)極的放電電路、及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路還包括可飽和電感線圈；所述可飽和電感線圈一端連接輸入端、另一端經(jīng)由同步整流管連接至輸出端，并與驅(qū)動(dòng)線圈、放電控制線圈整合于一鐵心上；所述穩(wěn)壓電路置于可飽和電感線圈與輸出端之間以穩(wěn)定輸出端輸出的電壓。
12.如權(quán)利要求11所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述輸入端與一交流電源相連。
13.如權(quán)利要求12所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)線圈根據(jù)交流電源輸出至可飽和電感線圈的交變電流感應(yīng)出一定電壓，控制同步整流管的導(dǎo)通與截止。
14.如權(quán)利要求12所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述放電控制線圈根據(jù)交流電源輸出至可飽和電感線圈的交變電流感應(yīng)出一定電壓，控制同步整流管門(mén)極的放電。
15.如權(quán)利要求14所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述門(mén)極放電電路還包括一被控導(dǎo)通器件。
16.如權(quán)利要求15所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述被控導(dǎo)通器件控制端與放電控制線圈相連，在放電控制線圈的控制下，所述被控導(dǎo)通器件導(dǎo)通，以泄掉門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)同步整流管導(dǎo)通期間同步整流管門(mén)極所累積的電荷。
17.如權(quán)利要求11所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，還包括一置于同步整流管與輸出端之間的低通濾波電路。
18.如權(quán)利要求17所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述低通濾波電路為一∏型濾波電路。
19.如權(quán)利要求11所述的自驅(qū)動(dòng)同步整流及穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括一可飽和控制電路，該可飽和控制電路根據(jù)一參考電壓調(diào)節(jié)可飽和電感線圈的飽和點(diǎn)，以穩(wěn)定輸出端的輸出電壓。
全文摘要
一種自驅(qū)動(dòng)同步整流電路，包括一可飽和電感線圈耦接于一交流電源與一輸出端之間，一同步整流管耦接于可飽和電感線圈與輸出端之間，一同步整流管的驅(qū)動(dòng)電路以及放電電路耦接于可飽和電感線圈與同步整流管門(mén)極之間，以及一穩(wěn)壓電路耦接于輸出端與可飽和電感線圈之間?？娠柡碗姼芯€圈與驅(qū)動(dòng)電路所包含的驅(qū)動(dòng)線圈以及放電電路所包含的放電控制線圈整合于一鐵心上，驅(qū)動(dòng)線圈與放電控制線圈根據(jù)可飽和電感線圈內(nèi)電流的變化感應(yīng)出相應(yīng)電勢(shì)，以分別控制同步整流管的導(dǎo)通與門(mén)極的放電。穩(wěn)壓電路根據(jù)輸出端輸出的電壓調(diào)節(jié)可飽和電感線圈的飽和點(diǎn)，以穩(wěn)定輸出端的輸出電壓。本發(fā)明能精準(zhǔn)控制輸出端的輸出效果，并提高輸入輸出的轉(zhuǎn)化效率，減少產(chǎn)品體積。
文檔編號(hào)G05F1/46GK1933313SQ20051003736
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者鐘新鴻, 謝冠宏 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司