專利名稱：嵌位驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于DC-DC電源模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體是用于同步整流的一種嵌位驅(qū)動電路。
同步整流管的器件制造工藝使它本身驅(qū)動受到電壓的限制，當(dāng)柵源驅(qū)動電壓超過器件的最大限制電壓時，器件將可能永久失效。
同步整流管的驅(qū)動源多采用主變壓器繞組(或其它方式)方式，這種簡潔的驅(qū)動方式往往使電壓超過了同步整流管的驅(qū)動電壓極限(或部分區(qū)域驅(qū)動電壓超過器件限制極限)，導(dǎo)致同步整流管損壞。


圖1為傳統(tǒng)的單端正激控制的同步整流驅(qū)動電路。其中，TI為變壓器，MOSFET管Q2、Q4分別為同步整流管和續(xù)流管，L1為輸出濾波電感，C3為輸出電容。A接續(xù)流管的放電電路。TI副邊的一端接Q4的漏極，并通過電阻R1接Q2的柵極；Q2源極和Q4源極為輸出地端。TI副邊的另一端接Q2的漏極，并通過電阻R2和二極管D16接Q4的柵極；很顯然變壓器副邊的電壓都加在了整流管和續(xù)流管的G極了，變壓器在輸入為高壓使輸出電壓比例升高或者在變壓器匝比本身使輸出電壓大于同步整流管的柵源極最高限壓。如果電壓不被抑制地加在同步整流管的柵極就有可能造成器件永久失效。
本發(fā)明的嵌位驅(qū)動電路，包括功率場效應(yīng)管，其特征在于還包括三極管、電流緩沖裝置以及對功率場效應(yīng)管柵極和源極之間電壓嵌位的嵌位裝置，三極管的集電極、發(fā)射極分別連接輸入電壓Vin和功率場效應(yīng)管的柵極，電流緩沖裝置連接在輸入電壓Vin與三級管的基極之間，嵌位裝置連接在三級管的基極與功率場效應(yīng)管源極之間。
本發(fā)明將驅(qū)動電壓的降壓或嵌位技術(shù)用于同步整流管和續(xù)流管的驅(qū)動電路中，理想地抑制了過高的驅(qū)動電壓，使之為需要的設(shè)計電壓，保護(hù)了整流管和續(xù)流管，極大的提高了同步整流DC/DC、AC/DC等變換器的可靠性。本電路已經(jīng)在單端正激同步整流DC/DC變換器中作了試驗(yàn)，能夠很好的抑制過高的驅(qū)動電壓，工作穩(wěn)定可靠本發(fā)明電路也同樣適應(yīng)于反激、推挽、全橋、半橋等各種拓?fù)涞耐秸麟娐贰?br> 具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)描述。
圖1為傳統(tǒng)的單端正激控制的同步整流電路。其中，TI為變壓器，Q2、Q4分別為同步整流管和續(xù)流管，均采用MOSFET管，L1為輸出濾波電感，C3為輸出電容。A點(diǎn)接續(xù)流管的放電電路。
本發(fā)明嵌位驅(qū)動電路的三個典型實(shí)施例如圖2a、b、c所示。
圖2a嵌位驅(qū)動電路包括功率場效應(yīng)管Q2、三極管Q1、電流緩沖電容C1以及嵌位二極管Z1，三極管Q1的集電極、發(fā)射極分別連接輸入電壓Vin和功率場效應(yīng)管Q2的柵極，在輸入電壓Vin與三級管Q1的基極之間接電流緩沖電容C1，嵌位二極管Z1連接在三級管Q1基極與功率場效應(yīng)管Q2源極之間。
圖2b、2c所示嵌位驅(qū)動電路與圖2a電路基本相同，區(qū)別是采用了不同的電流緩沖裝置，圖2b的電流緩沖裝置由電容C1和電阻R1串聯(lián)組成，串聯(lián)的R1和C1接于輸入電壓Vin與三級管Q1的基極之間。圖2c的電流緩沖裝置采用電阻R1，R1接于輸入電壓Vin與三級管Q1的基極之間。
圖2嵌位驅(qū)動電路還包括一放電二極管D1，放電二極管D1正極與三極管Q1的發(fā)射極相連，D1的負(fù)極與三極管Q1的集電極相連。
圖3-5為采用圖2三種嵌位驅(qū)動電路的單端正激式同步整流電路。
圖3所示的單端正激式同步整流電路，主要包括變壓器TI、同步整流管Q2以及續(xù)流管Q4，Q2漏極和Q4漏極接分別與TI副邊相接，Q2源極和Q4源極為輸出地端，續(xù)流管Q4的柵極接放電電路；其Q2部分采用本發(fā)明圖2b的嵌位驅(qū)動電路，該電路包括同步整流管Q2、三極管Q1、緩沖電容C1和電容R1、以及接在三級管Q1基極與Q2源極之間的穩(wěn)壓二極管Z1，三極管Q1的集電極、發(fā)射極分別連接輸入電壓Vin和Q2的柵極，在輸入電壓Vin與三級管Q1基極之間接電流緩沖電容C1和電容R1。
其中續(xù)流管Q4也可采用與Q2類似的嵌位驅(qū)動電路，嵌位驅(qū)動電路主要包括三極管Q3、續(xù)流管Q4、穩(wěn)壓管Z2、及串聯(lián)的緩沖電容C2和電阻R2。區(qū)別是驅(qū)動管Q3的發(fā)射極通過二極管D16接續(xù)流管Q4柵極，Q4柵極的放電是通過接至A點(diǎn)的放電電路實(shí)現(xiàn)的。
如上所述，同步整流管Q2和續(xù)流管Q4分別通過三極管Q1、Q3來驅(qū)動，穩(wěn)壓二極管Z1、Z2保證嵌位電壓不超過設(shè)定電壓。設(shè)計的要點(diǎn)是驅(qū)動電流I＝(1+β)Ib Ib通過C1、R1(或R2、C2)設(shè)計。
同步整流管G、S極驅(qū)動電壓Vgs≤Vz1-Vbe。
圖4、5所示同步整流電路的結(jié)構(gòu)基本同圖3。區(qū)別在于圖4中采用了圖2a所示嵌位驅(qū)動電路，其中電流緩沖通過電容C1實(shí)現(xiàn)。圖5的整流管和續(xù)流管采用了圖2c所示嵌位驅(qū)動電路，其電流緩沖元件采用電阻R1。工作原理同上，不再贅述。
本發(fā)明電路也同樣適應(yīng)于反激、推挽、全橋、半橋等各種拓?fù)涞耐秸麟娐贰１景l(fā)明電路已經(jīng)在單端正激同步整流DC/DC變換器中作了試驗(yàn)，能夠很好的抑制過高的驅(qū)動電壓，工作穩(wěn)定可靠。
權(quán)利要求
1.一種嵌位驅(qū)動電路，包括功率場效應(yīng)管，其特征在于還包括三極管、電流緩沖裝置以及對功率場效應(yīng)管柵極和源極之間電壓嵌位的嵌位裝置，三極管的集電極、發(fā)射極分別連接輸入電壓Vin和功率場效應(yīng)管的柵極，電流緩沖裝置連接在輸入電壓Vin與三級管的基極之間，嵌位裝置連接在三級管的基極與功率場效應(yīng)管源極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌位驅(qū)動電路，其特征在于所述嵌位裝置是穩(wěn)壓二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌位驅(qū)動電路，其特征在于所述電流緩沖裝置是一個電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌位驅(qū)動電路，其特征在于所述電流緩沖裝置是一個電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌位驅(qū)動電路，其特征在于所述電流緩沖裝置由電阻和電容串聯(lián)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌位驅(qū)動電路，其特征在于還包括一放電二極管，該放電二極管正極與三極管的發(fā)射極相連，負(fù)極與三極管的集電極相連。
全文摘要
一種嵌位驅(qū)動電路，包括功率場效應(yīng)管，其特征在于還包括三極管、電流緩沖裝置以及對功率場效應(yīng)管柵極和源極之間電壓嵌位的嵌位裝置，三極管的集電極、發(fā)射極分別連接輸入電壓Vin和功率場效應(yīng)管的柵極，電流緩沖裝置連接在輸入電壓Vin與三極管的基極之間，嵌位裝置連接在三極管的基極與功率場效應(yīng)管源極之間。其將驅(qū)動電壓的降壓或嵌位技術(shù)用于同步整流管和續(xù)流管的驅(qū)動電路中，理想地抑制了過高的驅(qū)動電壓，保護(hù)了整流管和續(xù)流管，工作穩(wěn)定可靠，使同步整流DC/DC、AC/DC等變換器的可靠性大大提高。
文檔編號H02M3/24GK1479439SQ02134648
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者田龍中, 趙福高 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司