專利名稱:一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路及應(yīng)用該電路的開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路及應(yīng)用該電路的開關(guān)電源，屬于電源電路領(lǐng)域。其中，該種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，通過將開關(guān)功率管進(jìn)行并聯(lián)連接，并通過變壓器的原線圈一側(cè)的開關(guān)控制單元控制各開關(guān)功率管交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，而將該種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用于開關(guān)電源中，很好地解決了大功率開關(guān)電源中開關(guān)功率管耐壓低，工作可靠性差等問題，有效提高大功率開關(guān)電源的工作壽命和工作可靠性。
【專利說明】一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路及應(yīng)用該電路的開關(guān)電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源領(lǐng)域，特別是涉及一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路及應(yīng)用該驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)電源。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。在開關(guān)電源中，IGBT和MOSFET等開關(guān)功率器件的壽命對(duì)開關(guān)電源的壽命有著重要影響。在大功率開關(guān)電源(如應(yīng)用于額定輸入電壓在AC380V的開關(guān)電源)中，開關(guān)功率管的耐壓問題的制約著大功率開關(guān)電源發(fā)展的重要因素之一；而IGBT和MOSFET在應(yīng)用中遇到的關(guān)鍵問題是其驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有大功率開關(guān)電源的開關(guān)功率管的驅(qū)動(dòng)單元存在著設(shè)計(jì)不合理，由于開關(guān)功率管的耐壓問題而容易導(dǎo)致開關(guān)功率管被擊穿，因此而大大降低了大功率開關(guān)電源的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述的問題，本實(shí)用新型提供了一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路及應(yīng)用該電路的開關(guān)電源，耐壓高，工作可靠性好。
[0004]本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，包括第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管；第一開關(guān)功率管與第二開關(guān)功率管電性連接，第三開關(guān)功率管與第四開關(guān)功率管電性連接；該種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路還包括第一變壓器和第二變壓器、若干個(gè)開關(guān)控制單元和若干個(gè)驅(qū)動(dòng)單元；第一變壓器通過一個(gè)開關(guān)控制單元與PWM控制線號(hào)電性連接，第一變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第一開關(guān)功率管電性連接，第一變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第三開關(guān)功率管電性連接；第二變壓器通過一個(gè)所述開關(guān)控制單元與PWM控制線號(hào)電性連接，第二變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第二開關(guān)功率管電性連接，第二變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第四開關(guān)功率管連接；所述開關(guān)控制單元用于控制各開關(guān)功率管的關(guān)斷和導(dǎo)通，所述驅(qū)動(dòng)單元用于為各開關(guān)功率管提供一電壓與一電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)各開關(guān)功率管工作。
[0005]在上述技術(shù)方案中，開關(guān)控制單元包括第一三極管、第二三極管、第三三極管和第四三極管；所述第一三極管和第三三極管分別通過第一電阻和第三電阻與電壓源電性連接，所述第二三極管和第四三極管分別通過第二電阻和第四電阻與PWM控制信號(hào)電性連接，第一三極管與第二三極管相互電性連接，第三三極管與第四三極管相互電性連接，第二三極管與第四三極管相互電性連接，第一變壓器和第二變壓器均與第一三極管和第二三極管電性連接，第一變壓器和第二變壓器均與第三三極管和第四三極管連接。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述驅(qū)動(dòng)單元包括第五三極管、第一二極管、限流電阻和柵極電阻；第一變壓器和第二變壓器均與所述第一二極管電性連接，第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管均通過串聯(lián)所述柵極電阻與所述第一二極管電性連接；所述第五三極管通過串聯(lián)所述限流電阻與所述第一二極管連接，第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管均與第五三極管電性連接，第一變壓器和第二變壓器均與第五三極管電性連接。
[0007]在上述技術(shù)方案中，第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管都為絕緣柵雙極型晶體管。
[0008]一種開關(guān)電源，包括依次連接的輸入整流濾波電路、功率轉(zhuǎn)換電路、輸出整流濾波電路、反饋電路和PWM電路；輸入整流濾波電路與PWM電路之間串聯(lián)連接有供電電路；所述功率轉(zhuǎn)換電路與PWM電路之間連接串聯(lián)有驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路為上述的開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路。
[0009]在上述技術(shù)方案中，輸出整流濾波電路與PWM電路之間還串聯(lián)連接有檢測(cè)保護(hù)電路。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:該種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，通過將開關(guān)功率管進(jìn)行并聯(lián)連接，并通過變壓器的原線圈一側(cè)的開關(guān)控制單元控制各開關(guān)功率管交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，而將該種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用于開關(guān)電源中，很好地解決了大功率開關(guān)電源中開關(guān)功率管耐壓低，工作可靠性差等問題，有效提高大功率開關(guān)電源的工作壽命和工作可靠性。

【附圖說明】

[0011]圖1是本實(shí)用新型的開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路方框示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路電路圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的開關(guān)電源方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]圖1至圖3示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路及應(yīng)用該電路的開關(guān)電源。
[0016]該種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，包括第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4 ;該種關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，還包括第一變壓器Tl、第二變壓器T2、2個(gè)開關(guān)控制單元I和4個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2，所述開關(guān)控制單元I用于控制第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4的關(guān)斷和導(dǎo)通，所述驅(qū)動(dòng)單元2用于為第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4提供一電壓與一電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4工作；所述第一變壓器Tl和第二變壓器Τ2均具有兩個(gè)副線圈，即為第一副線圈A和第二副線圈B。
[0017]上述的，第一開關(guān)功率管Ql的源極和漏極分別與第二開關(guān)功率管Q2的源極和漏極連接，第三開關(guān)功率管Q3的源極和漏極分別與第四開關(guān)功率管Q4的源極和漏極連接。
[0018]第一變壓器Tl的原線圈通過一開關(guān)控制單元I與PWM控制線號(hào)12連接，第一變壓器Tl的第一副線圈通過一驅(qū)動(dòng)單元2與第一開關(guān)功率管Ql的柵極和源極連接，第一變壓器Tl的第二副線圈通過一驅(qū)動(dòng)單元2與第三開關(guān)功率管Q3的柵極、源極連接；
[0019]第二變壓器T2的原線圈通過第二開關(guān)控制單元I與PWM控制線號(hào)12連接，第二變壓器T2的第一副線圈通過一驅(qū)動(dòng)單元2與第二開關(guān)功率管Q2的柵極、源極連接，第二變壓器T2的第二副線圈通過一驅(qū)動(dòng)單元2與第四開關(guān)功率管Q4的柵極、源極連接。
[0020]每一開關(guān)控制單元I均連接兩路PWM控制線號(hào)12，通過開關(guān)控制單元控制第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4交替地導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0021]與第二變壓器Tl連接的開關(guān)控制單元I包括第一三極管V1、第二三極管V2、第三三極管V3以及第四三極管V4，第一三極管V1、第三三極管V3的集電極分別通過第一電阻R1、第三電阻R3與電壓源VCC連接，所述第二三極管V1、第四三極管V4的基極分別通過第二電阻R2、第四電阻R4與PWM控制信號(hào)連接，第一三極管Vl的發(fā)射極與第二三極管V2的發(fā)射極相互連接，第三三極管V3的發(fā)射極與第四三極管V4的發(fā)射極相互連接，第二三極管V2的集電極與第四三極管V4的集電極相互連接，第一變壓器Tl的原線圈的一接線端與第一三極管V1、第二三極管V2的發(fā)射極同時(shí)連接，第一變壓器Tl的原線圈的第二接線端則與第三三極管V3、第四三極管V3的發(fā)射極同時(shí)連接。為了更好地保護(hù)上述開關(guān)控制單元中的第一三極管V1、第二三極管V2、第三三極管V3以及第四三極管V4，各三極管的集電極與發(fā)射極之間均連接有一個(gè)二極管(Dl、D2、D3和D4)。
[0022]與第二變壓器T2連接的開關(guān)控制單元I的連接方式也與與第二變壓器T2連接的開關(guān)控制單元I的連接方式一致。
[0023]驅(qū)動(dòng)單元2包括第五三極管V5、第一二極管VD1、限流電阻R5、柵極電阻Rgl，第一二極管VDl的陽極與第一變壓器Tl的第一副線圈的一端連接，第一二極管VDl的負(fù)極通過串聯(lián)柵極電阻Rgl與第一開關(guān)功率管Ql的柵極連接；第五三極管V5的基極通過串聯(lián)限流電阻R5與第一二極管VDl的正極連接，第五三極管V5的發(fā)射極與第一開關(guān)功率管Ql的柵極連接，第五三極管V5的集電極與第一變壓器Tl的第一副線圈的第二端，以及第一開關(guān)功率管Ql的源極同時(shí)連接。為了更好地保護(hù)第一開關(guān)功率管Q1，所述驅(qū)動(dòng)單元還包括一穩(wěn)壓管ZDl與一柵源極電阻Rgsl，穩(wěn)壓管ZDl與柵源極電阻Rgsl并聯(lián)連接，且所述穩(wěn)壓管ZD1、柵源極電阻Rgsl連接于第一開關(guān)功率管Ql的柵極與源極之間。第一二極管VDl為加速二極管，用以提高第一開關(guān)功率管Ql的開關(guān)速度，因此第一二極管VDl優(yōu)選為快恢復(fù)二極管或超快恢復(fù)二極管；此外，為了更好地保護(hù)該第一二極管VD1，該第一二極管VDl并聯(lián)連接有一電容Cl。
[0024]另外三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2與上述驅(qū)動(dòng)單元2具有相同的電路結(jié)構(gòu)及相似的連接結(jié)構(gòu)。另外三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2分別連接于第一變壓器Tl的第二副線圈與第三開關(guān)功率管Q3之間，第二變壓器T2的第一副線圈與第二開關(guān)功率管Q2之間，以及第二變壓器T2的第二副線圈與第四開關(guān)功率管Q4之間。
[0025]上述的，第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4為絕緣柵雙極型晶體管，其耐壓可達(dá)800V以上，為了更好地保護(hù)第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4，第一開關(guān)功率管Q1、第二開關(guān)功率管Q2、第三開關(guān)功率管Q3和第四開關(guān)功率管Q4的漏極與源極之間均連接有一 RC串聯(lián)電路3。
[0026]一種開關(guān)電源，包括依次連接的輸入整流濾波電路4、功率轉(zhuǎn)換電路5、輸出整流濾波電路6、反饋電路7和PWM電路8，在輸入整流濾波電路4與PWM電路8之間串聯(lián)連接有供電電路9，在所述功率轉(zhuǎn)換電路5與PWM電路8之間連接串聯(lián)有驅(qū)動(dòng)電路10，在輸出整流濾波電路4與PWM電路8之間還串聯(lián)連接有檢測(cè)保護(hù)電路11。該驅(qū)動(dòng)電路10為上述的開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路。
[0027]該種開關(guān)電源，通過將上述的開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用于該開關(guān)電源中，其額定輸入電壓可達(dá)到AC380V，且具有開關(guān)功率管耐壓高，工作可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，從而有效提高大功率開關(guān)電源的工作壽命和工作可靠性。
[0028]以上的實(shí)施例只是在于說明而不是限制本實(shí)用新型，故凡依本實(shí)用新型專利申請(qǐng)范圍所述的方法所做的等效變化或修飾，均包括于本實(shí)用新型專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管；第一開關(guān)功率管與第二開關(guān)功率管電性連接，第三開關(guān)功率管與第四開關(guān)功率管電性連接；該種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路還包括第一變壓器和第二變壓器、若干個(gè)開關(guān)控制單元和若干個(gè)驅(qū)動(dòng)單元；第一變壓器通過一個(gè)開關(guān)控制單元與PWM控制線號(hào)電性連接，第一變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第一開關(guān)功率管電性連接，第一變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第三開關(guān)功率管電性連接；第二變壓器通過一個(gè)所述開關(guān)控制單元與PWM控制線號(hào)電性連接，第二變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第二開關(guān)功率管電性連接，第二變壓器通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元與第四開關(guān)功率管連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述開關(guān)控制單元包括第一三極管、第二三極管、第三三極管和第四三極管；所述第一三極管和第三三極管分別通過第一電阻和第三電阻與電壓源電性連接，所述第二三極管和第四三極管分別通過第二電阻和第四電阻與PWM控制信號(hào)電性連接，第一三極管與第二三極管相互電性連接，第三三極管與第四三極管相互電性連接，第二三極管與第四三極管相互電性連接，第一變壓器和第二變壓器均與第一三極管和第二三極管電性連接，第一變壓器和第二變壓器均與第三三極管和第四三極管連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)單元包括第五三極管、第一二極管、限流電阻和柵極電阻；第一變壓器和第二變壓器均與所述第一二極管電性連接，第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管均通過串聯(lián)所述柵極電阻與所述第一二極管電性連接；所述第五三極管通過串聯(lián)所述限流電阻與所述第一二極管連接，第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管均與第五三極管電性連接，第一變壓器和第二變壓器均與第五三極管電性連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:第一開關(guān)功率管、第二開關(guān)功率管、第三開關(guān)功率管和第四開關(guān)功率管都為絕緣柵雙極型晶體管。5.一種開關(guān)電源，包括依次連接的輸入整流濾波電路、功率轉(zhuǎn)換電路、輸出整流濾波電路、反饋電路和PWM電路；輸入整流濾波電路與PWM電路之間串聯(lián)連接有供電電路；所述功率轉(zhuǎn)換電路與PWM電路之間連接串聯(lián)有驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路為權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的開關(guān)功率管驅(qū)動(dòng)電路。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種開關(guān)電源，其特征在于:輸出整流濾波電路與PWM電路之間還串聯(lián)連接有檢測(cè)保護(hù)電路。
【文檔編號(hào)】H02M1-096GK204271898SQ201420756995
【發(fā)明者】周立平, 黃寧波 [申請(qǐng)人]湖南晨威高科有限公司