專利名稱：用于同步整流的隔離驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于DC-DC電源模塊的電路，具體是一種用于同步整流的隔離驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
隨著DC-DC電源模塊的低壓大電流化，輸出肖特基二極管整流方式逐漸被同步整流方式所取代，同步整流以MOSFET場效應(yīng)管作為整流器件，降低了整流導(dǎo)通損耗，為高功率密度的電源模塊提供了解決方案。
同步整流管的使用，為DC-DC電源模塊帶來低損耗的同時，也對其驅(qū)動電路提出了特殊要求，同步整流的驅(qū)動多采用主變壓器繞組或其它方式直接驅(qū)動，這種簡潔的驅(qū)動方式要求主變壓器繞組的復(fù)位電壓是穩(wěn)定的直流電壓(或接近穩(wěn)定直流電壓)，不滿足此要求的磁復(fù)位方式比如RCD復(fù)位等就無法直接利用主變壓器繞組驅(qū)動同步續(xù)流管。無法直接利用同步整流技術(shù)。
圖1為傳統(tǒng)的單端正激同步整流電路，其中，T1為變壓器，MOSFET管Q2、Q4分別為同步整流管和同步續(xù)流管，L1為輸出續(xù)流電感。C3為輸出電容，T1次級的一端接Q4的漏極，并通過R1接Q2的柵極，Q2的源極和Q4源極為輸出地端，T1次級的另一端接Q2的漏極，并通過R2接Q4的柵極。
顯然T1初級的RCD磁復(fù)位方式不適用于這種直接利用變壓器繞組驅(qū)動的同步整流方式。同步續(xù)流管無法得到穩(wěn)定的直流驅(qū)動電壓，不能正常工作。

實用新型內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用提出一種隔離驅(qū)動電路，用于同步整流電路中驅(qū)動同步續(xù)流管，以適應(yīng)一些簡單可靠的變壓器初級磁復(fù)位電路，提高同步整流電路的可靠性。
為此本實用新型提出了一種用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，包括反相模塊1、隔離驅(qū)動模塊3和放電模塊4；所述反相模塊輸入端用于連接脈沖驅(qū)動電壓，輸出端連接所述隔離驅(qū)動模塊輸入端，所述隔離驅(qū)動模塊輸出端連接所述放電模塊輸入端，所述放電模塊的輸出端用于連接被驅(qū)動功率晶體管。
上述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，還增設(shè)功放模塊2，其輸入端連接所述反相模塊輸出端，其輸出端連接所述隔離驅(qū)動模塊輸入端。
上述反相模塊1包括三極管Q1，其基極用于連接脈沖驅(qū)動電壓，發(fā)射極接地，集電極連接所述隔離驅(qū)動模塊或功放模塊的輸入端。上述功放模塊2包括第二三極管Q2和第三三極管Q3，二者連接成互補輸出。上述隔離驅(qū)動模塊3包括驅(qū)動變壓器T2、驅(qū)動用功率場效應(yīng)管Q4，所述驅(qū)動用功率場效應(yīng)管Q4源極連接所述驅(qū)動變壓器T2初級繞組異名端。上述放電模塊4包括第五三極管Q5和第六三極管Q6，二者組成雙三極管自鎖電路。
上述驅(qū)動變壓器T2的繞組為三層絕緣線。
由于采用以上的技術(shù)方案，帶來了以下的有益效果本實用新型將諧振式磁復(fù)位技術(shù)應(yīng)用于同步整流管的驅(qū)動電路中，驅(qū)動變壓器可傳遞較大占空比的脈沖驅(qū)動電壓；且驅(qū)動電壓的幅值穩(wěn)定，以同步整流配合RCD等簡單有效的磁復(fù)位方式，極大的提高了同步整流AD/DC，DC/DC變換器的可靠性。
本實用新型電路也同樣適用于其它磁復(fù)位方式的各種拓樸結(jié)構(gòu)的同步整流電路。
本電路已經(jīng)在單端正激RCD磁復(fù)位方式的同步整流AC/DC變壓器中作了試驗，能很好地驅(qū)動同步續(xù)流管，工作穩(wěn)定可靠。

圖1為傳統(tǒng)的同步整流電路；圖2是本實用新型實施例一的電路原理圖；圖3是本實用新型實施例二的電路原理圖；圖4是本實用新型實施例三的電路原理圖；圖5是本實用新型實施例四的電路原理圖；圖6為采用圖2-5隔離驅(qū)動電路的單端正激同步整流電路。
具體實施方式以下結(jié)合實例對本實用新型詳細描述圖1為傳統(tǒng)的單端正激控制的同步整流電路，其中，T1為變壓器，Q2、Q4分別為同步整流管和同步續(xù)流管，均采用MOSFET，L1為輸出續(xù)流電感，C3為輸出電容。
本實用新型隔離驅(qū)動電路的四個典型實例如圖2、圖3、圖4、圖5。
實施例一如圖2，隔離驅(qū)動電路包括完成反相作用的三極管Q1構(gòu)成的反相模塊，完成功率放大作用的三極管Q2和Q3構(gòu)成的功放模塊，驅(qū)動用MOSFET管Q4、驅(qū)動變壓器T2組成的隔離驅(qū)動模塊，完成驅(qū)動及放電作用的二極管D 1和D2、第五三極管Q5和第六三極管Q6構(gòu)成的放電模塊。其中Q7表示被驅(qū)動的功率場效應(yīng)管，脈沖驅(qū)動電壓VDRV通過電阻連接至Q1基極，直流電壓VC通過電阻接至Q1集電極和直接接至Q2的集電極，驅(qū)動變壓器初級繞組同名端，Q1發(fā)射極和Q3集電極和Q4源極接地，V+用于接至被驅(qū)動MOSFET的柵極。V-用于接至被驅(qū)動MOSFET的源極。
實施例二如圖3，與實施例一的不同之處在于，本例沒有Q2和Q3組成的功率模塊；在VDRV頻率較低，所選擇Q4等效輸入電容很小(考慮米勒效應(yīng))時，可以采用本例，省略功放模塊。
實施例三如圖4，與實施例一的不同之處在于，連接于驅(qū)動變壓器次級的D1、D2、第五三極管Q5、第六三極管Q6的連接方式有些許不同。
實施例四如圖5，與實施例一的不同之處在于，省略由Q2和Q3組成的功放模塊，且驅(qū)動變壓器次級D1、D2、第五三極管Q5、第六三極管Q6的連接方式有些許不同。在VDRV頻率較低，所選擇Q4等效輸入電容很小(考慮米勒效應(yīng))時，可以采用本例，省略功放模塊。
圖6采用圖2、圖3、圖4、圖5其中任意一種的單端正激同步整流電路，主要包括變壓器T1，同步整流管Q8以及同步續(xù)流管Q7，輸出續(xù)流電感L1和輸出電容C3、T1次級繞組同名端，通過RC緩沖電路并聯(lián)電阻的方式連至Q8柵極，Q8柵極和源極之間并聯(lián)雙向穩(wěn)壓管來保護其不被異常驅(qū)動電壓損壞，Q7的柵極接V+、源極接V-、V+和V-來自圖2、圖3、圖4、圖5中任意一種的對應(yīng)節(jié)點。
如上所述，同步整流管Q7由變壓器T1次級繞組通過緩沖電路直接驅(qū)動，同步續(xù)流管Q7由圖2、圖3、圖4、圖5之中任意一種電路驅(qū)動，設(shè)計的要點是1、VDRV和VC之間的時序關(guān)系，VDRV應(yīng)先于VC，否則會因為Q4長時間導(dǎo)通而使T2飽和損壞Q4。
2、在VDRV頻率較低，所選擇Q4等效輸入電容很小(考慮米勒效應(yīng))時，可以采用如圖3和圖5電路，省略Q2和Q3等組成的功放模塊。
3、綜合VDRV的頻率、脈沖的最小占空比、VC的幅值、所選擇Q4在此種情況下的反向電容(柵極和漏極之間電容)和輸出電容等因素，合理設(shè)計驅(qū)動變壓器T2初級繞組匝數(shù)和電感量。
4、設(shè)驅(qū)動變壓器T2初級繞組匝數(shù)為NT2a、次級繞組匝數(shù)為NT2b，合理設(shè)計初次級匝比使被驅(qū)動MOSFET的驅(qū)動電壓幅值VC*VT2b/NT2a最優(yōu)化。
5、如果用磁環(huán)繞制驅(qū)動變壓器T2，初次級繞線都應(yīng)采用三層絕緣線，以保證絕緣強度。
本實用新型電路也同樣適應(yīng)于采用各種磁復(fù)位方式多種拓樸結(jié)構(gòu)的同步整流電路，本實用新型已經(jīng)在單端正激同步整流AC/DC變換器中作了試驗，能很好地驅(qū)動同步續(xù)流管，工作穩(wěn)定可靠。
權(quán)利要求1.一種用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征在于包括反相模塊(1)、隔離驅(qū)動模塊(3)和放電模塊(4)；所述反相模塊輸入端用于連接脈沖驅(qū)動電壓，輸出端連接所述隔離驅(qū)動模塊輸入端，所述隔離驅(qū)動模塊輸出端連接所述放電模塊輸入端，所述放電模塊的輸出端用于連接被驅(qū)動功率晶體管。
2.如權(quán)利要求1所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是還包括功放模塊(2)，其輸入端連接所述反相模塊輸出端，其輸出端連接所述隔離驅(qū)動模塊輸入端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述反相模塊(1)包括三極管(Q1)，其基極用于連接脈沖驅(qū)動電壓，發(fā)射極接地，集電極連接所述隔離驅(qū)動模塊或功放模塊的輸入端。
4.如權(quán)利要求2所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述功放模塊(2)包括第二三極管(Q2)和第三三極管(Q3)，二者連接成互補輸出。
5.如權(quán)利要求3所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述功放模塊(2)包括第二三極管(Q2)和第三三極管(Q3)，二者連接成互補輸出。
6.如權(quán)利要求1或2所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述隔離驅(qū)動模塊(3)包括驅(qū)動變壓器(T2)、驅(qū)動用功率場效應(yīng)管(Q4)，所述驅(qū)動用功率場效應(yīng)管(Q4)源極連接所述驅(qū)動變壓器(T2)初級繞組異名端。
7.如權(quán)利要求3所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述隔離驅(qū)動模塊(3)包括驅(qū)動變壓器(T2)、驅(qū)動用功率場效應(yīng)管(Q4)，所述驅(qū)動用功率場效應(yīng)管(Q4)源極連接所述驅(qū)動變壓器(T2)初級繞組異名端。
8.如權(quán)利要求1或2所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述放電模塊(4)包括第五三極管(Q5)和第六三極管(Q6)，二者組成雙三極管自鎖電路。
9.如權(quán)利要求3所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述放電模塊(4)包括第五三極管(Q5)和第六三極管(Q6)，二者組成雙三極管自鎖電路。
10.如權(quán)利要求7所述的用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，其特征是所述驅(qū)動變壓器(T2)的繞組為三層絕緣線。
專利摘要本實用新型公開了一種用于同步整流的隔離驅(qū)動電路，包括反相模塊(1)、功放模塊(2)、隔離驅(qū)動模塊(3)和放電模塊(4)；依次連接，反相模塊輸入端連接脈沖驅(qū)動電壓，放電模塊輸出端連接被驅(qū)動晶體管；本實用新型將諧振式磁復(fù)位技術(shù)應(yīng)用于同步整流管的驅(qū)動電路中，驅(qū)動變壓器可傳遞較大占空比的脈沖驅(qū)動電壓；且驅(qū)動電壓的幅值穩(wěn)定，以同步整流配合RCD等簡單有效的磁復(fù)位方式，極大的提高了同步整流AD/DC，DC/DC變換器的可靠性。
文檔編號H02M3/04GK2753053SQ200420105490
公開日2006年1月18日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者李戰(zhàn)偉, 張泉, 邢益星, 羅少貴 申請人:深圳市核達中遠通電源技術(shù)有限公司