本實(shí)用新型屬于電力電子應(yīng)用領(lǐng)域的MOS驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路，尤其涉及PWM占空比較高并且需要隔離驅(qū)動(dòng)的電力電子變換裝置，具體涉及一種適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

隨著電力電子領(lǐng)域的飛速發(fā)展，開(kāi)關(guān)變換器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，輸入輸出電壓變化范圍較寬的變換器，相應(yīng)的PWM占空比變化范圍也較寬。

通常情況下，PWM控制器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，電流較小，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)MOS管，需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)?；蛘?，PWM脈沖信號(hào)的信號(hào)地和MOS管的功率地不是同一點(diǎn)，需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)隔離。這些，都需要驅(qū)動(dòng)信號(hào)的處理電路。

如圖1所示，傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)處理電路，在傳輸寬占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，高電平損失較為嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致MOS管不能充分飽和而增大開(kāi)關(guān)損耗，甚至無(wú)法導(dǎo)通以致變換器不能工作。另外，對(duì)于一些驅(qū)動(dòng)閥值要求較低的MOS管，關(guān)斷期間串入的干擾，往往會(huì)觸發(fā)MOS的誤導(dǎo)通，從而引發(fā)變換器故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路，克服或減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路，包括第一電容、第一電阻、第二電阻、PWM信號(hào)源、變壓器、該第一電容串聯(lián)在該變壓器初級(jí)與該P(yáng)WM信號(hào)源之間，該第一電阻設(shè)置在該變壓器次級(jí)與輸出正端之間，其特征在于，還包括第二電容、三極管、二極管、第三電容、穩(wěn)壓管，該第二電容串聯(lián)在該變壓器次級(jí)與該第一電阻之間；該穩(wěn)壓管陽(yáng)極接該三極管的集電極，該穩(wěn)壓管陰極接輸出負(fù)端；該第三電容并聯(lián)在該穩(wěn)壓管兩端；該三極管的發(fā)射極接輸出正端，該二極管跨接該三極管的集電極和基極，其中，該二極管陰極接三極管基極；該第二電阻跨接該三極管的基極與所述第二電容、所述第一電阻串聯(lián)組合的中點(diǎn)。

優(yōu)選地是，所述第一電容為起隔直作用的電容。

優(yōu)選地是，所述三極管為PNP晶體管，用于快速釋放MOS柵源寄生電荷。

優(yōu)選地是，所述穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓范圍在1-3V之間。

優(yōu)選地是，所述第三電容為無(wú)極性。

本實(shí)用新型所提供的一種適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路的有益效果在于，綜合了傳統(tǒng)隔離驅(qū)動(dòng)電路和倍壓整流電路的優(yōu)點(diǎn)，有更寬松的PWM信號(hào)傳輸范圍，負(fù)半波的能量被電容無(wú)損吸收，驅(qū)動(dòng)功率更低，有利于提高效率，提供MOS驅(qū)動(dòng)負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)MOS管的可靠截止，提高抗干擾能力，能夠應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域中大功率變換器的設(shè)計(jì)，尤其在輸入或輸出電壓變化范圍較大的變換器領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)比較明顯。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)MOS隔離驅(qū)動(dòng)電路的線(xiàn)路連接圖；

圖2為本實(shí)用新型適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路的線(xiàn)路連接圖；

圖3為本實(shí)用新型適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路的PWM信號(hào)源4的輸出電壓時(shí)序圖；

圖4為本實(shí)用新型適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路的變壓器5原副邊電壓時(shí)序圖；

圖5為本實(shí)用新型適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路的第二電容6兩端電壓時(shí)序圖；

圖6為本實(shí)用新型適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路的PNP晶體管7發(fā)射極電流時(shí)序圖；

圖7為本實(shí)用新型適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路的輸出正端電壓時(shí)序圖。

附圖標(biāo)記：

1-第一電容、2-第一電阻、3-第二電阻、4-PWM信號(hào)源、5-變壓器、6-第二電容、7-PNP晶體管、8-二極管、9-第三電容、10-穩(wěn)壓管、11-第三電阻。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖2所示，一種適合寬占空比傳輸?shù)腗OS隔離驅(qū)動(dòng)電路，包括第一電容1、第一電阻2、第二電阻3、PWM信號(hào)源4、變壓器5、該第一電容1串聯(lián)在該變壓器5初級(jí)(即變壓器5原邊，也就是圖2中的AB邊)與該P(yáng)WM信號(hào)源4之間，該第一電容1為起隔直作用的電容，以保證變壓器5的伏秒積平衡。該第一電阻2設(shè)置在該變壓器5次級(jí)(即變壓器5副邊，也就是圖2中的CD邊)與輸出正端之間，還包括第二電容6、三極管、二極管8、第三電容9、穩(wěn)壓管10，其中，三極管選擇PNP晶體管7，該P(yáng)NP晶體管7用于釋放MOS柵源寄生電荷。該第二電容6串聯(lián)在該變壓器5次級(jí)與該第一電阻2之間。該穩(wěn)壓管10陽(yáng)極接該P(yáng)NP晶體管7的集電極，該穩(wěn)壓管10陰極接輸出負(fù)端，其中該穩(wěn)壓管10的穩(wěn)壓范圍選擇在1-3V之間。該第三電容9并聯(lián)在該穩(wěn)壓管10兩端，并且該第三電容9為無(wú)極性電容。該P(yáng)NP晶體管7的發(fā)射極接輸出正端，該二極管8跨接該P(yáng)NP晶體管7的集電極和基極，其中，該二極管8陰極接PNP晶體管7基極，該第二電阻3跨接該P(yáng)NP晶體管7的基極與第二電容6、第一電阻2串聯(lián)組合的中點(diǎn)。

參閱圖2，對(duì)本實(shí)用新型的MOS隔離驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行分析，工作原理如下：

Vsource為PWM信號(hào)源4，周期為T(mén)，占空比為D，高電平為V，低電平為0，變壓器5初次級(jí)變比為1：1。

1、當(dāng)Vsource為高電平時(shí)：

第一電容1為隔直電容，用來(lái)隔離Vsource中的直流分量。兩端電壓為直流量＝V*D，左正右負(fù)。

此時(shí)，變壓器5原邊電壓為V*(1-D)，上正下負(fù)，正向勵(lì)磁伏秒積＝V*(1-D)*T*D。

變壓器5副邊電壓為V*(1-D)，上正下負(fù)。這個(gè)電壓與第二電容6兩端的電壓串聯(lián)后，通過(guò)第二電阻3，提供給MOS柵極。

第二電容6兩端的電壓為V*D-Vz(Vz為穩(wěn)壓管10嵌位電壓)，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電平為V*(1-D)+V*D-Vz＝V-Vz(忽略第二電阻3兩端的壓降)。

2、當(dāng)Vsource為0電平時(shí)：

第一電容1電壓為V*D，加到變壓器5原邊，上負(fù)下正，變壓器5原邊反向去磁。反向去磁伏秒積＝V*D*T*(1-D)，與前面的正向勵(lì)磁伏秒積相等。

第三電阻11用來(lái)避免極端情況下的磁芯飽和損壞。

此時(shí)，變壓器5次邊電壓為V*D，上負(fù)下正。

變壓器5副邊電流回路為：

穩(wěn)壓管10擊穿，電流通過(guò)二極管8、第二電阻3對(duì)第二電容6充電，第二電容6兩端的電壓為V*D-Vz，左負(fù)右正。

與此同時(shí)，MOS柵源寄生電容上儲(chǔ)存的電荷，通過(guò)PNP晶體管7快速釋放到電容第三電容9中，放電回路阻抗較低，放電時(shí)間極短，可以獲得較快的驅(qū)動(dòng)下降沿，實(shí)現(xiàn)MOS的快速關(guān)斷。

3、上述為本電路一個(gè)完整周期的工作過(guò)程，忽略第二電阻3、二極管8、PNP晶體管7壓降，最終驅(qū)動(dòng)電路各信號(hào)時(shí)序如圖3至圖7所示。

圖3為PWM信號(hào)源4輸出電壓，電壓幅值為V。

圖4為變壓器5原副邊電壓。

圖5為第二電容6兩端電壓，近似為一恒定電平，幅值為V*D-VZ。

圖6為PNP晶體管7發(fā)射極電流，由圖可見(jiàn)由于PNP晶體管7和第三電容9提供的放電回路阻抗較低，后級(jí)MOS柵源寄生電容上儲(chǔ)存的電荷放電較快。

圖7為輸出到MOS管柵極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即輸出正端電壓)，此電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路既能使MOS管可靠觸發(fā)導(dǎo)通，在其截止時(shí)也能提供足夠負(fù)的反向柵極電壓。

以上基于圖2至圖7，電路的分析是為了更好地分析本實(shí)用新型所述MOS隔離驅(qū)動(dòng)電路的工作原理，根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)要求，還可以進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整。調(diào)節(jié)第一電阻2可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)上升沿，調(diào)節(jié)第三電容9或者更換不同的PNP晶體管7可以調(diào)節(jié)下降沿，更換穩(wěn)壓管10可以得到不同的箝位負(fù)壓。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。