反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】反激電源變換器采用變壓器驅(qū)動(dòng)繞組實(shí)現(xiàn)自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)。包含原邊開(kāi)關(guān)管、變壓器、自舉電路、驅(qū)動(dòng)電路和同步整流器、輸出濾波電容。變壓器原邊繞組與原邊功率開(kāi)關(guān)管在PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，將輸入電源轉(zhuǎn)換為脈沖方式傳遞到副邊；副邊驅(qū)動(dòng)繞組的輸出經(jīng)過(guò)自舉電路，電壓得到提升，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)使同步整流器工作；副邊主輸出繞組的輸出經(jīng)過(guò)同步整流器后被濾波后得到輸出電壓。
【專利說(shuō)明】
反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路
所屬技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本專利涉及在反激電源變換器中如何用變壓器驅(qū)動(dòng)繞組實(shí)現(xiàn)自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在電源變換器中為了降低功率損耗、提高轉(zhuǎn)換效率，采用同步整流是一個(gè)非常好的解決方案，尤其是對(duì)于低電壓、大電流應(yīng)用。這是因?yàn)椴捎肕OSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)作為整流器件的電壓降遠(yuǎn)低于相應(yīng)的二極管器件。
[0003]反激變換器因?yàn)槠潆娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)寬輸入電壓范圍而被廣泛應(yīng)用在中小功率變換器。與此相對(duì)應(yīng)同步整流反激變換器中一樣隨之得到了廣泛應(yīng)用。反激變換器中的副邊(輸出側(cè))同步整流方案總的說(shuō)來(lái)分為外部驅(qū)動(dòng)、自驅(qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)等三種。
[0004]外部驅(qū)動(dòng)是指副邊開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由原邊信號(hào)直接產(chǎn)生的，產(chǎn)生的方法可以通過(guò)變壓器、高速光耦、數(shù)字隔離器等各種隔離器件將PffM(Pulse Width Modulator)驅(qū)動(dòng)信號(hào)從原邊傳遞到副邊，直接或者經(jīng)過(guò)加強(qiáng)后再驅(qū)動(dòng)副邊同步整流器件，圖1是這種方案典型結(jié)構(gòu)。這種方案采用隔離器件104傳遞驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在用于輸出電流較大的場(chǎng)合，由于相應(yīng)的副邊同步整流MOSFET (106)的Qg也較大，因此副邊需要有額外的驅(qū)動(dòng)電路(105)加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以快速開(kāi)關(guān)同步整流M0SFET，減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中造成的損耗(亦稱開(kāi)關(guān)損耗)；當(dāng)輸出電壓幅度不適合用作驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的工作電壓VCC需要額外變壓器繞組產(chǎn)生；原邊的高電平延時(shí)電路(101)用于防止原副邊MOSFET有共通的過(guò)程，保證當(dāng)原邊主開(kāi)關(guān)管MOSFET (102)導(dǎo)通時(shí)，副邊同步整流MOSFET已經(jīng)關(guān)斷。為了保證對(duì)同步整流管足夠的驅(qū)動(dòng)能力，副邊須有相應(yīng)的輔助電源提供驅(qū)動(dòng)電壓。
[0005]自驅(qū)動(dòng)是指驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接取自于變壓器(202)的副邊的一個(gè)繞組并用其驅(qū)動(dòng)副邊同步整流器件(206)，這個(gè)繞組通常就稱之為驅(qū)動(dòng)繞組(Nd)，圖2是這種驅(qū)動(dòng)方式的基本電路，變壓器至少包含原邊繞組(Np)、副邊輸出主繞組(Ns)和驅(qū)動(dòng)繞組(Nd)三個(gè)繞組，定義Np與開(kāi)關(guān)管102直接相連的一端為同名端。這種驅(qū)動(dòng)方案簡(jiǎn)單，副邊同步整流器件的高電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值穩(wěn)定，正比于驅(qū)動(dòng)繞組和輸出繞組的變比、輸出電壓，等于Vout女Nd/Ns，驅(qū)動(dòng)繞組即可滿足同步整流管的驅(qū)動(dòng)能力要求。但是需要注意兩點(diǎn)，一是由于驅(qū)動(dòng)電阻(203)在驅(qū)動(dòng)電壓的正負(fù)電平時(shí)都在工作，因此損耗較高；二是由于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)向電壓信號(hào)幅度為Vin * Nd/Np，在輸入電壓范圍很寬的時(shí)候，需要鉗位器件(205)進(jìn)行負(fù)向鉗位，確保同步整流MOSFET (206)的不會(huì)因?yàn)樨?fù)向的Vgs電壓較高而損壞，因此需要仔細(xì)權(quán)衡變壓器各繞組之間的變比，以減少鉗位電路工作時(shí)產(chǎn)生的損耗。由于只有當(dāng)201原邊主開(kāi)關(guān)管MOSFET開(kāi)通后，202的Nd繞組電壓才會(huì)反向，因此206的關(guān)斷會(huì)滯后于201開(kāi)通，存在原副邊同時(shí)導(dǎo)通過(guò)程現(xiàn)象(也稱共通過(guò)程)，由此也帶來(lái)了額外的功率損耗。
[0006]混合驅(qū)動(dòng)是驅(qū)動(dòng)副邊同步整流器件的信號(hào)被分為兩個(gè)部分，其中高電平取自于變壓器驅(qū)動(dòng)繞組的輸出因其有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，而關(guān)斷信號(hào)由原邊PWM信號(hào)通過(guò)隔離器件傳遞到副邊進(jìn)行控制，變壓器(303)至少包含原邊繞組(Np)、副邊輸出主繞組(Ns)和驅(qū)動(dòng)繞組(Nd)三個(gè)繞組，具體如圖3。副邊同步整流MOSFET(308)的高電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值穩(wěn)定，等于Vout卡Nd/Ns ;而關(guān)斷信號(hào)由原邊控制(304、307)，由于高電平延時(shí)電路(301)的作用，當(dāng)原邊的主開(kāi)關(guān)管(302)導(dǎo)通時(shí)，副邊同步整流MOSFET已經(jīng)關(guān)斷。因此原副邊兩側(cè)的MOSFET共通時(shí)間可控，可以達(dá)到兩者無(wú)共通過(guò)程，降低共通損耗；同時(shí)由于驅(qū)動(dòng)電路串聯(lián)二極管(306)反向阻斷的作用，驅(qū)動(dòng)繞組在處于負(fù)向電壓時(shí)不會(huì)被短路，同時(shí)使得驅(qū)動(dòng)電阻(305)不會(huì)處于工作狀態(tài)、降低了其功耗；驅(qū)動(dòng)電壓幅度只與輸出電壓相關(guān)，變壓器各繞組之間的變比容易設(shè)計(jì)，且無(wú)須有驅(qū)動(dòng)用輔助電源。缺點(diǎn)是需要和外驅(qū)動(dòng)一樣的隔離器件，電路較復(fù)雜。
[0007]在自驅(qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)方案中，副邊同步整流MOSFET的驅(qū)動(dòng)電壓幅度都是Vout卡Nd/Ns，而其負(fù)向電壓沒(méi)有被利用，甚至還會(huì)成為損耗的來(lái)源、或者影響變壓器各繞組之間變比的選擇、或者是需要設(shè)法規(guī)避的不利因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為反激變換器中使用的一種新型同步整流驅(qū)動(dòng)電路，稱之為自舉型，通過(guò)充分利用驅(qū)動(dòng)繞組在原邊MOSFET開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的電壓，使得驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、有效和低功耗，降低變壓器驅(qū)動(dòng)繞組匝數(shù)要求；結(jié)合混合驅(qū)動(dòng)方式，可以解決原副邊共通問(wèn)題。
[0009]反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)部分構(gòu)成，分別為副邊驅(qū)動(dòng)繞組、電壓自舉電路和驅(qū)動(dòng)電路，原理框圖如圖4。圖4中，反激變壓器402包含原邊Np、副邊主輸出Ns和副邊驅(qū)動(dòng)Nd等三個(gè)繞組，其原邊繞組Np與原邊功率開(kāi)關(guān)管401在PffM信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，將輸入電源轉(zhuǎn)換為脈沖方式傳遞到副邊；副邊驅(qū)動(dòng)繞組的輸出經(jīng)過(guò)自舉電路403，電壓得到提升，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路404驅(qū)使同步整流器405工作；副邊主輸出繞組Ns的輸出經(jīng)過(guò)同步整流器后被406濾波后得到輸出電壓。
[0010]圖4電路的具體實(shí)現(xiàn)可以有多種方式，以下列舉幾種實(shí)現(xiàn)形式。
[0011]圖5中變壓器(502)副邊主輸出繞組Ns的同名端連接到同步整管508的源極(S-Source)，508的漏極(D-Drain)和Ns的異名端之間有輸出濾波電容509，509的兩端即為輸出電壓。
[0012]自舉電路構(gòu)成如下:二極管505連接在Ns的同名端和驅(qū)動(dòng)繞組Nd異名端之間，其中505的P極與Ns的同名端相連、N極與Nd的異名端相連；Nd的兩端連接有電容503和二極管504串聯(lián)電路，其中電容503 —端連接驅(qū)動(dòng)繞組的同名端、504的N結(jié)連接在Nd的異名端。503和504的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)為自舉電路的輸出。
[0013]驅(qū)動(dòng)電路則由電阻506和NPN型三極管507構(gòu)成。506的一端連接到自舉電路的輸出，另一端連接到508的柵極(G-Gate) ；507的集電極(C-Collector)連接到508的G極、發(fā)射機(jī)(E-Emitter)連接到508的S極，其基極連接到Nd的異名端。這個(gè)NPN型三極管也可以用N溝道的MOSFET替代。
[0014]當(dāng)原邊MOSFET (501)導(dǎo)通時(shí)，Ns的同名端為負(fù)電壓、Nd的異名端為正電壓，507的be極導(dǎo)通，508的Vgs為零，508關(guān)斷。Nd兩端電壓為Vin * Nd/Np,由于504處于正向偏置，因此503兩端電壓為Vin * Nd/Np-Vfd，Vfd為504的正向PN結(jié)壓降，其中503與Nd同名端相連一側(cè)為低，與504的P極相連一側(cè)為高。雖然507的CE是導(dǎo)通的，但是由于沒(méi)有直接的電流回路，所以506沒(méi)有電流流過(guò)，在此期間也就不會(huì)產(chǎn)生功耗，508的GS兩端的電荷被507釋放。這樣507就構(gòu)成了副邊同步整流驅(qū)動(dòng)的關(guān)斷電路。
[0015]當(dāng)501關(guān)斷時(shí)，Ns和Nd的同名端為正電壓，Nd的異名端為負(fù)電壓。由于505的正向鉗位作用，507的be極被反向偏置而關(guān)斷。Nd兩端的端電壓為Vout * Nd/Ns,由于504的反向截止作用，在503兩端得到一個(gè)幅值為Vin女Nd/Np-Vfd+Vout女Nd/Ns電壓，仍然是503與504的P極相連一側(cè)為高。503上的電壓通過(guò)506使得508導(dǎo)通。508的Vgs兩端電壓為由504?506構(gòu)成的回路，因此為Vin * Nd/Np+Vout * Nd/Ns_2Vfd。這樣506電阻就構(gòu)成了副邊同步整流驅(qū)動(dòng)的開(kāi)通電路。
[0016]以上所述，開(kāi)通508的驅(qū)動(dòng)電壓由于疊加了原邊開(kāi)通時(shí)驅(qū)動(dòng)繞組的端口電壓幅值，因此遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)自驅(qū)型同步整流驅(qū)動(dòng)電壓幅值。503電容在每次原邊開(kāi)通時(shí)被驅(qū)動(dòng)繞組經(jīng)由504自行充電并把電壓幅度維持為Vin卡Nd/Np-Vfd，為此503被稱之為自舉電容。
[0017]如上所述，由于503、504和505的作用，此自舉型電路充分利用了 501導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)在Nd繞組上產(chǎn)生的電壓幅值，在同樣Nd繞組匝數(shù)的條件下，大幅提高了驅(qū)動(dòng)電壓幅值；反之，針對(duì)合適的驅(qū)動(dòng)電壓，設(shè)計(jì)時(shí)可以大幅減少Nd繞組的所需匝數(shù)。
[0018]在輸入電壓Vin范圍變化特別大的應(yīng)用中，比如VinmaxNinmin的比率達(dá)到5倍，那么為了滿足在最低輸入時(shí)GS兩端有足夠的驅(qū)動(dòng)電壓，又會(huì)導(dǎo)致在最高輸入電壓時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓超出器件規(guī)定的最大值。為此可以采用圖6所示的帶鉗位功能的驅(qū)動(dòng)電路。圖6僅是在圖5基礎(chǔ)上做了小小的改動(dòng)，增加了 NPN三極管610和齊納二極管611兩個(gè)器件，601?609對(duì)應(yīng)于圖5的501?509。兩者的區(qū)別在于608的驅(qū)動(dòng)不再由606、而是通過(guò)606、610和611共同完成，其中610的C極和606的一端連到自舉電路的輸出、610的E極連接到608的G極，610的B極、606的另一端和611的N極相連，611的P極連接到608的源極、同時(shí)也是Ns的同名端。在PffM電平為低時(shí)，如果603兩端電壓Vc (603)高于611的鉗位電壓Vz (611)時(shí)，610的發(fā)射極端即608的Vgs驅(qū)動(dòng)電壓為Vz (611) -Vbe (610)，其中Vbe (610)為610的b、e的PN極電壓降；如果603兩端電壓低于611的鉗位電壓時(shí)，608的Vgs驅(qū)動(dòng)電壓為Vc (603) -Vfd-Vbe (610)，Vfd是605的正向電壓降。這樣在輸入電壓Vin變化范圍很大的時(shí)候，不用擔(dān)心為了顧及低端輸入時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓值、而導(dǎo)致高端輸入的Vgs超出器件限值。610也可以用N溝道MOSFET替換，當(dāng)鉗位電路動(dòng)作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓幅度為Vz (611) -Vth (610)，Vth(610)為510的閥值電壓。這樣副邊同步整流驅(qū)動(dòng)的開(kāi)通電路由606、610和611構(gòu)成；而關(guān)斷電路過(guò)程和圖5 —樣，由607就完成。
[0019]為了解決自驅(qū)動(dòng)方式原邊開(kāi)通時(shí)存在的原副邊共通現(xiàn)象，在自舉型同步整流電路中加上外部關(guān)斷電路，即可以解決相關(guān)問(wèn)題。圖7所示為在圖5基礎(chǔ)上的改進(jìn)。其中701?709對(duì)應(yīng)于501?509，增加了 710高電平延時(shí)電路和711隔離器。707的基極不再直接與Nd的異名端相連，而是由711來(lái)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)PffM信號(hào)一旦變?yōu)楦唠娖街苯油ㄟ^(guò)711關(guān)斷707、并在延時(shí)一段時(shí)間后才會(huì)開(kāi)通701，這樣確保701和708之間不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。這樣副邊同步整流驅(qū)動(dòng)的關(guān)斷電路由707、711就構(gòu)成，開(kāi)通電路由706構(gòu)成。
[0020]圖7所示外部驅(qū)動(dòng)關(guān)斷電路也可以和圖6所示電路相結(jié)合，達(dá)到驅(qū)動(dòng)電壓被鉗位而且原副邊無(wú)共通現(xiàn)象。
[0021]以上示例電路副邊同步整流器件都是以高邊整流和N溝道MOSFET為例來(lái)說(shuō)明，同樣可以很容易通過(guò)相應(yīng)的變換應(yīng)用到低邊N溝道同步整流、以及采用P溝道MOSFET作為同步整流器件的相應(yīng)設(shè)計(jì)中。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為反激變換器采用外部驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。
[0023]圖2為反激變換器采用自驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。
[0024]圖3為反激變換器采用混合驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。
[0025]圖4為本發(fā)明反激變換器自舉型同步整流方案原理框圖。
[0026]圖5為本發(fā)明反激變換器自舉型自驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。
[0027]圖6為本發(fā)明反激變換器帶有鉗位電路的自舉型自驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。
[0028]圖7為本發(fā)明反激變換器帶有外驅(qū)動(dòng)關(guān)斷的自舉型同步整流方案。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1為反激變換器采用外部驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。PffM驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)延時(shí)電路101驅(qū)動(dòng)102原邊M0SFET，同時(shí)通過(guò)104隔離電路到達(dá)副邊，由105同步整流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)106副邊同步整流MOSFET。PffM處于高電平時(shí)，由于高電平延時(shí)電路的作用，在102導(dǎo)通時(shí)，106已經(jīng)處于關(guān)斷狀態(tài)，因此102和106不會(huì)同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)；在？麗處于低電平時(shí)，102立即關(guān)斷，106也隨即導(dǎo)通，調(diào)整相應(yīng)電路參數(shù)，可以確保102和106不會(huì)共通。103變壓器將功率從原邊傳遞到副邊，107為輸出濾波電容。
[0030]圖2為反激變換器采用自驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。PffM信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)201原邊M0SFET，變壓器(202)增加了一個(gè)繞組Nd。Nd的同名端輸出通過(guò)203電阻和205 二極管并聯(lián)電路驅(qū)動(dòng)206副邊同步整流MOSFET，Nd的非同名端直接連到206的源極。207為輸出濾波電容。當(dāng)201開(kāi)通時(shí)，Nd同名端為負(fù)、非同名端為正，其端口電壓為Vin * Nd/Np，206因Vgs為負(fù)而關(guān)斷，由203和205構(gòu)成的鉗位電路保證電壓不會(huì)超過(guò)206的Vgs限值。當(dāng)201關(guān)斷時(shí)，Nd同名端為正，Nd端口電壓為Vout * Nd/Ns, 206開(kāi)通。
[0031]圖3為反激變換器采用混合驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。PffM驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)高電平延時(shí)電路301驅(qū)動(dòng)302原邊M0SFET，同時(shí)通過(guò)304隔離電路到達(dá)副邊，驅(qū)動(dòng)307—控制副邊同步整流信號(hào)的MOSFET。當(dāng)PffM為高電平時(shí)，由于301的延時(shí)，在302導(dǎo)通時(shí)，307預(yù)先已經(jīng)導(dǎo)通，308副邊同步整流MOSFET的Vgs為零而處于關(guān)斷狀態(tài)，因此302和308不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通；303變壓器的Nd繞組同名端為負(fù)電壓、連接308源極的非同名端為正，但是由于驅(qū)動(dòng)電路306 二極管的反向截止作用，305驅(qū)動(dòng)電阻不會(huì)有任何損耗。當(dāng)PffM為低電平時(shí)，302和307都立即關(guān)斷，303變壓器的Nd繞組同名端為高電平、非同名端為負(fù)，端口電壓為Vout女Nd/Ns，通過(guò)305和306驅(qū)動(dòng)308導(dǎo)通，因此302和308不會(huì)共通。309為輸出濾波電容。
[0032]圖4為本發(fā)明反激變換器自舉型同步整流方案原理框圖。包含原邊開(kāi)關(guān)管401、變壓器402、自舉電路403、同步整流驅(qū)動(dòng)電路404和同步整流器405、輸出濾波電容406。其原邊繞組Np與原邊功率開(kāi)關(guān)管401在PffM信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，將輸入電源轉(zhuǎn)換為脈沖方式傳遞到副邊；副邊驅(qū)動(dòng)繞組的輸出經(jīng)過(guò)自舉電路403，電壓得到提升，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路404驅(qū)使同步整流器405工作；副邊主輸出繞組Ns的輸出經(jīng)過(guò)同步整流器后被406濾波后得到輸出電壓。
[0033]圖5為本發(fā)明反激變換器自舉型自驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。PffM信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)501原邊MOSFET ;二極管505連接在Ns的同名端和驅(qū)動(dòng)繞組Nd異名端之間，其中505的P極與Ns的同名端相連、N極與Nd的異名端相連；Nd的兩端連接有電容503和二極管504串聯(lián)電路，其中電容503 —端連接驅(qū)動(dòng)繞組的同名端、504的N結(jié)連接在Nd的異名端。506的一端連接在503和504的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)，另一端連接到508的柵極(G-Gate) ；507的集電極(C-Collector)連接到508的G極、發(fā)射機(jī)(E-Emitter)連接到508的S極，其基極連接到Nd的異名端。變壓器502副邊主輸出繞組Ns的同名端連接到同步整流MOSFET (508)的源極(S-Source)，508的漏極(D-Drain)和Ns的異名端之間有輸出濾波電容509，509的兩端即為輸出電壓。當(dāng)PWM信號(hào)為高電平時(shí)，501開(kāi)通，Nd異名端為高電平使得507開(kāi)通，508的Vgs為零而關(guān)斷，503兩端電壓為Vin * Nd/Np-Vfd，其中503與Nd同名端相連側(cè)為負(fù)，Vfd為504的正向?qū)▔航担捎跊](méi)有電流回路，506不消耗功率；當(dāng)PWM信號(hào)為低電平時(shí)，501關(guān)斷，Nd同名端為高電平，507關(guān)斷，503兩端電壓為Vout女Nd/Ns+Vin女Nd/Np-Vfd,與Nd同名端相連側(cè)為正，通過(guò)506開(kāi)通508。
[0034]圖6為本發(fā)明反激變換器帶有鉗位電路的自舉型自驅(qū)動(dòng)方式的同步整流方案。圖中601?609對(duì)應(yīng)于圖5的501?509，增加了 NPN型三極管610和齊納二極管611。610的C極和606的一端連到自舉電路的輸出、610的E極連接到608的G極，610的B極、606的另一端和611的N極相連，611的P極連接到608的源極、同時(shí)也是Ns的同名端。當(dāng)PffM為高電平時(shí)，由于Nd異名端為高電平，607導(dǎo)通，608的Vgs為零而關(guān)斷；iPWM為低電平時(shí)，603 兩端電壓 Vc (603)為 Vout * Nd/Ns+Vin * Nd/Np-Vfd，當(dāng)這個(gè)電壓低于 Vz (611)時(shí)，610的E極電壓即608的Vgs為Vc (603)-Vfd-Vbe (610)，Vfd為二極管605的正向?qū)▔航?；如果Vc (603)電壓高于Vz (611)時(shí)，610的E極電壓即808的Vgs為Vz (611)-Vbe (610)，而不受Vin的變化而影響。
[0035]圖7為本發(fā)明反激變換器帶有外驅(qū)動(dòng)關(guān)斷的自舉型同步整流方案。701?709對(duì)應(yīng)于圖5的501?509，增加了 710和711電路。相應(yīng)的連接變化有，PffM信號(hào)經(jīng)過(guò)710高電平延時(shí)電路后驅(qū)動(dòng)701原邊MOSFET ；707的基極有711隔離器驅(qū)動(dòng)。當(dāng)PffM信號(hào)為高電平時(shí)，707將立即開(kāi)通，708的Vgs為零而關(guān)斷，而701會(huì)延時(shí)開(kāi)通，因此701和708無(wú)共通，703兩端電壓為Vin * Nd/Np-Vfd，其中703與Nd同名端相連側(cè)為負(fù)，Vfd為704的正向?qū)▔航?，由于沒(méi)有電流回路，706不消耗功率；iPWM信號(hào)為低電平時(shí)，701、707立即關(guān)斷，Nd同名端為高電平，703兩端電壓為Vout * Nd/Ns+Vin * Nd/Np-Vfd，與Nd同名端相連側(cè)為正，通過(guò)706開(kāi)通708。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路， a)變壓器至少包含原邊、副邊輸出、副邊驅(qū)動(dòng)等三個(gè)繞組。 b)自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路由副邊驅(qū)動(dòng)繞組、自舉電路和驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。2.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利I所述的自舉電路構(gòu)成為:一個(gè)二極管連接在的副邊輸出繞組的同名端和副邊驅(qū)動(dòng)繞組異名端之間，此二極管的P極與副邊輸出繞組的同名端相連、N極與副邊驅(qū)動(dòng)繞組的異名端相連；副邊驅(qū)動(dòng)繞組兩端連接有電容和二極管串聯(lián)電路，其中電容的一端連接到驅(qū)動(dòng)繞組的同名端、二極管的N極連接到驅(qū)動(dòng)繞組的異名端，電容和二極管串聯(lián)節(jié)點(diǎn)為自舉電路的輸出。3.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利I所述的驅(qū)動(dòng)電路由開(kāi)通電路和關(guān)斷電路構(gòu)成。4.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利3所述的驅(qū)動(dòng)電路的開(kāi)通電路為一個(gè)電阻連接在自舉電路的輸出和副邊同步整流MOSFET的柵極。5.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利3所述的驅(qū)動(dòng)電路中的開(kāi)通電路可以由NPN型三極管、電阻和齊納二極管構(gòu)成的鉗位電路構(gòu)成。其中NPN型三極管的集電極和電阻的一端連接到自舉電路的輸出，NPN型三極管的基極、電阻的另一端和齊納二極管的N極連在一起，NPN型三極管的發(fā)射極連接到副邊同步整流MOSFET的柵極，齊納二極管的P極連接到副邊同步整流MOSFET的源極。所述的NPN型三極管可以用N溝道MOSFET替換。6.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利3所述的驅(qū)動(dòng)電路中的關(guān)斷電路由一個(gè)NPN型三極管構(gòu)成。三極管的基極連接到副邊驅(qū)動(dòng)繞組的異名端，集電極連接到副邊同步整流MOSFET的柵極，發(fā)射極連接到副邊同步整流MOSFET的源極。這個(gè)NPN型三極管可以用N溝道MOSFET替代。7.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利3所述的驅(qū)動(dòng)電路中的關(guān)斷電路由一個(gè)NPN型三極管和外部驅(qū)動(dòng)關(guān)斷電路構(gòu)成。三極管的基極連接到外部關(guān)斷電路的輸出，集電極連接到副邊同步整流MOSFET的柵極，發(fā)射極連接到副邊同步整流MOSFET的源極。這個(gè)NPN型三極管可以用N溝道MOSFET替代。8.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利7所述外部驅(qū)動(dòng)關(guān)斷電路與PffM信號(hào)、原邊驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的關(guān)系如下:PWM信號(hào)無(wú)延時(shí)經(jīng)過(guò)外部驅(qū)動(dòng)關(guān)斷電路關(guān)斷副邊同步整流M0SFET，經(jīng)過(guò)高電平延時(shí)電路之后驅(qū)動(dòng)原邊M0SFET，從而確保副邊同步整流MOSFET先關(guān)斷、原邊MOSFET后開(kāi)通而沒(méi)有原副邊共通過(guò)程。9.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利I所述的副邊同步整流MOSFET可以用N溝道器件也可以是P溝道器件。10.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利5所述NPN型三極管電路可以用相對(duì)應(yīng)的PNP型三極管電路構(gòu)成。11.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利6所述NPN型三極管電路可以用相對(duì)應(yīng)的PNP型三極管電路構(gòu)成。12.根據(jù)反激變換器自舉型同步整流驅(qū)動(dòng)電路權(quán)利7所述NPN型三極管或者N溝道MOSFET電路可以用相對(duì)應(yīng)的PNP型三極管或者P溝道MOSFET電路構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK105896987SQ201510130019
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日
【發(fā)明人】喬宗標(biāo)
【申請(qǐng)人】上海英聯(lián)電子系統(tǒng)有限公司, 喬宗標(biāo)