CN101388611B

CN101388611B - 一种副边采样电流控制同步整流驱动电路

Info

Publication number: CN101388611B
Application number: CN2008101216402A
Authority: CN
Inventors: 华桂潮; 吴新科
Original assignee: Inventronics Hangzhou Co Ltd
Current assignee: Led One Hangzhou Co Ltd
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: CN101388611A

Abstract

本发明公开了一种副边采样电流控制同步整流驱动电路，包括电流采样电路、波形转换与整形电路、逻辑控制与功率驱动电路。本发明的特点是：首先电流互感器采样变压器副边中心抽头电流；其次，经波形变换与整形电路得到驱动电压信号输出；然后，驱动电压信号经逻辑控制与功率驱动电路后驱动整流管。本发明电路相对简单、体积小、效率高，成本较低，实现容易，使用方便，是一个非常有实用价值和经济效益的发明。本发明中的中心抽头采样同步整流技术可以结合互感器中的能量回馈电路，适用于各种电压输出的应用场合。

Description

一种副边采样电流控制同步整流驱动电路

技术领域

本发明涉及一种同步整流驱动电路。更具体地说，本发明涉及一种原边采样电流控制同步整流驱动电路。

背景技术

随着信息技术的快速发展，各集成电路工作频率的提高，为了降低电路功耗，供电电压将进一步降低至1V以下，低压大电流供电越来越多。当输出电压降低时，由于二极管的导通压降较高(快恢复二极管FRD或超快恢复二极管SRD可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管，也会产生大约0.6V的压降，)，它将降低转换器的效率。同步整流技术的出现、同步整流器件和控制技术的发展，提高了电源的效率、热性能、功率密度、可制造性和可靠性，同步整流技术应用得到飞速发展。

一般电流型同步整流驱动是通过采样流过同步整流管的电流来获得驱动信号。当检测到有电流流过同步整流管的体二极管时，产生同步整流管的驱动信号，在电流下降到接近零时，同步整流管关断，使电流不能从同步管的漏极流向源极。这种工作方式下，同步整流管和二极管一样只能单向导通，可应用在各类变换器拓扑电路中，因此电流驱动同步整流器是十分有发展前景的。但现有电流驱动同步整流技术功率损耗大，电路复杂工作频率低，不易于控制等，影响了它的应用。

在现有技术中，如图1所示为具有能量回馈电流控制同步整流驱动电路(US.Patent NO.6597587 B1，On Jul，22，2003)，需要通过高频电流互感器采样变压器副边绕组中的电流，对于变压器副边采用中间抽头的全波整流方式，需两个电流互感器，对每一路SR中的电流进行采样并获得驱动信号。因此互感器数量多，成本高，而且PCB(印刷电路板)布线困难，变压器输出线太粗，加工复杂，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，而提供一种高效而且成本低廉的电流控制同步整流驱动电路。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种副边采样电流控制同步整流驱动电路，包括电流采样电路、波形转换与整形电路、逻辑控制与功率驱动电路，其特征在于：

所述的电流采样电路通过一个互感器采样变压器副边的中心抽头处的电流，将变压器副边电流信号检测出来并输出到波形转换与整形电路；

所述的互感器原边一个绕组，并与变压器副边的中心抽头串联，所述的互感器副边和波形转换与整形电路连接；

所述的波形转换与整形电路，将接收到的采样电流信号转换为电压信号并整形，其输入接电流采样电路二次侧，输出接逻辑控制与功率驱动电路；

所述的逻辑控制与功率驱动电路，包括有电阻R7、电阻R9、二极管D8、二极管D9和三极管Q3，将驱动电压信号进行逻辑选通，然后由推挽功率电路放大后驱动同步整流管VR1；还包括有电阻R4、电阻R8、二极管D4、二极管D6和三极管Q2，将驱动电压信号进行逻辑选通，然后由推挽功率电路放大后驱动同步整流管VR2；

所述的二极管D6负极接所述同步整流管VR2的漏极和所述电阻R4的一端，所述二极管D6正极接所述电阻R8的一端、所述电阻R4的另一端和所述三极管Q2的基极，所述电阻R8的另一端接所述三极管Q2的发射极和地，所述三极管Q2的集电极接所述二极管D4负极，所述二极管D4的正极接所述推挽功率放大电路的输入端；

所述的二极管D9负极接同步整流管VR1的漏极和电阻R7的一端，二极管D9正极接电阻R9的一端、电阻R7的另一端和三极管Q3的基极，电阻R9的另一端接三极管Q3的发射极和地，三极管Q3的集电极接二极管D8负极，所述二极管D8的正极接所述推挽功率放大电路的输入端。

本发明互感器采样的方式为采样变压器副边的中心抽头处的电流，或者将变压器副边的两个绕组共同穿过一个互感器，后者相当于两个绕组的电流叠加。由于中心抽头处的电流相当于两个绕组中电流的叠加，因此两个不同的电流采样方法对于互感器后面的波形转换电路和驱动电路来说是一致的。

本发明的特点是：首先电流互感器采样变压器副边中心抽头电流；其次，经波形变换与整形电路得到驱动电压信号输出(这也是本发明的关键点)；然后，驱动电压信号经逻辑控制与功率驱动电路后驱动整流管。本发明电路相对简单、体积小、效率高，成本较低，实现容易，使用方便，是一个非常有实用价值和经济效益的发明。

本发明中的中心抽头采样同步整流技术可以结合互感器中的能量回馈电路，适用于各种电压输出的应用场合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采样变压器副边中心抽头的电流，因此只需要一个电流互感器，降低成本。而且副边大电流回路可以缩短，减小了线上损耗，提高了效率。。

2、全波整流输出时只需一个电流互感器，PCB板(印刷电路板)布线方便。安装简单，成本低。

根据本发明，所述的波形转换与整形电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D5、二极管D7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6和电容C1，二极管D1正极接二极管D2负极、互感器二次侧同名端、二极管D3负极、二极管D7负极、电阻R2和电阻R5的一端，二极管D1负极接电源正端Vcc，二极管D2的正极接电阻R1和电容C1的一端，电阻R1和电容C1的另一端接互感器二次侧非同名端和二极管D5的负极，二极管D5的正极接电阻R3和电阻R6的一端以及地，电阻R2的另一端接电阻R3的另一端和二极管D3正极，电阻R5的另一端接二极管D7正极和电阻R6的另一端。变压器中心抽头的流过电流互感器ST，电流信号检测出然后由电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、二极管D3、二极管D5、二极管D7转换成驱动电压信号；二极管D1将方波驱动电压钳位。电容C1和电阻R1给互感器的提供复位电压。

根据本发明，所述的逻辑控制与功率驱动电路包括电阻R4、电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D4、二极管D6、二极管D8、二极管D9、N型三极管Q1、N型三极管Q2、N型三极管Q3、N型三极管Q4、P型三极管Q5和P型三极管Q6，二极管D6负极接同步整流管VR2的漏极和电阻R4的一端，二极管D6正极接电阻R8的一端、电阻R4的另一端和三极管Q2的基极，电阻R8的另一端接三极管Q2的发射极和地，三极管Q2的集电极接二极管D4负极，二极管D4正极接三极管Q4和三极管Q6的基极，三极管Q4的集电极接三极管Q1的集电极和电源正端Vcc，三极管Q4的发射极接三极管Q6的发射极和同步整流管VR2的门极；二极管D9负极接同步整流管VR1的漏极和电阻R7的一端，二极管D9正极接电阻R9的一端、电阻R7的另一端和三极管Q3的基极，电阻R9的另一端接三极管Q3的发射极和地，三极管Q3的集电极接二极管D8负极，二极管D8正极接三极管Q1和三极管Q5的基极，三极管Q1的发射极接三极管Q5的发射极和同步整流管VR1的门极。二极管

由电阻R7、电阻R9、二极管D8、二极管D9和、三极管Q3将驱动电压信号进行逻辑控制选通然后分别由三极管Q1和三极管Q6推挽功率放大后驱动同步整流管SR1。由电阻R4、电阻R8、二极管D4、二极管D6和三极管Q2将驱动电压信号进行逻辑控制选通然后分别由三极管Q4和三极管Q6推挽功率放大后驱动同步整流管SR2。D3和D7作为加速关断时的电荷泄放回路。

附图说明

图1为现有技术中电流控制同步整流驱动电路图。

图2为本发明变压器副边中心采样电流控制同步整流驱动电路框图。

图3为具体实施例1中心抽头采样电流控制同步整流驱动电路图。

图4为具体实施例2中心抽头采样电流控制同步整流驱动电路图(高压输出)。

图5为具体实施例3中心抽头采样电流控制同步整流驱动电路图(低压压输出)。

图6为具体实施例4中心抽头采样电流控制同步整流驱动电路图(能量回馈到输出)。

具体实施方式

参照图2，本发明的副边采样电流控制同步整流驱动电路的电路框图，包括电流采样电路、波形转换与整形电路、逻辑控制与功率驱动电路：

所述的电流采样电路通过一个互感器采样变压器副边的中心抽头处的电流，并输出到波形转换与整形电路；

所述的逻辑控制与功率驱动电路，将接收到的整形后的电压信号经逻辑控制分成两路驱动信号再经功率放大后分别驱动相应的同步整流管；其输入接波形转换与整形电路，输出接同步整流电路。

参照图3，是在图1框图下的具体实施例。本实施例中电流采样电路由电流互感器ST完成，其一次侧绕组与变压器原边串联，输出侧接波形变换与整形电路。

所述的波形转换与整形电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D5、二极管D7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6和电容C1，二极管D1正极接二极管D2负极、互感器二次侧同名端、二极管D3负极、二极管D7负极、电阻R2和电阻R5的一端，二极管D1负极接电源正端Vcc，二极管D2的正极接电阻R1和电容C1的一端，电阻R1和电容C1的另一端接互感器二次侧非同名端和二极管D5的负极，二极管D5的正极接电阻R3和电阻R6的一端以及地，电阻R2的另一端接电阻R3的另一端和二极管D3正极，电阻R5的另一端接二极管D7正极和电阻R6的另一端。变压器中心抽头的流过电流互感器ST，电流信号检测出然后由电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、二极管D3、二极管D5、二极管D7转换成驱动电压信号；二极管D1将方波驱动电压钳位。电容C1和电阻R1给互感器的提供复位电压。

由电阻R7、电阻R9、二极管D8、二极管D9和、三极管Q3将驱动电压信号进行逻辑控制选通然后分别由三极管Q1和三极管Q6推挽功率放大后驱动同步整流管VR1。由电阻R4、电阻R8、二极管D4、二极管D6和三极管Q2将驱动电压信号进行逻辑控制选通然后分别由三极管Q4和三极管Q6推挽功率放大后驱动同步整流管VR2。D3和D7作为加速关断时的电荷泄放回路。

参照图4，本发明的又一实施方式。与图4实施方式不同之处在于输出回路中增加了电容C2和稳压管ZD1。本实施方式适合高电压输出场合(Vo大于19V)。

参照图5，本发明的又一实施方式。与图4实施方式不同之处在于电源正端Vcc经C2和稳压管ZD1接电路输出正端Vo，本实施方式适合低压输出场合(Vo小于5V)。

参照图6，本发明的再一实施方式。与图4实施方式不同之处在于，是电流互感器中的能量完全回馈到输出电路。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种副边采样电流控制同步整流驱动电路，包括电流采样电路、波形转换与整形电路、逻辑控制与功率驱动电路，其特征在于：

2.如权利要求1所述的副边采样电流控制同步整流驱动电路，其特征在于所述的波形转换与整形电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D5、二极管D7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6和电容C1，二极管D1正极接二极管D2负极、互感器二次侧同名端、二极管D3负极、二极管D7负极、电阻R2和电阻R5的一端，二极管D1负极接电源正端Vcc，二极管D2的正极接电阻R1和电容C1的一端，电阻R1和电容C1的另一端接互感器二次侧非同名端和二极管D5的负极，二极管D5的正极接电阻R3和电阻R6的一端以及地，电阻R2的另一端接电阻R3的另一端和二极管D3正极，电阻R5的另一端接二极管D7正极和电阻R6的另一端。

3.如权利要求1所述的副边采样电流控制同步整流驱动电路，其特征在于所述的逻辑控制与功率驱动电路还包括N型三极管Q1、N型三极管Q4、P型三极管Q5和P型三极管Q6，二极管D4正极接三极管Q4和三极管Q6的基极，三极管Q4的集电极接三极管Q1的集电极和电源正端Vcc，三极管Q4的发射极接三极管Q6的发射极和同步整流管VR2的门极；二极管D8正极接三极管Q1和三极管Q5的基极，三极管Q1的发射极接三极管Q5的发射极和同步整流管VR1的门极。

4.如权利要求1-3任何一项所述的副边采样电流控制同步整流驱动电路，其特征在于将互感器中的能量回馈到变压器副边输出电路。