CN101820280B

CN101820280B - 用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路

Info

Publication number: CN101820280B
Application number: CN2010101757218A
Authority: CN
Inventors: 张宏科
Original assignee: 771 Research Institute of 9th Academy of CASC
Current assignee: 771 Research Institute of 9th Academy of CASC
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2030-05-18
Also published as: CN101820280A

Abstract

本发明公开了一种用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路，其特征在于，包括两个二极管Dm和Ds构成的检相电路，和由电阻R1、三极管N1构成的纠相电路两部分，其中第一二极管Dm的阴极连接主脉宽调制器Master PWM的驱动端Drm；第二二极管Ds的阴极连接从脉宽调制器Slave PWM的驱动端Drs；第一二极管Dm、第二二极管Ds的阳极共同连接三极管N1的基极b和电阻R1的一端；电阻R1的另一端连接三极管N1的集电极c，三极管N1的集电极c连接主脉宽调制器Master PWM的电压基准Vrefm或从脉宽调制器Slave PWM的电压基准Vrefs；三极管N1的发射极e连接从脉宽调制器Slave PWM的定频三角波信号端OSCs。

Description

用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路

技术领域

本发明涉及一种用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路，尤其适用于两个脉宽调制器同步工作的开关电源电路。

背景技术

当两个脉宽调制器在一个电源系统内同步工作时，两个脉宽调制器工作频率相等，上电启动时两个脉宽调制器会随机地的进入同相驱动工作模式或异相驱动工作模式。与同步异相驱动工作模式相比，同步同相驱动工作模式具有以下缺点：(1)两路PWM所驱动的功率开关管同时开通，使得两路功率变换电路的开通噪声相叠加，造成电源系统开关噪声的增大，严重时导致电源系统振荡，失去工作稳定性；(2)两路PWM所驱动的功率开关管关断噪声有时叠合，有时错开，关断噪声的叠加表现为时变频率，从而削弱了电源输入端电磁兼容滤波器的滤波效果；(3)电源输入端开关噪声基波频率等于开关频率，电磁兼容(EMC)滤波器特征频率较低，滤波器体积较大。

同步异相驱动工作模式则具有以下优点：(1)两个脉宽调制器一个处于开关周期时另一个保持关闭，两个脉宽调制器轮流工作，避免了两个脉宽调制器开关噪声的相互影响，整个电源系统工作更稳定；(2)避免了两个脉宽调制器开关噪声的叠加，电源开关噪声小；(3)电源输入纹波频率提高一倍，输入电容容量可以减小约为原来一半；(4)输入电磁兼容(EMC)滤波器的特征频率可以提高一倍，滤波器的体积减小约一半。

因此，当两个脉宽调制器在一个电源系统内同步工作时，采用异相驱动检相纠相电路强制两个脉宽调制器工作于异相驱动工作模式，有利于提高产品的工作稳定性和电磁兼容性，并减小产品EMC滤波器体积。

发明内容

本发明提供了一种用于脉宽调制器同步异相驱动所需的检相纠相电路，旨在解决以下几个问题：1)实现两个脉宽调制器同步工作时的异相驱动检相纠相功能；2)原理简洁，便于调试和工程实用；3)电路结构简单，体积小巧，便于小型化设计。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：一种用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路，其特征在于，包括两个二极管Dm和Ds构成的检相电路，和由电阻R1、三极管N1构成的纠相电路两部分，其中第一二极管Dm的阴极连接主脉宽调制器Master PWM的驱动端Drm；第二二极管Ds的阴极连接从脉宽调制器Slave PWM的驱动端Drs；第一二极管Dm、第二二极管Ds的阳极共同连接三极管N1的基极b和电阻R1的一端；电阻R1的另一端连接三极管N1的集电极c，三极管N1的集电极c连接主脉宽调制器Master PWM的电压基准Vrefm或从脉宽调制器Slave PWM的电压基准Vrefs；发射极e连接从脉宽调制器Slave PWM的定频三角波信号端OSCs。

本发明的优点是：1)能可靠实现两个脉宽调制器同步工作时的异相驱动；2)电路结构简单，调试方便(元件及参数免调或微调即可)；3)所用元件少，有利减小电路体积。

附图说明

图1为本发明的检相纠相电路原理图(图中虚线部分)。

图2为图1的两个同步工作的PWM(UC3845A)异相检相纠相仿真波形。

图3为图1的两个同步工作的PWM(UC3845A)异相驱动实测波形。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路，包括两个二极管Dm和Ds构成的检相电路，和由电阻R1、三极管N1构成的纠相电路两部分，其中第一二极管Dm的阴极连接主脉宽调制器Master PWM的驱动端Drm；第二二极管Ds的阴极连接从脉宽调制器Slave PWM的驱动端Drs；第一二极管Dm、第二二极管Ds的阳极共同连接三极管N1的基极b和电阻R1的一端；电阻R1的另一端连接三极管N1的集电极c，三极管N1的集电极c连接主脉宽调制器Master PWM的电压基准Vrefm或从脉宽调制器Slave PWM的电压基准Vrefs；三极管N1的发射极e连接从脉宽调制器Slave PWM的定频三角波信号端OSCs。

图1电路的工作原理是：利用二极管Dm和Ds构成的“与”逻辑检测电路，对两脉宽调制器驱动Drm和Drs波形的电平进行逻辑“与”判断。当主脉宽调制器Master PWM与从脉宽调制器Slave PWM处于同步异相驱动状态(即两个驱动信号中一个为高电平“1”另一个为低电平“0”)，或两个驱动信号同为低电平“0”时，二极管Dm和Ds的阳极为低电平，三极管N1基极b被二极管钳制为低电平，三极管N1不导通，纠相电路不工作。当主脉宽调制器Master PWM驱动信号Drm和从脉宽调制器Slave PWM驱动信号Drs同为高电平“1”(即Master PWM和Slave PWM工作于同相驱动状态)时，检相电路两个二极管Dm和Ds构成的逻辑“与”网络在二极管的阳极输出高电平“1”。当二极管的阳极输出高电平时，电压基准Vrefm(或Vrefs)经电阻R1为三极管N1基极b提供基极注入电流Ib，使得三极管N1的发射极输出电流Ie。电流Ie向Slave PWM定频电容Cs快速充电，使Cs上的电压快速上升提前达到Slave PWM芯片内部设定的放电触发电平，使Slave PWM提前结束当前的同相驱动状态进入下一个工作周期，从而确保Master PWM和Slave PWM能工作于交替输出驱动信号的异相驱动工作模式。

本实施例的检相纠相电路，具体参数的推荐值为：R1＝47kΩ；三极管N1型号为3DK9H；二极管Dm和Ds型号为1N4148。

如图2所示，对两个UC3845A作PWM控制器构成的主从PWM同步电路，采用本发明提出的异相检相纠相电路，在仿真波形图中可以看到当主脉宽调制器Master PWM驱动信号Drm和从脉宽调制器Slave PWM驱动信号Drs同为高电平“1”(即Master PWM和Slave PWM工作于同相驱动状态)时，Slave PWM定频电容Cs被快速充电，Cs上的电压快速上升提前达到Slave PWM芯片内部设定的放电触发电平，使Slave PWM提前结束当前的同相驱动状态进入了下一个工作周期，从而使Master PWM和Slave PWM进入交替输出驱动信号的异相驱动工作模式。当主脉宽调制器Master PWM与从脉宽调制器Slave PWM处于同步异相驱动状态(即两个驱动信号中一个为高电平“1”另一个为低电平“0”)，或两个驱动信号同为低电平“0”时，纠相电路不工作。

如图3所示，对两个UC3845A作PWM控制器构成的主从PWM同步电路，采用本发明提出的异相检相纠相电路，电路实测波形表明Master PWM和Slave PWM的驱动波形能稳定可靠地保持在同步异相驱动工作模式。

Claims

1.一种用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路，其特征在于，包括两个二极管构成的检相电路，和由电阻R1、三极管N1构成的纠相电路两部分，其中第一二极管Dm的阴极连接主脉宽调制器Master PWM的驱动端Drm；第二二极管Ds的阴极连接从脉宽调制器Slave PWM的驱动端Drs；第一二极管Dm、第二二极管Ds的阳极共同连接三极管N1的基极b和电阻R1的一端；电阻R1的另一端连接三极管N1的集电极c，三极管N1的集电极c连接主脉宽调制器Master PWM的电压基准Vrefm或从脉宽调制器Slave PWM的电压基准Vrefs；三极管N1的发射极e连接从脉宽调制器Slave PWM的定频三角波信号端OSCs；从脉宽调制器Slave PWM还包括定频电容Cs，当二极管的阳极输出高电平时，电压基准Vrefm或Vrefs经电阻R1为三极管N1基极b提供基极注入电流Ib，使得三极管N1的发射极输出电流Ie，电流Ie向Slave PWM定频电容Cs快速充电，使Cs上的电压快速上升提前达到Slave PWM芯片内部设定的放电触发电平，使Slave PWM提前结束当前的同相驱动状态进入下一个工作周期。