CN102280990A - 一种磁隔离驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁隔离驱动电路，该电路包括：隔离驱动变压器T1、原副边绕组、第一电容C1、第一开关管Q1、稳压管DZ1、二极管D1、第二开关管Q2、第二电容C2、第一电阻R1和第二电阻R2。本发明适用于各种占空比信号和要求驱动控制比较复杂的电路。
Description
技术领域
本发明属于DC/DC电源电路领域，尤其涉及一种磁隔离驱动电路。
背景技术
目前，在开关电源领域中，隔离驱动技术被广泛应用，桥式电路、同步整流电路都大量采用隔离驱动技术。隔离驱动技术通常采用隔离驱动变压器和外围电路来传输速率较高的驱动信号。在驱动信号传输的过程中，为了防止隔离驱动变压器饱和，通常会在隔离驱动变压器的原边绕组、副边绕组各串联一个容值较大的隔直电容。然而隔直电容会将驱动变压器原副绕组的两端信号分为正负两部分，驱动信号的占空比变化会导致正负幅值的变化，所以现有驱动电路不适合传输占空比大于50％的驱动信号。除此，一些电源在工作时需要关闭驱动信号，在驱动信号关断时，隔直电容释放能量，导致隔离驱动变压器副边绕组产生高电平信号误导被驱动的器件，从而导致隔离驱动电路失效。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种磁隔离驱动电路，以克服现有技术中由于驱动变压器串联隔直电容带来的不能传输占空比大的驱动信号和误导电路失效的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种磁隔离驱动电路，包括：隔离驱动变压器T1、原边绕组、副边绕组以及连接在驱动信号输入端口和所述隔离驱动变压器T1原边同名端之间的第一电容C1，所述隔离驱动变压器T1原边异名端接地，还包括连接在所述隔离驱动变压器T1副边同名端和输出驱动信号端口之间的二极管D1，所述二极管D1的阳极与所述隔离驱动变压器T1副边同名端相连，还包括与所述二极管D1相连接的驱动电路，所述驱动电路包括电阻R1、R2，开关管Q1、Q2，稳压管DZ1，第二电容C2；其中，所述开关管Q1的漏极与所述隔离驱动变压器T1副边同名端相连，所述稳压管DZ1的阴极与所述隔离驱动变压器T1副边异名端和所述开关管Q2的栅极相连，所述稳压管DZ1的阳极与所述开关管Q1的源极和所述开关管Q2的源极和地相连，所述开关管Q2的漏极与所述输出驱动信号相连，所述第二电容C2连接在所述开关管Q2的漏极和源极之间，所述电阻R1连接在所述二极管D1的阴极和所述开关管Q1的栅极之间，所述电阻R2连接在所述开关管Q1的栅极和源极之间。
一种磁隔离驱动电路，优选的，所述电阻R1和R2为可调电阻。
经由上述的技术方案可知，与现有技术中在隔离驱动变压器两边串联隔直电容相比，本发明提供的一种磁隔离驱动电路中，第一电容C1的容值很小并且第一开关管Q1控制隔离驱动变压器传输一个窄脉冲，驱动变压器励磁时间短励磁能量小，窄脉冲结束后驱动变压器有足够时间时间复位，驱动变压器不会饱和。由于隔离驱动变压器传输的是窄脉冲，在驱动信号关断后第一电容C1两端电压为零，所以没有存储能量，解决了因释放能量导致的错误信号误导电路失效的问题，同时也保证了每次加在驱动变压器原边两端的脉冲信号幅值始终等于驱动信号的幅值，故不存在因驱动信号占空比变化导致正负幅值变化的问题。因此，本发明适用于各种占空比信号和要求驱动控制比较复杂的电路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种磁隔离驱动电路的电路示意图；
图2为本发明所提供的一种磁隔离驱动电路的主要工作波形图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明提供的一种磁隔离驱动电路的原理图，该磁隔离驱动电路包括隔离驱动变压器T1、原边绕组、第一电容C1、副边绕组、第一开关管Q1、稳压管DZ1、二极管D1、第二开关管Q2、第二电容C2、第一电阻R1和第二电阻R2。其中第一电容C1的容值很小并且第一开关管Q1控制隔离驱动变压器传输一个窄脉冲，驱动变压器励磁时间短励磁能量小，窄脉冲结束后驱动变压器有足够时间时间复位，驱动变压器不会饱和。由于隔离驱动变压器传输的是窄脉冲，在驱动信号关断后第一电容C1两端电压为零所以没有存储能量，解决了因释放能量导致的错误信号，同时也保证了每次加在驱动变压器原边两端的脉冲信号幅值始终等于驱动信号的幅值，故不存在因驱动信号占空比变化导致正负幅值变化的问题。因此，本发明适用于各种占空比信号和要求驱动控制比较复杂的电路。
在驱动电路中，原边驱动信号G+，参考地为G-，副边输出驱动信号DR，其参考地为DRGND。其中第一开关管Q1和第二开关管Q2为N沟道MOS管。第一电容C1接在驱动信号和隔离驱动变压器T1原边同名端之间，作为隔直电容，由于传输窄脉冲，第一电容C1容值很小。第一开关管Q1的漏极接隔离驱动变压器T1原边同名端，稳压管DZ1的阴极接隔离驱动变压器T1原边异名端，通过调节第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，来调节第一开关管Q1的开通关断速度，从而控制隔离驱动变压器传输一个窄脉冲。隔离驱动变压器T1副边同名端连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极输出驱动信号，第二开关管Q2的漏极接第一二极管D1的阴极，第二开关管Q2的源极接稳压管DZ1的阳极，构成输出充放电电路从而输出高低电平。第二电容C2接在第二开关管Q2的漏极和源极之间，作为输出储能电容。
以下详细说明本发明提供的磁隔离驱动电路的工作过程。该电路的主要工作波形图参见图2，其中A为输入驱动信号G+的波形，B为驱动变压器两端的波形，C为DR端输出的驱动信号的波形。
在正半周期时，原边驱动信号G+为高电平，第一电容C1正向充电，隔离驱动变压器T1副边绕组同名端为高电平，通过第一二极管D1为输出储能电容第二电容C2充电，通过调节第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，在DR电压上升到设定值时，第一开关管Q1导通将隔离驱动变压器副边绕组短路，第一电容C1迅速充电完毕，隔离驱动变压器原边绕组电流为零，第二开关管Q2的栅极被稳压管DZ1正向导通嵌位在低电平，第二电容C2由于没有放电回路DR将保持在设定的高电平；
在负半周期时，原边驱动信号G+翻转为低电平，第一电容C1释放能量，隔离驱动变压器T1副边绕组同名端为负电平，稳压管DZ1反向击穿导通，第二开关管Q2的栅极电压升高第二开关管导通给第二电容C2放电，DR输出低电平，第一开关管Q1的栅极电压下降也同时关断，第一电容C1迅速放电完毕且不再存有能量，隔离驱动变压器原边绕组电流为零，DR保持低电平。此时关掉驱动信号，也不会有因第一电容C1释放能量导致的错误信号。
本发明的电路通过将驱动信号转换为窄脉冲信号传输和外围充放电电路，解决了无法传输占空比变化范围大的驱动信号和驱动信号关断后隔直电容放电的问题，因此，本发明适用于各种占空比信号和要求驱动控制比较复杂的电路。
对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种磁隔离驱动电路，其特征在于，包括：隔离驱动变压器T1、原边绕组、副边绕组以及连接在驱动信号输入端口和所述隔离驱动变压器T1原边同名端之间的第一电容C1，所述隔离驱动变压器T1原边异名端接地，还包括连接在所述隔离驱动变压器T1副边同名端和输出驱动信号端口之间的二极管D1，所述二极管D1的阳极与所述隔离驱动变压器T1副边同名端相连，还包括与所述二极管D1相连接的驱动电路，所述驱动电路包括电阻R1、R2，开关管Q1、Q2，稳压管DZ1，第二电容C2；其中，所述开关管Q1的漏极与所述隔离驱动变压器T1副边同名端相连，所述稳压管DZ1的阴极与所述隔离驱动变压器T1副边异名端和所述开关管Q2的栅极相连，所述稳压管DZ1的阳极与所述开关管Q1的源极和所述开关管Q2的源极和地相连，所述开关管Q2的漏极与所述输出驱动信号相连，所述第二电容C2连接在所述开关管Q2的漏极和源极之间，所述电阻R1连接在所述二极管D1的阴极和所述开关管Q1的栅极之间，所述电阻R2连接在所述开关管Q1的栅极和源极之间。
2.根据权利要求1所述的磁隔离驱动电路，其特征在于，所述电阻R1和R2为可调电阻。
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