一种驱动电路
技术领域
本发明涉及一种驱动电路。
背景技术
半桥LLC谐振或全桥变换器应用的较为广泛,其驱动电路的也是各式各样,但是大多数的驱动电路器件选型困难,成本高,并且驱动关断慢,关断损耗大,效率偏低。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种驱动电压转换快、关断损耗小的驱动电路。
一种驱动电路,包括接于变压器的第一副边绕组上的第一驱动单元,所述第一驱动单元包括第一二极管、第一场效应管和电压快速转换电路,所述第一场效应管是N沟道场效应管,所述变压器的第一副边绕组的一端与所述第一场效应管的栅极连接,另一端与所述第一场效应管的漏极连接,所述第一二极管的阴极与所述第一场效应管的栅极连接,所述第一场效应管的漏极输出第一驱动电压,所述第一二极管的阳极输出第二驱动电压,所述电压快速转换电路接于所述第一场效应管的漏极和所述第一二极管的阳极之间,所述第一场效应管的源极耦合到所述电压快速转换电路,用以使所述第一驱动电压在高电平和低电平切换时快速切换。
优选地,所述电压快速转换电路包括:第五电阻、第五二极管和三极管,所述三极管是NPN三极管,所述第五电阻跨接在所述第一场效应管的栅极和源极之间,所述第五二极管的阳极和阴极分别与所述第一场效应管的源极和栅极连接,所述第五二极管的阳极与所述三极管的基极连接,所述三极管的集电极与所述第一场效应管的漏极连接,射极与所述第一二极管的阳极连接。
由于其中第一场效应管对第一三极管的基极电流进行放大,促使第一三极管进入饱和导通,使得第一驱动电压下降的更快;第五二极管为第一三极管上的基极和射极之间的结电容上的电荷快速回到变压器的第一副边绕组提供了通道,从而加快了第一驱动电压从低电平向高电平的转化,进而实现了驱动电压在高电平和低电平可以快速切换。
优选地,所述电压快速转换电路还包括:第三二极管,所述第三二极管的阳极和阴极分别与所述三极管的射极和基极连接。
当第一三极管的射极和基极之间会出现负压,第三二极管起到箝位而保护第一三极管的作用。
优选地,所述电压快速转换电路包括:第五电阻、第五二极管和第二场效应管,所述第二场效应管是N沟道场效应管,所述第五电阻跨接在所述第一场效应管的栅极和源极之间,所述第五二极管的阳极和阴极分别与所述第一场效应管的源极和栅极连接,所述第五二极管的阳极与所述第二场效应管的栅极连接,所述第二场效应管的漏极与所述第一场效应管的漏极连接,源极与所述第一二极管的阳极连接。
优选地,所述电压快速转换电路还包括:第三二极管,所述第三二极管的阳极和阴极分别与所述第二场效应管的源极和栅极连接。
优选地,所述第一二极管是稳压二极管;所述第一二极管的阳极接地。
为了实现上述目的,本发明还提供了一种驱动电路。
一种驱动电路,包括接于变压器的第一副边绕组上的第一驱动单元,所述第一驱动单元包括第一二极管、第一三极管和电压快速转换电路,所述第一三极管是NPN三极管,所述变压器的第一副边绕组的一端与所述第一三极管的基极连接,另一端与所述第一三极管的集电极连接,所述第一二极管的阴极与所述第一三极管的基极连接,所述第一三极管的集电极输出第一驱动电压,所述第一二极管的阳极输出第二驱动电压,所述电压快速转换电路接于所述第一三极管的集电极和所述第一二极管的阳极之间,所述第一三极管的射极耦合到所述电压快速转换电路,用以使所述第一驱动电压在高电平和低电平切换时快速切换。
优选地,所述电压快速转换电路包括:第五电阻、第五二极管和第二三极管,所述第二三极管是NPN三极管,所述第五电阻跨接在所述第一三极管的基极和射极之间,所述第五二极管的阳极和阴极分别与所述第一三极管的射极和基极连接,所述第五二极管的阳极与所述第二三极管的基极连接,所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的集电极连接,射极与所述第一二极管的阳极连接。
由于其中第一三极管对第二三极管的基极电流进行放大,促使第二三极管进入饱和导通,使得第一驱动电压下降的更快;第五二极管为第二三极管上的基极和射极之间的结电容上的电荷快速回到变压器的副边提供了通道,从而加快了第一驱动电压从低电平向高电平的转化,进而实现了驱动电压在高电平和低电平可以快速切换。
优选地,所述电压快速转换电路还包括第三二极管,所述第三二极管的阳极和阴极分别与所述第二三极管的射极和基极连接。
优选地,所述电压快速转换电路包括:第五电阻、第五二极管和场效应管,所述场效应管是N沟道场效应管,所述第五电阻跨接在所述第一三极管的基极和射极之间,所述第五二极管的阳极和阴极分别与所述第一三极管的射极和基极连接,所述第五二极管的阳极与所述场效应管的栅极连接,所述场效应管的漏极与所述第一三极管的集电极连接,源极与所述第一二极管的阳极连接。
优选地,所述电压快速转换电路还包括第三二极管,所述第三二极管的阳极和阴极分别与所述场效应管的源极和栅极连接。
优选地,所述第一二极管是稳压二极管;所述第一二极管的阳极接地。
优选地,还包括接于变压器的第二副边绕组上的第二驱动单元,所述第二驱动单元与第一驱动单元结构相同,相对于所述第一、二副边绕组的同名端和异名端来说,所述第二驱动单元的两个输入端与所述第二副边绕组的接法跟所述第一驱动单元的两个输入端与所述第一副边绕组的接法相反。从而,第一、二驱动单元从变压器副边绕组同时接收到的电压信号方向是相反的,输出电压也是相反的。
优选地,第二驱动单元可以与前述任一种带电压快速转换电路的第一驱动单元的结构相同。
本驱动电路由于具备电压快速转换电路,驱动关断快,关断损耗小,效率高。
附图说明
图1是本发明的一种驱动电路的一种实施例的电路图;
图2是本发明的一种驱动电路的另一种实施例的电路图;
图3是图2中驱动电路中的变压器的原边两端的驱动电压;
图4是半桥LLC电路,图2产生的驱动电压可以对图4的电路进行驱动。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明的具体实施例作进一步详细说明。
一种驱动电路,包括接于变压器的第一副边绕组上的第一驱动单元,所述第一驱动单元包括第一二极管、第一场效应管和电压快速转换电路,所述第一场效应管是N沟道场效应管,所述变压器的第一副边绕组的一端与所述第一场效应管的栅极连接,另一端与所述第一场效应管的漏极连接,所述第一二极管的阴极与所述第一场效应管的栅极连接,所述第一场效应管的漏极输出第一驱动电压,所述第一二极管的阳极输出第二驱动电压,所述电压快速转换电路接于所述第一场效应管的漏极和所述第一二极管的阳极之间,所述第一场效应管的源极耦合到所述电压快速转换电路,用以使所述第一驱动电压在高电平和低电平切换时快速切换。
如图1所示,一种驱动电路的具体实施例,包括变压器T2、第一电阻R1、第三电阻R3、第一二极管D1、第一场效应管M1和电压快速转换电路,其中,变压器T2包括副边T2-B,第一场效应管M1是N沟道场效应管,电压快速转换电路包括:第五电阻R5、第七电阻R7、第九电阻R9、第三二极管D3、第五二极管D5和第一三极管Q1,第一三极管Q1是NPN三极管,第五电阻R5跨接在第一场效应管M1的栅极G和源极S之间,第五二极管D5的阳极和阴极分别与第一场效应管M1的源极和栅极连接,第五二极管D5的阳极通过第七电阻R7与第一三极管Q1的基极连接,第一三极管Q1的集电极与第一场效应管M1的漏极连接,第一三极管Q1的射极与第一二极管D1的阳极连接,第九电阻R9跨接在第一三极管Q1的集电极和射极之间,第三二极管D2的阳极和阴极分别与第一三极管的射极和基极连接,第一三极管Q1的集电极和第一场效应管M1的漏极的公共端作为输出驱动电压DRV_A的端口,第一三极管Q1的射极与第一二极管D1的阳极的公共端作为输出驱动电压DRV_GND的端口。
当T2-B绕组同名端电压高于异名端时(图中各绕组的同名端均以圆点示意),第一驱动电压DRV-A端电压高于第二驱动电压DRV_GND。
当T2-B绕组异名端电压高于同名端时,由于第一二极管D1的存在,第一场效应管M1的栅极G电压高于源极S,第一场效应管M1导通;第一三极管Q1的基极电压高于射极电压,第一三极管Q1导通,使得DRV-A的电压、第一三极管Q1的基极和射极之间的结电容上的电压迅速由高电压拉到低电压(在一个具体实施例中,该高电压为12V,低电压为0V)。
其中第一场效应管M1可以对第一三极管Q1的基极电流进行放大,促使第一三极管Q1进入饱和导通,使得DRV-A电压下降的更快。由于变压器副边T2-B的电压的变化,第一三极管Q1的射极和基极之间会出现负压,第三二极管D3起到保护第一三极管Q1的作用,第五二极管D5和R7串联为第一三极管Q1结电容上的电荷回到电压器副边T2-B提供了通道。当变压器副边T2-B的异名端再次低于同名端时,第一三极管Q1结电容上的电荷释放形成的电流通过第七电阻R7和第五二极管D5流到变压器副边T2-B中,从而加快了下个周期驱动电压上升的速度。
如图2所示,当变压器T2还包括第二副边T2-C,包含第二副边T2-C的驱动电路与图1所示的驱动电路的电路结构基本相同,其不同在于:第二二极管D2的阳极和第二三极管Q2的射极的公共端与地端连接,第二场效应管M2的漏极与第二三极管Q2的集电极的公共端作为输出第三驱动电压DRV_B的端口,图3的两路驱动电压DRV1和DRV2加在变压器T2的原边T2-A的两端,此时,图2所示的整个驱动电路产生驱动电压以驱动图4所示的电路。
当T2-B绕组异名端电压高于同名端时,DRV-B端电压高于GND,场效应管Q6的驱动电压由低(0V)变为高(+12V),作为下管的场效应管Q6导通。当T2-C绕组同名端电压高于异名端时,由于第二二极管D2的存在,第二场效应管M2的栅极电压高于源极,第二场效应管M2导通;第二三极管Q2的基极电压高于射极电压,第二三极管Q2导通,使得第三驱动电压DRV-B的电压、第二三极管Q2的基极和射极之间的结电容上的电压迅速由高电压(+12V)拉到低电压(0V),场效应管Q6关断,大大减小了场效应管Q6的关断损耗。
作为上管的场效应管Q5的驱动跟作为下管的场效应管Q6的驱动电压相反,并且Q5,Q6驱动之间有死区,可以防止Q5与Q6同时导通引起损坏。
在图2中,第一场效应管M1和/或第二场效应管M2可以用NPN的三极管代替,该NPN的三极管的作用与第一场效应管M1和第二场效应管M2的作用相同。其中,NPN三极管的基极代替场效应管的栅极,射极代替场效应管的源极,集电极代替场效应管的漏极。
同样第一三极管Q1和/或第二三极管Q2可以用N沟道的场效应管代替,其中,N沟道场效应管的栅极代替三极管的基极,源极代替三极管的射极,漏极代替三极管的集电极。