CN103701306A - 一种节能的驱动电路装置及设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能的驱动电路装置，包括电阻、变压器、控制电路、功率三极管、采样电阻、VCC电容；所述控制电路与电阻、功率三极管、采样电阻和VCC电容相连接。本发明采用驱动电流的产生方式，通过采样电阻的电压，来确定功率三极管的驱动电流。采样电阻电压会经过运算放大器进行运算，可精确的控制产生的驱动电流，降低关断损耗，提高转换效率。本发明具有结构简单，控制精确，能显著降低开关电源待机功耗的特点。此外本发明还公开了一种节能的驱动电路设计方法。

Description

一种节能的驱动电路装置及设计方法
技术领域
本发明涉及一种节能的驱动电路装置及设计方法。
背景技术
目前，因为MOSFET管的开关速度更快，在开关电源的发展过程中，双极型大功率晶体管正逐渐被MOSFET管取代，然而出于对成本的考虑，在小功率场合，仍然会继续使用双极型晶体管。驱动三极管的电路，采用固定的驱动电流来驱动功率晶体管，为了保证在输入电压最低、输出功率最大、晶体管增益最小的情况下，集射极导通电压能够维持在较低水平（0.5~1.0V），基极驱动电流应当足够大。目前的大多数拓扑中，功率晶体管的电流波形具有从零开始的斜坡形状，或者是从某个值开始的斜坡形状，因此基极输入电流大会导致功率晶体管很容易进入深度饱和的工作模式，尤其是在轻负载的情况下，饱和程度更深，导致在关断功率晶体管时速度很慢，关断损耗上升，转换效率变低，不能符合绿色能源需求。发明内容
为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种节能的驱动电路装置及设计方法，采用一种新型的驱动电路，可实现功率管基极驱动电流跟随输入电压、输出功率变化，使关断损耗降低，转换效率提高。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种节能的驱动电路装置，其特征在于：包括启动电阻、变压器、控制电路、功率三极管、采样电阻和VCC电容；所述控制电路与启动电阻、功率三极管、采样电阻、VCC电容连接。
所述控制电路内置驱动模块。
所述驱动模块包括电压转化器和运算放大器。
一种节能的驱动电路设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S1.接通电源后，高压信号通过启动电阻向VCC电容充电；
S2.充电至开启电压后控制电路开始工作，此时功率三极管开启，由于变压器的感性作用，功率三极管的集电极电流受高压信号的调制并且缓慢增大，采样电阻的电压也缓慢变大；
S3.此电压信号经过运算放大器运算后，可消除变压器中带来的纹波干扰，并且可通过控制运算放大器的增益，实现此电压信号与功率三极管集电极电流成倍数关系；
S4.最终通过电压转化器转化为电流信号，控制功率三极管的基极驱动电流。
本发明的有益效果是：本发明采用驱动电流的产生方式，通过采样电阻的电压，来确定功率三极管的驱动电流。采样电阻电压会经过运算放大器进行运算，可精确的控制产生的驱动电流，可防止三极管进入深度饱和状态，提高三极管关断速度，降低能量损耗和开关电源待机功耗，提高效率，满足日益严峻的能效标准。本发明具有结构简单，控制精确的特点。
 
附图说明
图1为本发明的电路结构框图；
图2为本发明中驱动模块的结构示意图。
图中，1、启动电阻，2、变压器，3、控制电路，4、功率三极管，5、采样电阻6、VCC电容，驱动模块3-1，电压转化器3-1-1，运算放大器3-1-2。
 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种节能的驱动电路装置，其特征在于：包括启动电阻1、变压器2、控制电路3、功率三极管4、采样电阻5、VCC电容6；所述控制电路3与电阻1、功率三极管4、采样电阻5和VCC电容6相连接。
所述控制电路3内置驱动模块3-1。
如图2所示，所述驱动模块3-1包括电压转化器3-1-1和运算放大器3-1-2。
一种节能的驱动电路设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S1.接通电源后，高压信号通过启动电阻1向VCC电容6充电；
S2.充电至开启电压后控制电路3开始工作，此时功率三极管4开启，由于变压器2的感性作用，功率三极管4的集电极电流受高压信号的调制并且缓慢增大，采样电阻5的电压也缓慢变大；
S3.此电压信号经过运算放大器3-1-2运算后，可消除变压器2中带来的纹波干扰，并且可通过控制运算放大器3-1-2的增益，实现此电压信号与功率三极管4集电极电流成倍数关系；
S4.最终通过电压转化器3-1-1转化为电流信号，控制功率三极管4的基极驱动电流。
显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。

Claims (4)

1.一种节能的驱动电路装置，其特征在于：包括启动电阻1、变压器2、控制电路3、功率三极管4、采样电阻5、VCC电容6；所述控制电路3与电阻1、功率三极管4、采样电阻5和VCC电容6相连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能的驱动电路装置，其特征在于：所述控制电路3内置驱动模块3-1。
3.根据权利要求2所述的一种节能的驱动电路装置，其特征在于：所述驱动模块3-1包括电压转化器3-1-1和运算放大器3-1-2。
4.一种节能的驱动电路设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S1.接通电源后，高压信号通过启动电阻1向VCC电容6充电；
S2.充电至开启电压后控制电路3开始工作，此时功率三极管4开启，由于变压器2的感性作用，功率三极管4的集电极电流受高压信号的调制并且缓慢增大，采样电阻5的电压也缓慢变大；
S3.此电压信号经过运算放大器3-1-2运算后，可消除变压器2中带来的纹波干扰，并且可通过控制运算放大器3-1-2的增益，实现此电压信号与功率三极管4集电极电流成倍数关系；
S4.最终通过电压转化器3-1-1转化为电流信号，控制功率三极管4的基极驱动电流。
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PB01 Publication
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C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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