CN103762848A

CN103762848A - 一种开关式双端直流变换器的驱动电路

Info

Publication number: CN103762848A
Application number: CN201310748104.6A
Authority: CN
Inventors: 张兴龙
Original assignee: JIANGSU JIAYU NEW POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU JIAYU NEW POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明公开了一种开关式双端直流变换器的驱动电路，驱动电路包括原边电压输入端、第一~第二驱动信号输出端、PWM控制器、变压器、开关管、第一~第二二极管、第一~第二电阻，变压器包括一个原边和两个副边，PWM控制器信号连接开关管的控制端，变压器原边的一端经开关管连接原边地，另一端连接原边电压输入端，第一副边的一端连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极经第一电阻连接第一驱动信号输出端，第一副边的另一端连接第一驱动信号输出端。该驱动电路，结构简单，容易实现，且高端驱动自然隔离，不增加额外的驱动损耗和控制芯片的损耗，而且与占空比无关，适用于各种高端和低端开关管同时开关的双端直流变换器。

Description

一种开关式双端直流变换器的驱动电路

技术领域

本发明涉及一种开关式双端直流变换器的驱动电路，属于电路驱动技术领域。

背景技术

随着电子技术的不断发展，电源的输入条件越来越苛刻。实践表明，双端直流变换器具有输入电压范围宽，原边开关管电压应力低的特点，而被广泛地应用在各个领域中。作为这种双端直流变换器的重中之重，开关管的驱动电路也日益受到人们的重视。

常见的双端直流变换器的驱动电路多为反激式，例如图1所示的一种高端隔离式驱动双端反激变换器，由隔离驱动器和PWM控制器构成了变换器的驱动电路。利用PWM控制器发出驱动PWM波形，其中高端驱动开关管利用隔离驱动器与原边地隔离，完成变换器的高端驱动，低端驱动直接利用PWM控制器发出的PWM波形，进行驱动；结构简单，容易实现，但高端驱动和低端驱动不能使驱动波形在时间上严格一致，效果不理想。

例如图2所示的变压器磁隔离高低端驱动双端反激变换器，PWM控制器和虚线框内的电容、电阻和变压器一起构成双端驱动。由变压器完成磁隔离，对PWM控制器发出的PWM驱动波形通过变压器分为两路各自独立的占空比一致，时间一致的PWM驱动波形；结构简单，但占空比变化时驱动电压幅度有变化，控制器的工作电压增加，使芯片本身损耗增加，也增加了开关管的驱动损耗，不利于变换器效率的提高。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种开关式双端直流变换器的驱动电路，该电路既能保证驱动波形在时间上严格一致，独立驱动波形也不会随占空比变化，又能很好地解决能量耗损的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种开关式双端直流变换器的驱动电路，包括原边电压输入端、第一~第二驱动信号输出端、PWM控制器、变压器、开关管、第一~第二二极管以及第一~第二电阻，所述变压器包括一个原边和两个副边，所述PWM控制器信号连接开关管的控制端，变压器原边的一端经开关管连接原边地，另一端连接原边电压输入端，第一副边的一端连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极经第一电阻连接第一驱动信号输出端，第一副边的另一端连接第一驱动信号输出端，第二副边的一端连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极经第二电阻连接第二驱动信号输出端，第二副边的另一端连接第二驱动信号输出端。

进一步的，还包括磁复位电路，所述磁复位电路由第四二极管和与之相连的变压器原边绕组构成；变压器原边绕组的异名端与变压器原边同名端相连，变压器原边绕组的同名端与第四二极管的阴极相连，第四二极管的阳极连接变压器原边地。

进一步的，所述PWM控制器和开关管之间还包括第三二极管、第五~第六电阻；所述PWM控制器信号连接第三二极管阳极，第三二极管阴极经第五电阻分别与开关管控制端、第六电阻的一端相连，第六电阻的另一端连接变压器原边地。

进一步的，所述开关管选用MOS管，所述MOS管的栅极与第五电阻相连，漏极与变压器原边异名端相连，源极与变压器原边地相连；所述MOS管还包括一个内置的二极管，所述二极管阳极与MOS管源极相连，阴极与MOS管漏极相连。

进一步的，所述变压器的两个副边和第一~第二驱动信号输出端之间还包括第一~第二二极管、第三~第四电阻、第二~第三三极管；所述变压器第一副边同名端分别与第一二极管的阳极和第三电阻的一端相连，第一二极管的阴极和第二三极管的发射极相连并通过第一电阻连接第一驱动信号输出端，第三电阻的另一端与第二三极管的基极相连，第二三极管的集电极与变压器第一副边的异名端；所述变压器第二副边同名端分别与第二二极管的阳极和第四电阻的一端相连，第二二极管的阴极和第三三极管的发射极相连并通过第二电阻连接第一驱动信号输出端，第四电阻的另一端与第三三极管的基极极相连，第三三极管的集电极与变压器第一副边的异名端相连。

采用上述方案后，本发明的一种开关式双端直流变换器的驱动电路，电路结构简单，容易实现，且高端驱动自然隔离，不增加额外的驱动损耗和控制芯片的损耗，而且与占空比无关，适用于各种高端和低端开关管同时开关的双端直流变换器。

附图说明

图1是高端隔离式驱动双端反激变换器的电路图。

图2是变压器磁隔离高低端驱动双端反激变换器的电路图。

图3是本发明的开关式双端直流变换器的驱动电路图。

图4是开关式双端直流变换器驱动电路实例图。

其中：Vbus为直流变换器的输入母线电压，PGND为原边地，SGND为副边地，S1为开关管，T1、T2为两个变压器，D1、D2、D3、D4、D5、D6为六个二极管，Q1为MOS开关管，Q2、Q3为两个三极管，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为八个电阻，VCC1为驱动电路原边电压输入端，Vdrive1为PWM控制器发出的原始PWM驱动信号，Vdrive1和Vm共同构成高端开关管驱动信号，Vdrive2和PGND构成低端开关管驱动信号。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图3所示，为本发明的开关式双端直流变换器的驱动电路图，包括原边电压输入端VCC1、PWM控制器、变压器T1、开关管S1、二极管D1、D2以及电阻R1、R2，所述变压器T1包括一个原边和两个副边，所述PWM控制器信号连接开关管S1的控制端，变压器T1原边的一端经开关管S1连接原边地PGND，另一端连接原边电压输入端VCC1，第一副边的一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极经电阻R1连接Vdrive1，第一副边的另一端连接Vm，第二副边的一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极经电阻R2连接Vdrive2，第二副边的另一端连接PGND，Vdrive1和Vm共同构成高端开关管驱动信号，Vdrive2和PGND构成低端开关管驱动信号。

该驱动电路的工作原理如下：当PWM控制器发出驱动PWM波形为高电平时，开关管S1闭合导通，变压器T1原边与原边电压输入端VCC1相连的一端为高电平，同时根据变压器的同名端原理，变压器T1的两个副边与二极管D1和D2正极连接的一端也是高电平，两个二极管导通，第一驱动信号输出端Vdrive1 和第二驱动信号输出端Vdrive2都输出高电平，从而使直流变换器电路导通；反之，当PWM控制器发出驱动PWM波形为低电平时，开关管S1断开，变压器T1原边与原边电压输入端VCC1相连的一端为低电平，同时根据变压器的同名端原理，变压器T1的两个副边与二极管D1和D2正极连接的一端也是低电平，两个二极管截止，第一驱动信号输出端Vdrive1 和第二驱动信号输出端Vdrive2都输出低电平，直流变换器电路无法导通。

如图4所示，为本发明的驱动电路的一个应用实施例图，包括变压器T2，MOS开关管Q1，三极管Q2和Q3，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，二极管D3、D4、D5、D6。其中：变压器T2，MOS开关管Q1，三极管Q2和Q3，电阻R3、R4、R5、R6、R8，二极管D3、D4、D5、D6共同构成了开关式双端直流变换器的驱动电路，二极管D5和与之相连的变压器绕组构成磁复位电路，防止此驱动变压器在工作中发生磁饱和。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims

1.一种开关式双端直流变换器的驱动电路，其特征在于：包括原边电压输入端、第一~第二驱动信号输出端、PWM控制器、变压器、开关管、第一~第二二极管以及第一~第二电阻，所述变压器包括一个原边和两个副边，所述PWM控制器信号连接开关管的控制端，变压器原边的一端经开关管连接原边地，另一端连接原边电压输入端，第一副边的一端连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极经第一电阻连接第一驱动信号输出端，第一副边的另一端连接第一驱动信号输出端，第二副边的一端连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极经第二电阻连接第二驱动信号输出端，第二副边的另一端连接第二驱动信号输出端。

2.如权利要求1所述开关式双端直流变换器的驱动电路，其特征在于：还包括磁复位电路，所述磁复位电路由第四二极管和与之相连的变压器原边绕组构成；变压器原边绕组的异名端与变压器原边同名端相连，变压器原边绕组的同名端与第四二极管的阴极相连，第四二极管的阳极连接变压器原边地。

3.如权利要求1所述开关式双端直流变换器的驱动电路，其特征在于：所述PWM控制器和开关管之间还包括第三二极管、第五~第六电阻；所述PWM控制器信号连接第三二极管阳极，第三二极管阴极经第五电阻分别与开关管控制端、第六电阻的一端相连，第六电阻的另一端连接变压器原边地。

4.如权利要求3所述开关式双端直流变换器的驱动电路，其特征在于：所述开关管选用MOS管，所述MOS管的栅极与第五电阻相连，漏极与变压器原边异名端相连，源极与变压器原边地相连；所述MOS管还包括一个内置的二极管，所述二极管阳极与MOS管源极相连，阴极与MOS管漏极相连。

5.如权利要求1所述开关式双端直流变换器的驱动电路，其特征在于：所述变压器的两个副边和第一~第二驱动信号输出端之间还包括第一~第二二极管、第三~第四电阻、第二~第三三极管；所述变压器第一副边同名端分别与第一二极管的阳极和第三电阻的一端相连，第一二极管的阴极和第二三极管的发射极相连并通过第一电阻连接第一驱动信号输出端，第三电阻的另一端与第二三极管的基极相连，第二三极管的集电极与变压器第一副边的异名端；所述变压器第二副边同名端分别与第二二极管的阳极和第四电阻的一端相连，第二二极管的阴极和第三三极管的发射极相连并通过第二电阻连接第一驱动信号输出端，第四电阻的另一端与第三三极管的基极极相连，第三三极管的集电极与变压器第一副边的异名端相连。