CN1063305C - 中大功率铃流变换器的次级功率管驱动电路 - Google Patents

中大功率铃流变换器的次级功率管驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开铃流变换器的次级功率管驱动电路，主要由：比较器Al、第一至六电阻R1-R6、光耦器件N1、PNP三极管Q1等组成，利用光耦器件解决浮地驱动问题的同时，通过电阻将功率管的栅极接到辅助电源上，巧妙地实现了功率管先断后通的时序，电路简单，元件少。适用于中大功率的铃流变换器。

Description

中大功率铃流变换器的次级功率管驱动电路
本发明涉及从直流电源以变换产生振铃信号的铃流变换器，主要是关于其次级功率管驱动电路。
在现有的铃流发生器中，多以逆整流为主拓扑，即采用逆整流原理，次级正弦波信号的产生是采用两个功率管交替切换正负半周的方式实现。由于次级信号的切换需要两个功率器件来完成，考虑到驱动电路的共地问题，理应选择一个N沟道MOS管和一个P沟道MOS管。而P沟道MOS管的价格、供货和性能方面远不如N沟道MOS管可取，而且中大功率铃流发生器中所需的P沟道MOS管容量较大，器件选择会有较大困难。因此，人们仍常选用两个N沟道MOS管来实现信号切换，这就带来一个浮地驱动问题，用于负半周信号的N沟道MOS管的地端为浮地。同时，为了避免两个功率管在切换时直通，必须在时序控制上满足“先关断后开通”的逻辑。这就导致电路实现较为复杂。
本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种可用于中大功率铃流发生器次级的驱动电路，在元器件数目很少、电路结构十分简单的前提下，实现两个N沟道MOS管的可靠驱动，避免浮地驱动的不可靠性。
本发明实现上述目的的方案是：铃流变换器的次级功率管驱动电路，其特征是：包括比较器A1、第一至六电阻R1-R6、光耦器件N1、PNP三极管Q1，比较器A1由正负辅助电源+VDD、-Vss供电，其输出端分别与第一电阻R1和第四电阻R4相连；第一电阻R1的另一端接PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1的发射极即其输出端，通过第三电阻R3接正辅助电源VDD，通过第二电阻R2接到被驱动的第一功率管M1的栅极：PNP三极管Q1的集电极接地：而第四电阻R4的另一端则接光耦器件N1的输入端，光耦器件N1的集电极输出端通过第六电阻R6接变压器次级中点处的抽头B点，通过第五电阻R5接到被驱动的第二功率管M2的栅极；光耦器件N1的发射极输出端接第二功率管M2的源极。
采用了以上方案，通过光耦器件N1可方便地实现隔离驱动。同时，通过对电阻R2、R3、R5、R6的适当选取，可以人为地调整功率管(MOS管)的开通、关断时间，方便地实现两个功率管的“先关断后开通”时序。很显然，本电路只用到6个电阻，一个光耦器件，一个三极管，元件数少，结构简单可靠。
图1是本发明电路示意图。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：见图1，所示为一种铃流变换器的次级功率管驱动电路，主要由：比较器A1、第一至六电阻R1-R6、光耦器件N1、PNP三极管Q1等组成，比较器A1输出端分别与第一电阻R1和第四电阻R4相连；第一电阻R1的另一端接PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1的发射极即其输出端，通过第三电阻R3接正辅助电源VDD，通过第二电阻R2接到被驱动的第一功率管M1的栅极；PNP三极管Q1的集电极接地；而第四电阻R4的另一端则接光耦器件N1的输入端，光耦器件N1的集电极输出端通过第六电阻R6接次级中间抽头B点，通过第五电阻R5接到被驱动的第二功率管M2的栅极；光耦器件N1的发射极输出端接第二功率管M2的源极。
正常工作时，比较器A1输出一定频率(如25Hz)的正负方波，正负幅值分别接近于正负辅助电源+VDD、-Vss。当A点(即比较器A1的输出端)电压为“+”时，PNP三极管Q1关断，由辅助电源VDD通过第二、三电阻R2、R3给第一功率管M1的输入电容Ciss充电，充到MOS管阈值时第一功率管M1开通；同时，光耦器件N1饱和导通，第二功率管M2的输入电容上电荷通过第五电阻R5和光耦器件N1副边回路放掉，使第二功率管M2关断。当A点电压为“-”时，PNP三极管Q1饱和导通，第一功率管M1关断；同时，光耦器件N1关断，B点(变压器T次级中点)和C点(第二功率管M2的源极)之间电压大约为一包络线为Am｜sin2πft｜(f为频率，一般取25Hz，Am为峰值，多取 75 2 )的波形，因此由Vo(B点电压)通过第五电阻R5、第六电阻R6向第二功率管M2的输入电容Ciss充电，使得第二功率管M2开通。可见，第一、二功率管M1、M2的通断是交替的。
由于第一功率管M1的关断时间常数约为R2·Ciss，开通时间常数约为(R2+R3)·Ciss，第二功率管M2的关断时间常数约为R5·Ciss，关断时间常数约为(R5+R6)·Ciss，显然，关断时间常数比开通时间常数小。若将第二、第五电阻R2、R5取较小值，第三、第六电阻R3、R6取较大值，就一定能保证第一、二功率管M1、M2先断后通的时序。
另外，为保护第二功率管M2的g-s结(即栅源结)，本电路还设置稳压管DW1，稳压管DW1阳极接第二功率管M2的源极，阴极通过第五电阻R5接第二功率管M2的栅极，即接在光耦器件N1的输出端。

Claims (2)

1. 铃流变换器的次级功率管驱动电路，其特征是：包括比较器(A1)、第一至六电阻(R1-R6)、光耦器件(N1)、PNP三极管(Q1)，比较器(A1)由正负辅助电源(+VDD、-Vss)供电，其输出端分别与第一电阻(R1)和第四电阻(R4)相连；第一电阻(R1)的另一端接PNP三极管(Q1)的基极，PNP三极管(Q1)的发射极即其输出端，通过第三电阻(R3)接正辅助电源(VDD)，通过第二电阻(R2)接到被驱动的第一功率管(M1)的栅极；PNP三极管(Q1)的集电极接地；而第四电阻(R4)的另一端则接光耦器件(N1)的输入端，光耦器件(N1)的集电极输出端通过第六电阻(R6)接变压器次级中点处的抽头(B)点，通过第五电阻(R5)接到被驱动的第二功率管(M2)的栅极；光耦器件(N1)的发射极输出端接第二功率管(M2)的源极。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征是：设置稳压管(DW1)，稳压管(DW1)阳极接第二功率管(M2)的源极，阴极通过第五电阻(R5)接第二功率管(M2)的栅极，即接在光耦器件(N1)的集电极输出端。
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