CN107248809A - 一种互补驱动电路 - Google Patents
一种互补驱动电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107248809A CN107248809A CN201710529839.8A CN201710529839A CN107248809A CN 107248809 A CN107248809 A CN 107248809A CN 201710529839 A CN201710529839 A CN 201710529839A CN 107248809 A CN107248809 A CN 107248809A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- side switch
- dlr
- circuits
- connection
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
一种互补驱动电路，包括高位开关SH，低位开关SL，第一二极管D1，第二二极管D2，第一电阻R1，电感L1，驱动电阻Rg1，栅源电阻Rg2，稳压管ZD1，线圈N1，当SH和SL是MOSFET时，Rg2并联于SH的栅极和源极，ZD1的阴极和阳极分别并联于SH的栅极和源极；D1和L1串联后，再与R1并联，形成DLR电路；DLR电路的A端连接SH的源极B端连接SL的漏极；Rg1一端连接DLR电路的B端，另一端连接SH的栅极；SL的源极连接Rs；D2的阳极连接Rs的任一端，阴极连接N1的同名端。L1在SL关断时释放能量，此能量释放过程产生的电流在DLR电路AB两端产生电压，当B端为正A端为负时，驱动高位开关SH导通，当B端为负A端为正时，驱动高位开关SH关断。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，尤其涉及含有高位浮地开关器件的变换器。
背景技术
目前，高位浮地开关器件必须使用浮地的驱动技术来控制其导通和关断，包含浮地驱动技术的IC复杂昂贵，辅助器件数目较多，易受干扰，可靠性难以提高；图 1 为传统有源箝位技术的开关变换器结构图，图2为传统半桥电路结构图，图1和图2中PWM-L为低位开关SL的驱动信号，PWM-H是由浮地驱动技术IC产生的驱动信号，用于驱动高位开关SH。
发明内容
本发明的目的在于通过一种互补驱动电路，来解决以上背景技术部分提到的成本高和易受干扰的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案。
一种互补驱动电路，包括高位开关SH，低位开关SL，第一二极管D1，第二二极管D2，第一电阻R1，电感L1，驱动电阻Rg1，栅源电阻Rg2，稳压管ZD1，线圈N1，其特征是，当所述的高位开关SH和低位开关SL是MOSFET时，栅源电阻Rg2并联于高位开关SH的栅极和源极，稳压管ZD1的阴极和阳极分别并联于高位开关SH的栅极和源极；第一二极管D1和电感L1串联后，再与第一电阻R1并联，形成DLR电路；DLR电路的A端连接高位开关SH的源极，DLR电路的B端连接低位开关SL的漏极；驱动电阻Rg1一端连接DLR电路的B端，另一端连接高位开关SH的栅极；低位开关SL的源极连接采样电阻Rs；第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的任一端，阴极连接高位开关SH的源极，线圈N1的同名端连接高位开关SH的源极。
一种互补驱动电路，包括高位开关SH，低位开关SL，第一二极管D1，第二二极管D2，第一电阻R1，电感L1，栅源电阻Rg2，稳压管ZD1，其特征是，当所述的高位开关SH和低位开关SL是三极管时，栅源电阻Rg2并联于高位开关SH的基极和发射极，稳压管ZD1的阴极和阳极分别并联于高位开关SH的基极和发射极，第一二极管D1和电感L1串联后，再与第一电阻R1并联，形成DLR电路；DLR电路的A端连接高位开关SH的发射极，DLR电路的B端连接低位开关SL的集电极；驱动电阻Rg1一端连接DLR电路的B端，另一端连接高位开关SH的基极；低位开关SL的发射极连接采样电阻Rs；第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的任一端，阴极连接高位开关SH的发射极，线圈N1的同名端连接高位开关SH的发射极。
传统电路中，高位开关SH源极的和低位开关SL的漏极是直接连接的，本发明中，高位开关SH源极的和低位开关SL的漏极之间串联了DLR电路，且增加了第二二极管D2，作为线圈N1的续流通路。
所述的DLR电路的作用是产生驱动高位开关SH的电压，即高位开关SH的关断或导通受控于DLR电路两端的电压，第一二极管D1的作用是阻断电感L1的反向电流，电感L1的作用是存储驱动高位开关SH的能量，电感L1的值在满足驱动要求的情况下尽量小，以便减小损耗，其取值范围由纳亨到微亨级别，第一电阻R1用于调整DLR电路的两端电压。电感L1在低位开关SL关断时释放能量，此能量释放过程产生的电流，在DLR电路AB两端产生电压，当B端为正A端为负时，即可驱动高位开关SH导通，当DLR电路AB两端电压，为B端为负A端为正时，即可驱动高位开关SH管断。
第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的任一端，阴极连接线圈N1的同名端，所述的第二二极管D2是线圈N1的续流二极管，其的作用是提供线圈N1的续流通路，所述的采样电阻Rs的阻值很小，对于本电路工作原理不产生实质影响，其作用与传统电路相同。
所述的高位开关SH和低位开关SL或者是MOSFET，或者是三极管，或者是GaN开关器件，或者是SiC开关器件，不同类型的开关器件不改变实质工作原理。
所述的ZD1或者是稳压管，或者是TVS管。
本发明提出的一种互补驱动电路解决了传统需要浮地互补驱动中，高位开关SH的驱动问题，其利用所述的DLR电路两端电压来控制高位开关SH的开通和关断，以完成高位浮地驱动，本发明公开的一种互补驱动电路省去了用于产生PWM-H的IC和外围元器件，由此降低了成本，提高了可靠性。
附图说明
图1 传统有源箝位电路结构图。
图2 传统半桥电路结构图。
图3 本发明提供的第一实施例的电路结构图。
图4 本发明提供的第二实施例的电路结构图。
图5 本发明提供的第一实施例中高位开关SH导通时的状态图。
图6 本发明提供的第一实施例中高位开关SH关断时的状态图。
图7 本发明提供的第三实施例的电路结构图。
标号说明：1：DLR电路的A端；2：DLR电路的B端；3：DLR电路；4：现有的PWM控制器；Vin：输入电源；PWM-L：驱动低位开关SL的电压信号；PWM-H：驱动高位开关SH的电压信号；D1,D2：二极管；DH：高位开关SH的寄生二极管；SH：高位开关；SL：低位开关；CL：低位开关SL的寄生电容；R1：第一电阻；Cc：箝位电容；C3，C4：高位电容和低位电容；Izd1：稳压管ZD1的电流方向；+，- ：稳压管ZD1的电压方向 ；ZD1：稳压管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参照图3所示的本发明提供的第一实施例电路结构图
包括高位开关SH，低位开关SL，第一二极管D1，第二二极管D2，第一电阻R1，电感L1，驱动电阻Rg1，栅源电阻Rg2，稳压管ZD1，线圈N1，高位开关SH和低位开关SL是MOSFET，栅源电阻Rg2并联于高位开关SH的栅极和源极，稳压管ZD1的阴极和阳极分别并联于高位开关SH的栅极和源极；第一二极管D1和电感L1串联后，再与第一电阻R1并联，形成DLR电路；DLR电路的A端连接高位开关SH的源极，DLR电路的B端连接低位开关SL的漏极；驱动电阻Rg1一端连接DLR电路的B端，另一端连接高位开关SH的栅极；低位开关SL的源极连接采样电阻Rs；第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的下端，阴极连接线圈N1的同名端，线圈N1有圆点的一端为同名端，线圈N1的同名端连接高位开关SH的源极。
图5是本发明提供的第一实施例中高位开关SH变为导通时的状态图，采样电阻Rs对工作原理没有影响，本图略去；令高位开关SH导通的驱动电压包括两个，第一个驱动电压为：如图5所示，当低位开关SL的驱动信号PWM-L变为低电平时，低位开关SL关断，存储在电感L1的能量通过第一电阻R1释放，形成DLR电路B端为正A端为负的电压，此电压通过驱动电阻Rg1、稳压管ZD1，形成如图5所示的电流，在稳压管ZD1形成左正右负的驱动电压，左正右负的驱动电压对于高位开关SH的栅极源极而言为正向，驱动高位开关SH导通； N1的寄生能量通过高位开关SH流动，存储在箝位电容Cc中，完成箝位动作；第二个驱动电压为：线圈N1的能量转移至箝位电容Cc的过程中，N1同名端的电压下降，即DLR电路的A端电压下降，此时低位开关SL的寄生电容CL的能量通过第一电阻R1、驱动电阻Rg1、稳压管ZD1释放，形成DLR电路B端为正A端为负的电压，此电压通过驱动电阻Rg1、稳压管ZD1，形成如图5所示的电流，在稳压管ZD1形成左正右负的驱动电压，左正右负的驱动电压对于高位开关SH的栅极源极而言为正向，亦驱动高位开关SH导通；当线圈N1的能量转移完成后，箝位电容Cc则通过已经导通的高位开关SH，反过来对线圈N1进行能量转移。
图6是本发明提供的第一实施例中高位开关SH变为关断时的状态图，具体工作过程是：如图6所示，当低位开关SL的驱动信号PWM-L逐渐变高且达到其栅极的阈值电压时，低位开关SL逐渐开始导通，此导通过程导致其漏极电压微微下降，此刻将有电流通过DLR电路，在DLR电路产生A端正B端负的电压，此电压通过稳压管ZD1和驱动电阻Rg1，在稳压管ZD1形成左负右正的驱动电压，此驱动电压对于高位开关SH的栅极和源极而言为负向，高位开关SH在此刻关断；关断后，线圈N1的电流通过第二二极管D2续流，线圈N1的寄生能量返回至电源Vin；随着PWM-L驱动信号的升高，低位开关SL完全导通，线圈N1受到输入电源Vin的电压激励，一段时间后，再次受控进入图5所描述的阶段。
第一电阻R1的作用是，利用其阻值的大小，调整DLR两端的电压值，令该电压适宜驱动高位开关SH。
栅源电阻Rg2的作用是，利用其阻值的大小，调整高位开关SH的栅极和源极电压。
由上述转换过程的描述可看出，高位开关SH的导通和关断与低位开关SL的关断和导通为互补的关系，此互补驱动电路可应用于有源箝位电路和非对称半桥电路等需要互补驱动的场合。
图4是本发明提供的第二实施例电路结构图，此电路为半桥结构，其中所述的线圈N1和高位电容C3、低位电容C4构成三端电路，本技术领域的人员均了解，在交流等效电路中，该三端电路等效于C3与C4并联后，与线圈N1串联，该等效电路结构与所述的第一实施例相同，因此本实施例产生互补驱动的原理与第一实施例相同，在此不再赘述。
图7是本发明提供的第三实施例电路结构图，所述的高位开关SH和低位开关SL是三极管，包括高位开关SH，低位开关SL，第一二极管D1，第二二极管D2，第一电阻R1，电感L1，栅源电阻Rg2，稳压管ZD1，其连接方式是，栅源电阻Rg2并联于高位开关SH的基极和发射极，稳压管ZD1的阴极和阳极分别并联于高位开关SH的基极和发射极，第一二极管D1和电感L1串联后，再与第一电阻R1并联，形成DLR电路；DLR电路的A端连接高位开关SH的发射极，DLR电路的B端连接低位开关SL的集电极；驱动电阻Rg1一端连接DLR电路的B端，另一端连接高位开关SH的基极；低位开关SL的发射极连接采样电阻Rs；第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的任一端，阴极连接高位开关SH的发射极，采样电阻Rs对电路的工作原理没有实质性影响，其作用为提供PWM控制器所需的电流信号，本实施例产生互补驱动的原理与本发明第一实施例相同。
上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (6)
1.一种互补驱动电路，包括高位开关SH，低位开关SL，第一二极管D1，第二二极管D2，第一电阻R1，电感L1，驱动电阻Rg1，栅源电阻Rg2，稳压管ZD1，线圈N1，其特征是，当所述的高位开关SH和低位开关SL是MOSFET时，栅源电阻Rg2并联于高位开关SH的栅极和源极，稳压管ZD1的阴极和阳极分别并联于高位开关SH的栅极和源极；第一二极管D1和电感L1串联后，再与第一电阻R1并联，形成DLR电路；DLR电路的A端连接高位开关SH的源极，DLR电路的B端连接低位开关SL的漏极；驱动电阻Rg1一端连接DLR电路的B端，另一端连接高位开关SH的栅极；低位开关SL的源极连接采样电阻Rs；第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的任一端，阴极连接线圈N1的同名端，线圈N1的同名端连接高位开关SH的源极。
2.根据权利要求1所述的一种互补驱动电路，包括高位开关SH，低位开关SL，第一二极管D1，第二二极管D2，第一电阻R1，电感L1，栅源电阻Rg2，稳压管ZD1，其特征是，当所述的高位开关SH和低位开关SL是三极管时，栅源电阻Rg2并联于高位开关SH的基极和发射极，稳压管ZD1的阴极和阳极分别并联于高位开关SH的基极和发射极，第一二极管D1和电感L1串联后，再与第一电阻R1并联，形成DLR电路；DLR电路的A端连接高位开关SH的发射极，DLR电路的B端连接低位开关SL的集电极；驱动电阻Rg1一端连接DLR电路的B端，另一端连接高位开关SH的基极；低位开关SL的发射极连接采样电阻Rs；第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的任一端，阴极连接线圈N1的同名端，线圈N1的同名端连接高位开关SH的发射极。
3.根据权利要求1或2所述的一种互补驱动电路，第一二极管D1和电感L1串联后，再与第一电阻R1并联，形成DLR电路, 其特征是，所述的DLR电路的作用是产生驱动高位开关SH的电压，即高位开关SH的关断或导通受控于DLR电路两端的电压，所述的第一二极管D1的作用是阻断电感L1的反向电流，所述的电感L1的作用是存储驱动高位开关SH的能量，所述的第一电阻R1用于调整DLR电路的两端电压，电感L1在低位开关SL关断时释放能量，此能量释放过程产生的电流，在DLR电路AB两端产生电压，当B端为正A端为负时，即驱动高位开关SH导通，当DLR电路AB两端电压，为B端为负A端为正时，即驱动高位开关SH关断。
4.根据权利要求1或2所述的一种互补驱动电路，第二二极管D2的阳极连接采样电阻Rs的任一端，阴极连接线圈N1的同名端，其特征是，所述的第二二极管D2是线圈N1的续流二极管，其作用是提供线圈N1的能量返回通路。
5.根据权利要求1或2所述的一种互补驱动电路，第一驱动电阻Rg1和第一电阻R1均与DLR的B端连接，即连接低位开关SL的漏极，其特征是，所述的低位开关SL的寄生电容能量经过其漏极、所述的第一电阻R1以及所述的驱动电阻Rg1、所述的稳压管ZD1释放至其它储能元件中，此能量释放过程产生的电流，在所述的DLR电路AB两端产生B端为正A端为负的电压，即驱动高位开关SH导通。
6.根据权利要求1或2所述的一种互补驱动电路，其特征是，所述的高位开关SH和低位开关SL或者是MOSFET，或者是三极管，或者是GaN开关器件，或者是SiC开关器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710529839.8A CN107248809A (zh) | 2017-07-02 | 2017-07-02 | 一种互补驱动电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710529839.8A CN107248809A (zh) | 2017-07-02 | 2017-07-02 | 一种互补驱动电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107248809A true CN107248809A (zh) | 2017-10-13 |
Family
ID=60014389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710529839.8A Pending CN107248809A (zh) | 2017-07-02 | 2017-07-02 | 一种互补驱动电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107248809A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116614121A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-08-18 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种改善电磁兼容的功率器件 |
-
2017
- 2017-07-02 CN CN201710529839.8A patent/CN107248809A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116614121A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-08-18 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种改善电磁兼容的功率器件 |
| CN116614121B (zh) * | 2023-07-19 | 2023-11-03 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种改善电磁兼容的功率器件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100525044C (zh) | 一种三绕组反激变换器同步整流管的自驱动电路 | |
| JP6431768B2 (ja) | スイッチ遷移速度の向上および駆動電力消費低減を図る安定した極めて短時間のインターロック遅延を有するハーフブリッジ接続半導体電力スイッチを駆動する方法および装置 | |
| CN103280995B (zh) | 准谐振变换器同步整流电路 | |
| CN103580484B (zh) | 同步整流装置及其控制方法 | |
| CN104319983B (zh) | 一种用于开关电源中的源极驱动方法、驱动电路及开关电源 | |
| CN101789680B (zh) | 一种可快速关断耗尽型开关器件的驱动电路 | |
| CN105024546A (zh) | 半导体开关及电力变换装置 | |
| CN103701308B (zh) | 一种同步功率管驱动和自举电容充电电路 | |
| CN110165872A (zh) | 一种开关控制电路及其控制方法 | |
| CN106300962B (zh) | 一种自供电控制电路 | |
| CN105449997A (zh) | 一种功率变换器的功率开关管隔离栅驱动电路 | |
| US6353543B2 (en) | Switching circuit of power conversion apparatus | |
| CN102280990B (zh) | 一种磁隔离驱动电路 | |
| CN109478844B (zh) | 一种内置供电电容的功率开关驱动电路 | |
| CN103915991B (zh) | 具有rcd网络的耗尽型器件的开关电路的设计方法 | |
| CN1424811A (zh) | 一种用于直流变换器的同步整流驱动电路 | |
| CN107248809A (zh) | 一种互补驱动电路 | |
| CN103368425B (zh) | 一种同步整流驱动电路 | |
| CN106100295B (zh) | 一种基于电荷保持的开关器件驱动电路 | |
| CN103023470A (zh) | 三电极单向导通场效应管 | |
| CN107181398A (zh) | 一种自动箝位电路 | |
| CN216216520U (zh) | 一种用于同步整流的高压供电控制系统 | |
| CN206602454U (zh) | 使同步整流电路中整流管软启动的电路、模块及其电源 | |
| CN104539149A (zh) | 一种基于buck-boost的顶部补偿电路及其顶部补偿方法 | |
| CN207339632U (zh) | 一种高位开关驱动电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171013 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |