CN112953477A - 一种电流型推挽拓扑全互补驱动电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电流型推挽拓扑全互补驱动电路及方法，二极管V1正极连接PWM发生芯片的PWMA输出端，二极管V1负极通过电阻R1连接开关管A的栅极，二极管V3并联于电阻R1两端，电容C1串联在电阻R1与开关管A源极之间，三极管Q1集电极连接电阻R1与二极管V1负极；二极管V2正极连接PWM发生芯片PWMB输出端，二极管V2负极通过电阻R2连接开关管B的栅极，二极管V4并联于电阻R1两端，电容C2串联在电阻R2与开关管B源极之间，三极管Q2集电极连接电阻R2与二极管V2负极。利用互锁逻辑和电平维持，实现功率管状态自动切换及全互补导通，且重叠导通时间可通过电路参数进行配置。

Description

一种电流型推挽拓扑全互补驱动电路及方法
技术领域
本发明属于驱动电路领域，涉及一种电流型推挽拓扑全互补驱动电路及方法。
背景技术
电流型推挽拓扑具有输入电感，当两个开关管同时关断时，输入电感中存储的能量会在开关管上产生很高的电压尖峰而导致开关管损坏。因此为避免这种现象，电流型推挽拓扑通常会使两个开关管工作在重叠导通模式，即两个开关管具有同时导通的时间。针对重叠导通工作模式的电流型推挽拓扑驱动电路，现有的技术通常采用两路占空比可调的PWM信号分别为两个开关管提供驱动，使得两个开关管具有重叠导通时间。预稳压功能的电流型推挽拓扑，其功能是利用推挽电路对输入与输出进行隔离并且输出电压近似等于输入电压。采用现有技术对PWM发生芯片的输出精度有较高的要求，实现难度较大，且两组独立驱动电路的差异难以保证两路占空比相同且均大于50％。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电流型推挽拓扑全互补驱动电路及方法，利用互锁逻辑和电平维持，实现功率管状态自动切换及全互补导通，且重叠导通时间可通过电路参数进行配置。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种电流型推挽拓扑全互补驱动电路，包括PWM发生芯片、第一驱动电路和第二驱动电路；
第一驱动电路包括二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电容C1、二极管V3和开关管A，二极管V1正极连接PWM发生芯片的PWMA输出端，二极管V1负极通过电阻R1连接开关管A的栅极，二极管V3并联于电阻R1两端，电容C1串联在电阻R1与开关管A源极之间，三极管Q1集电极连接电阻R1与二极管V1负极，三极管Q1发射极与开关管A源极连接并接地，三极管Q1基极连接PWM发生芯片PWMB输出端；
第二驱动电路包括二极管V2、三极管Q2、电阻R2、电容C2、二极管V4和开关管B，二极管V2正极连接PWM发生芯片PWMB输出端，二极管V2负极通过电阻R2连接开关管B的栅极，二极管V4并联于电阻R1两端，电容C2串联在电阻R2与开关管B源极之间，三极管Q2集电极连接电阻R2与二极管V2负极，三极管Q2发射极与开关管B源极连接并接地，三极管Q2基极连接PWM发生芯片PWMA输出端。
优选的，PWM发生芯片输出的PWMA和PWMB不同时为高电平且占空比均小于50％。
优选的，开关管A的漏极连接有推挽电路功率变压器的Vin1端，开关管B的漏极连接有推挽电路功率变压器的Vin2端，推挽电路功率变压器还连接有电源的正极，电源的负极接地。
优选的，第一驱动电路中二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电容C1和二极管V3与第二驱动电路中二极管V2、三极管Q2、电阻R2、电容C2和二极管V4元器件参数一一对应相同。
一种基于上述任意一项所述电路的电流型推挽拓扑全互补驱动方法，当PWMA输出端信号为高且PWMB输出端信号为低时，三极管Q1不导通，电容C1通过二极管V3进行充电，当C1两端电压充到开关管A的开启电压时，开关管A导通，三极管Q2导通，二极管V4截止，电容C2经过电阻R2将电荷泄放，电荷泄放过程中开关管A与开关管B重叠导通，直到电容C2电压降低至开关管B开启电压以下，开关管B关断；
当PWMA输出端信号转变为低且PWMB输出端信号持续为低时，三极管Q1不导通，电容C1电荷无泄放通道，电容C1电压维持，开关管A维持导通，开关管B维持关断；
当PWMA输出端信号持续为低且PWMB输出端信号转变为高时，三极管Q1导通，二极管V3截止，电容C1经过电阻R1将电荷泄放，电荷泄放过程中开关管A与开关管B重叠导通，直到电容C1电压降低至开关管A开启电压以下时，开关管A关断，三极管Q2不导通，电容C2通过二极管V4进行充电，当C2两端电压充到开关管B的开启电压时，开关管B导通；
当PWMA输出端信号持续为低且PWMB输出端信号转变为低时，三极管Q2不导通，电容C2电荷无泄放通道，电容C2电压维持，开关管B维持导通，开关管A维持关断；
上述过程为一个工作周期。
优选的，当开关管A导通时，推挽电路功率变压器与Vin1端连接的绕组内有电流流过，向推挽电路功率变压器的副边供电；当开关管B导通时，推挽电路功率变压器与Vin2端连接的绕组内有电流流过，向推挽电路功率变压器的副边供电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用第一驱动电路和第二驱动电路的电容及电阻放电延时电路，实现开关管重叠导通，重叠导通时间可通过电容及电阻参数进行配置。采用更少的器件，用一组驱动电路驱动两个管子，且由于电路参数一致，产生的占空比相同，且能够实现大于50％占空比的全互补驱动，PWM发生芯片输出的两路占空比无需完全相同，利用互锁逻辑和电平维持，实现功率管状态自动切换及全互补导通，降低了对PWM发生芯片输出精度的要求，用较少的元器件实现了两路相同占空比的PWM驱动信号输出，提升了驱动电路性能，降低了产品成本。
附图说明
图1为本发明的驱动电路原理图；
图2为本发明的推挽电路功率变压器的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，为本发明所述的一种用于预稳压功能的电流型推挽拓扑全互补驱动电路，包括原边电路和副边电路。原边电路为PWM控制电路，PWM控制电路设置有PWM发生芯片，PWM发生芯片输出PWMA和PWMB，PWMA和PWMB不同时为高电平且占空比均小于50％。
副边电路为第一驱动电路和第二驱动电路，分别驱动推挽拓扑开关管A和开关管B。
第一驱动电路包括二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电容C1、二极管V3和开关管A，二极管V1正极连接PWM发生芯片的PWMA输出端，二极管V1负极通过电阻R1连接开关管A的栅极，二极管V3并联于电阻R1两端，电容C1串联在电阻R1与开关管A源极之间，三极管Q1集电极连接电阻R1与二极管V1负极，三极管Q1发射极与开关管A源极连接并接地，三极管Q1基极连接PWM发生芯片PWMB输出端。
第二驱动电路包括二极管V2、三极管Q2、电阻R2、电容C2、二极管V4和开关管B，二极管V2正极连接PWM发生芯片PWMB输出端，二极管V2负极通过电阻R2连接开关管B的栅极，二极管V4并联于电阻R1两端，电容C2串联在电阻R2与开关管B源极之间，三极管Q2集电极连接电阻R2与二极管V2负极，三极管Q2发射极与开关管B源极连接并接地，三极管Q2基极连接PWM发生芯片PWMA输出端。
第一驱动电路中二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电容C1和二极管V3与第二驱动电路中二极管V2、三极管Q2、电阻R2、电容C2和二极管V4元器件参数一一对应相同。
开关管A的漏极连接有推挽电路功率变压器的Vin1端，开关管B的漏极连接有推挽电路功率变压器的Vin2端，推挽电路功率变压器还连接有电源的正极，电源的负极接地。
本实施例所述用于预稳压功能的电流型推挽拓扑全互补驱动方法为：
电路当PWMA输出端信号为高且PWMB输出端信号为低时，三极管Q1不导通，电容C1通过二极管V3进行充电，当C1两端电压充到开关管A的开启电压时，开关管A导通，三极管Q2导通，二极管V4截止，电容C2经过电阻R2将电荷泄放，电荷泄放过程中开关管A与开关管B重叠导通，直到电容C2电压降低至开关管B开启电压以下，开关管B关断。
当PWMA输出端信号转变为低且PWMB输出端信号持续为低时，三极管Q1不导通，电容C1电荷无泄放通道，电容C1电压维持，开关管A维持导通，开关管B维持关断。
当PWMA输出端信号持续为低且PWMB输出端信号转变为高时，三极管Q1导通，，二极管V3截止，电容C1经过电阻R1将电荷泄放，电荷泄放过程中开关管A与开关管B重叠导通，直到电容C1电压降低至开关管A开启电压以下时，开关管A关断，三极管Q2不导通，电容C2通过二极管V4进行充电，当C2两端电压充到开关管B的开启电压时，开关管B导通。
当PWMA输出端信号持续为低且PWMB输出端信号转变为低时，三极管Q2不导通，电容C2电荷无泄放通道，电容C2电压维持，开关管B维持导通，开关管A维持关断。
上述过程为一个工作周期。
当开关管A导通时，推挽电路功率变压器与Vin1端连接的绕组内有电流流过，向推挽电路功率变压器的副边供电；当开关管B导通时，推挽电路功率变压器与Vin2端连接的绕组内有电流流过，向推挽电路功率变压器的副边供电。即实现电流型推挽拓扑全互补导通的功能
以上内容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，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电流型推挽拓扑全互补驱动电路，其特征在于，包括PWM发生芯片、第一驱动电路和第二驱动电路；
第一驱动电路包括二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电容C1、二极管V3和开关管A，二极管V1正极连接PWM发生芯片的PWMA输出端，二极管V1负极通过电阻R1连接开关管A的栅极，二极管V3并联于电阻R1两端，电容C1串联在电阻R1与开关管A源极之间，三极管Q1集电极连接电阻R1与二极管V1负极，三极管Q1发射极与开关管A源极连接并接地，三极管Q1基极连接PWM发生芯片PWMB输出端；
第二驱动电路包括二极管V2、三极管Q2、电阻R2、电容C2、二极管V4和开关管B，二极管V2正极连接PWM发生芯片PWMB输出端，二极管V2负极通过电阻R2连接开关管B的栅极，二极管V4并联于电阻R1两端，电容C2串联在电阻R2与开关管B源极之间，三极管Q2集电极连接电阻R2与二极管V2负极，三极管Q2发射极与开关管B源极连接并接地，三极管Q2基极连接PWM发生芯片PWMA输出端。
2.根据权利要求1所述的电流型推挽拓扑全互补驱动电路，其特征在于，PWM发生芯片输出的PWMA和PWMB不同时为高电平且占空比均小于50％。
3.根据权利要求1所述的电流型推挽拓扑全互补驱动电路，其特征在于，开关管A的漏极连接有推挽电路功率变压器的Vin1端，开关管B的漏极连接有推挽电路功率变压器的Vin2端，推挽电路功率变压器还连接有电源的正极，电源的负极接地。
4.根据权利要求1所述的电流型推挽拓扑全互补驱动电路，其特征在于，第一驱动电路中二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电容C1和二极管V3与第二驱动电路中二极管V2、三极管Q2、电阻R2、电容C2和二极管V4元器件参数一一对应相同。
5.一种基于权利要求1-4任意一项所述电路的电流型推挽拓扑全互补驱动方法，其特征在于，当PWMA输出端信号为高且PWMB输出端信号为低时，三极管Q1不导通，电容C1通过二极管V3进行充电，当C1两端电压充到开关管A的开启电压时，开关管A导通，三极管Q2导通，二极管V4截止，电容C2经过电阻R2将电荷泄放，电荷泄放过程中开关管A与开关管B重叠导通，直到电容C2电压降低至开关管B开启电压以下，开关管B关断；
当PWMA输出端信号转变为低且PWMB输出端信号持续为低时，三极管Q1不导通，电容C1电荷无泄放通道，电容C1电压维持，开关管A维持导通，开关管B维持关断；
当PWMA输出端信号持续为低且PWMB输出端信号转变为高时，三极管Q1导通，二极管V3截止，电容C1经过电阻R1将电荷泄放，电荷泄放过程中开关管A与开关管B重叠导通，直到电容C1电压降低至开关管A开启电压以下时，开关管A关断，三极管Q2不导通，电容C2通过二极管V4进行充电，当C2两端电压充到开关管B的开启电压时，开关管B导通；
当PWMA输出端信号持续为低且PWMB输出端信号转变为低时，三极管Q2不导通，电容C2电荷无泄放通道，电容C2电压维持，开关管B维持导通，开关管A维持关断；
上述过程为一个工作周期。
6.根据权利要求5所述的电流型推挽拓扑全互补驱动方法，其特征在于，当开关管A导通时，推挽电路功率变压器与Vin1端连接的绕组内有电流流过，向推挽电路功率变压器的副边供电；当开关管B导通时，推挽电路功率变压器与Vin2端连接的绕组内有电流流过，向推挽电路功率变压器的副边供电。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060170043A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Yan-Fei Liu Resonant gate drive circuits
CN101567636A (zh) * 2009-06-08 2009-10-28 英飞特电子（杭州）有限公司 一种电流控制同步整流驱动电路
DE202015100689U1 (de) * 2015-02-12 2015-03-09 Asia Vital Components (China) Co., Ltd. Antriebsschaltung für Motor zur Reduzierung des Schaltverlusts
WO2018107600A1 (zh) * 2016-12-15 2018-06-21 广东百事泰电子商务股份有限公司 一种基于pfc正激全桥的智能型修正波电压转换电路
CN108667278A (zh) * 2018-05-17 2018-10-16 西安微电子技术研究所 一种可编程延时设置电路及工作方法
CN109494989A (zh) * 2019-01-02 2019-03-19 西安微电子技术研究所 一种小功率电压补偿组合式dc/dc变换器电路及其工作方法
CN110880858A (zh) * 2018-09-05 2020-03-13 深圳市英合科技有限公司 开关电源的驱动电路、半桥拓扑开关电源及电子设备
CN111628635A (zh) * 2020-06-19 2020-09-04 西安微电子技术研究所 一种输出隔离电源驱动电路及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060170043A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Yan-Fei Liu Resonant gate drive circuits
CN101567636A (zh) * 2009-06-08 2009-10-28 英飞特电子（杭州）有限公司 一种电流控制同步整流驱动电路
DE202015100689U1 (de) * 2015-02-12 2015-03-09 Asia Vital Components (China) Co., Ltd. Antriebsschaltung für Motor zur Reduzierung des Schaltverlusts
WO2018107600A1 (zh) * 2016-12-15 2018-06-21 广东百事泰电子商务股份有限公司 一种基于pfc正激全桥的智能型修正波电压转换电路
CN108667278A (zh) * 2018-05-17 2018-10-16 西安微电子技术研究所 一种可编程延时设置电路及工作方法
CN110880858A (zh) * 2018-09-05 2020-03-13 深圳市英合科技有限公司 开关电源的驱动电路、半桥拓扑开关电源及电子设备
CN109494989A (zh) * 2019-01-02 2019-03-19 西安微电子技术研究所 一种小功率电压补偿组合式dc/dc变换器电路及其工作方法
CN111628635A (zh) * 2020-06-19 2020-09-04 西安微电子技术研究所 一种输出隔离电源驱动电路及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NITIN D GHATPANDE 等: "50W DC-DC converter — Cascaded Buck current fed Push-Pull topology with Average Current Mode Control", 《2012 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS, DRIVES AND ENERGY SYSTEMS (PEDES)》, pages 1 - 2 *
王仁龙 等: "推挽型电力电子变压器的设计与实现", 《电器与能效管理技术》, no. 06, pages 37 - 41 *
高亚龙 等: "基于PHM的电子系统测试性设计与故障诊断技术", 《电子技术与软件工程》, no. 07, pages 110 - 111 *

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