CN113193735B - 一种驱动控制方法及其电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动控制方法及其电路,通过将输入信号的上升沿调制成一个固定脉宽的正脉冲,并且在输入信号为持续高电平的状态下,以一定周期产生多个连续的正脉冲;将输入信号的下降沿调制成一个固定脉宽的负脉冲,并且在输入信号为持续低电平的状态下,以一定周期产生多个连续的负脉冲;以脉冲形式将能量与信号通过一个变压器传递到副边,并在副边设立储能电路、逻辑电路和驱动电路,通过逻辑电路解调原边信号,通过储能电路和驱动电路以增强驱动能力。本发明能达到隔离驱动的目的且具有保持功率开关器件持续导通的常开功能以及在关断时提供可靠的零电压或者负电压钳位功能。
Description
技术领域
本发明涉及隔离驱动技术领域,尤其涉及一种驱动控制方法及其电路。
背景技术
开关电源相较于线性电源有着体积小、效率高、功率大等特点,被广泛应用在汽车、光伏、工控、医疗及手持设备等领域,随着技术的不断迭代,开关电源正向着高频化、高功率、小体积的方向发展,MOSFET、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等在较高频率下具有优越的性能,因而被用于开关电源中作为功率级的功率开关器件,众所周知,每一个功率开关器件都需要一个驱动电路,开关电源在不同的应用中有着不同的拓扑架构,功率开关器件在不同拓扑架构中的位置决定了驱动的方式,目前关于功率开关器件的驱动有两种方式,一种是非隔离直驱,另一种是隔离的浮地驱动。
现有的隔离驱动有三种,自举驱动、变压器隔离驱动和驱动电源并用驱动器,自举驱动是应用于桥式拓扑最理想的驱动方案,但受限于自身的隔离耐压,只能应用于常规场合,超过1kV的应用或者非桥式拓扑则无法直接使用,有一定的局限性;驱动电源并用驱动器的方案成本高、体积大,适用于大功率驱动且对体积和成本不敏感的场合;变压器隔离驱动是全场景适用且成本体积比较折中的一种方案,传统的变压器隔离驱动采用不对称半桥架构,原副边均放置有电容,由于在传递占空比信号的时候,变压器始终处于励磁和去磁状态,所以必须加大感量以减小励磁电流,从而降低损耗,带来的弊端就是体积偏大,另外,当传输的占空比过大或者发生突变时,副边电容电压不能突变导致输出端会出现持续高电平损坏功率开关管的问题。解决这个问题需要增加副边电容放电电路,进一步增加了成本和体积。
为了解决传统变压器隔离驱动在体积、成本及可靠性方面的问题,公开号为CN103280948A的中国发明专利中提出了一种脉冲调制磁隔离驱动电路,通过检测PWM信号进入上升沿时控制脉冲发生单元向隔离变压器的原边绕组输出正脉冲信号,并在检测到PWM信号进入下降沿时控制脉冲发生单元向隔离变压器的原边绕组输出负脉冲信号,然后通过解调电路将正负脉冲信号还原为与PWM信号一致的驱动信号,该专利利用正负窄脉冲传递信号,理论上不受占空比限制,同时减小了变压器的体积,对于体积和成本有比较大的优化。参考图1,是现有技术的脉冲磁隔离驱动技术电路示意图,该电路通过调制模块将PWM信号的上升沿调制成单个正脉冲,将下降沿调制成单个负脉冲,通过隔离变压器传递到副边,隔离变压器包含一个原边绕组和一个副边绕组,再通过解调模块还原PWM信号,由于只对PWM信号的上升沿和下降沿响应,因此当持续导通或者关断时,没有脉冲传递到副边,那么副边的开通和关断就难以维持且在低频起机工作状态下的驱动电压不足。图2为上述现有技术方案的具体实施方式,其主要原理为,将PWM信号分为两路,一路反向后直接驱动一个桥臂,另一路通过一个RC积分电路产生延时,输出一个与PWM信号有相位差的同样宽度的信号,反向后驱动另一个桥臂。该方案的核心是利用RC积分电路制造相位差。图3为上述现有技术方案的工作时序图,输入信号的上升沿和下降沿分别对应了单个正负窄脉冲,输出信号与PWM信号一致。
但同时存在以下局限性:
1、PWM信号调制为单个正负脉冲,而单个正向窄脉冲传递的能量有限,在被驱动的功率开关器件的寄生参数比较大时,会造成驱动电压不足,尤其在低频起机应用时更明显,因此应用频率受限;
2、PWM信号为持续高电平时,仅调制单个正向窄脉冲,由于没有驱动能量的补充,被驱动的功率开关器件Vgs会因为自身的消耗,逐渐降低,直到关闭,因此该方案不能实现持续导通,即占空比为1的控制;
3、PWM信号为持续低电平时,仅调制单个负向窄脉冲,该方案采用电容C21上的电压来提供关断信号,但在长期关断时电容C21上的电压受自身以及外部电路的干扰会逐渐消耗,因此在长时间关断的情况下,当C21上的电压降低为零时,会有误导通的风险。
为了解决上述发明专利的问题,公开号为CN111654193A的中国发明专利中提出了一种新的控制方法及电路,通过边沿调制电路将输入信号的上升沿调制成一个固定脉宽的正脉冲,将输入信号的下降沿调制成一个固定脉宽的负脉冲,并且在输入信号为持续高电平的状态下,通过能量补充电路以一定周期产生多个连续的正脉冲,然后通过副边电路将对应的第一个正脉冲解调为副边驱动的上升沿,将对应的第一个负脉冲解调为副边驱动的下降沿,持续的正脉冲用以给被驱动功率管补充能量来维持导通所需要的电压,从而还原输入信号并且解决了持续导通的问题,同时该方案还改善了低频起机时驱动电压不足的问题,虽然该方案解决了上述前两个问题,但在长期关断时上述两个方案依然存在受系统串扰影响而误导通的风险。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题是提供一种驱动控制方法及其电路,能达到隔离驱动的目的且具有保持功率开关器件持续导通的常开功能以及在关断时提供可靠的零电压或者负电压钳位功能。
为解决上述技术,本发明提供的驱动控制方法的技术方案包括如下步骤:
边沿调制步骤,将输入信号PWM的上升沿调制成一个固定脉宽的正脉冲,并且在输入信号PWM为持续高电平的状态下,以一定周期产生多个连续的正脉冲;将输入信号PWM的下降沿调制成一个固定脉宽的负脉冲,并且在输入信号PWM为持续低电平的状态下,以一定周期产生多个连续的负脉冲;连续正脉冲和连续负脉冲的宽度及周期按需调整;
传输步骤,通过隔离变压器将边沿调制步骤产生的正负脉冲以隔离的形式从原边传递到副边;
储能步骤,将隔离变压器传递至副边的正负脉冲的能量储存起来,用以给后续步骤供电;
逻辑处理步骤,将隔离变压器传递至副边的正负脉冲解调为与输入信号相同的驱动信号,具体为,将隔离变压器传递至副边的第一个正脉冲解调为驱动信号的上升沿并保持高电平,在有多个连续正脉冲时,维持高电平;将隔离变压器传递至副边的第一个负脉冲解调为驱动信号的下降沿并保持低电平或者负电平,在有多个连续负脉冲时,维持低电平或者负电平;
驱动步骤,将逻辑处理步骤解调出来的驱动信号放大,用以驱动目标功率半导体器件。
本发明还提供一种驱动控制电路,运用上述控制方法,包括边沿调制电路、隔离变压器、储能电路、逻辑电路和驱动电路;边沿调制电路用于实现边沿调制步骤,储能电路用于实现储能步骤,逻辑电路用于实现逻辑处理步骤,驱动电路用于实现驱动步骤;边沿调制电路的第一输入端接电压Vgs,边沿调制电路的第二输入端接输入信号PWM,边沿调制电路地端接地GND,边沿调制电路的第一输出端接隔离变压器原边绕组的同名端,边沿调制电路的第二输出端接隔离变压器原边绕组的异名端;隔离变压器副边绕组的同名端连接到储能电路的输入端和逻辑电路的第一输入端;储能电路的输出端连接到逻辑电路的第二输入端和驱动电路的第一输入端;逻辑电路的输出端连接到驱动电路的第二输入端;驱动电路的输出端作为本实施例的驱动输出端口连接到被驱动功率半导体器件的栅极;隔离变压器副边绕组的异名端同时连接到储能电路的地端、逻辑电路的地端和驱动电路的地端,作为本实施例的驱动输出地SGND连接到被驱动功率半导体器件的源极。
作为储能电路的一种具体实施方式,包含二极管D1和电容C1,隔离变压器副边绕组的同名端与二极管D1的阳极相连,二极管D1的阴极与电容C1的一端相连,作为储能电路的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组的异名端,同时接地SGND;逻辑电路包含二极管D2、二极管D3、开关管S1、开关管S2、电阻R1、电阻R2、稳压管Z1和稳压管Z2;其中开关管S1为P沟道MOS管,开关管S2为N沟道MOS管;二极管D2的阳极连接至二极管D3的阴极,作为逻辑电路的输入端连接至隔离变压器副边绕组的同名端;二极管D2的阴极连接至开关管S1的源极;二极管D3的阳极连接至开关管S2的源极;开关管S2的漏极连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接至开关管S1的漏极同时连接至稳压管Z1的阳极作为逻辑电路的输出端;稳压管Z1的阴极连接至稳压管Z2的阴极;开关管S2的栅极连接至电阻R2的一端,电阻R2的另一端同时连接至隔离变压器副边绕组的异名端、开关管S1的栅极和稳压管Z2的阳极,还连接至地SGND;驱动电路,包含开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为N沟道MOS管,开关管S4为P沟道MOS管;开关管S3的漏极作为驱动电路的第一输入端连接至储能电路的输出端;开关管S3的源极连接至开关管S4的源极作为驱动电路的输出端连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S3的栅极连接至开关管S4的栅极作为驱动电路的第二输入端,连接至逻辑电路的输出端;开关管S4的漏极连接至副边接地SGND同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
本发明提供一种驱动控制电路,运用前述控制方法,包括边沿调制电路、隔离变压器、储能电路、逻辑电路和驱动电路;边沿调制电路用于实现边沿调制步骤,储能电路用于实现储能步骤,逻辑电路用于实现逻辑处理步骤,驱动电路用于实现驱动步骤;隔离变压器包含原边绕组、磁芯和副边绕组,副边绕组包括两个绕组,第一副边绕组的异名端和第二副边绕组的同名端连接在一起构成中心抽头;边沿调制电路的第一输入端接电压Vgs,边沿调制电路的第二输入端接输入信号PWM,边沿调制电路地端接地GND,边沿调制电路的第一输出端接隔离变压器原边绕组的同名端,边沿调制电路的第二输出端接隔离变压器原边绕组的异名端;隔离变压器第一副边绕组的同名端连接到储能电路的第一输入端同时连接到逻辑电路的第一输入端;隔离变压器第二副边绕组的异名端连接到储能电路的第二输入端;储能电路的输出端连接到逻辑电路的第二输入端同时连接到驱动电路的第一输入端;逻辑电路的输出端连接到驱动电路的第二输入端;驱动电路的输出端作为本实施例的驱动输出端口连接到被驱动功率半导体器件的栅极;隔离变压器副边两绕组的中心抽头同时连接到储能电路的地端、逻辑电路的地端和驱动电路的地端,驱动输出地SGND连接到被驱动功率半导体器件的源极。
作为储能电路的一种具体实施方式,包含二极管D1、辅助二极管D1’和电容C1;隔离变压器第一副边绕组的同名端与二极管D1的阳极相连;隔离变压器第二副边绕组的异名端与辅助二极管D1’的阳极相连;二极管D1的阴极同时连接至辅助二极管D1’的阴极和电容C1的一端,作为储能电路的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组的中心抽头接地SGND;逻辑电路包含二极管D2、二极管D3、开关管S1、开关管S2、电阻R1、电阻R2、稳压管Z1和稳压管Z2,其中开关管S1为P沟道MOS管,开关管S2为N沟道MOS管,二极管D2的阳极连接至二极管D3的阴极作为逻辑电路的第一输入端连接至隔离变压器第一副边绕组的同名端,二极管D2的阴极连接至开关管S1的源极,二极管D3的阳极连接至开关管S2的源极,开关管S2的漏极连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接至开关管S1的漏极,同时连接至稳压管Z1的阳极,作为逻辑电路的输出端;稳压管Z1的阴极连接至稳压管Z2的阴极;开关管S2的栅极连接至电阻R2的一端,电阻R2的另一端同时连接至隔离变压器副边两绕组的中心抽头、开关管S1的栅极和稳压管Z2的阳极,还接地SGND;驱动电路包含开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为N沟道MOS管,开关管S4为P沟道MOS管,开关管S3的漏极作为驱动电路的第一输入端连接至储能电路的输出端;开关管S3的源极连接至开关管S4的源极,作为驱动电路的输出端,还连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S3的栅极连接至开关管S4的栅极,作为驱动电路的第二输入端连接至逻辑电路的输出端;开关管S4的漏极连接至副边接地SGND,同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
优选地,逻辑电路还包括第三输入端,连接第二副边绕组的异名端,储能电路包含二极管D1、辅助二极管D1’和电容C1;隔离变压器第一副边绕组的同名端与二极管D1的阳极相连;隔离变压器第二副边绕组的异名端与辅助二极管D1’的阳极相连;二极管D1的阴极同时连接至辅助二极管D1’的阴极和电容C1的一端,作为储能电路的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组的中心抽头接地SGND;逻辑电路400第一输入端为供电端连接至储能电路300的输出端,第二输入端为置位端S,连接至隔离变压器副边绕组VS1的同名端,第三输入端为复位端R,连接至隔离变压器副边绕组VS2的异名端,输出端为正逻辑输出端,地端连接至副边地SGND;驱动电路500包含信号处理电路501、开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为P沟道MOS管,开关管S4为N沟道MOS管;信号处理电路501用以将输入信号做死区处理以防止共通,开关管S3的源极作为驱动电路500的第一输入端连接至储能电路300的输出端;信号处理电路501的输入端作为驱动电路500的第二输入端连接至逻辑电路400的输出端;信号处理电路501的第一输出端连接至开关管S3的栅极;信号处理电路501的第二输出端连接至开关管S4的栅极;开关管S3的漏极连接至开关管S4的漏极作为驱动电路500的第一输出端连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S4的源极连接至副边地SGND,同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
作为边沿调制电路的一种具体实施方式,包括控制电路、第一驱动电路、第二驱动电路、开关管Sa、开关管Sb、开关管Sc和开关管Sd;开关管Sa的源极与开关管Sc的源极及控制电路的第一输入端相连,作为边沿调制电路的第一输入端;控制电路的第二输入端作为边沿调制电路的第二输入端,控制电路的第一输出端连接第一驱动电路的输入端,第一驱动电路的第一输出端连接开关管Sa的栅极,第一驱动电路的第二输出端连接开关管Sb的栅极,控制电路的第二输出端连接第二驱动电路的输入端,第二驱动电路的第一输出端连接开关管Sc的栅极,第二驱动电路的第二输出端连接开关管Sd的栅极;开关管Sb的源极和开关管Sd的源极相连,同时连接到控制电路的第三输入端,作为边沿调制电路的地端;开关管Sa的漏极和开关管Sb的漏极相连,作为边沿调制电路的第一输出端;开关管Sc的漏极和开关管Sd的漏极相连,作为边沿调制电路的第二输出端;控制电路通过边沿调制电路的第二输入端接收输入信号PWM,对输入信号PWM进行调制处理产生连续的正向或者负向窄脉冲,通过其第一输出端和第二输出端输出两路具有相位差的驱动信号,第一驱动电路接收控制电路输出的一路驱动信号并进行死区处理后,分为两路分别驱动开关管Sa和开关管Sb,第二驱动电路接收控制电路输出的另外一路驱动信号并进行死区处理后,分为两路分别驱动开关管Sc和开关管Sd。
作为控制电路的一种具体实施方式,包括信号发生器、相移电路、与非门电路、或门电路、与门电路和延时匹配电路;输入信号PWM输入控制电路的第一输入端,同时连接到相移电路的输入端、延时匹配电路的输入端以及与非门电路的第一输入端;信号发生器的输出端连接到与非门电路的第二输入端和或门电路的第一输入端;相移电路的输出端连接到或门电路的第二输入端;与非门电路的输出端连接到与门电路的第一输入端;或门电路的输出端连接到与门电路的第二输入端;与门电路的输出端作为控制电路的第一输出端;延时匹配电路的输出端作为控制电路的第二输出端。
本发明的工作原理将在具体实施方式进行详细分析,本发明对比现有技术具有如下有益效果:
1)通过开通时持续正脉冲,大幅提高低频工作时的起机速度;
2)通过关断时持续负脉冲,在关断时提供可靠的零电压或者负电压钳位,防止串扰,关断以及长期关断的可靠性大幅改善;
3)通过储能电路和逻辑电路,拓宽了驱动的工作的频率范围;
4)可以维持被驱动功率半导体器件的持续导通,即占空比为1的控制;
5)通过设立储能电路,极大的提高了驱动能力,拓展了驱动的驱动范围。
附图说明
图1是现有脉冲磁隔离驱动技术电路示意图;
图2是现有脉冲磁隔离驱动技术脉冲调制控制电路示意图;
图3是现有脉冲磁隔离驱动技术脉冲调制控制波形示意图;
图4是本发明实施例电路的边沿调制电路主要结构示意图;
图5是本发明实施例电路的边沿调制电路中控制电路结构图;
图6是本发明实施例电路的边沿调制电路中控制电路波形图;
图7是本发明第一实施例电路主要结构示意图;
图8是本发明第一实施例电路的变压器及副边电路结构示意图;
图9是本发明第一实施例电路的工作波形图;
图10是本发明第二实施例电路主要结构示意图;
图11是本发明第二实施例电路的变压器及副边电路结构示意图;
图12是本发明第二实施例电路的工作波形图;
图13是本发明第三实施例电路主要结构示意图;
图14是本发明第三实施例电路的变压器及副边电路结构示意图。
具体实施方式
本发明的变压器隔离驱动方法:
边沿调制步骤,将输入信号PWM的上升沿调制成一个固定脉宽的正脉冲,且在输入信号PWM为持续高电平的状态下,以一定周期产生多个连续的正脉冲;将输入信号PWM的下降沿调制成一个固定脉宽的负脉冲,并且在其为持续低电平的状态下,以一定周期产生多个连续的负脉冲;连续正脉冲和连续负脉冲的宽度及周期均可调;
传输步骤,正负脉冲作用到隔离变压器的原边绕组上,通过隔离变压器将正负脉冲以隔离的形式传递到副边;
储能步骤,将隔离变压器传递到副边的正负脉冲的能量储存起来用来给后续步骤的进行提供能量;
逻辑处理步骤,接收隔离变压器传递到副边的正负脉冲并将传递至副边的第一个正脉冲解调为驱动信号的上升沿并保持高电平,在有多个连续正脉冲时,维持高电平;将隔离变压器传递至副边的第一个负脉冲解调为驱动信号的下降沿并保持低电平或者负电平,在有多个连续负脉冲时,维持低电平或者负电平,从而还原输入信号;
驱动步骤,在逻辑处理步骤输出高电平时,将储能步骤的能量传递至被驱动的功率半导体器件的栅极以打开被驱动的功率半导体器件,由于储能步骤接收连续的正脉冲,可以维持能量,因此被驱动的功率半导体器件可以保持持续的导通;在逻辑处理步骤输出低电平或者负电平时,终止储能步骤的能量向功率半导体器件的栅极传递,并将功率半导体器件的栅极连接至副边的地SGND以关断被驱动的功率半导体器件,由于逻辑处理步骤接收连续的负脉冲,可以维持输出低电平或者负电平,因此被驱动的功率半导体器件可以保持持续可靠的关断。
为了更好的理解本发明的控制设计,现结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
本发明实施例电路包括原边电路、隔离变压器和副边电路,原边电路包括边沿调制电路,副边电路包括储能电路、逻辑电路和驱动电路,储能电路用于实现储能步骤,逻辑电路用于实现逻辑处理步骤,驱动电路用于实现驱动步骤。
边沿调制电路用于实现边沿调制步骤,边沿调制电路的第一输入端接电压Vgs,边沿调制电路的第二输入端接输入信号PWM,边沿调制电路地端接地GND,边沿调制电路的第一输出端接隔离变压器原边绕组的同名端,边沿调制电路的第二输出端接隔离变压器原边绕组的异名端,主要结构如图4所示,包括控制电路101、第一驱动电路102、第二驱动电路103、开关管Sa、开关管Sb、开关管Sc和开关管Sd;开关管Sa的源极与开关管Sc的源极及控制电路101的第一输入端相连,作为边沿调制电路的第一输入端;控制电路101的第二输入端作为边沿调制电路的第二输入端,控制电路101的第一输出端连接第一驱动电路102的输入端,第一驱动电路102的第一输出端连接开关管Sa的栅极,第一驱动电路102的第二输出端连接开关管Sb的栅极,控制电路101的第二输出端连接第二驱动电路103的输入端,第二驱动电路103的第一输出端连接开关管Sc的栅极,第二驱动电路103的第二输出端连接开关管Sd的栅极;开关管Sb的源极和开关管Sd的源极相连,同时连接到控制电路101的第三输入端,作为边沿调制电路的地端;开关管Sa的漏极和开关管Sb的漏极相连,作为边沿调制电路的第一输出端;开关管Sc的漏极和开关管Sd的漏极相连,作为边沿调制电路的第二输出端;控制电路101通过边沿调制电路的第二输入端接收输入信号PWM,对输入信号PWM进行调制处理产生连续的正向或者负向窄脉冲,通过其第一输出端和第二输出端输出两路具有相位差的驱动信号,第一驱动电路102接收控制电路输出的一路驱动信号并进行死区处理后,分为两路分别驱动开关管Sa和开关管Sb,第二驱动电路103接收控制电路输出的另外一路驱动信号并进行死区处理后,分为两路分别驱动开关管Sc和开关管Sd。
控制电路101结构如图5所示,包括信号发生器101_1、相移电路101_2、与非门电路、或门电路、与门电路和延时匹配电路101_3;输入信号PWM输入控制电路101的第一输入端,同时连接到相移电路101_2的输入端、延时匹配电路101_3的输入端以及与非门电路的第一输入端;信号发生器101_1的输出端连接到与非门电路的第二输入端和或门电路的第一输入端;相移电路101_2的输出端连接到或门电路的第二输入端;与非门电路的输出端连接到与门电路的第一输入端;或门电路的输出端连接到与门电路的第二输入端;与门电路的输出端作为控制电路101的第一输出端;延时匹配电路101_3的输出端作为控制电路101的第二输出端,控制电路101工作波形图如图6所示:
在初始状态下,输入信号PWM为低电平,信号发生器101_1不打脉冲,相移电路101_2的输出为低电平,与非门电路和或门电路的输入端口都为低电平,控制电路101无信号输出;
在起机瞬间,输入信号PWM的上升沿到来,延时匹配电路101_3输出高电平即PWM-B为高电平,相移电路101_2的输出依然保持低电平,与非门电路的一个输入端为高电平,或门电路的一个输入端为低电平,此时若信号发生器101_1为高电平,则与非门电路输出低电平,或门电路输出高电平,与门电路由于输入端一高一低而输出低电平;若信号发生器101_1为低电平,则与非门电路输出高电平,或门电路输出低电平,与门电路同样由于输入端一高一低而输出低电平。由此可见,相移电路101_2的输出为低电平时,无论信号发生器101_1为高电平还是低电平,与门电路的输出均为低电平,即PWM_A的输出均为低电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为高电平;
经过一段时间,相移电路101_2的输出变为高电平,与非门电路的一个输入端继续维持高电平,或门电路的一个输入端变为高电平,那么或门电路的输出变为高电平,此时若信号发生器101_1为高电平,则与非门电路输出低电平,与门电路由于输入端一高一低而继续输出低电平;若信号发生器101_1为低电平,则与非门电路输出高电平,由于或门电路输出为高电平,与门电路由于输入均为高电平而变为高电平。由此可见,与门电路的输出即PWM_A的信号必须等到相移电路101_2的输出变为高电平才可以变为高电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为高电平,至此第一个正向窄脉冲跟随输入PWM信号的上升沿而产生,其宽度由相移电路101_2决定;
当输入PWM信号保持高电平时,与非门电路的一个输入端维持高电平不变,相移电路101_2的状态维持高电平不变,或门电路的输出维持高电平不变,因此当信号发生器101_1为低电平时,与非门电路输出高电平,由于与门电路的输入端均为高电平,因此与门电路的输出为高电平即PWM_A为高电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为低电平;当信号发生器101_1为高电平时,与非门电路输出低电平,由于与门电路的输入端为一高一低电平,因此与门电路的输出为低电平即PWM_A为低电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为高电平;由此可见,在输入PWM信号保持高电平的阶段,连续的正向窄脉冲跟随于信号发生器101_1而产生。
当输入PWM信号的下降沿到来时,延时匹配电路101_3的输出变为低电平,即PWM_B为低电平,相移电路101_2的输出维持高电平,与非门电路的一个输入端变为低电平,或门电路继续保持原来的高电平输出状态,此时无论信号发生器101_1为高电平还是低电平,与非门电路均输出高电平,与门电路由于两个输入端均为高电平而输出高电平,即PWM_A为高电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为负电平;
经过一段时间,相移电路101_2的输出变为低电平,或门电路的一个输入变为低电平,与非门电路由于一个输入端为低电平而保持高电平输出,此时若信号发生器101_1为高电平,则或门电路输出高电平,与门电路由于两个输入端均为高电平而输出高电平;若信号发生器101_1为低电平,则或门电路输出低电平,与门电路由于两个输入端为一高一低而输出低电平。由此可见,与门电路的输出即PWM_A的信号必须等到相移电路101_2的输出变为低电平才可以变为低电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为负电平,至此第一个负向窄脉冲跟随输入PWM信号的下降沿而产生,其宽度由相移电路101_2决定;
当输入PWM信号保持低电平时,与非门电路的一个输入端保持低电平不变,与非门电路的输出将维持高电平不变,相移电路101_2的输出保持低电平不变,因此,当信号发生器101_1为高电平时,或门电路输出高电平,由于与门电路的输入端均为高电平,因此与门电路的输出为高电平即PWM_A为高电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为负电平;当信号发生器101_1为低电平时,或门电路输出低电平,由于与门电路的输入端为一高一低电平,因此与门电路的输出为低电平即PWM_A为低电平,那么边沿调制电路100的输出为PWM_B-PWM_A,即为低电平;由此可见,在输入PWM信号保持高电平的阶段,连续的负向窄脉冲跟随于信号发生器101_1而产生。
下文示出副边电路的多种实现方式。
第一实施例
参考图7,是本发明第一实施例电路主要结构示意图,隔离变压器副边绕组VS的同名端连接到储能电路300的输入端和逻辑电路400的第一输入端;储能电路300的输出端连接到逻辑电路400的第二输入端和驱动电路500的第一输入端;逻辑电路400的输出端连接到驱动电路500的第二输入端;驱动电路500的输出端作为本实施例的驱动输出端口连接到被驱动功率半导体器件的栅极;隔离变压器副边绕组VS的异名端同时连接到储能电路300的地端、逻辑电路400的地端和驱动电路500的地端,作为本实施例的驱动输出地SGND连接到被驱动功率半导体器件的源极。
图8示出了第一实施例中副边电路结构,储能电路300包含二极管D1和电容C1,隔离变压器副边绕组202的同名端与二极管D1的阳极相连,二极管D1的阴极与电容C1的一端相连,作为储能电路300的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组202的异名端,同时接地SGND;逻辑电路400包含二极管D2、二极管D3、开关管S1、开关管S2、电阻R1、电阻R2、稳压管Z1和稳压管Z2;其中开关管S1为P沟道MOS管,开关管S2为N沟道MOS管;二极管D2的阳极连接至二极管D3的阴极,作为逻辑电路400的输入端连接至隔离变压器副边绕组202的同名端;二极管D2的阴极连接至开关管S1的源极;二极管D3的阳极连接至开关管S2的源极;开关管S2的漏极连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接至开关管S1的漏极同时连接至稳压管Z1的阳极作为逻辑电路400的输出端;稳压管Z1的阴极连接至稳压管Z2的阴极;开关管S2的栅极连接至电阻R2的一端,电阻R2的另一端同时连接至隔离变压器副边绕组202的异名端、开关管S1的栅极和稳压管Z2的阳极,还连接至地SGND;驱动电路500,包含开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为N沟道MOS管,开关管S4为P沟道MOS管;开关管S3的漏极作为驱动电路500的第一输入端连接至储能电路300的输出端;开关管S3的源极连接至开关管S4的源极作为驱动电路500的输出端连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S3的栅极连接至开关管S4的栅极作为驱动电路500的第二输入端,连接至逻辑电路400的输出端;开关管S4的漏极连接至副边接地SGND同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
其工作原理为:当隔离变压器200向副边传递正向脉冲时,即副边绕组202的同名端为高电平,此时逻辑电路400的二极管D3反向截止,储能电路300的二极管D1导通,给电容C1充电,同时逻辑电路400的二极管D2和开关管S1导通,给驱动电路500的开关管S4的栅极-漏极充电,开关管S4的栅极-漏极电压被限制在稳压管Z2的稳压值下,例如18V,该电压作为逻辑电路400的输出开通信号传递给驱动电路500,驱动电路500的开关管S3为N沟道MOS管,此时导通,并将持续导通,将储能电路300中电容C1存储的能量传递给被驱动的功率半导体器件以打开被驱动的功率半导体器件,由于储能电路300接收连续的正脉冲,可以维持能量,因此被驱动的功率半导体器件可以保持持续的导通;当隔离变压器200向副边传递负向脉冲时,即副边绕组202的异名端为高电平,此时逻辑电路400的二极管D2反向截止,储能电路的二极管D1反向截止,逻辑电路400的二极管D3和开关管S2导通,给驱动电路500的开关管S4的栅极-漏极反向充电,开关管S4的栅极-漏极电压被限制在稳压管Z1的稳压值下,例如-3.3V,该电压作为逻辑电路400的输出关断信号传递给驱动电路500,驱动电路500的开关管S4为P沟道MOS管,此时导通,同时开关管S3关断,终止储能电路300对功率半导体器件的栅极的能量传递并将功率半导体器件的栅极连接至副边的地SGND以关断被驱动的功率半导体器件,由于逻辑器件400接收连续的负脉冲,可以维持输出负电平,开关管S4持续导通,因此被驱动的功率半导体器件可以保持持续可靠的关断;
本实施例电路工作时各电路波形图如图9所示,在初始状态下,储能电路300的电压为零,起机时,输入PWM上升沿到来时,边沿调制电路100立即打出正向脉冲,逻辑电路400判定为开通信号,输出高电平,驱动电路500输出高电平,此时驱动电压等于储能电路300的电压,开始升高,由于单个脉冲的能量有限,因此在第一个正脉冲之后,储能电路300的电压不能达到期望的幅值;在输入PWM在较长时间内保持为高电平的时候,边沿调制电路100开始连续的输出正脉冲,此时逻辑电路400依旧判定为开通信号,那么在第二个正脉冲之后,储能电路300的电压再次升高,多个脉冲之后,储能电路300的电压即可达到期望的幅值,此时驱动电压跟随储能电路300的电压达到期望值并持续保持,实现持续导通即占空比为1的控制;在输入PWM下降沿到来时,边沿调制电路100立即打出负向脉冲,此时储能电路300继续维持期望的电压幅值,而逻辑电路400判定为关断信号,输出低电平或者负电平(图中示例为负电平),驱动电路500输出低电平,驱动电压降低到零;在输入PWM在较长时间内保持为低电平的时候,边沿调制电路100开始连续的输出负脉冲,此时逻辑电路400依旧判定为关断信号,持续输出低电平或者负电平(图中示例为负电平),驱动电路500持续输出低电平,驱动电压持续保持为零,实现可靠关断;在输入PWM的上升沿再次到来时,边沿调制电路100立即打出正向脉冲,逻辑电路400判定为开通信号输出高电平,驱动电路500输出高电平,此时储能电路300的电压已经达到期望值,因此驱动电压变为期望的电压幅值;如此循环往复。
第二实施例
参考图10,是本发明第二实施例电路主要结构示意图,隔离变压器副边第一绕组VS1的同名端连接到储能电路300的第一输入端同时连接到逻辑电路400的第一输入端;隔离变压器副边第二绕组VS2的异名端连接到储能电路300的第二输入端;储能电路300的输出端连接到逻辑电路400的第二输入端同时连接到驱动电路500的第一输入端;逻辑电路400的输出端连接到驱动电路500的第二输入端;驱动电路500的输出端作为本实施例的驱动输出端口连接到被驱动功率半导体器件的栅极;隔离变压器副边两绕组的中心抽头同时连接到储能电路300的地端、逻辑电路400的地端和驱动电路500的地端,为本实施例的驱动输出地SGND,连接到被驱动功率半导体器件的源极。隔离变压器200,包含原边绕组201、磁芯203和副边绕组202;其中副边绕组202包括副边绕组VS1和副边绕组VS2,,副边绕组VS1的异名端和副边绕组VS2的同名端连接在一起构成中心抽头,原边绕组201与副边绕组202同为绕在磁芯203上的匝数成一定比例的线圈。
图11示出了第二实施例中副边电路结构,隔离变压器200的副边采用两个绕组,副边绕组VS2的同名端和副边绕组VS1的异名端连接在一起构成中心抽头,储能电路300采用两个二极管进行整流,与第一实施例相比,本实施例可以将隔离变压器200传递到副边的正向和负向窄脉冲的能量存储在储能电路300中,而第一实施例仅能将正向脉冲的能量存储在储能电路300中,其有益效果为:储能电路300可以存储的能量翻倍,极大的提高了本发明技术方案的驱动能力。
储能电路300包含二极管D1、辅助二极管D1’和电容C1;隔离变压器副边绕组VS1的同名端与二极管D1的阳极相连;隔离变压器副边绕组VS2的异名端与辅助二极管D1’的阳极相连;二极管D1的阴极同时连接至辅助二极管D1’的阴极和电容C1的一端,作为储能电路300的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组202的中心抽头接地SGND;逻辑电路400包含二极管D2、二极管D3、开关管S1、开关管S2、电阻R1、电阻R2、稳压管Z1和稳压管Z2,其中开关管S1为P沟道MOS管,开关管S2为N沟道MOS管,二极管D2的阳极连接至二极管D3的阴极作为逻辑电路400的第一输入端连接至隔离变压器副边绕组VS1的同名端,二极管D2的阴极连接至开关管S1的源极,二极管D3的阳极连接至开关管S2的源极,开关管S2的漏极连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接至开关管S1的漏极,同时连接至稳压管Z1的阳极,作为逻辑电路400的输出端;稳压管Z1的阴极连接至稳压管Z2的阴极;开关管S2的栅极连接至电阻R2的一端,电阻R2的另一端同时连接至隔离变压器副边两绕组的中心抽头、开关管S1的栅极和稳压管Z2的阳极,还接地SGND;驱动电路500包含开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为N沟道MOS管,开关管S4为P沟道MOS管,开关管S3的漏极作为驱动电路500的第一输入端连接至储能电路300的输出端;开关管S3的源极连接至开关管S4的源极,作为驱动电路500的输出端,还连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S3的栅极连接至开关管S4的栅极,作为驱动电路500的第二输入端连接至逻辑电路400的输出端;开关管S4的漏极连接至副边接地SGND,同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
参考图12,是本实施例的主要波形图,结合图11来说明其工作原理。初始状态下,储能电路300和逻辑电路400以及驱动电路500的输出均为低电平。当输入信号PWM为高电平时,隔离变压器200向副边传递正向脉冲,副边绕组202的同名端为高电平,此时逻辑电路400的二极管D3和储能电路300的辅助二极管D1’反向截止,储能电路300的二极管D1导通,给电容C1充电,同时逻辑电路400的二极管D2和开关管S1导通,给驱动电路500的开关管S4的栅极-漏极充电,开关管S4的栅极-漏极电压被限制在稳压管Z2的稳压值下,例如18V,该电压作为逻辑电路400的输出开通信号传递给驱动电路500,驱动电路500的开关管S3为N沟道MOS管,此时导通,并将持续导通,将储能电路300中电容C1存储的能量传递给被驱动的功率半导体器件以打开被驱动的功率半导体器件,由于储能电路300接收连续的正脉冲,可以维持能量,因此被驱动的功率半导体器件可以保持持续的导通;当输入信号为低电平时,隔离变压器200向副边传递负向脉冲,副边绕组202的异名端为高电平,此时储能电路300的二极管D1和逻辑电路400的二极管D2反向截止,储能电路300的辅助二极管D1’导通,继续给电容C1充电,同时逻辑电路400的二极管D3和开关管S2导通,给驱动电路500的开关管S4的栅极-漏极反向充电,开关管S4的栅极-漏极电压被限制在稳压管Z1的稳压值下,例如-3.3V,该电压作为逻辑电路400的输出关断信号传递给驱动电路500,驱动电路500的开关管S4为P沟道MOS管,此时导通,同时开关管S3关断,终止储能电路300对功率半导体器件的栅极的能量传递并将功率半导体器件的栅极连接至副边的地SGND以关断被驱动的功率半导体器件,由于逻辑器件400接收连续的负脉冲,可以维持输出负电平,开关管S4持续导通,因此被驱动的功率半导体器件可以保持持续可靠的关断;
第三实施例
如图13所示,是本发明第二实施例电路主要结构示意图,与第二实施例的主要结构相比,区别之处在于,逻辑电路400还包括第三输入端,连接副边绕组VS2的异名端。
参考图14所示,本实施例与第二实施例的副边电路结构相比,区别之处在于:逻辑电路400第一输入端为供电端连接至储能电路300的输出端,第二输入端为置位端S,连接至隔离变压器副边绕组VS1的同名端,第三输入端为复位端R,连接至隔离变压器副边绕组VS2的异名端,输出端为正逻辑输出端,地端连接至副边地SGND;驱动电路500包含信号处理电路501、开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为P沟道MOS管,开关管S4为N沟道MOS管;信号处理电路501用以将输入信号做死区处理以防止共通,开关管S3的源极作为驱动电路500的第一输入端连接至储能电路300的输出端;信号处理电路501的输入端作为驱动电路500的第二输入端连接至逻辑电路400的输出端;信号处理电路501的第一输出端连接至开关管S3的栅极;信号处理电路501的第二输出端连接至开关管S4的栅极;开关管S3的漏极连接至开关管S4的漏极作为驱动电路500的第一输出端连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S4的源极连接至副边地SGND,同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
主要工作原理为:当隔离变压器200的原边为正向脉冲时,隔离变压器副边第一绕组VS1同名端同为正向脉冲,隔离变压器副边第二绕组VS2异名端为幅值相等方向相反的负向脉冲;当隔离变压器200的原边为负向脉冲时,隔离变压器副边第一绕组VS1同名端同为负向脉冲,隔离变压器副边第二绕组VS2异名端为幅值相等方向相反的正向脉冲;隔离变压器200传递正负脉冲信号到副边,通过储能电路300将正负脉冲的能量存储在电容C1上;逻辑电路400功能类似于RS触发器,逻辑电路400的第二输入端接收置位信号,在隔离变压器副边第一绕组VS1为高电平时,判定为开通信号输出高电平;逻辑电路400的第三输入端接收复位信号,在隔离变压器副边第二绕组VS2为高电平时,判定为关断信号输出低电平。驱动电路500接收逻辑电路400输出的开通和关断信号,通过内部信号处理,将逻辑电路400输出的控制信号放大,控制被驱动功率半导体器件的开通与关断。
其有益效果为:逻辑电路400可以采用集成电路的方式实现,有利于整体驱动方案的集成化实现,大幅缩小体积。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,对变压器结构进行改进和润饰也应视为本发明的保护范围,这里不再用实施例赘述,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (9)
1.一种驱动控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
边沿调制步骤,将输入信号PWM的上升沿调制成一个固定脉宽的正脉冲,并且在输入信号PWM为持续高电平的状态下,以一定周期产生多个连续的正脉冲;将输入信号PWM的下降沿调制成一个固定脉宽的负脉冲,并且在输入信号PWM为持续低电平的状态下,以一定周期产生多个连续的负脉冲;连续正脉冲和连续负脉冲的宽度及周期按需调整;
传输步骤,通过隔离变压器将边沿调制步骤产生的正负脉冲以隔离的形式从原边传递到副边;
储能步骤,将隔离变压器传递至副边的正负脉冲的能量储存起来,用以给后续步骤供电;
逻辑处理步骤,将隔离变压器传递至副边的正负脉冲解调为与输入信号相同的驱动信号,具体为,将隔离变压器传递至副边的第一个正脉冲解调为驱动信号的上升沿并保持高电平,在有多个连续正脉冲时,维持高电平;将隔离变压器传递至副边的第一个负脉冲解调为驱动信号的下降沿并保持低电平或者负电平,在有多个连续负脉冲时,维持低电平或者负电平;
驱动步骤,将逻辑处理步骤解调出来的驱动信号放大,并在逻辑处理步骤输出高电平时,将储能步骤的能量传递至被驱动的功率半导体器件的栅极以打开被驱动的功率半导体器件,在逻辑处理步骤输出低电平或者负电平时,终止储能步骤的能量向功率半导体器件的栅极传递,并将功率半导体器件的栅极连接至副边的地SGND以关断被驱动的功率半导体器件。
2.一种驱动控制电路,运用权利要求1所述控制方法,其特征在于:包括边沿调制电路、隔离变压器、储能电路、逻辑电路和驱动电路;边沿调制电路用于实现边沿调制步骤,储能电路用于实现储能步骤,逻辑电路用于实现逻辑处理步骤,驱动电路用于实现驱动步骤;边沿调制电路的第一输入端接电压Vgs,边沿调制电路的第二输入端接输入信号PWM,边沿调制电路地端接地GND,边沿调制电路的第一输出端接隔离变压器原边绕组的同名端,边沿调制电路的第二输出端接隔离变压器原边绕组的异名端;隔离变压器副边绕组的同名端连接到储能电路的输入端和逻辑电路的第一输入端;储能电路的输出端连接到逻辑电路的第二输入端和驱动电路的第一输入端;逻辑电路的输出端连接到驱动电路的第二输入端;驱动电路的输出端作为驱动输出端口连接到被驱动功率半导体器件的栅极;隔离变压器副边绕组的异名端同时连接到储能电路的地端、逻辑电路的地端和驱动电路的地端,作为驱动输出地SGND连接到被驱动功率半导体器件的源极。
3.根据权利要求2所述的驱动控制电路,其特征在于:所述储能电路包含二极管D1和电容C1,隔离变压器副边绕组的同名端与二极管D1的阳极相连,二极管D1的阴极与电容C1的一端相连,作为储能电路的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组的异名端,同时接地SGND;逻辑电路包含二极管D2、二极管D3、开关管S1、开关管S2、电阻R1、电阻R2、稳压管Z1和稳压管Z2;其中开关管S1为P沟道MOS管,开关管S2为N沟道MOS管;二极管D2的阳极连接至二极管D3的阴极,作为逻辑电路的输入端连接至隔离变压器副边绕组的同名端;二极管D2的阴极连接至开关管S1的源极;二极管D3的阳极连接至开关管S2的源极;开关管S2的漏极连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接至开关管S1的漏极同时连接至稳压管Z1的阳极作为逻辑电路的输出端;稳压管Z1的阴极连接至稳压管Z2的阴极;开关管S2的栅极连接至电阻R2的一端,电阻R2的另一端同时连接至隔离变压器副边绕组的异名端、开关管S1的栅极和稳压管Z2的阳极,还连接至地SGND;驱动电路,包含开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为N沟道MOS管,开关管S4为P沟道MOS管;开关管S3的漏极作为驱动电路的第一输入端连接至储能电路的输出端;开关管S3的源极连接至开关管S4的源极作为驱动电路的输出端连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S3的栅极连接至开关管S4的栅极作为驱动电路的第二输入端,连接至逻辑电路的输出端;开关管S4的漏极连接至副边接地SGND同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
4.一种驱动控制电路,运用权利要求1所述控制方法,其特征在于:包括边沿调制电路、隔离变压器、储能电路、逻辑电路和驱动电路;边沿调制电路用于实现边沿调制步骤,储能电路用于实现储能步骤,逻辑电路用于实现逻辑处理步骤,驱动电路用于实现驱动步骤;隔离变压器包含原边绕组、磁芯和副边绕组,副边绕组包括两个绕组,第一副边绕组的异名端和第二副边绕组的同名端连接在一起构成中心抽头;边沿调制电路的第一输入端接电压Vgs,边沿调制电路的第二输入端接输入信号PWM,边沿调制电路地端接地GND,边沿调制电路的第一输出端接隔离变压器原边绕组的同名端,边沿调制电路的第二输出端接隔离变压器原边绕组的异名端;隔离变压器第一副边绕组的同名端连接到储能电路的第一输入端同时连接到逻辑电路的第一输入端;隔离变压器第二副边绕组的异名端连接到储能电路的第二输入端;储能电路的输出端连接到逻辑电路的第二输入端同时连接到驱动电路的第一输入端;逻辑电路的输出端连接到驱动电路的第二输入端;驱动电路的输出端作为本实施例的驱动输出端口连接到被驱动功率半导体器件的栅极;隔离变压器副边两绕组的中心抽头同时连接到储能电路的地端、逻辑电路的地端和驱动电路的地端,驱动输出地SGND连接到被驱动功率半导体器件的源极。
5.根据权利要求4所述的驱动控制电路,其特征在于:所述储能电路包含二极管D1、辅助二极管D1’和电容C1;隔离变压器第一副边绕组的同名端与二极管D1的阳极相连;隔离变压器第二副边绕组的异名端与辅助二极管D1’的阳极相连;二极管D1的阴极同时连接至辅助二极管D1’的阴极和电容C1的一端,作为储能电路的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组的中心抽头接地SGND;逻辑电路包含二极管D2、二极管D3、开关管S1、开关管S2、电阻R1、电阻R2、稳压管Z1和稳压管Z2,其中开关管S1为P沟道MOS管,开关管S2为N沟道MOS管,二极管D2的阳极连接至二极管D3的阴极作为逻辑电路的第一输入端连接至隔离变压器第一副边绕组的同名端,二极管D2的阴极连接至开关管S1的源极,二极管D3的阳极连接至开关管S2的源极,开关管S2的漏极连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接至开关管S1的漏极,同时连接至稳压管Z1的阳极,作为逻辑电路的输出端;稳压管Z1的阴极连接至稳压管Z2的阴极;开关管S2的栅极连接至电阻R2的一端,电阻R2的另一端同时连接至隔离变压器副边两绕组的中心抽头、开关管S1的栅极和稳压管Z2的阳极,还接地SGND;驱动电路包含开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为N沟道MOS管,开关管S4为P沟道MOS管,开关管S3的漏极作为驱动电路的第一输入端连接至储能电路的输出端;开关管S3的源极连接至开关管S4的源极,作为驱动电路的输出端,还连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S3的栅极连接至开关管S4的栅极,作为驱动电路的第二输入端连接至逻辑电路的输出端;开关管S4的漏极连接至副边接地SGND,同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
6.根据权利要求4所述的驱动控制电路,其特征在于:所述逻辑电路还包括第三输入端,连接第二副边绕组的异名端。
7.根据权利要求6所述的驱动控制电路,其特征在于:所述储能电路包含二极管D1、辅助二极管D1’和电容C1;隔离变压器第一副边绕组的同名端与二极管D1的阳极相连;隔离变压器第二副边绕组的异名端与辅助二极管D1’的阳极相连;二极管D1的阴极同时连接至辅助二极管D1’的阴极和电容C1的一端,作为储能电路的输出端;电容C1的另一端连接至隔离变压器副边绕组的中心抽头接地SGND;逻辑电路400第一输入端为供电端连接至储能电路300的输出端,第二输入端为置位端S,连接至隔离变压器第一副边绕组的同名端,第三输入端为复位端R,连接至隔离变压器第二副边绕组的异名端,输出端为正逻辑输出端,地端连接至副边地SGND;驱动电路500包含信号处理电路501、开关管S3和开关管S4,其中开关管S3为P沟道MOS管,开关管S4为N沟道MOS管;信号处理电路501用以将输入信号做死区处理以防止共通,开关管S3的源极作为驱动电路500的第一输入端连接至储能电路300的输出端;信号处理电路501的输入端作为驱动电路500的第二输入端连接至逻辑电路400的输出端;信号处理电路501的第一输出端连接至开关管S3的栅极;信号处理电路501的第二输出端连接至开关管S4的栅极;开关管S3的漏极连接至开关管S4的漏极作为驱动电路500的第一输出端连接至被驱动功率半导体器件的栅极;开关管S4的源极连接至副边地SGND,同时连接被驱动功率半导体器件的源极。
8.根据权利要求2至7任一所述的驱动控制电路,其特征在于:所述边沿调制电路包括控制电路、第一驱动电路、第二驱动电路、开关管Sa、开关管Sb、开关管Sc和开关管Sd;开关管Sa的源极与开关管Sc的源极及控制电路的第一输入端相连,作为边沿调制电路的第一输入端;控制电路的第二输入端作为边沿调制电路的第二输入端,控制电路的第一输出端连接第一驱动电路的输入端,第一驱动电路的第一输出端连接开关管Sa的栅极,第一驱动电路的第二输出端连接开关管Sb的栅极,控制电路的第二输出端连接第二驱动电路的输入端,第二驱动电路的第一输出端连接开关管Sc的栅极,第二驱动电路的第二输出端连接开关管Sd的栅极;开关管Sb的源极和开关管Sd的源极相连,同时连接到控制电路的第三输入端,作为边沿调制电路的地端;开关管Sa的漏极和开关管Sb的漏极相连,作为边沿调制电路的第一输出端;开关管Sc的漏极和开关管Sd的漏极相连,作为边沿调制电路的第二输出端;控制电路通过边沿调制电路的第二输入端接收输入信号PWM,对输入信号PWM进行调制处理产生连续的正向或者负向窄脉冲,通过其第一输出端和第二输出端输出两路具有相位差的驱动信号,第一驱动电路接收控制电路输出的一路驱动信号并进行死区处理后,分为两路分别驱动开关管Sa和开关管Sb,第二驱动电路接收控制电路输出的另外一路驱动信号并进行死区处理后,分为两路分别驱动开关管Sc和开关管Sd。
9.根据权利要求8所述的驱动控制电路,其特征在于:所述控制电路包括信号发生器、相移电路、与非门电路、或门电路、与门电路和延时匹配电路;输入信号PWM输入控制电路的第一输入端,同时连接到相移电路的输入端、延时匹配电路的输入端以及与非门电路的第一输入端;信号发生器的输出端连接到与非门电路的第二输入端和或门电路的第一输入端;相移电路的输出端连接到或门电路的第二输入端;与非门电路的输出端连接到与门电路的第一输入端;或门电路的输出端连接到与门电路的第二输入端;与门电路的输出端作为控制电路的第一输出端;延时匹配电路的输出端作为控制电路的第二输出端。
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