CN113364252A - 一种双管正激电源的驱动装置和电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双管正激电源的驱动装置和电源，该装置包括：第一驱动单元，驱动第一开关单元；第二驱动单元，驱动第二开关单元；自举单元，向第一驱动单元供电；调整单元，调整第一驱动单元和第二驱动单元的频率，使第二驱动单元的开关频率为第一驱动单元的开关频率的设定倍数，以在双管正激电源的每个开关周期内，使第二开关单元的开通次数多于第一开关单元的开通次数，为自举单元充电。该方案，通过使双管正激电源中的下端开关管既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，有利于提升双管正激电源的工作可靠性。

Description

一种双管正激电源的驱动装置和电源
技术领域
本发明属于电源技术领域，涉及一种双管正激电源的驱动装置和电源，尤其涉及一种具有自举电路的双管正激电源的驱动装置(如双管正激电源驱动电路)、以及具有该驱动装置(如驱动电路)的电源。
背景技术
采用驱动芯片的双管正激电源，需要自举电路。具体地，在采用驱动芯片的自举电路中，需要设置自举电路、驱动芯片、上端开关管和下端开关管。自举电路中设置有自举电容，自举电路中的自举电容需要充电回路。上端开关管导通需要消耗自举电容的能量，从而使自举电容的电压降低；没有自举电容的充电回路时，自举电容上的电压会从刚上电时获得的电压一直降低，当降到低于上端开关管的导通阈值时，上端开关管就不会导通，这样就会使双管正激电源工作异常。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种双管正激电源的驱动装置和电源，以解决在使用自举电路的双管正激电源中，其自举电容在没有充电回路时，会影响双管正激电源的工作可靠性的问题，达到通过使双管正激电源中的下端开关管既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，有利于提升双管正激电源的工作可靠性的效果。
本发明提供一种双管正激电源的驱动装置中，所述双管正激电源，包括：第一开关单元、第二开关单元；所述双管正激电源的驱动装置，包括：第一驱动单元、第二驱动单元、自举单元和调整单元；其中，所述第一驱动单元，被配置为驱动所述第一开关单元；所述第二驱动单元，被配置为驱动所述第二开关单元；所述自举单元，被配置为向所述第一驱动单元供电；所述调整单元，被配置为调整所述第二驱动单元的频率，使所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的设定倍数，以在所述双管正激电源的每个开关周期内，使所述第二开关单元的开通次数多于所述第一开关单元的开通次数，为所述自举单元充电。
在一些实施方式中，所述双管正激电源，还包括：变压器；所述第一开关单元，包括：第一开关管；所述第二开关单元，包括：第二开关管；所述第一驱动单元，包括：第一驱动芯片；所述第二驱动单元，包括：第二驱动芯片；所述调整单元，包括：频率调整单元；其中，所述自举单元，连接至所述第一驱动芯片；所述第一驱动芯片，连接至所述第一开关管；所述频率调整单元，连接至所述第一驱动芯片和所述第二驱动芯片；所述第二驱动芯片，连接至所述第二开关管；所述第一开关管，经所述变压器后，连接至所述第二开关管。
在一些实施方式中，所述双管正激电源，还包括：电源芯片；所述频率调整单元，包括：反相模块、第一触发模块、第二触发模块和异或模块；其中，所述双管正激电源的电源芯片输出信号，经所述反相模块和所述第一触发模块后，输出至所述异或模块的第一输入端；所述双管正激电源的电源芯片输出信号，经所述第二触发模块后，输出至所述异或模块的第二输入端；所述异或模块输出端连接至所述第二驱动芯片，以输出所述第二驱动芯片的开关频率。
在一些实施方式中，所述反相模块，包括：反相器；所述第一触发模块，包括：第一单稳态触发器；所述第二触发模块，包括：第二单稳态触发器；所述异或模块，包括：异或门。
在一些实施方式中，所述第一单稳态触发器和所述第二单稳态触发器的结构相同。
在一些实施方式中，所述第一单稳态触发器，包括：定时器，定时电阻模块，以及定时电容模块；其中，所述反相模块，连接至所述定时器的输入端；所述定时电阻模块和所述定时电容模块，串接在直流电源与地之间，并连接至所述定时器的脉冲宽度调节端。
在一些实施方式中，所述第一单稳态触发器，还包括：下拉电容模块；所述下拉电容模块，设置在所述定时器的抗干扰端。
在一些实施方式中，所述双管正激电源的驱动装置，还包括：储能单元；芯片供电电源，连接至所述自举单元；所述芯片供电电源，还连接至所述第二驱动芯片；所述储能单元，与所述芯片供电电源并联。
在一些实施方式中，所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的设定倍数，包括：所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的两倍。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种电源，包括：以上所述的双管正激电源的驱动装置。
由此，本发明的方案，通过利用驱动芯片来驱动双管正激电源的上、下端两个开关管，且让下端开关管的开关频率为上端开关管的开关频率的二倍，以使下端开关管既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，从而提升双管正激电源的工作可靠性。同时，还能简化双管正激电源的结构、降低成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为相关方案中自举电路的一实施例的结构示意图；
图2为使用自举电路的双管正激电源的一实施例的充电回路示意图；
图3为相关方案中双管正激电源脉冲变压器驱动电路的一实施例的结构示意图；
图4为本发明的双管正激电源的驱动装置的一实施例的结构示意图；
图5为本发明的具有自举电路的双管正激驱动电路的一实施例的结构示意图；
图6为本发明的具有自举电路的双管正激驱动电路的一实施例的驱动信号波形示意图；
图7为相关方案中双管正激电源脉冲变压器驱动电路的另一实施例的结构示意图；
图8为电源芯片放置的位置的一实施例的结构示意图，其中，(a)为本发明的具有自举电路的双管正激驱动电路的另一实施例的结构示意图，(b)为本发明的双管正激电源的驱动装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为相关方案中自举电路的一实施例的结构示意图。如图1所示，相关方案中的自举电路，包括：芯片供电电源Vcc，自举二极管D1，限流电阻R1，自举电容C1、储能电容C2，上管驱动芯片U1、下管驱动芯片U2，上端MOSFET(或IGBT)Q1，下端MOSFET(或IGBT)Q2。芯片供电电源Vcc的正极，经储能电容C2后连接至芯片供电电源Vcc的负极，连接至下管驱动芯片U2的第一连接端，还连接至自举二极管D1的阳极。自举二极管D1的阴极，经限流电阻R1后，一方面经自举电容C1后连接至上管驱动芯片U1的第三连接端，另一方面连接至上管驱动芯片U1的第一连接端。上管驱动芯片U1的第二连接端，连接至上端MOSFET(或IGBT)Q1的栅极。上管驱动芯片U1的第三连接端，连接至上端MOSFET(或IGBT)Q1的源极。上端MOSFET(或IGBT)Q1的漏极，接直流电源Vdc。下管驱动芯片U2的第三连接端，连接至芯片供电电源Vcc的负极。下管驱动芯片U2的第二连接端，连接至下端MOSFET(或IGBT)Q2的栅极。下端MOSFET(或IGBT)Q2的漏极，接上端MOSFET(或IGBT)Q1的源极。下端MOSFET(或IGBT)Q2的源极，接地。
在图1所示的例子中，上下两个MOSFET(或IGBT)Q1、Q2串联在一起，工作时交替导通，此时，上管驱动芯片U1的参考地是浮动的，需要一路单独的电源为上管驱动芯片U1供电。为了减少电源的个数，需要加入由自举二极管D1、限流电阻R1、自举电容C1组成的自举电路。自举电路也叫升压电路，是利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高，有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。自举电路，广泛应用于很多的功率变换器中，如半桥电源、全桥电源、逆变器等。
图1所示的自举电路的工作过程为：上电之后上管驱动芯片U1的上管驱动信号为低，上端MOSFET(或IGBT)Q1关断。下管驱动芯片U2的下管驱动信号为高电平，下管驱动芯片U2输出高电平，下端MOSFET(或IGBT)Q2导通，芯片供电电源Vcc通过自举二极管D1、限流电阻R1给自举电容C1充电。之后下管驱动芯片U2的下管驱动信号为低，下端MOSFET(或IGBT)Q2关断，上管驱动芯片U1的上管驱动信号为高电平，自举电容C1储存的能量为上管驱动芯片U1供电，上端MOSFET(或IGBT)Q1导通。之后重复上端MOSFET(或IGBT)Q1关断、下端MOSFET(或IGBT)Q2导通的过程。
自举电容C1需要充电回路。上端MOSFET(或IGBT)Q1导通需要消耗自举电容C1的能量，从而使自举电容C1的电压降低。没有自举电容C1的充电回路时，自举电容C1上电压会从刚上电时获得的电压一直降低，当降到低于上端MOSFET(或IGBT)Q1的导通阈值时，上端MOSFET(或IGBT)Q1就不会导通，这样就会使电源工作异常。
上述自举电路中，需要上下两个MOSFET(或IGBT)Q1、Q2交替导通，以提供自举电容C1的充电回路，而双管正激电源的上下两个MOSFET(或IGBT)Q1、Q2是同时导通与关断的，无法提供自举电容C1的充电回路，因此，使用驱动芯片来驱动上、下端开关管的双管正激电源需要自举电容及其充电回路。
图1所示的自举电路中，上端MOSFET(或IGBT)Q1、下端MOSFET(或IGBT)Q2交替导通，自然形成了自举电容的充电回路。图1是为了与双管正激电源对比，说明双管正激电源中加入自举电容充电回路的必要性。
双管正激电源中上端MOSFET(或IGBT)Q1、下端MOSFET(或IGBT)Q2是同时导通与关断的，与图1中工作方式不同。一般的双管正激电源中下端MOSFET(或IGBT)Q2是没办法构成自举电容充电回路的。
相关方案中的双管正激电源MOSFET驱动方式有两种，一种是利用驱动芯片，将电源芯片(与驱动芯片不相同)输出的信号分成上下两路，这种驱动方式需要自举电容，可以参见图2所示的例子；另一种方式是利用脉冲变压器驱动上下两端的MOSFET，这种驱动方式不需要自举电容，可以参见图3所示的例子。
图2为使用自举电路的双管正激电源的一实施例的充电回路示意图。使用驱动芯片来驱动上下两端的MOSFET需要增加自举电容和自举电容的充电回路，可以参见图2所示的例子。在如图2所示的例子中，加入了MOSFET Q3。控制方式为：当上端MOSFET Q1与下端MOSFET Q2同时关断后，通过控制信号使MOSFET Q3开通；而上端MOSFET Q1与下端MOSFETQ2同时开通时，令MOSFET Q3关断。MOSFET Q1与下端MOSFET Q2关断、MOSFET Q3导通时，自举电容C1的充电回路是：芯片供电电源Vcc-自举二极管D1-限流电阻R1-自举电容C1-MOSFET Q3-芯片供电电源Vcc。加入的自举电容C1的充电回路即为MOSFET Q3(也可以是其他具有开关作用的器件)、以及其驱动电路，因此电路比较复杂，成本较高。
采用脉冲变压器方案的话不需要自举电容和充电回路，但是有一些变压器带来的缺点。图3为相关方案中双管正激电源脉冲变压器驱动电路的一实施例的结构示意图。如图3所示，双管正激电源脉冲变压器驱动电路，包括：电容C1，变压器T1、变压器T2，电阻R1、电阻R2，上端MOSFET Q1、下端MOSFET Q2。电源芯片输出波形DRV端，经电容C1后连接至变压器T1的原边绕组的同名端，变压器T1的原边绕组的异名端接地。变压器T1的第一副边绕组的同名端，经电阻R1后接上端MOSFET Q1的栅极。上端MOSFET Q1的漏极接直流电源Vdc。上端MOSFET Q1的源极，接变压器T1的第一副边绕组的异名端，还经变压器T2的原边绕组后接下端MOSFET Q2的漏极。变压器T1的第二副边绕组的同名端，经电阻R2后接下端MOSFET Q2的栅极。下端MOSFET Q2的源极接地，下端MOSFET Q2的源极还连接至变压器T1的第二副边绕组的异名端。但变压器T1容易发生磁饱和。变压器T2的副边绕组的接线，参见下文中图7所示的例子。
另外，一些方案中，使用三极管构成自举驱动电路，但是该自举驱动电路只适用于上、下两端MOSFET交错导通的关电源，如半桥式开关电源等。
一些方案中，使用脉冲变压器驱动的双管正激电源，具有体积大、有延迟，饱和，高频时驱动波形不理想等问题。
根据本发明的实施例，提供了一种双管正激电源的驱动装置。参见图4所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述双管正激电源，包括：第一开关单元、第二开关单元。第一开关单元，如上端MOSFET(或IGBT)Q1。第二开关单元，如下端MOSFET(或IGBT)Q2。所述双管正激电源的驱动装置，包括：第一驱动单元、第二驱动单元、自举单元和调整单元。第一驱动单元，如上管驱动芯片U5。第二驱动单元，如下管驱动芯片U6。所述自举单元，包括：自举电容，如自举电容C5。自举单元，如由自举二极管D1、限流电阻R3和自举电容C5构成的自举电路。其中，
所述第一驱动单元，被配置为驱动所述第一开关单元。
所述第二驱动单元，被配置为驱动所述第二开关单元。
所述自举单元，被配置为向所述第一驱动单元供电。
所述调整单元，被配置为调整所述第二驱动单元的频率，使所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的设定倍数，以在所述双管正激电源的每个开关周期内，使所述第二开关单元的开通次数多于所述第一开关单元的开通次数，为所述自举单元充电，具体是为所述自举单元中的自举电容充电。
其中，第一驱动单元与第二驱动单元是将开关电源芯片输出的一个驱动信号分成两个驱动信号。开关电源芯片部分是每个开关电源中都存在的部分。
这样，本发明的方案，提供一种双管正激电源驱动电路，通过调整双管正激电源的驱动信号，使双管正激电源中的下端MOSFET既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，解决了在使用自举电路的双管正激电源中，其自举电容在没有充电回路时，会影响双管正激电源的工作可靠性的问题，即，解决了双管正激电源由于上下管同时导通，无法为自举电容充电的问题。
同时，本发明的方案，还能达到简化电路结构的目的，解决了需要增加MOSFET Q3及控制信号而使结构复杂和成本提高的问题，即，解决了双管正激电源使用自举电容时，需要增加电容充电回路以及控制电路，使电路复杂的问题。并且，本发明的方案，还解决了使用采用脉冲变压器驱动，具有的体积大，有延迟、饱和、高频时驱动波形不理想等问题。
在一些实施方式中，所述双管正激电源，还包括：变压器；所述第一开关单元，包括：第一开关管。所述第二开关单元，包括：第二开关管。所述第一驱动单元，包括：第一驱动芯片。所述第二驱动单元，包括：第二驱动芯片。所述调整单元，包括：频率调整单元。该变压器，如高频变压器T1。
其中，所述自举单元，连接至所述第一驱动芯片。所述第一驱动芯片，连接至所述第一开关管。
所述频率调整单元，连接至所述第一驱动芯片和所述第二驱动芯片。所述第二驱动芯片，连接至所述第二开关管。所述第一开关管，经所述变压器后，连接至所述第二开关管。
在一些实施方式中，所述双管正激电源，还包括：电源芯片；所述频率调整单元，包括：反相模块、第一触发模块、第二触发模块和异或模块。反相模块，如反相器U1。第一触发模块，如由555定时器U1构成的单稳态触发器。第二触发模块，如由555定时器U2构成的单稳态触发器。异或模块，如异或门U4。
其中，所述双管正激电源的电源芯片输出信号，如电源芯片输出波形DRV，经所述反相模块和所述第一触发模块后，输出至所述异或模块的第一输入端。
所述双管正激电源的电源芯片输出信号，如电源芯片输出波形DRV，经所述第二触发模块后，输出至所述异或模块的第二输入端。所述异或模块输出端连接至所述第二驱动芯片，以输出所述第二驱动芯片的开关频率。
其中，经过第二触发模块的应该是第一驱动芯片的输入信号，也就是双管正激电源的电源芯片输出信号，第一驱动芯片的输出信号与经过第二触发模块的信号参考地不同。参见图5所示的例子，上端MOSFET驱动波形就是电源芯片输出波形DRV，两者是同一个波形。图5中把它又命名为DRV1是为了和第二驱动单元的信号区分开来。
在一些实施方式中，所述反相模块，包括：反相器，如反相器U1。所述第一触发模块，包括：第一单稳态触发器。所述第二触发模块，包括：第二单稳态触发器。所述异或模块，包括：异或门，如异或门U4。
在一些实施方式中，所述第一单稳态触发器和所述第二单稳态触发器的结构相同。
在一些实施方式中，所述第一单稳态触发器，包括：定时器，定时电阻模块，以及定时电容模块。定时器，如555定时器。定时电阻模块，如定时电阻R1。定时电容模块，如定时电容C1。
其中，所述反相模块，连接至所述定时器的输入端，如555定时器的引脚2。所述定时电阻模块和所述定时电容模块，串接在直流电源与地之间，并连接至所述定时器的脉冲宽度调节端。
在一些实施方式中，所述第一单稳态触发器，还包括：下拉电容模块，如下拉电容C3。
所述下拉电容模块，设置在所述定时器的抗干扰端，如555定时器的引脚5。
在一些实施方式中，所述双管正激电源的驱动装置，还包括：储能单元。储能单元，如储能电容C6。
芯片供电电源，连接至所述自举单元。所述芯片供电电源，还连接至所述第二驱动芯片。所述储能单元，与所述芯片供电电源并联。
图5为本发明的具有自举电路的双管正激驱动电路的一实施例的结构示意图。如图5所示，具有自举电路的双管正激驱动电路，包括：反相器U1，555定时器U2、555定时器U3，定时电阻R1、定时电阻R2，定时电容C1、定时电容C2，下拉电容C3、下拉电容C4，异或门U4，芯片供电电源Vcc，自举二极管D1，限流电阻R3，自举电容C5，储能电容C6，上管驱动芯片U5，下管驱动芯片U6，上端MOSFET(或IGBT)Q1，下端MOSFET(或IGBT)Q2，高频变压器T1。
其中，电源芯片的输出端(如电源芯片输出波形DRV的一端)，经反相器U1后，连接至555定时器U2的引脚2。555定时器U2的引脚4、引脚8，接芯片供电电源Vcc。555定时器U2的引脚7，经定时电阻R1后接芯片供电电源Vcc。555定时器U2的引脚7、引脚6，经定时电容C1后接地。555定时器U2的引脚5，经下拉电容C3后接地，用于抗干扰。555定时器U2的引脚3，输出电压Vout1至异或门U4的第一输入端。
电源芯片的输出端(如电源芯片输出波形DRV的一端)，连接至555定时器U3的引脚2，也连接至上管驱动芯片U5的第四连接端。555定时器U3的引脚2，能够连接至上端MOSFET(或IGBT)Q1的驱动波形DRV1端。
555定时器U3的引脚4、引脚8，接芯片供电电源Vcc。555定时器U3的引脚7，经定时电阻R2后接芯片供电电源Vcc。555定时器U3的引脚7、引脚6，经定时电容C2后接地。555定时器U3的引脚5，经下拉电容C4后接地，用于抗干扰。555定时器U3的引脚3，输出电压Vout2至异或门U4的第二输入端。
异或门U4的输出端，连接至下管驱动芯片U6的第四连接端。异或门U4的输出端，能够输出下端MOSFET(或IGBT)Q2的驱动波形DRV2。
芯片供电电源Vcc的正极，经储能电容C6后连接至芯片供电电源Vcc的负极，连接至下管驱动芯片U6的第一连接端，还连接至自举二极管D1的阳极。自举二极管D1的阴极，经限流电阻R3后，一方面经自举电容C5后连接至上管驱动芯片U5的第三连接端，另一方面连接至上管驱动芯片U5的第一连接端。上管驱动芯片U5的第二连接端，连接至上端MOSFET(或IGBT)Q1的栅极。上管驱动芯片U5的第三连接端，连接至上端MOSFET(或IGBT)Q1的源极。电源芯片的输出端(如电源芯片输出波形DRV的一端)，还连接至上管驱动芯片U5的第四连接端。上端MOSFET(或IGBT)Q1的漏极，接直流电源Vdc。下管驱动芯片U6的第三连接端，连接至芯片供电电源Vcc的负极。下管驱动芯片U6的第二连接端，连接至下端MOSFET(或IGBT)Q2的栅极。下端MOSFET(或IGBT)Q2的漏极，经高频变压器T1的原边绕组后接上端MOSFET(或IGBT)Q1的源极。下端MOSFET(或IGBT)Q2的源极，接地。
图6为本发明的具有自举电路的双管正激驱动电路的一实施例的驱动信号波形示意图。在图5所示的例子中，当反相器U1的输入为低电平时，反相器U1的输出为高电平。反相器U1的输入为高电平时，反相器U1的输出为低电平。电源芯片输出信号(如电源芯片输出波形DRV)经过反相器U1后，信号如图6所示。反相器U1的输出端，接入由555定时器U2构成的单稳态触发器中。该单稳态触发器能够在输入信号产生一个下降沿时输出一个宽度为tw的脉冲，脉冲宽度可以通过定时电阻R1与定时电容C1调节，且tw＝1.1R1*C1。若电源芯片输出的波形周期为T，则设置单稳态触发器输出的脉冲宽度tw＝T/2。此时，555定时器U2输出的信号波形，为与电源芯片输出信号同相的占空比为50％的方波，如图6所示。
图7为相关方案中双管正激电源脉冲变压器驱动电路的另一实施例的结构示意图。图7示出了变压器T2的副边侧部分，以上所说的无论是脉冲变压器方案还是驱动芯片加自举电容方案变压器T2副边接线都不变。其中，二极管D1是整流二极管，二极管D2是续流二极管，电感L1是储能电感，电容C2是储能电容。
图8为电源芯片放置的位置的一实施例的结构示意图，其中，(a)为本发明的具有自举电路的双管正激驱动电路的另一实施例的结构示意图，(b)为本发明的双管正激电源的驱动装置的另一实施例的结构示意图。电源芯片的型号有很多种，如TI的LM5021、富士的FA5604等等。开关电源的工作频率是由电源芯片决定的。电源芯片放置的位置如图8中的(a)和(b)所示。
555定时器U3与定时电容C2、下拉电容C4、定时电阻R2也组成了一个单稳态触发器。定时电阻R2与定时电容C2取值分别与定时电阻R1、定时电容C1的取值相同，保证单稳态触发器输出的脉冲宽度仍为tw＝T/2。由于单稳态触发器在输入下降沿时输出高电平，555定时器U3输出的信号也为占空比为50％的方波，且与555定时器U2输出的信号相比有一段延时，延时时间正好为电源芯片输出的高电平信号宽度。555定时器U3输出的信号波形如图6所示。
异或门U4，当输入的两个信号高低电平不同时，输出信号为高电平。555定时器U2与555定时器U3作为异或门U4的输入时，异或门U4输出信号频率正好为电源芯片信号频率的2倍，如图6所示。
异或门U4的输出与下管驱动芯片U6相连，即下端MOSFET(或IGBT)Q2开关频率为上端MOSFET(或IGBT)Q1的二倍，在电源(即双管正激电源)的每个开关周期内，下端MOSFET(或IGBT)Q2都多开通一次，为自举电容C5提供充电回路，充电时的电流流向为：芯片供电电源Vcc-自举二极管D1-限流电阻R3-上管驱动芯片C5-高频变压器T1-下端MOSFET(或IGBT)Q2。
其中，上端MOSFET(或IGBT)Q1、下端MOSFET(或IGBT)Q2同时导通时，变压器T1起到降压的作用，将原边电压按照变压器匝比传输到副边。只有下端MOSFET(或IGBT)Q2导通时，自举电容充电回路工作，此时高频变压器T1在自举电路充电回路中作用相当于导线。高频变压器T1副边连接部分与图7中变压器T2副边连线相同。副边侧电路与本发明的方案的联系较小。
在图5所示的例子中，上管驱动芯片U5的输入直接与电源芯片的输出相连。两个MOSFET(或IGBT)的导通方式是同时导通，驱动方式是利用驱动芯片驱动。图5所示的驱动方式，是将下端MOSFET Q2既作为开关电源的开关管，也承担了图2中MOSFET Q3的作用，这样就不需要加入额外的开关管(如MOSFET Q3)以及其控制电路作为自举电容的充电回路了，这样就可以简化电路。
其中，电源芯片的输出即为图5的电源芯片输出波形DRV，上管驱动芯片U5的输入即为图5中的上端MOSFET驱动波形DRV1，也就是驱动芯片U5的第四连接端。本发明的方案中，驱动芯片输入和输出波形是相同的，驱动芯片的作用是实现输入与输出的隔离以及提高驱动能力。驱动芯片U5的输出与上端MOSFET栅极连接，参考地是浮动的，U5能够实现输入与输出的隔离。驱动芯片U6的参考地与异或门U4参考地相同，其作用是增加驱动电流，提高驱动能力，防止出现驱动能力不足以让下端MOSFET导通的情况。
这样，本发明的方案中，上管与下管采用驱动芯片驱动，上管驱动芯片需要自举电容为其供电。令下端MOSFET的开关频率为2f，上端MOSFET开关频率为f，这样电源的工作频率为f，在电源正常工作的情况下，每个工作周期都让下端MOSFET多开通一次提供自举电容的充电回路，不用外加自举电容充电回路与控制电路，简化了电路。这样，利用驱动芯片来驱动双管正激电源的上、下端两个MOSFET，且让下端MOSFET开关频率为上端MOSFET频率的二倍，让下端MOSFET既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路。
其中，驱动芯片的型号也有很多(比如TI的UCC27714、UCC27325等)，在这里的作用是实现输入输出的隔离，以及增加驱动电流，提高驱动能力。开关电源，是指双管正激电源。
在一些实施方式中，所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的设定倍数，包括：所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的两倍。
一些方案中，利用三极管构成的驱动电路来驱动上、下端两个MOSFET，上端MOSFET自举电容为其提供导通所需能量，因而上、下端两个MOSFET交错导通来提供自举电容的充电回路。本发明的方案，采用的双管正激电源，上、下端两个MOSFET需要同时导通，二者应用的电源拓扑结构不同。
一些方案中，采用脉冲变压器来驱动上、下端两个MOSFET，采用脉冲变压器驱动的方式，主要是为了增加MOSFET的驱动电流以提高驱动能力。而本发明的方案，采用驱动芯片来驱动，驱动波形较好，可靠性高，不存在使用脉冲变压器时具有体积大，有延迟，变压器磁饱和，高频时驱动波形不理想等问题。此外，本发明的方案，是通过调整驱动电路，使下端MOSFET既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，已达到简化电路的作用。
一些方案中，是采用脉冲变压器的驱动方式，主要是用在同步整流电路中，保证变压器原边续流MOSFET与副边整流MOSFET的死区。本发明的方案，是通过调整驱动电路，使下端MOSFET既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，已达到简化电路的作用。
这样，本发明的方案，提出的一种双管正激电源的自举驱动电路，即采用驱动芯片来驱动上、下两个MOSFET，且下端MOSFET的开关频率为上端MOSFET开关频率的二倍，每个工作周期都让下端MOSFET多开通一次以提供自举电容的充电回路。这样既能够保证电源正常工作，也能为自举电容充电。本发明的方案，采用驱动芯片来驱动MOSFET，驱动波形较好，可靠性高。不用外加其他自举电容的充电回路以及其控制电路，可以简化电路，提高可靠性。另外，与使用脉冲变压器来驱动的方案相比，本发明的方案，使用驱动芯片来驱动可靠性更高，体积更小，不会出现磁饱和的问题。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过利用驱动芯片来驱动双管正激电源的上、下端两个开关管，且让下端开关管的开关频率为上端开关管的开关频率的二倍，以使下端开关管既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，从而提升双管正激电源的工作可靠性。同时，还能简化双管正激电源的结构、降低成本。
根据本发明的实施例，还提供了对应于双管正激电源的驱动装置的一种电源。该电源可以包括：以上所述的双管正激电源的驱动装置。
由于本实施例的电源所实现的处理及功能基本相应于前述实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过利用驱动芯片来驱动双管正激电源的上、下端两个开关管，且让下端开关管的开关频率为上端开关管的开关频率的二倍，以使下端开关管既能维持开关电源的正常工作，又能够提供自举电容的充电回路，不用外加其他自举电容的充电回路以及其控制电路，可以简化电路，提高可靠性；使用驱动芯片来驱动可靠性更高，体积更小，不会出现磁饱和的问题。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述双管正激电源，包括：第一开关单元、第二开关单元；所述双管正激电源的驱动装置，包括：第一驱动单元、第二驱动单元、自举单元和调整单元；其中，
所述第一驱动单元，被配置为驱动所述第一开关单元；
所述第二驱动单元，被配置为驱动所述第二开关单元；
所述自举单元，被配置为向所述第一驱动单元供电；
所述调整单元，被配置为调整所述第二驱动单元的频率，使所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的设定倍数，以在所述双管正激电源的每个开关周期内，使所述第二开关单元的开通次数多于所述第一开关单元的开通次数，为所述自举单元充电。
2.根据权利要求1所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述双管正激电源，还包括：变压器；所述第一开关单元，包括：第一开关管；所述第二开关单元，包括：第二开关管；所述第一驱动单元，包括：第一驱动芯片；所述第二驱动单元，包括：第二驱动芯片；所述调整单元，包括：频率调整单元；
其中，
所述自举单元，连接至所述第一驱动芯片；所述第一驱动芯片，连接至所述第一开关管；
所述频率调整单元，连接至所述第一驱动芯片和所述第二驱动芯片；所述第二驱动芯片，连接至所述第二开关管；所述第一开关管，经所述变压器后，连接至所述第二开关管。
3.根据权利要求2所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述双管正激电源，还包括：电源芯片；所述频率调整单元，包括：反相模块、第一触发模块、第二触发模块和异或模块；其中，
所述双管正激电源的电源芯片输出信号，经所述反相模块和所述第一触发模块后，输出至所述异或模块的第一输入端；
所述双管正激电源的电源芯片输出信号，经所述第二触发模块后，输出至所述异或模块的第二输入端；所述异或模块输出端连接至所述第二驱动芯片，以输出所述第二驱动芯片的开关频率。
4.根据权利要求3所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述反相模块，包括：反相器；所述第一触发模块，包括：第一单稳态触发器；所述第二触发模块，包括：第二单稳态触发器；所述异或模块，包括：异或门。
5.根据权利要求4所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述第一单稳态触发器和所述第二单稳态触发器的结构相同。
6.根据权利要求4所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述第一单稳态触发器，包括：定时器，定时电阻模块，以及定时电容模块；其中，
所述反相模块，连接至所述定时器的输入端；所述定时电阻模块和所述定时电容模块，串接在直流电源与地之间，并连接至所述定时器的脉冲宽度调节端。
7.根据权利要求6所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述第一单稳态触发器，还包括：下拉电容模块；
所述下拉电容模块，设置在所述定时器的抗干扰端。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述双管正激电源的驱动装置，还包括：储能单元；
芯片供电电源，连接至所述自举单元；所述芯片供电电源，还连接至所述第二驱动芯片；所述储能单元，与所述芯片供电电源并联。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的双管正激电源的驱动装置，其特征在于，所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的设定倍数，包括：所述第二驱动单元的开关频率为所述第一驱动单元的开关频率的两倍。
10.一种电源，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的双管正激电源的驱动装置。
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