CN114244078A - 一种驱动控制方法、边沿调制电路及驱动控制电路 - Google Patents

一种驱动控制方法、边沿调制电路及驱动控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种驱动控制方法、边沿调制电路及驱动控制电路,所述方法应用于带有两个全桥单元的边沿调制电路的隔离变换器,所述边沿调制电路包括控制电路、驱动电路、第一全桥单元和第二全桥单元;所述控制方法包括以下过程:励磁过程:在所述边沿调制电路产生每一个脉冲期间,通过所述第一全桥单元对所述隔离变压器进行励磁;去磁过程:在每一个脉冲结束后,通过所述第二全桥单元增加去磁电压对隔离变压器进行去磁。本发明原边设计了双全桥结构,隔离变压器原边励磁和去磁使用不同的全桥单元,提高了变压器去磁速度,提高了脉冲密度和驱动能力。本发明能达到隔离驱动的目的且支持大功率MOS管驱动。

Description

一种驱动控制方法、边沿调制电路及驱动控制电路
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、边沿调制电路及驱动控制电路。
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CN113193735A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,连续正脉冲和连续负脉冲的宽度及周期按需调整;同时该方案还改善了低频起机时驱动电压不足的问题。但是该方案存在以下局限性:
上述方案影响驱动能力的关键因素是脉宽比,脉宽比越高,传递能量越多,驱动能力越强,其中,脉宽比是指脉冲持续时间占整个开关周期的比例。
而根据调制原理,上述方案的励磁过程为:以正脉冲为例,在第一桥臂上管Sa和第二桥臂下管Sd导通时,输入电压Vgs加到变压器原边两端,变压器励磁;电流从电源正极流出,依次通过第一桥臂上管Sa、变压器原边绕组、第二桥臂下管Sd后,再回到电源负极。
励磁电流计算:
Figure BDA0003384680600000031
脉冲结束后,在第二桥臂下管Sd在输入信号为高电平时,一直为导通状态,在窄脉冲结束后,第一桥臂上管Sa关闭,根据调制逻辑,第一桥臂上管Sa和第一桥臂下管Sb为互补关系,第一桥臂下管Sb导通,变压器去磁,电流从变压器绕组原边下端流出,依次通过第二桥臂下管Sd、第一桥臂下管Sb后,再回到变压器原边绕组上端。
去磁电流计算:
Figure BDA0003384680600000032
去磁电压VR由回路电流和线路阻抗决定,随着回路电流减小VR同步减小,线路阻抗包含MOS管Sb导通阻抗,MOS管Sd导通阻抗和线路阻抗,从而去磁电压VR远小于励磁电压。
也就是说,上述方案的变压器的去磁阶段主要依靠两个MOS管的导通压降进行去磁,去磁速度比较慢。上述方法励磁电流展示如图4所示,使用上述方案提高驱动功率进一步增加脉宽比,脉冲宽度不变的情况下增加脉冲密度,脉冲间隔时间变小,单个能量补充脉冲励磁过程增加幅值大于去磁过程减小幅值,励磁电流持续上升,变压器存在超规格的风险。
再者,在驱动大功率MOS管时,上述方案存在驱动能力不足的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中的至少一个问题,提供一种驱动控制、边沿调制电路及驱动控制电路,能提供大电流驱动能力的隔离驱动,同时兼具有保持功率开关器件持续导通的常开功能。
本发明采用的技术方案为:
第一方面,提供一种驱动控制方法,应用于带有两个全桥单元的边沿调制电路的隔离变换器,所述边沿调制电路包括控制电路、驱动电路、第一全桥单元和第二全桥单元;所述控制电路的第一输入端用于连接电源正极,第二输入端用于连接输入信号PWM,第三输入端用于连接电源负极,输出端与所述驱动电路的输入端连接;所述驱动电路的输出端分别与所述第一全桥单元的控制输入端和所述第二全桥单元的控制输入端连接;所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接;所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接;
所述控制方法包括以下过程:
励磁过程:在所述边沿调制电路产生每一个脉冲期间,通过所述第一全桥单元对所述隔离变压器进行励磁;
去磁过程:在每一个脉冲结束后,通过所述第二全桥单元增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁。
第二方面,提供一种边沿调制电路,运用如上所述控制方法,应用于隔离变换器,包括:控制电路、驱动电路、第一全桥单元和第二全桥单元;所述控制电路的第一输入端用于连接电源正极,第二输入端用于连接输入信号PWM,第三输入端用于连接电源负极,输出端与所述驱动电路的输入端连接,用于根据输入信号PWM控制所述第一全桥单元和所述第二全桥单元的导通情况;所述驱动电路的输出端分别与所述第一全桥单元的控制输入端和所述第二全桥单元的控制输入端连接,用于对所述控制电路输出的控制信号进行放大以控制所述第一全桥单元和所述第二全桥单元的导通情况;所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接,用于在边沿调制电路产生每一个脉冲期间,对所述隔离变压器进行励磁;所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接,用于在每一个脉冲结束后,增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁。
优选地,所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动驱动电路、第六驱动电路;所述第一全桥单元包括开关管S5、开关管S6、开关管S7和开关管S8;所述第二全桥单元包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16;控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接,第二输出端与所述第二驱动电路的输入端连接,第三输出端与所述第三驱动电路的输入端连接,第四输出端与所述第四驱动电路的输入端连接,第五输出端与所述第五驱动电路的输入端连接,第六输出端与所述第六驱动电路的输入端连接;所述第一驱动电路的输出端分别与开关管S7的栅极和开关管S6的栅极连接;所述第二驱动电路的输出端分别与开关管S5的栅极和开关管S8的栅极连接;所述第三驱动电路的输出端与开关管S1的栅极连接;所述第四驱动电路的输出端与开关管S2的栅极连接;所述第五驱动电路的输出端与开关管S3的栅极连接;所述第六驱动电路的输出端与开关管S4的栅极连接;开关管S7的漏端和开关管S5的漏端作为所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S7的源极和开关管S8的漏极作为所述第一全桥单元的第二端与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S8的源极和开关管S6的源极作为所述第一全桥单元的第三端用于与电源负极;开关管S6的漏极与开关管S5的源极作为所述第一全桥单元的第四端与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;二极管D12的阴极、二极管D11的阳极、二极管D10的阴极和二极管D9的阳极作为所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S1的漏极分别与二极管D12的阳极、二极管D11的阴极连接;开关管S1的源极、二极管D14的阴极、二极管D13的阳极作为所述第二全桥单元的第二端用于与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S2的漏极分别与二极管D14的阳极、二极管D13的阴极连接;开关管S2的源极和开关管S4的源极作为所述第二全桥单元的第三端用于与电源负极连接;开关管S4的漏极分别与二极管D16的阳极、二极管D15的阴极连接;二极管D16的阴极、二极管D15的阳极、开关管S3的源极作为所述第二全桥单元的第四端用于与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;开关管S3的漏极分别与二极管D10的阳极、二极管D9的阴极连接。
优选地,第一全桥单元用于在边沿调制电路产生每一个脉冲期间,对所述隔离变压器进行励磁,具体包括:当输入信号PWM为高电平时,控制电路通过第一驱动电路控制开关管S6和开关管S7导通,开关管S5和开关管S8断开,边沿调制电路产生正脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S7、隔离变压器的原边绕组、开关管S6后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程;当输入信号PWM为低电平时,第一驱动电路控制开关管S5和开关管S8导通,开关管S6和开关管S7断开,边沿调制电路产生负脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S5、隔离变压器的原边绕组、开关管S8后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程。
优选地,第二全桥单元在每一个脉冲结束后,增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁,具体包括:当输入信号PWM为高电平时,控制电路通过第四驱动电路控制开关管S2导通,电流从隔离变压器原边绕组的异名端流出,依次通过二极管D15、开关管S4、开关管S2和二极管D14,回到隔离变压器原边绕组的同名端,完成隔离变压器的去磁过程;当输入信号PWM为低电平时,控制电路通过第五驱动电路控制开关管S3导通,电流从隔离变压器原边绕组的同名端流出,依次通过开关管S1、二极管D12、二极管D14和开关管S3,回到隔离变压器原边绕组的异名端,完成隔离变压器的去磁过程。
优选地,所述控制电路包括:信号发生器、相移电路、延时匹配电路、与非门电路、或门电路、第一与门电路、第二与门电路、第三与门电路、第一非门电路和第二非门电路;所述相移电路的输入端、所述与非门电路的第一输入端、所述延时匹配电路的输入端作为所述控制电路的第二输入端用于连接输入信号PWM;所述信号发生器的输出端分别与所述与非门电路的第二输入端、所述或门电路的第一输入端连接;所述相移电路的输出端与所述或门电路的第二输入端连接;所述延时匹配电路的输出端分别与所第二非门电路的输入端、第二与门电路的第二输入端连接,和作为所述控制电路的第六输出端与所述第六驱动电路的输入端连接;所述与非门电路的输出端与所述第一与门电路的第一输入端连接;所述或门电路的输出端与所述第一与门电路的第二输入端连接;所述第一与门电路的输出端分别与所述第二非门电路的输出端、所述第三与门的第一输出端连接,和作为所述控制电路的第四输出端与所述第四驱动电路连接;所述第一非门的输出端与所述第三与门电路的第二输入端连接,和作为所述控制电路的第五输出端与所述第五驱动电路的输入端连接;所述第二非门的输出端与所述第二与门电路的第一输入端连接,和作为所述控制电路的第三输出端与所述第三驱动电路的输入端连接;所述第二与门电路的输出端作为所述控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接;所述第三与门电路的输出端作为所述控制电路的第二输出端与所述第二驱动电路的输入端连接。
第三方面,提供一种驱动控制电路,包括隔离变压器、储能电路、解调电路、放大电路和如上所述的边沿调制电路;
所述边沿调制电路的第一输入端用于与电源正极连接,第二输入端用于与输入信号PWM连接,第三输入端用于与电源负极连接,第一输出端与隔离变压器原边绕组的同名端连接,第二输出端与隔离变压器原边绕组的异名端连接,用于将输入信号PWM调制成一个固定脉宽的脉冲,并且输入信号PWM维持同一状态下以一定周期产生多个连续相同的脉冲,在产生每一个脉冲期间,通过所述第一全桥单元对所述隔离变压器进行励磁,在每一个脉冲结束后,通过第二全桥单元增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁;
所述解调电路的第一输入端与隔离变压器副边绕组的同名端连接,第二输入端与隔离变压器副边绕组的异名端连接,第三输入端与所述储能电路的第一输出端连接,第一输出端与所述放大电路的第二输入端连接,第二输出端接地,用于将隔离变压器从原边传递至副边的脉冲解调为与输入信号PWM相同的驱动信号;所述储能电路的第一输入端与隔离变压器副边绕组的同名端连接,第二输入端与隔离变压器副边绕组的异名端连接,第一输出端还与所述放大电路的第一输入端连接,第二输出端接地,用于将隔离变压器从原边传递至副边的脉冲的能量进行存储,已给后续电路供电;所述放大电路的第一输出端用于与功率半导体的漏极连接,第二输出端接地和用于与功率半导体的源极连接,用于将解调电路解调的驱动信号放大,以驱动功率半导体。
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)通过采用不同的全桥单元对隔离变压器进行励磁和去磁,增加去磁电压,提高了隔离变压器的去磁速度,提高能量补充脉冲密度,大幅提高驱动能力,且支持大功率MOS;
2)通过更高的能量补充脉冲密度,提高启机速度;
3)通过储能,在不增加中心抽头的基础上,实现正负脉冲能量储存,减小了变压器体积。
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是现有脉冲磁隔离驱动技术能量补充密度、励磁电流示意图;
图5是本发明第一实施例的边沿调制电路主要结构示意图;
图6是本发明第一实施例所述控制方法的能量补充密度、励磁电流示意图;
图7是本发明第二实施例的边沿调制电路中控制电路结构图;
图8是本发明第二实施例的边沿调制电路中控制电路波形图;
图9是本发明第三实施例所述驱动控制电路的结构示意图;
图10是本发明第三实施例所述驱动控制电路的工作波形图。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不能代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明更可能省略是可以理解的。
第一实施例
在本实施例中,提供一种驱动控制方法,应用于带有两个全桥单元的边沿调制电路的隔离变换器,所述边沿调制电路包括控制电路、驱动电路、第一全桥单元和第二全桥单元;所述控制电路的第一输入端用于连接电源正极,第二输入端用于连接输入信号PWM,第三输入端用于连接电源负极,输出端与所述驱动电路的输入端连接;所述驱动电路的输出端分别与所述第一全桥单元的控制输入端和所述第二全桥单元的控制输入端连接;所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接;所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接;
所述控制方法包括以下过程:
励磁过程:在所述边沿调制电路产生每一个脉冲期间,通过所述第一全桥单元对所述隔离变压器进行励磁;
去磁过程:在每一个脉冲结束后,通过所述第二全桥单元增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁。
具体的,如图5所示,为所述边沿调制电路的结构示意图;所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动驱动电路、第六驱动电路;所述第一全桥单元包括开关管S5、开关管S6、开关管S7和开关管S8;所述第二全桥单元包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16;控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接,第二输出端与所述第二驱动电路的输入端连接,第三输出端与所述第三驱动电路的输入端连接,第四输出端与所述第四驱动电路的输入端连接,第五输出端与所述第五驱动电路的输入端连接,第六输出端与所述第六驱动电路的输入端连接;所述第一驱动电路的输出端分别与开关管S7的栅极和开关管S6的栅极连接;所述第二驱动电路的输出端分别与开关管S5的栅极和开关管S8的栅极连接;所述第三驱动电路的输出端与开关管S1的栅极连接;所述第四驱动电路的输出端与开关管S2的栅极连接;所述第五驱动电路的输出端与开关管S3的栅极连接;所述第六驱动电路的输出端与开关管S4的栅极连接;开关管S7的漏端和开关管S5的漏端作为所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S7的源极和开关管S8的漏极作为所述第一全桥单元的第二端与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S8的源极和开关管S6的源极作为所述第一全桥单元的第三端用于与电源负极;开关管S6的漏极与开关管S5的源极作为所述第一全桥单元的第四端与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;二极管D12的阴极、二极管D11的阳极、二极管D10的阴极和二极管D9的阳极作为所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S1的漏极分别与二极管D12的阳极、二极管D11的阴极连接;开关管S1的源极、二极管D14的阴极、二极管D13的阳极作为所述第二全桥单元的第二端用于与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S2的漏极分别与二极管D14的阳极、二极管D13的阴极连接;开关管S2的源极和开关管S4的源极作为所述第二全桥单元的第三端用于与电源负极连接;开关管S4的漏极分别与二极管D16的阳极、二极管D15的阴极连接;二极管D16的阴极、二极管D15的阳极、开关管S3的源极作为所述第二全桥单元的第四端用于与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;开关管S3的漏极分别与二极管D10的阳极、二极管D9的阴极连接。
为了保证变压器电流峰值不持续上升,能量补充脉冲励磁电流增加的部分要小于等于去磁阶段去磁电流减小的部分。在第一个脉冲结束后,后续的能量补充脉冲和脉冲间隔需要满足以下条件:
Figure BDA0003384680600000101
输入电压Vgs由系统参数决定,无法优化,原边励磁电感同步影响电流,无法优化。只有两个地方可以调整优化,第一个就是去磁时间,保证足够长的去磁时间,就可以使能量补充阶段电流不会上升,第二个方法就是增加去磁电压VR,通过提高VR可以加快去磁速度,减小去磁时间Δt2,从而可以增加能量补充脉冲密度,提高驱动功率。
本实施例所述控制方法的具体原理为:
参考图6,为本实施例所述控制方法的能量补充密度和励磁电流示意图;边沿调制电路将输入信号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;在产生的每一个正脉冲期间,控制电路通过第一驱动电路控制开关管S6和开关管S7导通,开关管S5和开关管S8断开,边沿调制电路产生正脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S7、隔离变压器的原边绕组、开关管S6后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程;因为输入信号PWM为高电平,故而控制电路通过第四驱动电路控制开关管S2导通,电流从隔离变压器原边绕组的异名端流出,依次通过二极管D15、开关管S4、开关管S2和二极管D14,回到隔离变压器原边绕组的同名端,完成隔离变压器的去磁过程。
边沿调制电路输入信号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;当输入信号PWM为低电平时,第一驱动电路控制开关管S5和开关管S8导通,开关管S6和开关管S7断开,边沿调制电路产生负脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S5、隔离变压器的原边绕组、开关管S8后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程;因为输入信号PWM为低电平,故而控制电路通过第五驱动电路控制开关管S3导通,电流从隔离变压器原边绕组的同名端流出,依次通过开关管S1、二极管D12、二极管D14和开关管S3,回到隔离变压器原边绕组的异名端,完成隔离变压器的去磁过程。
根据去磁电流计算公式:
Figure BDA0003384680600000111
可知,去磁电压VR由回路电流、线路阻抗和两个二极管压降决定,随着电流减小VR会有所减小,而本实施例通过第二全桥单元对隔离变压器进行去磁,以正脉冲的去磁阶段为例,使线路阻抗包含开关管S2的导通阻抗、开关管S4的导通阻抗和自身线路阻抗,二极管D15和二极管D14的压降约为1.2V,从而可以有效提高去磁电压,减小能量补充间隔,提高能量补充脉冲密度,提高驱动功率。
第二实施例
如图5所示,为边沿调制电路的结构示意图,在本实施例中,提供一种边沿调制电路,运用如第一实施例所述控制方法,应用于隔离变换器,包括:控制电路、驱动电路、第一全桥单元和第二全桥单元;所述控制电路的第一输入端用于连接电源正极,第二输入端用于连接输入信号PWM,第三输入端用于连接电源负极,输出端与所述驱动电路的输入端连接,用于根据输入信号PWM控制所述第一全桥单元和所述第二全桥单元的导通情况;所述驱动电路的输出端分别与所述第一全桥单元的控制输入端和所述第二全桥单元的控制输入端连接,用于对所述控制电路输出的控制信号进行放大以控制所述第一全桥单元和所述第二全桥单元的导通情况;所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接,用于在边沿调制电路产生每一个脉冲期间,对所述隔离变压器进行励磁;所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接,用于在每一个脉冲结束后,增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁。
作为边沿调制电路的一个具体实施方式,所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动驱动电路、第六驱动电路;所述第一全桥单元包括开关管S5、开关管S6、开关管S7和开关管S8;所述第二全桥单元包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16;控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接,第二输出端与所述第二驱动电路的输入端连接,第三输出端与所述第三驱动电路的输入端连接,第四输出端与所述第四驱动电路的输入端连接,第五输出端与所述第五驱动电路的输入端连接,第六输出端与所述第六驱动电路的输入端连接;所述第一驱动电路的输出端分别与开关管S7的栅极和开关管S6的栅极连接;所述第二驱动电路的输出端分别与开关管S5的栅极和开关管S8的栅极连接;所述第三驱动电路的输出端与开关管S1的栅极连接;所述第四驱动电路的输出端与开关管S2的栅极连接;所述第五驱动电路的输出端与开关管S3的栅极连接;所述第六驱动电路的输出端与开关管S4的栅极连接;开关管S7的漏端和开关管S5的漏端作为所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S7的源极和开关管S8的漏极作为所述第一全桥单元的第二端与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S8的源极和开关管S6的源极作为所述第一全桥单元的第三端用于与电源负极;开关管S6的漏极与开关管S5的源极作为所述第一全桥单元的第四端与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;二极管D12的阴极、二极管D11的阳极、二极管D10的阴极和二极管D9的阳极作为所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S1的漏极分别与二极管D12的阳极、二极管D11的阴极连接;开关管S1的源极、二极管D14的阴极、二极管D13的阳极作为所述第二全桥单元的第二端用于与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S2的漏极分别与二极管D14的阳极、二极管D13的阴极连接;开关管S2的源极和开关管S4的源极作为所述第二全桥单元的第三端用于与电源负极连接;开关管S4的漏极分别与二极管D16的阳极、二极管D15的阴极连接;二极管D16的阴极、二极管D15的阳极、开关管S3的源极作为所述第二全桥单元的第四端用于与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;开关管S3的漏极分别与二极管D10的阳极、二极管D9的阴极连接。
作为控制电路的一个具体实施方式,如图7所示,为所述控制电路的结构示意图,所述控制电路包括:信号发生器、相移电路、延时匹配电路、与非门电路、或门电路、第一与门电路、第二与门电路、第三与门电路、第一非门电路和第二非门电路;所述相移电路的输入端、所述与非门电路的第一输入端、所述延时匹配电路的输入端作为所述控制电路的第二输入端用于连接输入信号PWM;所述信号发生器的输出端分别与所述与非门电路的第二输入端、所述或门电路的第一输入端连接;所述相移电路的输出端与所述或门电路的第二输入端连接;所述延时匹配电路的输出端分别与所第二非门电路的输入端、第二与门电路的第二输入端连接,和作为所述控制电路的第六输出端与所述第六驱动电路的输入端连接;所述与非门电路的输出端与所述第一与门电路的第一输入端连接;所述或门电路的输出端与所述第一与门电路的第二输入端连接;所述第一与门电路的输出端分别与所述第二非门电路的输出端、所述第三与门的第一输出端连接,和作为所述控制电路的第四输出端与所述第四驱动电路连接;所述第一非门的输出端与所述第三与门电路的第二输入端连接,和作为所述控制电路的第五输出端与所述第五驱动电路的输入端连接;所述第二非门的输出端与所述第二与门电路的第一输入端连接,和作为所述控制电路的第三输出端与所述第三驱动电路的输入端连接;所述第二与门电路的输出端作为所述控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接;所述第三与门电路的输出端作为所述控制电路的第二输出端与所述第二驱动电路的输入端连接。
具体的,控制电路工作波形图如图8所示:
在初始状态下,输入信号PWM为低电平,信号发生器不打脉冲,相移电路的输出为低电平,与非门电路的第一输入端、第二输入端和或门电路的第一输入端、第二输入端都为低电平,控制电路无信号输出;
在起机瞬间,输入信号PWM的上升沿到来,延时匹配电路输出高电平即PWM6为高电平,PWM5为低电平,相移电路的输出依然保持低电平,与非门电路的第一输入端为高电平,或门电路的第二输入端为低电平,此时若信号发生器为高电平,则与非门电路的第二输入端为高电平,与非门电路输出低电平,或门电路的第一输入端为低电平,或门电路输出高电平,第一与门电路由于第一输入端为低电平,第二输入端为高电平,故而输出低电平;若信号发生器为低电平,则与非门电路输出高电平,或门电路输出低电平,第一与门电路同样由于第一输入端为低电平,第二输入端为高电平而输出低电平。由此可见,相移电路的输出为低电平时,无论信号发生器为高电平还是低电平,第一与门电路的输出均为低电平,即PWM4的输出均为低电平;PWM3位高电平;PWM3与PWM6两个信号经过第二与门电路处理后输出高电平,为PWM1;PWM4与PWM5两个信号经过第三与门电路处理后输出低电平,为PWM2;那么边沿调制电路的输出为PWM1-PWM2,即为高电平。
经过一段时间,相移电路的输出变为高电平,与非门电路的第一输入端继续维持高电平,或门电路的第二输入端变为高电平,那么或门电路的输出变为高电平,此时若信号发生器为高电平,则与非门电路输出低电平,第一与门电路由于第一输入端为低电平,第二输入端为高电平而继续输出低电平;若信号发生器为低电平,则与非门电路输出高电平,由于或门电路输出为高电平,第一与门电路由于第一输入端和第二输入端均为高电平而变为高电平。由此可见,第一与门电路的输出即PWM4的信号必须等到相移电路的输出变为高电平才可以变为高电平,那么边沿调制电路的输出为PWM1-PWM2,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,其宽度由相移电路决定;PWM3变为低电平,PWM5保持低电平,PWM1变为低电平,PWM2保持低电平,
当输入PWM信号保持高电平时,与非门电路的第一输入端维持高电平不变,相移电路的状态维持高电平不变,或门电路的输出维持高电平不变,因此当信号发生器为低电平时,与非门电路输出高电平,由于第一与门电路的第一输入端、第二输入端均为高电平,因此第一与门电路的输出为高电平即PWM4为高电平;PWM1为低电平;PWM2保持低电平;当信号发生器为高电平时,与非门电路输出低电平,由于与门电路的第一输入端为低电平,第二输入端为高电平,因此第一与门电路的输出为低电平即PWM4为低电平,PWM1为高电平,PWM2保持低电平;那么边沿调制电路的输出为PWM1-PWM2,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而产生。
当输入PWM信号的下降沿到来时,延时匹配电路的输出PWM6变为低电平,相移电路的输出维持高电平,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PWM4为高电平,PWM1为低电平,PWM2为高电平;那么边沿调制电路的输出为PWM1-PWM2,即为负电平;
经过一段时间,相移电路的输出变为低电平,或门电路的第二输入变为低电平,与非门电路由于第一输入端为低电平而保持高电平输出,此时若信号发生器1为高电平,则或门电路输出高电平,第一与门电路由于两个输入端均为高电平而输出高电平;若信号发生器为低电平,则或门电路输出低电平,第一与门电路由于第一输入端为高电平、第二输入端为低电平而输出低电平。由此可见,第一与门电路的输出即PWM4的信号必须等到相移电路的输出变为低电平才可以变为低电平,PWM1为低电平,PWM2保持高电平;那么边沿调制电路的输出为PWM1-PWM2,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,其宽度由相移电路决定;
当输入PWM信号保持低电平时,与非门电路的第一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,相移电路的输出保持低电平不变,因此,当信号发生器为高电平时,或门电路输出高电平,由于第一与门电路的两个输入端均为高电平,因此第一与门电路的输出为高电平即PWM4为高电平,PWM1为低电平,PWM2保持高电平;那么边沿调制电路的输出为PWM1-PWM2,即为负电平;当信号发生器为低电平时,或门电路输出低电平,由于第一与门电路的第一输入端为高电平、第二输入端为低电平,因此第一与门电路的输出为低电平即PWM4为低电平,PWM1为低电平,PWM2为低电平;那么边沿调制电路的输出为PWM1-PWM2,即为低电平;由此可见,在输入PWM信号保持低电平的阶段,连续的负向窄脉冲跟随于信号发生器而产生。
本实施例所述边沿调制电路的具体原理为:
边沿调制电路将输入信号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;在产生的每一个正脉冲期间,控制电路通过第一驱动电路控制开关管S6和开关管S7导通,开关管S5和开关管S8断开,边沿调制电路产生正脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S7、隔离变压器的原边绕组、开关管S6后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程;因为输入信号PWM为高电平,故而控制电路通过第四驱动电路控制开关管S2导通,电流从隔离变压器原边绕组的异名端流出,依次通过二极管D15、开关管S4、开关管S2和二极管D14,回到隔离变压器原边绕组的同名端,完成隔离变压器的去磁过程。
边沿调制电路输入信号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;当输入信号PWM为低电平时,第一驱动电路控制开关管S5和开关管S8导通,开关管S6和开关管S7断开,边沿调制电路产生负脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S5、隔离变压器的原边绕组、开关管S8后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程;因为输入信号PWM为低电平,故而控制电路通过第五驱动电路控制开关管S3导通,电流从隔离变压器原边绕组的同名端流出,依次通过开关管S1、二极管D12、二极管D14和开关管S3,回到隔离变压器原边绕组的异名端,完成隔离变压器的去磁过程。
根据去磁电流计算公式:
Figure BDA0003384680600000161
可知,去磁电压VR由回路电流、线路阻抗和两个二极管压降决定,随着电流减小VR会有所减小,而本实施例通过第二全桥单元对隔离变压器进行去磁,以正脉冲的去磁阶段为例,使线路阻抗包含开关管S2的导通阻抗、开关管S4的导通阻抗和自身线路阻抗,二极管D15和二极管D14的压降约为1.2V,从而可以有效提高去磁电压,减小能量补充间隔,提高能量补充脉冲密度,提高驱动功率。
第三实施例
在本实施例中,提供一种驱动控制电路,包括隔离变压器、储能电路、解调电路、放大电路和如上所述的边沿调制电路;
所述边沿调制电路的第一输入端用于与电源正极连接,第二输入端用于与输入信号PWM连接,第三输入端用于与电源负极连接,第一输出端与隔离变压器原边绕组的同名端连接,第二输出端与隔离变压器原边绕组的异名端连接,用于将输入信号PWM调制成一个固定脉宽的脉冲,并且输入信号PWM维持同一状态下以一定周期产生多个连续相同的脉冲,在产生每一个脉冲期间,通过所述第一全桥单元对所述隔离变压器进行励磁,在每一个脉冲结束后,通过第二全桥单元增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁;
所述解调电路的第一输入端与隔离变压器副边绕组的同名端连接,第二输入端与隔离变压器副边绕组的异名端连接,第三输入端与所述储能电路的第一输出端连接,第一输出端与所述放大电路的第二输入端连接,第二输出端接地,用于将隔离变压器从原边传递至副边的脉冲解调为与输入信号PWM相同的驱动信号;所述储能电路的第一输入端与隔离变压器副边绕组的同名端连接,第二输入端与隔离变压器副边绕组的异名端连接,第一输出端还与所述放大电路的第一输入端连接,第二输出端接地,用于将隔离变压器从原边传递至副边的脉冲的能量进行存储,已给后续电路供电;所述放大电路的第一输出端用于与功率半导体的漏极连接,第二输出端接地和用于与功率半导体的源极连接,用于将解调电路解调的驱动信号放大,以驱动功率半导体。
下文示出副边电路的实现方式。
参考图9,是第三实施例电路主要结构示意图,隔离变压器副边绕组的同名端连接到解调电路的第一输入端和储能电路的第一输入端,隔离变压器副边绕组的异名端连接到解调电路的第二输入端和储能电路的第二输入端,储能电路的第一输出端连接到解调电路的第三输入端和驱动电路的第一输入端;储能电路的第二输出端连接到解调电路第二输出端和放大电路的地端,作为整个驱动控制电路输出的SGND端连接到功率半导体的源极;解调电路的第一输出端连接到放大电路的第二输入端;放大电路的第一输出端作为本实施例的驱动控制电路的输出端口连接到被驱动功率半导体器件的栅极。
本实施例电路工作时各电路波形图如图10所示,在初始状态下,储能单元电路的电压为零,起机时,输入PWM上升沿到来时,边沿调制电路立即打出正向脉冲,解调电路输出高电平,放大电路输出高电平,此时驱动电压等于储能电路的电压,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,边沿调制电路开始连续的输出正脉冲,此时解调电路持续输出高电平,那么在第二个正脉冲之后,储能电路的电压再次升高,多个脉冲之后,储能电路的电压即可达到期望的幅值,此时驱动电压跟随储能电路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,边沿调制电路立即打出负向脉冲,此时储能单元电路继续维持期望的电压幅值,而解调电路输出低电平,放大电路输出低电平,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,边沿调制电路开始连续的输出负脉冲,此时解调电路输出低电平,电路持续输出低电平,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,边沿调制电路立即打出正向脉冲,解调电路输出高电平,驱动电路输出高电平,此时储能电路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;本实施例通过储能电路,在不增加中心抽头的基础上,实现正负脉冲能量储存,减小了变压器体积。
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 (7)

1.一种驱动控制方法,应用于带有两个全桥单元的边沿调制电路的隔离变换器,其特征在于,所述边沿调制电路包括控制电路、驱动电路、第一全桥单元和第二全桥单元;所述控制电路的第一输入端用于连接电源正极,第二输入端用于连接输入信号PWM,第三输入端用于连接电源负极,输出端与所述驱动电路的输入端连接;所述驱动电路的输出端分别与所述第一全桥单元的控制输入端和所述第二全桥单元的控制输入端连接;所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接;所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接;
所述控制方法包括以下过程:
励磁过程:在所述边沿调制电路产生每一个脉冲期间,通过所述第一全桥单元对所述隔离变压器进行励磁;
去磁过程:在每一个脉冲结束后,通过所述第二全桥单元增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁。
2.一种边沿调制电路,运用如权利要求1所述控制方法,应用于隔离变换器,其特征在于,包括:控制电路、驱动电路、第一全桥单元和第二全桥单元;所述控制电路的第一输入端用于连接电源正极,第二输入端用于连接输入信号PWM,第三输入端用于连接电源负极,输出端与所述驱动电路的输入端连接,用于根据输入信号PWM控制所述第一全桥单元和所述第二全桥单元的导通情况;所述驱动电路的输出端分别与所述第一全桥单元的控制输入端和所述第二全桥单元的控制输入端连接,用于对所述控制电路输出的控制信号进行放大以控制所述第一全桥单元和所述第二全桥单元的导通情况;所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接,用于在边沿调制电路产生每一个脉冲期间,对所述隔离变压器进行励磁;所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接,第二端用于与隔离变压器的原边绕组的同名端连接,第三端用于与所述电源负极连接,第四端用于与隔离变压器的原边绕组的异名端连接,用于在每一个脉冲结束后,增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁。
3.根据权利要求2所述的一种边沿调制电路,其特征在于,所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动驱动电路、第六驱动电路;所述第一全桥单元包括开关管S5、开关管S6、开关管S7和开关管S8;所述第二全桥单元包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16;控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接,第二输出端与所述第二驱动电路的输入端连接,第三输出端与所述第三驱动电路的输入端连接,第四输出端与所述第四驱动电路的输入端连接,第五输出端与所述第五驱动电路的输入端连接,第六输出端与所述第六驱动电路的输入端连接;所述第一驱动电路的输出端分别与开关管S7的栅极和开关管S6的栅极连接;所述第二驱动电路的输出端分别与开关管S5的栅极和开关管S8的栅极连接;所述第三驱动电路的输出端与开关管S1的栅极连接;所述第四驱动电路的输出端与开关管S2的栅极连接;所述第五驱动电路的输出端与开关管S3的栅极连接;所述第六驱动电路的输出端与开关管S4的栅极连接;开关管S7的漏端和开关管S5的漏端作为所述第一全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S7的源极和开关管S8的漏极作为所述第一全桥单元的第二端与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S8的源极和开关管S6的源极作为所述第一全桥单元的第三端用于与电源负极;开关管S6的漏极与开关管S5的源极作为所述第一全桥单元的第四端与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;二极管D12的阴极、二极管D11的阳极、二极管D10的阴极和二极管D9的阳极作为所述第二全桥单元的第一端用于与电源正极连接;开关管S1的漏极分别与二极管D12的阳极、二极管D11的阴极连接;开关管S1的源极、二极管D14的阴极、二极管D13的阳极作为所述第二全桥单元的第二端用于与所述隔离变压器原边绕组的同名端连接;开关管S2的漏极分别与二极管D14的阳极、二极管D13的阴极连接;开关管S2的源极和开关管S4的源极作为所述第二全桥单元的第三端用于与电源负极连接;开关管S4的漏极分别与二极管D16的阳极、二极管D15的阴极连接;二极管D16的阴极、二极管D15的阳极、开关管S3的源极作为所述第二全桥单元的第四端用于与所述隔离变压器原边绕组的异名端连接;开关管S3的漏极分别与二极管D10的阳极、二极管D9的阴极连接。
4.根据权利要求3所述的一种边沿调制电路,其特征在于,第一全桥单元用于在边沿调制电路产生每一个脉冲期间,对所述隔离变压器进行励磁,具体包括:当输入信号PWM为高电平时,控制电路通过第一驱动电路控制开关管S6和开关管S7导通,开关管S5和开关管S8断开,边沿调制电路产生正脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S7、隔离变压器的原边绕组、开关管S6后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程;当输入信号PWM为低电平时,第一驱动电路控制开关管S5和开关管S8导通,开关管S6和开关管S7断开,边沿调制电路产生负脉冲,输入电压Vgs加到隔离变压器原边的两端,电流从电源正极流出,依次通过开关管S5、隔离变压器的原边绕组、开关管S8后流入电源负极,完成隔离变压器的励磁过程。
5.根据权利要求3所述的一种边沿调制电路,其特征在于,第二全桥单元在每一个脉冲结束后,增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁,具体包括:当输入信号PWM为高电平时,控制电路通过第四驱动电路控制开关管S2导通,电流从隔离变压器原边绕组的异名端流出,依次通过二极管D15、开关管S4、开关管S2和二极管D14,回到隔离变压器原边绕组的同名端,完成隔离变压器的去磁过程;当输入信号PWM为低电平时,控制电路通过第五驱动电路控制开关管S3导通,电流从隔离变压器原边绕组的同名端流出,依次通过开关管S1、二极管D12、二极管D14和开关管S3,回到隔离变压器原边绕组的异名端,完成隔离变压器的去磁过程。
6.根据权利要求3所述的一种边沿调制电路,其特征在于,所述控制电路包括:信号发生器、相移电路、延时匹配电路、与非门电路、或门电路、第一与门电路、第二与门电路、第三与门电路、第一非门电路和第二非门电路;所述相移电路的输入端、所述与非门电路的第一输入端、所述延时匹配电路的输入端作为所述控制电路的第二输入端用于连接输入信号PWM;所述信号发生器的输出端分别与所述与非门电路的第二输入端、所述或门电路的第一输入端连接;所述相移电路的输出端与所述或门电路的第二输入端连接;所述延时匹配电路的输出端分别与所第二非门电路的输入端、第二与门电路的第二输入端连接,和作为所述控制电路的第六输出端与所述第六驱动电路的输入端连接;所述与非门电路的输出端与所述第一与门电路的第一输入端连接;所述或门电路的输出端与所述第一与门电路的第二输入端连接;所述第一与门电路的输出端分别与所述第二非门电路的输出端、所述第三与门的第一输出端连接,和作为所述控制电路的第四输出端与所述第四驱动电路连接;所述第一非门的输出端与所述第三与门电路的第二输入端连接,和作为所述控制电路的第五输出端与所述第五驱动电路的输入端连接;所述第二非门的输出端与所述第二与门电路的第一输入端连接,和作为所述控制电路的第三输出端与所述第三驱动电路的输入端连接;所述第二与门电路的输出端作为所述控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接;所述第三与门电路的输出端作为所述控制电路的第二输出端与所述第二驱动电路的输入端连接。
7.一种驱动控制电路,包括隔离变压器、储能电路、解调电路、放大电路和权利要求2-6任一项所述边沿调制电路;
所述边沿调制电路的第一输入端用于与电源正极连接,第二输入端用于与输入信号PWM连接,第三输入端用于与电源负极连接,第一输出端与隔离变压器原边绕组的同名端连接,第二输出端与隔离变压器原边绕组的异名端连接,用于将输入信号PWM调制成一个固定脉宽的脉冲,并且输入信号PWM维持同一状态下以一定周期产生多个连续相同的脉冲,在产生每一个脉冲期间,通过所述第一全桥单元对所述隔离变压器进行励磁,在每一个脉冲结束后,通过第二全桥单元增加去磁电压对所述隔离变压器进行去磁;
所述解调电路的第一输入端与隔离变压器副边绕组的同名端连接,第二输入端与隔离变压器副边绕组的异名端连接,第三输入端与所述储能电路的第一输出端连接,第一输出端与所述放大电路的第二输入端连接,第二输出端接地,用于将隔离变压器从原边传递至副边的脉冲解调为与输入信号PWM相同的驱动信号;所述储能电路的第一输入端与隔离变压器副边绕组的同名端连接,第二输入端与隔离变压器副边绕组的异名端连接,第一输出端还与所述放大电路的第一输入端连接,第二输出端接地,用于将隔离变压器从原边传递至副边的脉冲的能量进行存储,已给后续电路供电;所述放大电路的第一输出端用于与功率半导体的漏极连接,第二输出端接地和用于与功率半导体的源极连接,用于将解调电路解调的驱动信号放大,以驱动功率半导体。
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