CN1387305A - 含有辅助电源的开关电源电路及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含有辅助电源的开关电源电路,包括辅助升压电路、主功率电路、驱动电路、脉宽调制控制器,输入电压经辅助升压电路升高后得到辅助电压,辅助电源为驱动电路提供电压;脉宽调制控制器输出的脉宽调制信号通过驱动电路变换后驱动主功率电路,其特征是:脉宽调制控制器输出的脉宽调制信号还驱动辅助升压电路,做为辅助升压电路的驱动脉冲。本发明充分利用了低压脉宽调制控制器可以在较低电压下工作的优点,取消辅助电源专用低压脉宽调制控制器,由一个脉宽调制控制器同时提供辅助电源驱动脉冲和主功率电路的驱动脉冲,这样便节省了一个辅助电源脉宽调制控制器,简化了电路,降低了成本。特别适合于低压输入的升压或降压电路。
Description
技术领域：
本发明涉及一种含有辅助电源的开关电源电路及其驱动方法，特别是低输入电压的开关电源电路。
背景技术：
在低压输入的开关电源中，为了驱动浮地同步整流管，必须设计辅助电源电路(一般用BOOST升压电路)来提供比输入电压Vin高的辅助电压VCC，以保证有足够高的驱动电压，保证电路正常工作。
目前业界常用的一种辅助电源电路如图1所示，其独立的辅助电源电路由脉宽调制控制器PWM1和BOOST电路构成，完成从VIN到VCC的升压。该VCC为主功率电路的脉宽调制控制器PWM2和驱动电路DRIVE供电，完成对主功率电路BUCK/BOOST的控制。该电路采用了二个独立的PWM控制器。
目前业界常用的另一种辅助电源电路如图2所示，其独立的VCC升压电路由脉宽调制控制器PWM1和BOOST电路构成，完成从VIN到VCC的升压.该VCC为主功率电路的驱动电路DRIVE供电，完成对主功率电路BUCK/BOOST的控制。该电路采用了二个独立的PWM控制器。与图1的区别是：该电路的主脉宽调制控制器PWM2可由输入电源供电。
上述现有的辅助电源电路需要用专用的脉宽调制控制器(PWM IC)，器件多，成本高，电路复杂。
发明内容：
本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种含有辅助电源的开关电源电路及其驱动方法，使其结构简单、效率高、成本低。
本发明实现上述目的的方案是：一种含有辅助电源的开关电源电路，包括辅助升压电路、主功率电路、驱动电路、脉宽调制控制器，输入电压经辅助升压电路升高后得到辅助电压，辅助电源为驱动电路提供电压；脉宽调制控制器输出的脉宽调制信号通过驱动电路变换后驱动主功率电路，其特征是：脉宽调制控制器输出的脉宽调制信号还驱动辅助升压电路，做为辅助升压电路的驱动脉冲。
本发明实现上述目的的方案还包括上述开关电源电路的驱动方法，包括如下步骤：由脉宽调制控制器产生一个脉宽调制信号；该脉宽调制信号通过驱动电路变换后驱动主功率电路，其中驱动电路的供电电压由辅助升压电路提供；其特征是：所述脉冲控制器输出的脉宽调制信号通过驱动电路变换后驱动主功率电路的同时，该脉冲控制器输出的脉宽调制信号还驱动辅助升压电路。
采用以上方案的有益效果：本发明充分利用了低压脉宽调制控制器可以在较低电压下工作的优点，取消辅助电源专用低压脉宽调制控制器，由一个脉宽调制控制器同时提供辅助电源驱动脉冲和主功率电路的驱动脉冲，这样便节省了一个辅助电源脉宽调制控制器，简化了电路，降低了成本。
附图说明：
图1是常用的一种辅助电源电路示意图。
图2是常用的另一种辅助电源电路示意图。
图3是本发明的一种辅助电源电路方框示意图。
图4是本发明的一种辅助电源电路应用示意图。
具体实施方式：
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
见图3，该开关电源电路包括辅助升压电路1(图中用BOOST表示)、主功率电路2(图中用BOOST/BUCK表示)、驱动电路3(图中用DRIVE表示)、脉宽调制控制器4(图中用PWM表示)，输入电压Vin经辅助升压电路1升高后得到辅助电压，辅助电压接至驱动电路；脉宽调制控制器4输出的脉宽调制信号经驱动电路3接到主功率电路2，其特征是：脉宽调制控制器4输出的脉宽调制信号至少还有一路接到辅助升压电路1，做为辅助升压电路1的驱动脉冲。
见图4，所述辅助升压电路1包括开关器件(图中为三极管)Q6、电感L3和整流二极管D2，输入电压Vin经电感L3接整流二极管D2输入极和开关器件Q6集电极，开关器件Q6的发射极接地，基极接脉宽调制控制器4输出的脉宽调制信号。
所述主功率电路2也以是BOOST电路，也可以是BUCK电路。图4中所示主功率电路2是一种BOOST电路，所述主功率电路2中包含有至少两个同步整流管Q1、Q2(为便于绘图，图4中未将Q1画入方框中)，它们的漏极接输入电压Vin，其中第一同步整流管Q1的源极接地，第二同步整流管Q2的源极为主功率电路2的输出端；所述脉宽调制控制器4输出的脉宽调制信号直接送到辅助升压电路1的脉宽调制信号同时还接到第一同步整流管Q1的栅极，经驱动电路3的脉宽调制信号就接到第二同步整流管Q2的栅极。可见，其中Q2是浮地同步整流管，它的驱动需要足够高的驱动电压，驱动电路3就是为了实现这一功能。而Q1的驱动可以直接采用脉宽调制控制器4的输出信号。
所述脉宽调制控制器4可用现成的PWM芯片组成，例如：MIC2185芯片等。
见图4，驱动电路3包括三极管Q3、Q4和功率管Q5，脉宽调制控制器4输出的脉宽调制信号就接在功率管Q5的栅极，功率管Q5的源极接地，漏极接三极管Q3和Q4的共同基极，Q3和Q4的共同发射极输出的就是经放大的脉宽调制信号，该信号接到主功率电路中的第二同步整流管Q2的栅极，三极管Q4的集电极接地，Q3的集电极接辅助电压VCC。
由以上描述可知，本发明是用同一个PWM芯片既驱动主电路的同步整流管Q1、Q2(当然，其中对Q2的驱动信号还须经过放大)，又驱动辅助升压电路1中的三极管Q3，这样辅助电源就无需专用低压脉宽调制控制器，简化了电路。
本发明所提出的上述辅助电源电路已为实验所证实，所述电路被用在3.3V直流输入，5V/8A直流输出的DC/DC电源中(主功率电路采用BOOST电路)，功率级效率达93％以上。
Claims (5)
1.一种含有辅助电源的开关电源电路，包括辅助升压电路(1)、主功率电路(2)、驱动电路(3)、脉宽调制控制器(4)，输入电压(Vin)经辅助升压电路(1)升高后得到辅助电压(Vcc)，辅助电源(Vcc)为驱动电路(3)提供电压；脉宽调制控制器(4)输出的脉宽调制信号通过驱动电路(3)变换后驱动主功率电路(2)，其特征是：脉宽调制控制器(4)输出的脉宽调制信号还驱动辅助升压电路(1)，做为辅助升压电路(1)的驱动脉冲。
2.如权利要求1所述的含有辅助电源的开关电源电路，其特征是：所述辅助升压电路(1)包括第六三极管(Q6)、电感(L3)和整流二极管(D2)，输入电压(Vin)经电感(L3)接整流二极管(D2)输入极和第六三极管(Q6)集电极，第六三极管(Q6)的发射极接地，基极接脉宽调制控制器(4)输出的脉宽调制信号。
3.如权利要求1或2所述的含有辅助电源的开关电源电路，其特征是：所述主功率电路(2)中包含第一同步整流管(Q1)和第二同步整流管(Q2)，所述第一同步整流管(Q1)和第二同步整流管(Q2)的漏极接输入电压(Vin)，其中第一同步整流管(Q1)的源极接地，第二同步整流管(Q2)的源极接主功率电路(2)的输出端；脉宽调制控制器(4)输出的脉宽调制信号，直接送到第一同步整流管(Q1)的栅极和辅助升压电路(1)，同时还经驱动电路(3)送到第二同步整流管(Q2)的栅极。
4.如权利要求1或2所述的含有辅助电源的开关电源电路，其特征是：驱动电路(3)包括第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)和第五功率管(Q5)，脉宽调制控制器(4)输出的脉宽调制信号就接在第五功率管(Q5)的栅极，第五功率管(Q5)的源极接地，漏极接所述第三三极管(Q3)和第四三极管(Q4)的共同基极，所述第三三极管(Q3)和第四三极管(Q4)的共同发射极输出的就是经放大的脉宽调制信号，该信号接到主功率电路中的第二同步整流管(Q2)的栅极，第四三极管(Q4)的集电极接地，第三三极管(Q3)的集电极接辅助电压(VCC)。
5.一种含有辅助电源的开关电源电路的驱动方法，包括如下步骤：
由脉宽调制控制器(4)产生一个脉宽调制信号(PWM Pulse)；
该脉宽调制信号(PWM Pulse)通过驱动电路(3)变换后驱动主功率电路(2)，其中驱动电路(3)的供电电压(Vcc)由辅助升压电路(1)提供；
其特征是：
所述脉冲控制器输出的脉宽调制信号(PWM Pulse)通过驱动电路(3)变换后驱动主功率电路(2)的同时，该脉冲控制器输出的脉宽调制信号(PWM Pulse)还驱动辅助升压电路(1)。
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