CN206117489U - 一种数控与模拟混合驱动电路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数控与模拟混合驱动电路结构，包括分别用于驱动一个桥臂上两个功率器件的两个触发电路，还包括依次连接的数控芯片、驱动芯片和驱动变压器，所述数控芯片产生PWM信号经过所述驱动芯片进行放大，再经过所述驱动变压器连接所述两个触发电路，所述驱动变压器的原边连接所述驱动芯片的输出端，驱动变压器的两个副边绕组分别连接所述两个触发电路。本实用新型将数字芯片与模拟器件相结合，简化了电路结构，解决了模拟电路在PCB板中面积过大的问题，同时提高了驱动电路的驱动能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数控与模拟混合驱动电路结构，属于开关电源技术领域。
背景技术
在当今全球电子产品中，LLC谐振电路因高频率，高效率和高功率密度的特点，被广泛应用于大功率驱动电路中。驱动电路在LLC谐振网络中主要用于驱动MOS管开通和关闭，位于主电路和控制电路之间，作为核心电路之一，是对控制电路的信号进行放大的中间电路，即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管。在LLC谐振电路中，通常使用的半桥谐振技术要求各桥臂的驱动信号：1、相位不重叠；2、有强有力的上拉关断。
在现有采用LLC谐振电路的驱动电路中，通常存在以下几种问题：1、电路结构复杂，难以实现精准控制；2、软启动时，要限制脉宽，使得脉宽在启动的最初若干个周期中慢慢上升；3、开关频率不固定，造成较为严重的噪声污染；4、传统驱动电路大多采用模拟方式，电路的设计与控制不灵活，不容易实现理想的驱动功能，无法达到设计要求。
基于上述分析，需要对LLC谐振变换器的整体进行优化设计，以简化电路结构，提高驱动电路的驱动能力。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种数控与模拟混合驱动电路结构，用于解决驱动电路中模拟电路在PCB板中面积过大以及驱动电路驱动能力不足的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种数控与模拟混合驱动电路结构，方案一：包括分别用于驱动一个桥臂上两个功率器件的两个触发电路，还包括依次连接的数控芯片、驱动芯片和驱动变压器，所述数控芯片产生PWM信号经过所述驱动芯片进行放大，再经过所述驱动变压器连接所述两个触发电路，所述驱动变压器的原边连接所述驱动芯片的输出端，驱动变压器的两个副边绕组分别连接所述两个触发电路。
方案二：在方案一的基础上，所述驱动变压器的每个副边绕组包括副边绕组第一输出端和副边绕组第二输出端，其中一个副边绕组的第一输出端与另一个副边绕组的第二输出端互为同名端；每个所述触发电路包括用于连接所述驱动变压器的一个副边绕组第一输出端的触发电路第一输入端、用于连接相应副边绕组第二输出端的触发电路第二输入端，以及一个三极管；所述触发电路第一输入端和触发电路第二输入端之间连接有一个电阻；所述触发电路第一输入端通过一个电阻与所述三极管的集电极相连，所述触发电路第二输入端与所述三极管的基极相连；所述三极管的射极和基极之间串联有一个二极管，所述二极管的阳极与所述三极管的射极相连，所述二极管的阴极与所述三极管的基极相连；所述触发电路还包括通过一个电容连接所述三极管集电极的触发电路第一输出端和用于连接所述三极管射极的触发电路第二输出端；所述触发电路第一输出端和所述三极管的集电极之间还连接有一个二极管，所述二极管的阳极与所述触发电路第一输出端相连，所述二极管的阴极与所述三极管的集电极相连；所述触发电路第一输出端和触发电路第二输出端之间连接有一个电容。
本实用新型的有益效果是：采用驱动芯片和驱动变压器进行了两级放大，有效提高了驱动能力；将数字芯片与模拟器件相结合，解决了模拟驱动电路控制不灵活以及模拟电路在PCB板中面积过大的问题。
附图说明
图1是数控与模拟混合驱动电路结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，在数控与模拟混合驱动电路结构中，由驱动放大芯片U1和高频驱动变压器T1组成基础单元，该基础单元与输出驱动PWM方波的DSP芯片进行串联，构成驱动电路的主体结构。其中，驱动变压器T1的变比为取为1:2，当然也可采用其他合适的变比。
DSP芯片的第一个输出端经过电阻R1连接到型号为LM5111的驱动芯片U1的输入端口IN_A，第二输出端经过电阻R2连接到驱动放大芯片U1的输入端口IN_B，驱动芯片U1的输出端口OUT_A和OUT_B与驱动变压器T1的原边即初级线圈相连，驱动变压器T1的两个副边绕组分别用于驱动一个桥臂上两个功率器件的两个触发电路。驱动芯片U1的输入电源端口NC和VEE与输入电源连接，输出电源端口NC和VCC与输出电源Vcc连接。此时，由DSP芯片输出的驱动方波EPWM1和EPWM2经过驱动放大芯片U1实现了第一次放大，放大后得到的驱动方波PWM1和PWM2经过驱动变压器T1实现了驱动方波EPWM1和EPWM2的第二次放大，同时由于T1的副边绕组同名端的作用，在T1的两个副边绕组处可以得到相位差为180度互补的两驱动信号。
在实现同等功能的情况下，U1也可取其他型号。
驱动变压器T1的第一副边绕组的第一输出端4与第一触发电路的第一输入端相连接，第一副边绕组的第二输出端5与第一触发电路的第二输入端连接，第一触发电路的第一输入端和第二输入端之间还并联有一个电阻R3。第一触发电路内的三极管Q1的集电极通过电阻R5与第一触发电路的第一输入端相连接，三极管Q1的基级与第一触发电路的第二输入端相连。三极管Q1的集电极和射极之间串联有一个二极管DZ1和一个电容C3，其中二极管DZ1的阴极与三极管Q1的集电极相连，二极管DZ1的阳极与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与三极管Q1的射极相连，二极管DZ1的两端还并联有一个电容C1。三极管Q1的射极和基极之间串联有一个二极管DZ2，其中二极管DZ2的阳极与三极管Q1的射极相连，二极管DZ2的阴极与三极管Q1的基极相连。C3的两端分别作为第一触发电路的两个输出端Q1_G和Q1_S，用于驱动桥臂上的一个功率器件。
驱动变压器T1的第二副边绕组的第一输出端6与第二触发电路的第一输入端相连接，第二副边绕组的第二输出端7与第二触发电路的第二输入端连接，第二触发电路的第一输入端和第二输入端之间还并联有一个电阻R4。第二触发电路内的三极管Q2的集电极通过电阻R6与第二触发电路的第一输入端相连接，三极管Q2的基级与第二触发电路的第二输入端相连。三极管Q2的集电极和射极之间串联有一个二极管DZ3和一个电容C4，其中二极管DZ3的阴极与三极管Q2的集电极相连，二极管DZ3的阳极与电容C4的一端相连，电容C4的另一端与三极管Q2的射极相连，二极管DZ3的两端还并联有一个电容C2。三极管Q2的射极和基极之间串联有一个二极管DZ4，其中二极管DZ4的阳极与三极管Q2的射极相连，二极管DZ4的阴极与三极管Q2的基极相连。C4的两端作为第二触发电路的两个输出端Q2_G和Q2_S，用于驱动桥臂上的另一个功率器件。
上述驱动变压器T1原边的输入端3、第一副边绕组的第一输出端4和第二副边绕组的第二输出端7互为同名端。第一触发电路中的二极管DZ1以及第二触发电路中的二极管DZ3均用于提供一个3.3V的负压，第一触发电路中的C1和R3以及第二触发电路中的C2和R4均用于消除电磁干扰，第一触发电路中的DZ2以及第二触发电路中的DZ4均用于提供一个10V的正电压，第一触发电路中的C3以及第二触发电路中的C4均用于消除脉冲尖峰。
另外，第一触发电路中的三极管Q1以及第二触发电路中的三极管Q2也可替换为MOS管或者IGBT等功率器件。第一触发电路中的二极管DZ1以及第二触发电路中的二极管DZ3所提供的负压大小，第一触发电路中的DZ2以及第二触发电路中的DZ4所提供的正电压的大小均是根据桥臂上要驱动的两个功率器件的驱动电压来设定的，当功率器件的驱动电压发生变化时，所提供的负压和正压的大小也需要进行相应调整。
上述采用数控与模拟混合结构的驱动电路具有电磁干扰小、使用方便以及传输稳定的特点，可应用于LLC谐振电路及高频开关电源中。
Claims (2)
1.一种数控与模拟混合驱动电路结构，包括分别用于驱动一个桥臂上两个功率器件的两个触发电路，其特征在于，还包括依次连接的数控芯片、驱动芯片和驱动变压器，所述数控芯片产生PWM信号经过所述驱动芯片进行放大，再经过所述驱动变压器连接所述两个触发电路，所述驱动变压器的原边连接所述驱动芯片的输出端，驱动变压器的两个副边绕组分别连接所述两个触发电路。
2.根据权利要求1所述的数控与模拟混合驱动电路结构，其特征在于，所述驱动变压器的每个副边绕组包括副边绕组第一输出端和副边绕组第二输出端，其中一个副边绕组的第一输出端与另一个副边绕组的第二输出端互为同名端；每个所述触发电路包括用于连接所述驱动变压器的一个副边绕组第一输出端的触发电路第一输入端、用于连接相应副边绕组第二输出端的触发电路第二输入端，以及一个三极管；所述触发电路第一输入端和触发电路第二输入端之间连接有一个电阻；所述触发电路第一输入端通过一个电阻与所述三极管的集电极相连，所述触发电路第二输入端与所述三极管的基极相连；所述三极管的射极和基极之间串联有一个二极管，所述二极管的阳极与所述三极管的射极相连，所述二极管的阴极与所述三极管的基极相连；所述触发电路还包括通过一个电容连接所述三极管集电极的触发电路第一输出端和用于连接所述三极管射极的触发电路第二输出端；所述触发电路第一输出端和所述三极管的集电极之间还连接有一个二极管，所述二极管的阳极与所述触发电路第一输出端相连，所述二极管的阴极与所述三极管的集电极相连；所述触发电路第一输出端和触发电路第二输出端之间连接有一个电容。
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