CN206442293U - 改善轻载工作模式emc的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路，包括整流电路、分压电路、运算放大器、三极管、变压器、开关管、第一电阻和第二电阻；整流电路与运算放大器的同相输入端连接；分压电路与运算放大器的反相输入端连接；运算放大器的输出端与三极管的基极连接；三极管的发射极接地，三极管的集电极与第二电阻的第一端连接，三极管的发射极与第二电阻的第二端连接；第二电阻的第一端与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与开关管连接；开关管与变压器连接。本实用新型在开关电源轻载工作时通过减慢开关管的关断速度，有效降低了漏源极的电压尖峰，大大改善了开关电源的EMC性能。

Description

改善轻载工作模式EMC的驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及开关电源领域。

背景技术

开关电源工作时开关管处于高频(几百KHz)的开关状态，高频的开关状态由高频的驱动电压来实现，当驱动电压为高电平时开关管导通，驱动电压为低电平时开关管关断，而开关管在关断时漏源极会产生较高的瞬态电压尖峰，驱动电压放电(由高电平变为低电平)的速度越快，开关管关断的速度越快，那么漏源极的瞬态电压尖峰越大，电源的EMC越差，而开关损耗越小，虽然这时开关电源工作在满载时效率较高，但实际应用中开关电源往往只工作在半载以下，因此解决这种情况下的EMC问题显得尤为重要。

因此，现有技术中的缺陷是，现有的开关电源为了追求满载工作时的高效率，经常通过加快开关管的开关速度来减小开关损耗，但带来的问题是EMC较差，而实际应用中开关电源经常只在半载或半载以下工作，因此，现有的开关电源在轻载工作时，不能改善EMC问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路，采用了在三极管处连接一电阻的相关设置，在开关电源轻载工作时通过减慢开关管的关断速度，有效降低了漏源极的电压尖峰，大大改善了开关电源的EMC性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

本实用新型提供一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路，包括：

整流电路、分压电路、运算放大器、三极管、变压器、开关管、第一电阻和第二电阻；

所述整流电路与所述运算放大器的同相输入端连接；

所述分压电路与所述运算放大器的反相输入端连接；

所述运算放大器的输出端与所述三极管的基极连接；

所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述第二电阻的第一端连接，所述三极管的发射极与所述第二电阻的第二端连接；

所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述开关管连接；

所述开关管与所述变压器连接。

本实用新型的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其技术方案是，当开关电源在满载或重载时流经变压器的电流较大，输入的电压较高，这时运放(运算放大器)的同相输入端电压大于反相输入端电压，运放输出高电平，三极管饱和导通，开关管的驱动电压在关断放电时不经过第二电阻，而是直接由三极管到地，放电速度很快，即开关管的关断速度较快；当开关电源在轻载时流经变压器的电流很小，相应的输入端的电压很低，这时运放的同相输入端电压小于反相输入端电压，运放输出低电平，三极管截止关断，开关管的驱动电压在关断放电时需要经过第二电阻，放电速度较慢，即减缓了开关管的关断速度，从而实现改善轻载时开关电源的EMC问题。

本实用新型提供的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，在开关电源轻载工作时通过减慢开关管的关断速度，有效降低了漏源极的电压尖峰，大大改善了开关电源的EMC性能。

进一步地，还包括驱动电路，所述驱动电路的一端与所述第二电阻的第一端连接，所述驱动电路的另一端与所述第一电阻的第一端连接。

进一步地，还包括限流电阻，所述限流电阻串联在所述运算放大器的输出端和所述三极管之间。

进一步地，所述开关管为N沟道增强型开关管。

进一步地，所述第一电阻连接在所述N沟道增强型开关管G端的近端。

进一步地，所述N沟道增强型开关管G端与所述变压器之间串联一个第三电阻。

进一步地，所述变压器为互感器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出了本实用新型第一实施例所提供的一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路的电路图；

图2示出了本实用新型第二实施例所提供的一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路中的智能语音提醒系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一

图1示出了本实用新型第一实施例所提供的一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路的电路图；如图1所示，本实用新型实施例一提供的一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路，包括：

整流电路、分压电路、运算放大器N1、三极管VT1、变压器T1、开关管VM1、第一电阻R11和第二电阻R10；

整流电路与运算放大器N1的同相输入端连接；

具体地，整流电路由二极管VD1和电容C1组成；

分压电路与运算放大器N1的反相输入端连接；

具体地，分压电路包括R3和R4；

运算放大器N1的输出端与三极管VT1的基极连接；

还包括限流电阻R6，限流电阻R6串联在运算放大器N1的输出端和三极管VT1之间；

三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极与第二电阻R10的第一端连接，三极管VT1的发射极与第二电阻R10的第二端连接；

第二电阻R10的第一端与第一电阻R11的第一端连接，第一电阻R11的第二端与开关管VM1连接；

开关管VM1与变压器T1连接。

本实用新型的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其技术方案是，该电路结构的核心器件为运放N1和三极管VT1，图1中的电路是用主芯片的参考电压VREF为运放N1供电，也可以用VCC为运放N1供电，同时将运放N1的供电电压VREF经过分压电路中电阻R3和R4分压作为运放N1的基准连接到反相输入端，CS的电压经整流电路中的二极管VD1和电容C1整流和稳压后，由方波电压变成直流电压，作为输入连接到运放N1的同相输入端，当同相输入端的电压高于反相输入端的电压时运放N1输出高电平(输出的电压略低于运放N1的供电电压)，反之输出低电平(约为0V)，运放N1的输出通过一个限流电阻R6连接到三极管VT1的基极，当运放N1的输出为高电平时足以使三极管VT1饱和导通，三极管VT1的集电极相当于接地，当运放N1的输出为低电平时三极管VT1截止关断。

当开关电源在满载或重载时流经变压器T1的电流较大，输入的电压较高，这时运放N1(运算放大器N1)的同相输入端电压大于反相输入端电压，运放N1输出高电平，三极管VT1饱和导通，开关管VM1的驱动电压在关断放电时不经过第二电阻R10，而是直接由三极管VT1到地，放电速度很快，即开关管VM1的关断速度较快；当开关电源在轻载时流经变压器T1的电流很小，相应的输入端的电压很低，这时运放N1的同相输入端电压小于反相输入端电压，运放N1输出低电平，三极管VT1截止关断，开关管VM1的驱动电压在关断放电时需要经过第二电阻R10，放电速度较慢，即减缓了开关管VM1的关断速度，从而实现改善轻载时开关电源的EMC问题。

本实用新型提供的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，在开关电源轻载工作时通过减慢开关管VM1的关断速度，有效降低了漏源极的电压尖峰，大大改善了开关电源的EMC性能。

优选地，还包括驱动电路，驱动电路的一端与第二电阻R10的第一端连接，驱动电路的另一端与第一电阻R11的第一端连接。

具体地，驱动电路中的三极管VT2的发射极与三极管VT3的发射极连接，三极管VT3的集电极与第二电阻R10的第一端连接，三极管VT2的发射极与第一电阻R11的第一端连接。

驱动电路的作用是增强驱动能力，驱动电路的设置可使开关电源适用于大功率场所。

优选地，开关管VM1为N沟道增强型开关管VM1。

增强型开关管VM1具有应用方便的“常闭”特性，即驱动信号为零时，输出电流为零；增强型开关管VM1主要具备较大的安全工作区，良好的散热性和开关速度；增强型开关管VM1分为N沟道增强型开关管VM1和P沟道增强型开关管VM1；在开关电源中，采用N沟道增强型开关管VM1，N沟道增强型开关管VM1是一种电压控制元件，驱动电路设计比较简单；开关管VM1中大都集成有阻尼二极管，体积小，重量轻；而且开关管VM1存储时间不受限制，不会热击穿，因此，本实用新型中采用N沟道增强型开关管VM1，可以保证电路工作的稳定性。

优选地，第一电阻R11连接在N沟道增强型开关管VM1的G端的近端。

第一电阻R11的作用是减缓开关管的导通，但因为开关管VM1的输入阻抗很高，驱动阻抗必须很低，为了防止电路发生正反馈自激振荡，将第一电阻R11尽量靠近开关管VM1的G端，可以消除寄生振荡。

另外，还可以在N沟道增强型开关管VM1的G端的近端连接一小磁环。

更优选地，N沟道增强型开关管VM1的G端与变压器T1之间串联一个第三电阻R12。

因为开关管VM1的栅极G端的电压大都为10～20V，所以在N沟道增强型开关管VM1的G端与变压器T1之间串联一个第三电阻R12，可加速开关管VM1的关断。

优选地，变压器T1为互感器。

互感器分为电流互感器和电压互感器，通过互感器将大电流变成小电流，将高电压变成低电压，用于测量CS端输入的电压。

实施例二

开关电源可以在一定程度内进行超负荷的运作。但超过一定的值后，开关电源将自动关断。但对于一般用户而言，并不能准确的知晓是由于功率过载导致的开关电源的关断，仅能直观的观察到个人电脑突然关机，不便于用户的使用。尤其是在用户的开关电源功率与个人电脑不匹配时，会造成个人电脑反复自动关机。因此，在使用本实用新型中的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，在改善EMC的同时，当开关电源还存在故障或是异常情况时，不能及时为使用者提醒，保证不了开关电源的正常安全工作状态。

因此，基于实施例一，图2示出了本实用新型第二实施例所提供的一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路中的智能语音提醒系统10的示意图，如图2所示，实施例二中的智能语音提醒系统10，包括：

智能语音提醒系统10包括开关电源检测模块101、语音控制芯片102以及扬声器103；

开关电源检测模块101与开关电源的若干输出端连接，获取开关电源的输出端信号；

开关电源检测模块101与语音控制芯片102连接，传输输出端信号；

语音控制芯片102与扬声器103连接；语音控制芯片102获取输出端信号，根据预设的开关电源运行状态判断标准，控制扬声器103播放相应的提示音。

优选地，语音控制芯片102内还可以存储有预先设置的若干提示音音频。在检测到相应的开关电源故障后，调用相对应的提示音音频完成提醒功能。例如，当检测到开关电源过载时，调用提示音音频，控制扬声器103500播放：当前开关电源过载的音频。

优选地，语音控制芯片102具体可以使用现有常用的，具有一定运算能力及控制能力的IC。当然，报警的方式也可以不限于声音报警，可以包括例如灯光报警，或者两种方式的结合。需要使用灯光报警时，增添一LED灯及其相应的驱动电路即可。

通过设置开关电源检测模块101，检测开关电源的具体运行状态。在开关电源运行不正常(例如辅助电压不正常、无输出电压)时，由语音控制芯片102控制扬声器103输出相对应的提示音，从而主动的提示用户当前开关电源存在的问题，方便用户的使用。增加智能语音提醒系统10，可以辅助开关电源的正常工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其特征在于，包括：

整流电路、分压电路、运算放大器、三极管、变压器、开关管、第一电阻和第二电阻；

所述整流电路与所述运算放大器的同相输入端连接；

所述分压电路与所述运算放大器的反相输入端连接；

所述运算放大器的输出端与所述三极管的基极连接；

所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述第二电阻的第一端连接，所述三极管的发射极与所述第二电阻的第二端连接；

所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述开关管连接；

所述开关管与所述变压器连接。

2.根据权利要求1所述的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其特征在于，

还包括驱动电路，所述驱动电路的一端与所述第二电阻的第一端连接，所述驱动电路的另一端与所述第一电阻的第一端连接。

3.根据权利要求1所述的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其特征在于，

还包括限流电阻，所述限流电阻串联在所述运算放大器的输出端和所述三极管之间。

4.根据权利要求1所述的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其特征在于，

所述开关管为N沟道增强型开关管。

5.根据权利要求4所述的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其特征在于，

所述第一电阻连接在所述N沟道增强型开关管G端的近端。

6.根据权利要求4所述的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其特征在于，

所述N沟道增强型开关管G端与所述变压器之间串联一个第三电阻。

7.根据权利要求1所述的改善轻载工作模式EMC的驱动电路，其特征在于，

所述变压器为互感器。