CN214101849U - 一种驱动电路及其电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种驱动电路及其电子镇流器，该驱动电路具有输入级和输出级，所述输入级用于在其输出端提供用于输出级的驱动电压以及接收电子镇流器的中央控制单元输出的PWM控制信号，所述输入级与所述输出级之间连接有至少一组开关控制电路以及谐振电路，至少一组所述开关控制电路的输出端与所述谐振电路的输入端连接，每一组所述开关控制电路与所述中央控制单元之间连接有变压器、吸收缓冲电路。应用本实用新型的驱动电路可以解决电子镇流器选用国产的场效应管后如何设计驱动电路，使电子镇流器在工作状态正常，同时将场效应管的损耗降到最低，使其长时间工作其正常工作状态，满足了该领域产品国产化的要求。

Description

一种驱动电路及其电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种驱动电路以及应用于该电路的电子镇流器。

背景技术

在开关电源设计领域中，镇流器的选择，用电子镇流器来取代传统电感镇流器是绿色照明工程的一个重要措施。因为电子镇流器与电感镇流器相比，电子镇流器具有高功率因数、发光效率高、无频闪、无噪声、起动快速可靠、体积小、重量轻、节电效果显著等优点。

目前国内大功率(超1000W)的电子镇流器设计中关于金属氧化物半导体场效应管晶体管的驱动电路的设计上，其使用核心元器件场效应管目前都是采用较为昂贵的进口品牌的场效应管，根据目前市场竞争形势、供需配给及其他因素考虑，从电子产品使用物料上，选用廉价的国产场效应管替换昂贵的进口品牌不为一条好的出路。

由于场效应管在栅极上有一层金属氧化物膜，这个膜是绝缘的，用来电气隔离，使得栅极只能形成电场，不能通过直流电，因此是用电压控制的。在直流电气上，栅极和源极、漏极是断路。这层金属氧化物膜越薄：电场作用越好，坎压越小，相同栅极电压时导通能力越强。正是基于国产的场效应管对于此金属氧化物膜的使用相比较薄及其他制造技术特点，故造成国产的场效应管寄生电容相比较大，而场效应管用于控制大电流通断，经常被要求数十K乃至数M的开关频率，在这种用途中，栅极信号具有交流特征，频率越高，交流成分越大，寄生电容就能通过交流电流的形式通过电流，形成栅极电流，影响场效应管正常工作。另由于其场效应管本身消耗的电能、产生的热量不可忽视，在一定情况下甚至成为主要问题。为了追求频率的高速，需要强大的栅极驱动，由于场效应管的弱驱动信号瞬间变为高电平，但是为了“灌满”寄生电容需要时间，就会产生上升沿变缓，对开关频率形成重大威胁直至不能工作，反之上升沿较陡，容易被击穿，故需通过设计电路调整。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种可以解决电子镇流器选用国产的场效应管后如何设计驱动电路，使电子镇流器在工作状态正常，同时将场效应管的损耗降到最低，使其长时间工作其正常工作状态的驱动电路。

本实用新型的另一目的是提供一种包含上述驱动电路的电子镇流器。

为了实现上述主要目的，本实用新型提供的一种驱动电路，应用于电子镇流器，所述驱动电路具有输入级和输出级，所述输入级用于在其输出端提供用于输出级的驱动电压以及接收电子镇流器的中央控制单元输出的PWM控制信号，所述输入级与所述输出级之间连接有至少一组开关控制电路以及谐振电路，至少一组所述开关控制电路的输出端与所述谐振电路的输入端连接，每一组所述开关控制电路与所述中央控制单元之间连接有变压器、吸收缓冲电路，所述中央控制单元根据接收的电流对所述开关控制电路进行PWM控制，所述开关控制电路根据接收的PWM控制信号对所述谐振电路进行驱动，所述谐振电路与所述输出级连接。

进一步的方案中，第一组所述开关控制电路包括场效应管Q2，所述场效应管Q2的栅极、源极之间连接有稳压二极管D1。

更进一步的方案中，第二组所述开关控制电路包括场效应管Q4，所述场效应管Q4的栅极、源极之间连接有稳压二极管D3。

更进一步的方案中，第一个所述吸收缓冲电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D2、三级管Q1，所述电阻R1的第一端与所述电阻R2的第一端连接，所述电阻R1的第二端与所述二极管D2的正极连接，所述电阻R2的第二端与所述三级管Q1的基极连接，所述二极管D2的负极与所述三级管Q1的发射极连接，所述三级管Q1的发射极与所述场效应管Q2的栅极连接，且所述稳压二极管D1的负极连接在所述三级管Q1的发射极与所述场效应管Q2的栅极之间。

更进一步的方案中，第二个所述吸收缓冲电路包括电阻R3、电阻R4、二极管D4、三级管Q3，所述电阻R3的第一端与所述电阻R4的第一端连接，所述电阻R3的第二端与所述二极管D4的正极连接，所述电阻R4的第二端与所述三级管Q3的基极连接，所述二极管D4的负极与所述三级管Q3的发射极连接，所述三级管Q3的发射极与所述场效应管Q4的栅极连接，且所述稳压二极管D3的负极连接在所述三级管Q3的发射极与所述场效应管Q4的栅极之间。

更进一步的方案中，所述场效应管Q2的源极和漏极之间连接有吸收电容C2、电容C3。

更进一步的方案中，所述场效应管Q4的源极和漏极之间连接有吸收电容C11、电容C12。

更进一步的方案中，所述谐振电路包括电感L1、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9，所述电容C4、电容C6、电容C8 依次串联后构成第一等效电容组，所述电容C5、电容C7、电容C9依次串联后构成第二等效电容组，所述第一等效电容组与所述第二等效电容组并联后连接在所述电感L1的第二端与所述输出级之间，所述电感L1的第一端连接至所述场效应管Q2的漏极、所述场效应管Q4的源极。

更进一步的方案中，所述中央控制单元包括集成电路SG3525，所述集成电路SG3525为双通道驱动电路。

由此可见，本实用新型主要是通过在驱动信号端增加吸收缓冲电路，在场效应管端增加电阻、二极管及三极管可以提高场效应管的关断能力，通过在场效应管G、S增加稳压二极管来进行保护，同时在场效应管的D、 S端之间增加吸收电容，用来起阻尼作用，对场效应管起保护作用，还有均压的作用，可以保证串联管路的工作电压。

所以，本实用新型通过低廉的成本和简单的电路设计达到节省空间、降低成本、改善电路使用环境的需求；有助于降低电子镇流器的物料成本，规避供货市场风险，提高产品在市场上的竞争优势及生产产能。

为了实现上述另一目的，本实用新型提供的一种电子镇流器，包括上述的驱动电路。

附图说明

图1是本实用新型一种驱动电路实施例的电路原理图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

一种驱动电路实施例：

参见图1，本实用新型的一种驱动电路，应用于电子镇流器，驱动电路具有输入级和输出级，输入级用于在其输出端提供用于输出级的驱动电压以及接收电子镇流器的中央控制单元输出的PWM控制信号，输入级与输出级之间连接有至少一组开关控制电路以及谐振电路，至少一组开关控制电路的输出端与谐振电路的输入端连接，每一组开关控制电路与中央控制单元之间连接有变压器、吸收缓冲电路，中央控制单元根据接收的电流对开关控制电路进行PWM控制，开关控制电路根据接收的PWM控制信号对谐振电路进行驱动，谐振电路与输出级连接。

本实施例中设有两组开关控制电路，第一组开关控制电路与中央控制单元之间连接有变压器T1、第一个吸收缓冲电路，第二组开关控制电路与中央控制单元之间连接有变压器T2、第二个吸收缓冲电路，

在本实施例中，第一组开关控制电路包括场效应管Q2，场效应管Q2 的栅极、源极之间连接有稳压二极管D1。

其中，第一个吸收缓冲电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D2、三级管Q1，电阻R1的第一端与电阻R2的第一端连接后与变压器T1的二次侧连接，变压器T1的一次侧连接有电容C1，电阻R1的第二端与二极管 D2的正极连接，电阻R2的第二端与三级管Q1的基极连接，二极管D2 的负极与三级管Q1的发射极连接，三级管Q1的发射极与场效应管Q2的栅极连接，且稳压二极管D1的负极连接在三级管Q1的发射极与场效应管Q2的栅极之间。

在本实施例中，第二组开关控制电路包括场效应管Q4，场效应管Q4 的栅极、源极之间连接有稳压二极管D3。

其中，第二个吸收缓冲电路包括电阻R3、电阻R4、二极管D4、三级管Q3，电阻R3的第一端与电阻R4的第一端连接后与变压器T2的二次侧连接，变压器T2的一次侧连接有电容C10，电阻R3的第二端与二极管 D4的正极连接，电阻R4的第二端与三级管Q3的基极连接，二极管D4 的负极与三级管Q3的发射极连接，三级管Q3的发射极与场效应管Q4的栅极连接，且稳压二极管D3的负极连接在三级管Q3的发射极与场效应管Q4的栅极之间。

当然，为使场效应管在开通时间的上升沿比较陡，进而提高效率，在布线时驱动信号尽量通过双线接到场效应管的G、S端，同时连接尽量短。

作为优选，场效应管Q2的源极和漏极之间连接有吸收电容C2、电容 C3。

作为优选，场效应管Q4的源极和漏极之间连接有吸收电容C11、电容C12。

在本实施例中，谐振电路包括电感L1、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9，电容C4、电容C6、电容C8依次串联后构成第一等效电容组，电容C5、电容C7、电容C9依次串联后构成第二等效电容组，第一等效电容组与第二等效电容组并联后连接在电感L1的第二端与输出级之间，电感L1的第一端连接至场效应管Q2的漏极、场效应管Q4的源极。

在本实施例中，中央控制单元包括集成电路SG3525，集成电路SG3525 为双通道驱动电路。

其中，电容C1、C10为贴片电容；电容C2、C13为高压瓷片电容；电容C4、C5、C6、C7、C8、C9、C3、C12为薄膜电容；电阻R1、R2、 R3、R4为贴片电阻；二极管D1、D3为贴片稳压管；二极管D2、D4为贴片二极管；三级管Q1、Q3为贴片三极管；Q2、Q4为mosfet管。

由此可见，本实用新型主要是通过在驱动信号端增加吸收缓冲电路，在场效应管端增加电阻、二极管及三极管可以提高场效应管的关断能力，通过在场效应管G、S增加稳压二极管来进行保护。由于考虑到以上驱动电路设计后会增加新的风险，即增加吸收缓冲电路后由于漏感的电流变化也会产生感应电动势，这个感应电动势因为无法被次级耦合而箝位，电压会冲的很高。那么为了避免场效应管被电压击穿而损坏，故须通过在场效应管的G、S增加稳压二极管来进行保护，以此达到事半功倍的效果。同时在场效应管的D、S端之间增加吸收电容，用来起阻尼作用，对场效应管起保护作用，还有均压的作用，可以保证串联管路的工作电压。

所以，本实用新型通过低廉的成本和简单的电路设计达到节省空间、降低成本、改善电路使用环境的需求；有助于降低电子镇流器的物料成本，规避供货市场风险，提高产品在市场上的竞争优势及生产产能。

一种电子镇流器实施例：

本实用新型提供的一种电子镇流器，包括上述的驱动电路，还包括 EMI/RFI滤波电路、整流滤波电路、功率因数校正电路、中央控制单元， EMI/RFI滤波电路的输入端与市电连接，用于将来自市电的射频干扰和电磁干扰进行滤除，整流滤波电路用于将EMI/RFI滤波电路输出的高频交流电信号转换为高压直流电信号，功率因数校正电路用于对整流滤波电路输出的高压直流电信号进行功率因数校正，并产生稳定的直流电源输出至驱动电路的输入端，中央控制单元的输出端与驱动电路的控制端连接，用于输出PWM控制信号来调整驱动电路的输出电压。

由此可见，本实用新型的电子镇流器将市电交流输入依次通过 EMI/RFI滤波电路、整流滤波电路，再通过功率因数校正电路进行功率因数校正后得到的直流电，经过驱动电路后得到输出，在LC谐振后输出电压高端与输出电压低端之间增加高频干扰吸收电路，可以达到吸收高频干扰效果，能显著地提高产品工作稳定性。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驱动电路，应用于电子镇流器，其特征在于：

所述驱动电路具有输入级和输出级，所述输入级用于在其输出端提供用于输出级的驱动电压以及接收电子镇流器的中央控制单元输出的PWM控制信号，所述输入级与所述输出级之间连接有至少一组开关控制电路以及谐振电路，至少一组所述开关控制电路的输出端与所述谐振电路的输入端连接，每一组所述开关控制电路与所述中央控制单元之间连接有变压器、吸收缓冲电路，所述中央控制单元根据接收的电流对所述开关控制电路进行PWM控制，所述开关控制电路根据接收的PWM控制信号对所述谐振电路进行驱动，所述谐振电路与所述输出级连接。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：

第一组所述开关控制电路包括场效应管Q2，所述场效应管Q2的栅极、源极之间连接有稳压二极管D1。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于：

第二组所述开关控制电路包括场效应管Q4，所述场效应管Q4的栅极、源极之间连接有稳压二极管D3。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于：

第一个所述吸收缓冲电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D2、三级管Q1，所述电阻R1的第一端与所述电阻R2的第一端连接，所述电阻R1的第二端与所述二极管D2的正极连接，所述电阻R2的第二端与所述三级管Q1的基极连接，所述二极管D2的负极与所述三级管Q1的发射极连接，所述三级管Q1的发射极与所述场效应管Q2的栅极连接，且所述稳压二极管D1的负极连接在所述三级管Q1的发射极与所述场效应管Q2的栅极之间。

5.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于：

第二个所述吸收缓冲电路包括电阻R3、电阻R4、二极管D4、三级管Q3，所述电阻R3的第一端与所述电阻R4的第一端连接，所述电阻R3的第二端与所述二极管D4的正极连接，所述电阻R4的第二端与所述三级管Q3的基极连接，所述二极管D4的负极与所述三级管Q3的发射极连接，所述三级管Q3的发射极与所述场效应管Q4的栅极连接，且所述稳压二极管D3的负极连接在所述三级管Q3的发射极与所述场效应管Q4的栅极之间。

6.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于：

所述场效应管Q2的源极和漏极之间连接有吸收电容C2、电容C3。

7.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于：

所述场效应管Q4的源极和漏极之间连接有吸收电容C11、电容C12。

8.根据权利要求3至7任一项所述的驱动电路，其特征在于：

所述谐振电路包括电感L1、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9，所述电容C4、电容C6、电容C8依次串联后构成第一等效电容组，所述电容C5、电容C7、电容C9依次串联后构成第二等效电容组，所述第一等效电容组与所述第二等效电容组并联后连接在所述电感L1的第二端与所述输出级之间，所述电感L1的第一端连接至所述场效应管Q2的漏极、所述场效应管Q4的源极。

9.根据权利要求1至7任一项所述的驱动电路，其特征在于：

所述中央控制单元包括集成电路SG3525，所述集成电路SG3525为双通道驱动电路。

10.一种电子镇流器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的驱动电路。

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