CN214480253U - 一种隔离驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔离驱动电路，包括脉冲信号输出电路、第一电容、第一二极管、隔离驱动变压器、功率回路主开关管、整流电路和栅极驱动器，整流电路包括第二电容、第二二极管、第三二极管和第三电容；整流电路的整流电压值不受脉冲信号输出电路占空比影响，均能整流到脉冲信号输出电路的幅值电压；栅极驱动器的输出电压幅值不受输入电压幅值影响，当输入电压大于输入门槛值时均能输出整流电路同等的电压幅值，并能有效解决因占空比丢失而触发开关管误导通的问题。

Description

一种隔离驱动电路

技术领域

本实用新型涉及驱动电路技术领域，特别涉及隔离驱动电路。

背景技术

隔离驱动电路广泛应用于驱动悬浮地开关管，其作用是用来驱动主开关管的开通和关闭。许多行业的新发展对开关电源的设计提出了许多新的要求，如更高的输入电压，更宽的输入范围。特别是在某些新兴行业，如光伏新能源行业，对高输入电压，宽输入范围的开关电源需求量十分可观。而在设计宽输入的开关电源时，开关电源占空比的变化范围意味着输入电压的变化范围。占空比变化的大小直接决定了开关电源的输入范围和带载能力。

常用的隔离驱动电路如图1所示，其中C1是输入侧隔直电容，C2是输出侧电平转移电容，变压器T1是隔离驱动变压器，二极管D2与功率回路主开关管并联。

上述现有技术中存在的问题是：当脉冲信号失效时，电容C1上的电荷无法立刻释放，此自举电压加到隔离驱动变压器输入端，电容C1将与隔离驱动变压器发生振荡，随之电容C1两端的电压开始下降，隔离驱动变压器输入侧和隔离驱动变压器输出侧上的电压也逐渐减小。而电容C2两端的电压由于无快速放电回路，其上电压下降缓慢，这势必会使得输出电压Vout上升。当输出电压Vout上升到主开关管导通阀值时，将会导致主开关管误操作，这可能造成电源失效，甚至危害到操作人员的人身安全。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种隔离驱动电路，能有效解决因占空比丢失而触发主开关管误导通的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种隔离驱动电路，用于驱动功率回路主开关管的通断，包括脉冲信号输出电路、第一电容、隔离驱动变压器和功率回路主开关管；其特征在于：

还包括整流电路和栅极驱动器，脉冲信号输出电路的正输出端连接第一电容的一端，第一电容的另一端连接隔离驱动变压器原边绕组的同名端，隔离驱动变压器原边绕组的异名端连接脉冲信号输出电路的负输出端；隔离驱动变压器副边绕组的同名端连接整流电路的正输入端，隔离驱动变压器副边绕组的异名端连接整流电路的负输入端，整流电路的正输出端连接栅极驱动器的正供电端，整流电路的负输出端连接栅极驱动器的负供电端，栅极驱动器的输入端连接隔离驱动变压器副边绕组的同名端，栅极驱动器的输出端连接功率回路主开关管的正输入端，功率回路主开关管的负输入端连接隔离驱动变压器副边绕组的异名端。

作为上述一种隔离驱动电路的一种具体实施方式，其特征在于：所述的整流电路包括第二电容、第二二极管、第三二极管和第三电容；隔离驱动变压器副边绕组的同名端连接第二电容的一端，第二电容的另一端连接第二二极管的阴极和第三二极管的阳极，第三二极管的阴极连接第三电容的一端和栅极驱动器的正供电端，隔离驱动变压器副边绕组的异名端连接第二二极管的阳极、第三电容的另一端和栅极驱动器的负供电端。

优选的，上述隔离驱动电路还包括第一二极管，第一二极管的阴极连接脉冲信号输出电路的正输出端，第一二极管的阳极连接隔离驱动变压器原边绕组的同名端。

一种隔离驱动电路，用于驱动功率回路主开关管的通断，其特征在于：包括脉冲信号输出电路、隔离驱动变压器、功率回路主开关管、栅极驱动器、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管和第三二极管；

脉冲信号输出电路的正输出端连接第一电容的一端和第一二极管的阴极，第一电容的另一端和第一二极管的阳极连接隔离驱动变压器原边绕组的同名端，隔离驱动变压器原边绕组的异名端连接脉冲信号输出电路的负输出端；隔离驱动变压器副边绕组的同名端连接第二电容的一端和栅极驱动器的输入端，隔离驱动变压器副边绕组的异名端连接第二二极管的阳极、第三电容的一端、栅极驱动器的负供电端和功率回路主开关管的负输入端；第二电容的另一端连接第二二极管的阴极和第三二极管的阳极，第三二极管的阴极连接第三电容的另一端和栅极驱动器的正供电端，栅极驱动器的输出端连接功率回路主开关管的正输入端。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型通过隔离驱动变压器副边绕组相连的整流电路，达到了整流电压值不受脉冲信号输出电路占空比影响，均能整流到脉冲信号输出电路的幅值电压的效果；

2、本实用新型通过增加栅极驱动器，使输出电压幅值不受输入电压幅值影响，输入电压大于输入门槛值时，均能达到输出整流电路同等的电压幅值的效果；

3、本实用新型通过第一二极管，起到了防止电容C1和隔离驱动变压器T1发生震荡而导致主开关误导通的作用；

4、当脉冲信号输出电路占空比丢失时，隔离驱动变压器副边绕组的同名端同样为低电平，栅极驱动器输入电压没达到输入高门槛值，所以不会存在误导通的问题。

附图说明

图1为现有公知技术的隔离驱动电路原理图；

图2为本实用新型一种隔离驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

具体实施例

图2为本实用新型一种隔离驱动电路的电路原理图，一种隔离驱动电路，用于驱动功率回路主开关管的通断，其特征在于：包括脉冲信号输出电路、隔离驱动变压器T1、功率回路主开关管、栅极驱动器IC1、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1、二极管D2和二极管D3；

脉冲信号输出电路的正输出端与电容C1的一端和二极管D1的阴极连接，电容C1的另一端和二极管D1的阳极连接隔离驱动变压器T1原边绕组的同名端，隔离驱动变压器T1原边绕组的异名端连接脉冲信号输出电路的负输出端；隔离驱动变压器T1副边绕组的同名端连接电容C2的一端和栅极驱动器IC1的输入端，隔离驱动变压器T1副边绕组的异名端连接二极管D2的阳极、电容C3的一端、栅极驱动器IC1的负供电端和功率回路主开关管的负输入端；电容C2的另一端连接二极管D2的阴极和二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接电容C3的另一端和栅极驱动器IC1的正供电端，栅极驱动器IC1的输出端连接功率回路主开关管的正输入端。

本实用新型隔离驱动电路的工作原理为：

当原边脉冲信号为高电平V1时，给电容C1充电，同时一部分电压给隔离驱动变压器T1原边正向励磁，在稳态条件下电容C1的电压为，电压方向左正右负，D为原边脉冲信号占空比，隔离驱动变压器T1原边的电压为，电压方向上正下负。当原边脉冲信号为低电平0V时，电容C1电压加到隔离驱动变压器T1原边反向励磁，方向上负下正，同时该电压耦合到隔离驱动变压器T1副边，方向上负下正，该电压通过二极管D2加到电容C2两端，又因为二极管D3的反向隔断作用，使得电容C2的电压等于电容C1的电压，该电压为(假设隔离驱动变压器匝比为1)。如上所述当原边脉冲信号为高电平V1时，隔离驱动变压器T1原边的电压为，隔离驱动变压器T1副边的电压为，由上面的论述所知电容C2的电压为，所以二极管D2两端的电压为，该电压通过二极管D3加到电容C3，使得电容C3上的电压为V1。栅极驱动器IC1的供电接到电容C3两端，故栅极驱动器IC1的供电电压为V1，由上所述当原边脉冲信号为高电平V1时，隔离驱动变压器T1的正端电压为，通过式子可知，隔离驱动变压器T1的正端电压随着占空比D的增大会逐渐减少，以栅极驱动器IC1输入高门槛值为2V，原边脉冲信号高电平为12V为例，其占空比高达0.8时仍能超过栅极驱动器IC1输入高门槛值，栅极驱动器IC1输出电压幅值仍为12V。

当原边脉冲信号丢失时或持续为0V时，隔离驱动变压器T1原边正端被二极管D1钳位到0.7V，由于变压器耦合作用，隔离驱动变压器T1副边正端同样为0.7V，0.7V小于2V，固然栅极驱动器IC1输出为0V。所以该电路能有效解决常用隔离驱动电路因占空比丢失而导致开关管误开通问题。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型中具体实施电路还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种隔离驱动电路，用于驱动功率回路主开关管的通断，包括脉冲信号输出电路、第一电容、隔离驱动变压器和功率回路主开关管；其特征在于：

还包括整流电路和栅极驱动器，脉冲信号输出电路的正输出端连接第一电容的一端，第一电容的另一端连接隔离驱动变压器原边绕组的同名端，隔离驱动变压器原边绕组的异名端连接脉冲信号输出电路的负输出端；隔离驱动变压器副边绕组的同名端连接整流电路的正输入端，隔离驱动变压器副边绕组的异名端连接整流电路的负输入端，整流电路的正输出端连接栅极驱动器的正供电端，整流电路的负输出端连接栅极驱动器的负供电端，栅极驱动器的输入端连接隔离驱动变压器副边绕组的同名端，栅极驱动器的输出端连接功率回路主开关管的正输入端，功率回路主开关管的负输入端连接隔离驱动变压器副边绕组的异名端。

2.根据权利要求1所述的一种隔离驱动电路，其特征在于：所述的整流电路包括第二电容、第二二极管、第三二极管和第三电容；隔离驱动变压器副边绕组的同名端连接第二电容的一端，第二电容的另一端连接第二二极管的阴极和第三二极管的阳极，第三二极管的阴极连接第三电容的一端和栅极驱动器的正供电端，隔离驱动变压器副边绕组的异名端连接第二二极管的阳极、第三电容的另一端和栅极驱动器的负供电端。

3.根据权利要求1所述的一种隔离驱动电路，其特征在于：还包括第一二极管，第一二极管的阴极连接脉冲信号输出电路的正输出端，第一二极管的阳极连接隔离驱动变压器原边绕组的同名端。

4.一种隔离驱动电路，用于驱动功率回路主开关管的通断，其特征在于：包括脉冲信号输出电路、隔离驱动变压器、功率回路主开关管、栅极驱动器、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管和第三二极管；

脉冲信号输出电路的正输出端连接第一电容的一端和第一二极管的阴极，第一电容的另一端和第一二极管的阳极连接隔离驱动变压器原边绕组的同名端，隔离驱动变压器原边绕组的异名端连接脉冲信号输出电路的负输出端；隔离驱动变压器副边绕组的同名端连接第二电容的一端和栅极驱动器的输入端，隔离驱动变压器副边绕组的异名端连接第二二极管的阳极、第三电容的一端、栅极驱动器的负供电端和功率回路主开关管的负输入端；第二电容的另一端连接第二二极管的阴极和第三二极管的阳极，第三二极管的阴极连接第三电容的另一端和栅极驱动器的正供电端，栅极驱动器的输出端连接功率回路主开关管的正输入端。

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