CN216625577U

CN216625577U - 一种防倒灌半桥次级驱动电路

Info

Publication number: CN216625577U
Application number: CN202122979227.3U
Authority: CN
Inventors: 马凝; 吴承龙; 毛军; 何文; 胡炜
Original assignee: CETC 43 Research Institute
Current assignee: CETC 43 Research Institute
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2031-11-26

Abstract

本实用新型公开了开关电源领域的一种防倒灌半桥次级驱动电路，包括半桥次级变压器绕组T1、隔离驱动单元，半桥次级变压器绕组T1的中间抽头通过电阻R7引出输出端OUT+，其异名端与同名端分别连接有第一电压检测单元、第二电压检测单元，第一、第二电压检测单元的输出端分别连接隔离驱动单元的第一输入端与第二输入端；半桥次级变压器绕组T1的异名端与隔离驱动单元的第一输出端之间连接有第一功率单元，同名端与隔离驱动单元的第二输出端之间连接有第二功率单元；第一、第二电压检测单元的输出均为高电平时，第一功率单元与第二功率单元关断。本实用新型可解决由于多次重复启动出现的电源输出电流倒灌的问题。

Description

一种防倒灌半桥次级驱动电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，具体是一种防倒灌半桥次级驱动电路。

背景技术

开关电源作为系统二次电源的DC/DC变换器广泛应用于航天、航空、船舶、兵器、电子、铁路、通信、医疗电子、工业自动化设备等军民用电子系统中。在开关电源设计中，由于输出端大多会设计滤波电容，或在应用中增加了容性负载，正常工作时输出端的电容两端会产生电压，如果电路开通/关断间隔的速度过快，输出端的电容来不及把电放完就再次将电路导通，就会发生电流倒灌，造成产品烧毁，因此申请人提供一种防倒灌半桥次级驱动电路，可以有效地提高电源模块的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种防倒灌半桥次级驱动电路，通过监测功率MOS管漏极电压防止输出电流倒灌，用于解决由于多次重复启动出现的电源输出电流倒灌的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种防倒灌半桥次级驱动电路，包括半桥次级变压器绕组T1、隔离驱动单元，半桥次级变压器绕组T1的中间抽头通过电阻R7引出输出端OUT+，其异名端与同名端分别连接有第一电压检测单元、第二电压检测单元，第一、第二电压检测单元的输出端分别连接所述隔离驱动单元的第一输入端与第二输入端；所述半桥次级变压器绕组T1的异名端与隔离驱动单元的第一输出端之间连接有第一功率单元，同名端与隔离驱动单元的第二输出端之间连接有第二功率单元；所述第一、第二电压检测单元的输出均为高电平时，所述第一功率单元与第二功率单元关断。

作为本实用新型的改进方案，所述隔离驱动单元包括驱动器U1与隔离驱动电路，隔离驱动电路连接驱动器U1的第一使能端ENA与第二使能端ENB。

作为本实用新型的改进方案，所述第一电压检测单元与第二电压检测单元结构相同。

作为本实用新型的改进方案，所述第一电压检测单元包括电阻R1、R2，电阻R1的第一端连接在半桥次级变压器绕组T1的异名端，第二端连接电阻R2的第一端以及驱动器U1的第一输入端INA，电阻R2的第二端接输出地；所述第二电压检测单元包括电阻R3、R4，电阻R3的第一端连接在半桥次级变压器绕组T1的同名端，第二端连接电阻R4的第一端以及驱动器U1的第二输入端INB，电阻R4的第二端接输出地。

作为本实用新型的改进方案，所述第一功率单元与第二功率单元结构相同。

作为本实用新型的改进方案，所述第一功率单元包括功率MOS管Q1与电阻R5，所述功率MOS管Q1的漏极连接半桥次级变压器绕组T1的异名端，栅极连接电阻R5的第一端以及驱动器U1的第一输出端OUTA，源极以及电阻R5的第二输出端接输出地；所述第二功率单元包括功率MOS管Q2与电阻R6，所述功率MOS管Q2的漏极连接半桥次级变压器绕组T1的同名端，栅极连接电阻R6的第一端以及驱动器U1的第二输出端OUTB，源极以及电阻R6的第二输出端接输出地。

有益效果：本实用新型提供的一种防倒灌半桥次级驱动电路，隔离驱动单元的驱动器经过电压监测单元对半桥次级变压器绕组上的电压进行分压，产生相应的高低电平。经过隔离驱动电路产生使能信号，根据驱动器的逻辑关系产生功率单元的驱动信号，控制功率单元的导通或关断。当输出电流有倒灌趋势时，通过各单元之间逻辑关系的配合，将功率单元关断，实现防倒灌功能。整个电路原理结构简单，功耗小，可靠性高，电路的适用性高。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

图中：1-第一电压检测单元；1’-第二电压检测单元；2-第一功率单元；2’-第二功率单元；3-隔离驱动单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种防倒灌半桥次级驱动电路，包括半桥次级变压器绕组T1、隔离驱动单元，半桥次级变压器绕组T1的中间抽头通过电阻R7引出输出端OUT+，其异名端与同名端分别连接有第一电压检测单元1、第二电压检测单元1’，第一、第二电压检测单元的输出端分别连接隔离驱动单元3的第一输入端与第二输入端；半桥次级变压器绕组T1的异名端与隔离驱动单元3的第一输出端之间连接有第一功率单元2，同名端与隔离驱动单元3的第二输出端之间连接有第二功率单元2’。

第一电压检测单元1与第二电压检测单元1’用于从半桥次级变压器绕组T1上的电压进行分压取样，从而产生对应的高低电平到隔离驱动单元，使得隔离驱动单元产生驱动第一功率单元2、第二功率单元2’的驱动信号，控制第一、第二功率单元的通断。假定输出端OUT+与输出地之间连接一个容值很大的电容，电路正常工作后关断，但是电容两端的电压依然近似等于输出电压，此时第一电压检测单元1、第二电压检测单元1’从半桥次级变压器绕组T1处检测的电位为高电平，驱动隔离单元对该高电平信号进行处理后输出低电平，控制第一功率单元2与第二功率单元2’的关断，此时则电路若短时间内重新启动，由于第一功率单元2与第二功率单元2’的关断，半桥次级变压器绕组T1不工作，则可有效避免发生电流倒灌现象。

如图2所示，在一些实施例中，隔离驱动单元包括驱动器U1与隔离驱动电路，隔离驱动电路连接驱动器U1的第一使能端ENA与第二使能端ENB。当第一使能端ENA、第二使能端ENB均为低电平时，无论第一电压检测单元、第二电压检测单元的输入为高电平或低电平，驱动器U1的输出均为低电平。仅在第一使能端ENA、第二使能端ENB均为高电平时，驱动器U1的输出状态与输入状态相反。

作为优选的实施例，第一电压检测单元与第二电压检测单元结构相同。在一些实施例中，第一电压检测单元包括电阻R1、R2，电阻R1的第一端连接在半桥次级变压器绕组T1的异名端，第二端连接电阻R2的第一端以及驱动器U1的第一输入端INA，电阻R2的第二端接输出地。第二电压检测单元包括电阻R3、R4，电阻R3的第一端连接在半桥次级变压器绕组T1的同名端，第二端连接电阻R4的第一端以及驱动器U1的第二输入端INB，电阻R4的第二端接输出地。在其他实施例中，第一电压检测单元与第二电压检测单元的结构也可以不同，能够从半桥次级变压器绕组T1的同名端、异名端检测到电压均可。

优选的，第一功率单元与第二功率单元结构相同。第一功率单元包括功率MOS管Q1与电阻R5，功率MOS管Q1的漏极连接半桥次级变压器绕组T1的异名端，栅极连接电阻R5的第一端以及驱动器U1的第一输出端OUTA，源极以及电阻R5的第二输出端接输出地；第二功率单元包括功率MOS管Q2与电阻R6，功率MOS管Q2的漏极连接半桥次级变压器绕组T1的同名端，栅极连接电阻R6的第一端以及驱动器U1的第二输出端OUTB，源极以及电阻R6的第二输出端接输出地。

在隔离驱动单元3中，当驱动器U1的使能端ENA、ENB均为高电平时，驱动器U1输出端OUTA、OUTB的输出分别与驱动器U1的输入端INA、INB反相。则当驱动器U1的输入端INA、INB为高电平时，驱动器U1输出端OUTA、OUTB的输出为低电平，可控制第一功率单元2、第二功率单元2’的关断。驱动器U1的输入端INA通过电压监测单元1中的电阻R1、电阻R2向半桥次级变压器绕组T1的异名端采样，根据半桥次级变压器绕组T1异名端的电压状态产生相应的逻辑电平。同理，驱动器U1的输入端INB通过电压监测单元1’中的电阻R3、电阻R4向半桥次级变压器绕组T1的同名端采样，根据半桥次级变压器绕组T1同名端的电压状态产生相应的逻辑电平。当驱动器U1的第一输入端INA、第二输入端INB不同时为高电平时，驱动器U1结合使能端ENA、ENB的输入在第一输出端OUTA、第二输出端OUTB输出对应的逻辑电平。

驱动器U1的第一输出端OUTA、第二输出端OUTB分别与功率MOS管Q1、Q2的栅极相连，为功率MOS管Q1、Q2提供驱动。如果在OUT+与输出地之间接一个容值很大的电容，电路正常工作一段时间后关断，由于电容两端电压不能突变，此时输出端电容两端电压仍等于输出电压，此时若电路再次启动，则会发生电流倒灌现象。但在电路已关断时，半桥次级变压器绕组T1上的电位处处相等且近似等于输出电压，电平为高电平，则第一电压检测单元1与第二电压检测单元1’输出到驱动器U1的第一输入端INA、第二输入端INB的电平为高.由前述驱动器U1的逻辑关系，此时如果驱动器U1的第一使能端ENA、第二使能端ENB为低电平，则驱动器U1的第一输出端OUTA、第二输出端OUTB的输出为零，功率MOS管Q1、Q2不导通。如果驱动器U1的第一使能端ENA、第二使能端ENB为高电平，则由于第一输入端INA、第二输入端INB的电平为高，驱动器U1的第一输出端OUTA、第二输出端OUTB的输出依然为低电平，功率MOS管Q1、Q2不导通。

因此，若电路重新开始工作，无论驱动器U1的第一使能端ENA、第二使能端ENB的电平逻辑如何，由于功率MOS管Q1、Q2均不导通，半桥次级电路不工作，因此可以有效防止电流倒灌。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims

1.一种防倒灌半桥次级驱动电路，包括半桥次级变压器绕组T1、隔离驱动单元，半桥次级变压器绕组T1的中间抽头通过电阻R7引出输出端OUT+，其特征在于，其异名端与同名端分别连接有第一电压检测单元、第二电压检测单元，第一、第二电压检测单元的输出端分别连接所述隔离驱动单元的第一输入端与第二输入端；所述半桥次级变压器绕组T1的异名端与隔离驱动单元的第一输出端之间连接有第一功率单元，同名端与隔离驱动单元的第二输出端之间连接有第二功率单元；所述第一、第二电压检测单元的输出均为高电平时，所述第一功率单元与第二功率单元关断。

2.根据权利要求1所述的一种防倒灌半桥次级驱动电路，其特征在于，所述隔离驱动单元包括驱动器U1与隔离驱动电路，隔离驱动电路连接驱动器U1的第一使能端ENA与第二使能端ENB。

3.根据权利要求2所述的一种防倒灌半桥次级驱动电路，其特征在于，所述第一电压检测单元与第二电压检测单元结构相同。

4.根据权利要求3所述的一种防倒灌半桥次级驱动电路，其特征在于，所述第一电压检测单元包括电阻R1、R2，电阻R1的第一端连接在半桥次级变压器绕组T1的异名端，第二端连接电阻R2的第一端以及驱动器U1的第一输入端INA，电阻R2的第二端接输出地；所述第二电压检测单元包括电阻R3、R4，电阻R3的第一端连接在半桥次级变压器绕组T1的同名端，第二端连接电阻R4的第一端以及驱动器U1的第二输入端INB，电阻R4的第二端接输出地。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种防倒灌半桥次级驱动电路，其特征在于，所述第一功率单元与第二功率单元结构相同。

6.根据权利要求5所述的一种防倒灌半桥次级驱动电路，其特征在于，所述第一功率单元包括功率MOS管Q1与电阻R5，所述功率MOS管Q1的漏极连接半桥次级变压器绕组T1的异名端，栅极连接电阻R5的第一端以及驱动器U1的第一输出端OUTA，源极以及电阻R5的第二输出端接输出地；所述第二功率单元包括功率MOS管Q2与电阻R6，所述功率MOS管Q2的漏极连接半桥次级变压器绕组T1的同名端，栅极连接电阻R6的第一端以及驱动器U1的第二输出端OUTB，源极以及电阻R6的第二输出端接输出地。