CN218526223U - 一种开关电源的同步整流驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种开关电源的同步整流驱动电路，属于开关电源技术领域。所述变压器副边绕组的两端分别为同名端和异名端；所述异名端与第一电阻一端连接；所述第一电阻的另一端与第一NPN型三极管的基极连接，所述第一NPN型三极管的集电极与异名端连接；所述第一NPN型三极管的发射极与第一N沟道MOS管的栅极连接，所述第一N沟道MOS管的漏极与同名端连接；所述同名端与第二电阻一端连接；所述第二电阻的另一端与第二NPN型三极管的基极连接，所述第二NPN型三极管的集电极与同名端连接。本驱动电路适应电源模块宽输入电压范围工作，防止原副边共通现象。

Description

一种开关电源的同步整流驱动电路

技术领域

本实用新型属于开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源的同步整流驱动电路。

背景技术

开关电源以效率高、体积小，从而取代传统的线性电源而被广泛使用。在开关电源中，以电源模块的功率密度最高。而提高功率密度，即要提高转换效率。一种有效提高电源模块效率的方法，是采用同步整流技术，即用场效应管替代传统的二极管整流方式，场效应管需要驱动信号进行驱动，因此，需要增加驱动电路。

而现有的驱动技术主要有以下三种方式

1.自驱动同步整流技术，采用次级绕组直接对功率开关管进行驱动，此技术不能适应宽的输入电压范围，且驱动信号电压会随着输入电压变化而变化，在一定范围内波动，可能造成功率开关管的损坏。

2.采用集成驱动芯片进行驱动的方式，芯片需要专门的辅助供电电路，增加了元器件数量，即增加了电路板的占用空间，又增加了成本，不便于集成，提高功率密度。

3.取原边驱动信号进入隔离传输芯片，到次级输出信号，作为驱动电路的输入信号，隔离传输芯片本身存在延时，造成次边开关管不能及时打开，造成效率损失。且由于时延的存在，可能造成原副边共通，及次边共通现象发生。

因此需要一种可以新的驱动电路，以克服上述开关电源驱动技术所带来的技术缺点。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种开关电源的同步整流驱动电路。

一种开关电源的同步整流驱动电路，包括：变压器，所述变压器副边绕组的两端分别为同名端和异名端；第一电阻，所述异名端与第一电阻一端连接；第一NPN型三极管，所述第一电阻的另一端与第一NPN型三极管的基极连接，所述第一NPN型三极管的集电极与异名端连接；第一稳压二极管，所述第一NPN型三极管的基极与第一稳压二极管的负极连接，所述第一稳压二极管的正极接地；第一N沟道MOS管，所述第一NPN型三极管的发射极与第一N沟道MOS管的栅极连接，所述第一N沟道MOS管的漏极与同名端连接；第二电阻，所述同名端与第二电阻一端连接；第二三级管，所述第二电阻的另一端与第二NPN型三极管的基极连接，所述第二NPN型三极管的集电极与同名端连接；第二稳压二极管，所述第二NPN型三极管的基极与第二稳压二极管的负极连接，所述第二稳压二极管的正极接地；第二N沟道MOS管，所述第二NPN型三极管的发射极与第二N沟道MOS管的栅极连接，所述第二N沟道MOS管的漏极与异名端连接，所述第二N沟道MOS管的源极与第一N沟道MOS管的源极连接。

进一步的，还包括第一电容，所述第一电容的两端分别与第一电阻的两端连接；第二电容，所述第二电容的两端分别与第二电阻的两端连接。

进一步的，还包括第一整流二极管，所述第一整流二极管的负极与第一NPN型三极管的集电极连接，所述第一整流二极管的正极与第一NPN型三极管的发射极连接；还包括第二整流二极管，所述第二整流二极管的负极与第二NPN型三极管的集电极连接，所述第二整流二极管的正极与第二NPN型三极管的发射极连接。

进一步的，还包括：第三电容和第三电阻，所述第三电阻的一端与第一N沟道MOS管的漏极连接，所述第三电阻的另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与第一N沟道MOS管的源极连接；第四电容和第四电阻，所述第四电阻的一端与第二N沟道MOS管的源极连接，所述第四电阻的另一端与第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与第二N沟道MOS管的漏极连接。

进一步的，所述第一N沟道MOS管的漏极和源极分别连接有第一输出端和第二输出端。

进一步的，包括第一电感，所述第一输出端经第一电感与第一N沟道MOS管的漏极连接。

进一步的，还包括第五电容，所述第五电容的两端分别于第一输出端和第二输出端连接。

有益效果： 1、本驱动电路能适应电源模块宽输入电压范围工作，且能将输出的驱动信号稳定在一个设定的安全电压。2、本驱动电路输入信号直接取自于次边绕组，可以防止原副边共通的现象，及次边整流管与续流管的共通现象。 3、本驱动电路不需要额外的辅助供电电压，电路简单、可靠，外围元器件少，成本低，可减小占用电路板面积，便于集成，提高电源模块功率密度。

附图说明

图1为本实用新型所提出的一种开关电源的同步整流驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本实用新型进行描述。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。

实施例1

参照图1，一种开关电源的同步整流驱动电路，包括：变压器T1，变压器T1原边绕组和副边绕组组成，T1为隔离变压器的次边绕组，用于传递输出能量。在本实施例中，为了避免现有问题中出现的原副边共通现象，因此本驱动电路直接从次边绕组取电。所述变压器T1副边绕组的两端分别为同名端和异名端；第一电阻R1，所述异名端与第一电阻R1一端连接；第一NPN型三极管Q1，所述第一电阻R1的另一端与第一NPN型三极管Q1的基极连接，所述第一NPN型三极管Q1的集电极与异名端连接；第一稳压二极管ZD1，所述第一NPN型三极管Q1的基极与第一稳压二极管ZD1的负极连接，所述第一稳压二极管ZD1的正极接地；第一N沟道MOS管Q2，所述第一NPN型三极管Q1的发射极与第一N沟道MOS管Q2的栅极连接，所述第一N沟道MOS管Q2的漏极与同名端连接；第二电阻R2，所述同名端与第二电阻R2一端连接；第二三级管Q4，所述第二电阻R2的另一端与第二三级管Q4的基极连接，所述第二三级管Q4的集电极与同名端连接；第二稳压二极管ZD2，所述第二三级管Q4的基极与第二稳压二极管ZD2的负极连接，所述第二稳压二极管ZD2的正极接地，ZD1、ZD2为稳压二极管，分别为Q2、Q3栅极驱动提供一个基准电压；第二N沟道MOS管Q3，所述第二三级管Q4的发射极与第二N沟道MOS管Q3的栅极连接，所述第二N沟道MOS管Q3的漏极与异名端连接，所述第二N沟道MOS管Q3的源极与第一N沟道MOS管Q2的源极连接。本驱动电路从次边绕组直接取电，作为驱动电路的输入信号，根据理想变压器工作原理及同名端定义，次边绕组信号与原边绕组信号同相位、同时序，不存在延时，即不存在原副边共通的现象，且不会导致次边整流管与续流管的共通现象，提高了电源模块的工作可靠性。

实施例2

在上述基础电路中，进一步的，还包括第一电容C1，所述第一电容C1的两端分别与第一电阻R1的两端连接；第二电容C2，所述第二电容C2的两端分别与第二电阻R2的两端连接, R1、R2分别为ZD1、ZD2提供能稳定工作的必要电流, C1、C2为加速电容，分别为Q2、Q3快速建立栅极驱动电压，减小Q2、Q3损耗。

进一步的，还包括第一整流二极管D1，D1为高速开关二极管，起到快速关断Q2的作用，减小关断损耗,所述第一整流二极管D1的负极与第一NPN型三极管Q1的集电极连接，所述第一整流二极管D1的正极与第一NPN型三极管Q1的发射极连接；还包括第二整流二极管D2，D2为高速开关二极管，起到快速关断Q3的作用，减小关断损耗,所述第二整流二极管D2的负极与第二三级管Q4的集电极连接，所述第二整流二极管二极管D2的正极与第二三级管Q4的发射极连接, Q1、Q4NPN型三极管起到降低输入电压的作用，使Q2、Q3栅极的驱动电压在一个安全的范围内。

进一步的，还包括：第三电容C3和第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端与第一N沟道MOS管Q2的漏极连接，所述第三电阻R3的另一端与第三电容C3的一端连接，所述第三电容C3的另一端与第一N沟道MOS管Q2的源极连接；第四电容C4和第四电阻R4，所述第四电阻R4的一端与第二N沟道MOS管Q3的源极连接，所述第四电阻R4的另一端与第四电容C4的一端连接，所述第四电容C4的另一端与第二N沟道MOS管Q3的漏极连接，第二N沟道MOS管Q3为次边同步整流N沟道MOS管，对次边绕组输出的交变电压起到整流的作用, 所述第四电容C4、第四电阻R4串联组成RC吸收电路，改进Q3的电压、电流波形，防止Q3损坏，所述第三电容C3、第三电阻R3串联组成RC吸收电路，改进Q4的电压、电流波形，防止Q4损坏。

进一步的，所述第一N沟道MOS管Q2的漏极和源极分别连接有第一输出端和第二输出端。针对宽输入电压范围的DC/DC电源模块，当输入电压从18VDC变化到36VDC时，本驱动电路始终能够将驱动信号稳定在设定的电压而不发生变化，使功率开关管始终能够稳定的开通和关断，提高驱动可靠性。

进一步的，包括第一电感L1，L1为输出扼流圈，用于储存、传递输出功率,所述第一输出端经第一电感L1与第一N沟道MOS管Q2的漏极连接，第一N沟道MOS管Q2为次边续流MOS，为次边L1功率传递提供续流通路。

进一步的，还包括第五电容C5，电容C5为输出滤波电容，用于储能、滤波，平滑输出电压的作用，所述第五电容C5的两端分别于第一输出端和第二输出端连接。

本驱动电路的输入信号，直接取自于次边绕组，不需要额外的辅助供电电路，电路简单、可靠，外围元器件少，可减小占用电路板面积，便于集成，提高电源模块功率密度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种开关电源的同步整流驱动电路，其特征在于，包括：

变压器，所述变压器副边绕组的两端分别为同名端和异名端；

第一电阻，所述异名端与第一电阻一端连接；

第一NPN型三极管，所述第一电阻的另一端与第一NPN型三极管的基极连接，所述第一NPN型三极管的集电极与异名端连接；

第一稳压二极管，所述第一NPN型三极管的基极与第一稳压二极管的负极连接，所述第一稳压二极管的正极接地；

第一N沟道MOS管，所述第一NPN型三极管的发射极与第一N沟道MOS管的栅极连接，所述第一N沟道MOS管的漏极与同名端连接；

第二电阻，所述同名端与第二电阻一端连接；

第二三级管，所述第二电阻的另一端与第二NPN型三极管的基极连接，所述第二NPN型三极管的集电极与同名端连接；

第二稳压二极管，所述第二NPN型三极管的基极与第二稳压二极管的负极连接，所述第二稳压二极管的正极接地；

第二N沟道MOS管，所述第二NPN型三极管的发射极与第二N沟道MOS管的栅极连接，所述第二N沟道MOS管的漏极与异名端连接，所述第二N沟道MOS管的源极与第一N沟道MOS管的源极连接。

2.根据权利要求1所述的一种开关电源的同步整流驱动电路，其特征在于，还包括第一电容，所述第一电容的两端分别与第一电阻的两端连接；第二电容，所述第二电容的两端分别与第二电阻的两端连接。

3.根据权利要求2所述的一种开关电源的同步整流驱动电路，其特征在于，还包括第一整流二极管，所述第一整流二极管的负极与第一NPN型三极管的集电极连接，所述第一整流二极管的正极与第一NPN型三极管的发射极连接；还包括第二整流二极管，所述第二整流二极管的负极与第二NPN型三极管的集电极连接，所述第二整流二极管的正极与第二NPN型三极管的发射极连接。

4.根据权利要求3所述的一种开关电源的同步整流驱动电路，其特征在于，还包括：

第三电容和第三电阻，所述第三电阻的一端与第一N沟道MOS管的漏极连接，所述第三电阻的另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与第一N沟道MOS管的源极连接；

第四电容和第四电阻，所述第四电阻的一端与第二N沟道MOS管的源极连接，所述第四电阻的另一端与第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与第二N沟道MOS管的漏极连接。

5.根据权利要求4所述的一种开关电源的同步整流驱动电路，其特征在于，所述第一N沟道MOS管的漏极和源极分别连接有第一输出端和第二输出端。

6.根据权利要求5所述的一种开关电源的同步整流驱动电路，其特征在于，还包括第一电感，所述第一输出端经第一电感与第一N沟道MOS管的漏极连接。

7.根据权利要求6所述的一种开关电源的同步整流驱动电路，其特征在于，还包括第五电容，所述第五电容的两端分别于第一输出端和第二输出端连接。

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