CN2529442Y - 电源变换器的同步整流驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型包括变压器，接于变压器原边的开关管和变压器去磁电路，接于变压器副边的同步整流管SR1、SR2，还包括三极管Q1、Q2，三极管Q1的发射极接地，集电极经二极管D1和电阻R1的并联电路与变压器副边绕组的同名端相连，集电极与同步整流管SR2的门极及电阻R3相连，电阻R3的另一端与三极管Q2集电极相连，三极管Q2的基极经电阻R2与变压器副边绕组的同名端相连，三极管Q2的发射极与大于其基极电平和同步整流管SR2门极门槛电压的任意高电平端相连。本实用新型较现有的同步整流驱动电路仅仅增加了几个信号功率级的元器件，就解决了传统的同步整流自驱动方案中存在的死区时间内因SR2的体内寄生二极管导通而导致电路的损耗增加的问题，整个电路效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源变换器的同步整流驱动电路。
背景技术
随着现代高速超大规模集成电路的飞速发展，集成电路的电源电压和功耗也必须随之下降。过去低电压输出的直流/直流和交流/直流电源变换器中的输出整流二极管采用肖特基二极管，其正向压降约为0.4～0.6V，因此在低压大电流输出时，输出二极管上的导通损耗很大。由于低电压功率MOS管的导通电阻很小，故80年代初，陆续将其应用于低压输出的电源变换器中，称为同步整流管。
同步整流管的驱动方式有外驱动和自驱动两种。外驱动方式虽然运用起来比较灵活，但却增加了电路的复杂性和成本，并且使电路的可靠性有所降低。因此，在小功率直流/直流和交流/直流电源变换器中的同步整流驱动电路通常采用自驱动方式。常用自驱动方式的正激电路，如图1所示，它包括变压器T，接于变压器原边的开关管SW和变压器去磁电路，接于变压器副边的同步整流管SR1、SR2，其中变压器副边绕组的同名端与同步整流管SR1的门极相连，给SR1提供门极驱动电压，变压器副边绕组异名端与同步整流管SR2的门极相连，给SR2提供门极驱动电压。
工作时，当接于变压器原边的开关管SW导通时，变压器副边绕组的同名端为高电平，同步整流管SR1导通，SR2关断，能量通过SR1传给负载。当SW关断时，变压器副边绕组的异名端为正，同步整流管SR2导通，SR1关断，负载电流通过SR2续流。这种同步整流驱动电路，当采用常用的RCD、LC无损吸收或者谐振复位等方式给变压器去磁同时又采用自驱动方式驱动同步整流管时都会存在一个共同的问题，即在变压器去磁结束后的死区时间里，同步整流管SR2的驱动脉冲会下降到零使SR2关断，输出电流通过SR2体内的寄生二极管流动，而用功率MOS管作为同步整流管，其寄生二极管的导通压降比较大，反向恢复特性很差，因此会使整个电路的效率大大降低。
发明内容
本实用新型的目的是为电源变换器提供一种电路简单，效率高的同步整流驱动电路。
本实用新型的电源变换器的同步整流驱动电路，包括变压器T，接于变压器原边的开关管SW和变压器去磁电路，接于变压器副边的同步整流管SR1、SR2，还包括三极管Q1、Q2，三极管Q1的发射极接地，集电极经二极管D1和电阻R1的并联电路与变压器T副边绕组的同名端相连，集电极与同步整流管SR2的门极及电阻R3相连，电阻R3的另一端与三极管Q2集电极相连，三极管Q2的基极经电阻R2与变压器副边绕组的同名端相连，三极管Q2的发射极与大于其基极电平和同步整流管SR2门极门槛电压的任意高电平端相连。
本实用新型电路简单，较现有的同步整流驱动电路仅仅增加了几个信号功率级的元器件，就解决了传统的同步整流自驱动方案中存在的死区时间内因SR2的体内寄生二极管导通而导致电路的损耗增加的问题，从而能较大幅度的提高整个电路的效率。而高效率和简单性使得采用本实用新型的中小功率直流/直流和交流/直流电源更容易实现高功率密度和模块化。
附图说明
图1是现有的同步整流驱动电路；
图2是本实用新型的同步整流驱动电路一种实例；
图3是波形图，图中Vgs是开关管SW的门极脉冲波形，Vs是变压器副边绕组两端的工作电压波形，Vgs(SR1)和Vgs(SR2)分别是同步整流管SR1和SR2的门极电压波形，I(SR1)和I(SR2)分别是流过SR1和SR2的电流波形。
具体实施方式
参照图2，本实用新型的电源变换器的同步整流驱动电路包括变压器T，在变压器的原边接有开关管SW和变压器去磁电路，在变压器的副边连接有同步整流管SR1、SR2，SR1的漏极接变压器副边绕组的异名端，SR1的源极与SR2的源极共同接地，该电路还包括三极管Q1、Q2，三极管Q1的发射极接地，集电极经二极管D1和电阻R1的并联电路与变压器T副边绕组的同名端相连，集电极与同步整流管SR2的门极及电阻R3相连，电阻R3的另一端与三极管Q2集电极相连，此例，三极管Q2的基极经电阻R2与同步整流管SR2的漏极共接变压器副边绕组的同名端，三极管Q2的发射极接与电压输出的正极性端相连。
当副边绕组电压过高或过低以致于无法正常有效地驱动SR1时，也可以在变压器副边另外设置一个辅助绕组来驱动SR1。上述三极管Q1也可以用小功率MOS管代替。
该电路的工作原理如下：
1)t0-t1时间内，原边开关管SW关断，去磁电路开始工作。副边绕组上的电压Vs＜0，使同步整流管SR1，三极管Q1关断。同时，因为输出电压Vo＞Vs，三极管Q2饱和导通，输出电压Vo通过Q2给同步整流管SR2门极寄生电容充电，使SR2迅速导通。输出电流流过SR2，即为I(SR2)。
2)t1-t2时间内，变压器去磁结束，Vs降为零，Q1保持关断。而Vo仍然大于Vs，Q2继续导通，SR2的门极仍为高电平，SR2导通，输出电流流过SR2。而在传统的同步整流器中，这段时间内Vgs(SR2)＝0，SR2由导通转为关断，输出电流从SR2的寄生二极管流过，电路损耗比较大。
3)t2-t3时间内，变压器原边开关管SW导通。副边绕组电压Vs＞0，SR1导通，Q1导通，且Vs＞Vo，Q2关断。SR2的门极电荷通过Q1放掉，Vgs(SR2)＝0，SR2关断。输出电流流过SR1。
本实用新型由于同步整流管SR2的门极驱动脉冲Vgs(SR2)与同步整流管SR1的门极驱动脉冲Vgs(SR1)互补，因此提高了电路的总体效率。
Claims (4)
1.电源变换器的同步整流驱动电路，包括变压器[T]，接于变压器原边的开关管[SW]和变压器去磁电路，接于变压器副边的同步整流管[SR1]、[SR2]，其特征是还包括三极管[Q1]、[Q2]，三极管[Q1]的发射极接地，集电极经二极管[D1]和电阻[R1]的并联电路与变压器[T]副边绕组的同名端相连，集电极与同步整流管[SR2]的门极及电阻[R3]相连，电阻[R3]的另一端与三极管[Q2]集电极相连，三极管[Q2]的基极经电阻[R2]与变压器副边绕组的同名端相连，三极管[Q2]的发射极与大于其基极电平和同步整流管[SR2]门极门槛电压的任意高电平端相连。
2.按权利要求1所述的电源变换器的同步整流驱动电路，其特征是三极管[Q2]的发射极与电压输出的正极性端相连。
3.按权利要求1所述的电源变换器的同步整流驱动电路，其特征是所说的三极管[Q1]用小功率MOS管代替。
4.按权利要求1所述的电源变换器的同步整流驱动电路，其特征是在变压器的副边另外设置一个辅助绕组。
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