專利名稱：二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關一種供應裝置，特別是關于一種二次側(cè)驅(qū)動型半橋式 電源供應裝置。
背景技術：
在現(xiàn)今的電源產(chǎn)業(yè)中，切換式電源供應器大多使用 一種半橋式架構的電
源電路，用以驅(qū)動外部的負載電路；原因在于使用半橋式架構可以將感應;茲 場工作在第一與第三象限中，而如前向式或反馳式架構則只能工作在第一象 限中，比較起來，半橋式架構的電源電路很明顯在工作效率上高很多。
但是現(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)業(yè)都將脈波寬度調(diào)變控制器置于二次側(cè)，利用隔離組 件將占空比小信號波形放大驅(qū)動一次側(cè)功率晶體管，之后再對半橋式變壓器 做驅(qū)動；然而，如圖l所示，此功率晶體管IO大都用二雙載子接面晶體管組 成?？墒窃谑褂秒p載子接面晶體管時，在其開關動作之間常會需要經(jīng)過一晶 體管區(qū)而消耗電流功率，而且如果要把電源供應器的切換頻率提高，則雙栽 子接面晶體管的效能更差。在現(xiàn)今的半導體產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)陸續(xù)放棄雙載子接面 晶體管的制造，而加重在金氧半場效晶體管的制造上，所以雙載子接面晶體 管勢必不會是未來的技術趨勢。
實用新型內(nèi)容
本實用新型提供一種二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，以解決^f吏用雙 載子接面晶體管時消耗電流功率高，效能差的問題。
本實用新型的主要目的，在于提供一種二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝 置，其可以比先前技術更節(jié)省電功率。
本發(fā)明的另一目的，在于提供一種二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置， 其可以提高該電源供應裝置的切換頻率。為達上述目的，本實用新型提供一種二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置， 包含一金氧半場效晶體管單元，其連接于一半橋式變壓器的一次側(cè)，通過一 連接在其二次側(cè)的脈波寬度調(diào)變控制器產(chǎn)生一控制信號，利用 一隔離組件， 接收該控制信號以驅(qū)動該金氧半場效晶體管單元，而該金氧半場效晶體管單 元進而驅(qū)動該半橋式變壓器，另有一輸出整流濾波電路是連接該半橋式變壓 器，并位于該二次側(cè)，讓信號在經(jīng)過半橋式變壓器之后，可透過輸出整流濾 波電路的控制，輸出各種電壓至外部負載。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點比先前技術更節(jié)省電功率 且可以提高電源供應裝置的切換頻率。
圖l是現(xiàn)有技術的驅(qū)動電路示意圖2是本實用新型的裝置電路示意圖3是本實用新型的驅(qū)動電路示意圖4是本實用新型的另一驅(qū)動電路示意圖5是本實用新型的半橋式電源電路示意圖6是本實用新型的半橋式電源電路結(jié)合驅(qū)動電路示意圖7是本實用新型應用在切換式電源供應器的電路示意圖。
主要元件符號說明如下
10功率晶體管12金氧半場效晶體管單元
13雙載子接面晶體管單元14隔離組件
16半橋式變壓器18輸出整流濾波電路
20脈波寬度調(diào)變控制器22圖騰端口放大電路
24保護電路26訊息時序控制電路
28電壓回授控制電路30獨立電源控制電路
32輸入整流濾波電^各
具體實施方式
圖2是本實用新型的裝置電路示意圖，而圖7為本實用新型應用在切換 式電源供應器的電路示意圖，請同時參照圖2與圖7; —半橋式變壓器16連 接一輸出整流濾波電路18,并使該輸出整流濾波電路18位在二次側(cè)，用來輸 出各種電壓至外部負載。而一金氧半場效晶體管單元12，其是連接于該半橋 式變壓器16的另一端并位于其一次側(cè)，用來驅(qū)動該半橋式變壓器16,金氧半 場效晶體管單元12的另一端則連接一隔離組件14,以隔離一次側(cè)與二次側(cè)， 而隔離組件的另一端連接一圖騰端口放大電路22，最后將該圖騰端口》丈大電 路22連接一脈波寬度調(diào)變控制器20，并使此脈波寬度調(diào)變控制器20位于二 次側(cè)，用來產(chǎn)生一控制信號，該控制信號通過圖騰端口放大電路22放大后， 讓隔離組件14接收以驅(qū)動金氧半場效晶體管單元12。其中脈波寬度調(diào)變控制 器20更可包含一保護電路24以及一訊息時序控制電路26。另外有一電壓回 授控制電路28,其可以連接在輸出整流濾波電路18與脈波寬度調(diào)變控制器 20之間，用來調(diào)整輸出電壓與與控制信號，讓兩者取得平衡；而獨立電源控 制電路30是當其余電路架構的電源都關掉之后，仍可提供一獨立電源給外部 負栽，使負載在此時所需要的功能得以發(fā)揮；最后還有一輸入整流濾波電路 32，其連接半橋式變壓器16,使交流電在進入半橋式變壓器16之前，將其 工作電壓變成一高壓直流電，使能通過金氧半場效晶體管單元12切換轉(zhuǎn)能至 輸出整流濾波電路18輸出。
在本實用新型中，脈波寬度調(diào)變控制器可以提供一控制信號，例如一占 空比小信號波形，首先經(jīng)過一圖騰端口放大電路22放大該信號，該信號再由 隔離組件14接收并轉(zhuǎn)換其電壓，進而驅(qū)動金氧半場效晶體管單元12,接著再 一次經(jīng)過一半橋式變壓器16的電壓轉(zhuǎn)換，最后在一輸出整流濾波電路18的 控制下，輸出各種電壓給外部負載。由于此種電路常應用在一般家庭式個人 計算機用的電源供應器，所以使控制信號先由二次側(cè)傳送到一次側(cè)，再由一 次側(cè)回到二次側(cè)，讓輸出電壓的回授控制都在二次側(cè)是其特點之一。
為了減少電路面積，讓圖騰端口放大電路22以及脈波寬度調(diào)變控制器20 整合在同 一芯片中或者讓圖騰端口放大電路22、保護電路24與訊息時序控制 電路26以及脈波寬度調(diào)變控制器20整合在同一芯片中，這樣不但可以減少電路制作的復雜度，而且可以降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。
如圖3所示為本實用新型的驅(qū)動電路示意圖，包含了一圖騰端口放大電 路22、 一隔離組件14以及一金氧半場效晶體管單元12，該單元可由二金氧 半場效晶體管組成，其中該圖騰端口放大電路22可在該隔離組件14接收該 控制信號之前，放大該控制信號，因為隔離組件14要驅(qū)動金氧半場效晶體管， 必須將一低電壓轉(zhuǎn)成高電壓之后才能驅(qū)動，所以加裝圖騰端口放大電路22能 讓隔離組件14的輸出瞬間電流提供驅(qū)動金氧半場效晶體管輸入電容(Ciss) 所需，這樣一來要驅(qū)動金氧半場效晶體管也容易多了。而且使用金氧半場效 晶體管不像雙栽子接面晶體管有一晶體管區(qū)，這樣在切換電源的狀態(tài)下也不 容易消耗多余的切換損失，除此之外，也因為金氧半場效晶體管是屬于電壓 操控組件，若要進一步提高電源供應器的切換頻率至上數(shù)百萬赫茲也較無障 礙，加上半橋式動作在第一與第三象限，更可使轉(zhuǎn)換效率輕易達80°/。以上。 另外此金氧半場效晶體管可由一 P通道場效晶體管與一 N通道場效晶體管或 二 P通道場效晶體管或二 N通道場效晶體管所組成。
圖4提供了本實用新型的另一驅(qū)動電路示意圖，在此圖中主要是在說明 在本實用新型的電路架構上，其金氧半場效晶體管單元12也可以用一雙載子 接面晶體管單元13取代，而此雙載子接面晶體管單元13可由二雙載子接面 晶體管所組成，組成方式則有一 NPN晶體管與一 PNP晶體管或二 NPN晶體 管或二PNP晶體管。圖5提供了本實用新型的半橋式電源電路示意圖，且如 圖6所示，是提供本實用新型的半橋式電源電路結(jié)合驅(qū)動電路示意圖，因為 金氧半場效晶體管單元12負責一正半周驅(qū)動或一負半周驅(qū)動，所以此半橋式 電源電路的作動可讓半橋式變壓器16工作在第一象限與第三象限，讓整個電 源供應裝置效率更高。
綜上所述，本實用新型將重要電路整合于集成電路內(nèi)(脈波寬度調(diào)變控 制器、保護以及訊息時序控制電路)又置于低電壓二次側(cè)，不像現(xiàn)行作法放 置在一次側(cè)受高壓噪聲或異常狀況破壞，如果使用金氧半場效晶體管單元， 還可以減少其電流功率的損耗、提高電源供應器的切換頻率，而且在整個大 環(huán)境的驅(qū)使下，使用金氧半場效晶體管不會有貨源短缺的問題，在成本營運上也較容易控制。
以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型并非 局限于此，任何本領域的技術人員能思的的變化都應落入本實用新型的保護 范圍。
權利要求1、 一種二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于，包括 一半橋式變壓器，其具有一次測與二次測；一金氧半場效晶體管單元，其連接于該半橋式變壓器，并位于該一次側(cè)，用來驅(qū)動該半橋式變壓器；一脈波寬度調(diào)變控制器，其連接于該二次側(cè)，并產(chǎn)生一控制信號； 一隔離組件，其隔離該一次側(cè)與該二次側(cè)，且連接該脈波寬度調(diào)變控制器與該金氧半場效晶體管單元，并接收該控制信號以驅(qū)動該金氧半場效晶體管單元；以及一輸出整流濾波電路，其連接該半橋式變壓器，并位于該二次側(cè)，用耒 輸出各種電壓至外部負載。
2、 如權利要求1所述二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于， 還包含一圖騰端口放大電路，其在該隔離組件接收該控制信號之前，放大該 控制信號。
3、 如權利要求2所述二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于， 該圖騰端口放大電路以及該脈波寬度調(diào)變控制器更可整合在同 一芯片中。
4、 如權利要求l所述二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于， 該脈波寬度調(diào)變控制器還包含一保護電路以及一訊息時序控制電路。
5、 如權利要求1所述二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于， 該金氧半場效晶體管單元至少包含二金氧半場效晶體管。
6、 如權利要求5所述二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于， 若該金氧半場效晶體管單元為金氧半場效晶體管時，則可由一 P通道場效晶 體管與一 N通道場效晶體管或二 P通道場效晶體管或二 N通道場效晶體管所 組成。
7、 如權利要求l所述二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于， 該金氧半場效晶體管單元負責一正半周驅(qū)動或一負半周驅(qū)動。
8、 如權利要求l所述二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其特征在于， 該隔離組件可將低電壓轉(zhuǎn)成高電壓以驅(qū)動該金氧半場效晶體管單元。
專利摘要本實用新型提供一種二次側(cè)驅(qū)動型半橋式電源供應裝置，其先提供一半橋式變壓器，而在其一次側(cè)連接一金氧半場效晶體管單元，而其二次側(cè)連接一輸出整流濾波電路。在本實用新型中，可使位于其二次側(cè)的脈波寬度調(diào)變控制器產(chǎn)生一控制信號，將其傳送于隔離組件，通過該信號來驅(qū)動金氧半場效晶體管單元，而該金氧半場效晶體管單元進而驅(qū)動半橋式變壓器，最后半橋式變壓器所提供的電壓在輸出整流濾波電路的控制下，可提供各種電壓至外部負載。該電源供應裝置不僅可以節(jié)省電功率，還可以提高其切換頻率，達到高效率低成本目的。
文檔編號H02M3/335GK201156711SQ200720187578
公開日2008年11月26日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權日2007年12月26日
發(fā)明者陳長興 申請人:首利實業(yè)股份有限公司