隔離反激式大功率電源同步整流裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種隔離反激式大功率電源同步整流裝置，包括第一繞組、第二繞組、電流傳感器、穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路、驅(qū)動(dòng)供電電路、驅(qū)動(dòng)電路和同步整流開(kāi)關(guān)管電路。第一繞組位于隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器的副邊并連接構(gòu)成隔離反激式大功率電源的輸出端的輸出回路，第二繞組位于隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器的副邊，電流傳感器設(shè)置于輸出回路上并與第一繞組相連接，穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路與電流傳感器相連接，驅(qū)動(dòng)供電電路與第二繞組相連接，驅(qū)動(dòng)電路分別與穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路和驅(qū)動(dòng)供電電路相連接，同步整流開(kāi)關(guān)管電路設(shè)置于輸出回路上并與驅(qū)動(dòng)電路相連接。本發(fā)明解決了同步開(kāi)關(guān)誤開(kāi)啟現(xiàn)象和同步整流不穩(wěn)定；簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了芯片成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】隔離反激式大功率電源同步整流裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于隔離反激式大功率電源中的同步整流裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]DC-DC隔離反激式電源大都采用副邊芯片采樣驅(qū)動(dòng)方式，芯片集成了電壓比較器、差分放大器、驅(qū)動(dòng)器等構(gòu)成。但由于反激式副邊開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)常有電壓擾動(dòng)，容易造成同步開(kāi)關(guān)誤開(kāi)啟，并且芯片集成電路成本也高，體積也較大。例如申請(qǐng)?zhí)枮?00810219468.4的發(fā)明專(zhuān)利所公開(kāi)的一種同步整流電路、申請(qǐng)?zhí)枮?01110183155.X的發(fā)明專(zhuān)利所公開(kāi)的同步整流控制電路均存在上述缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)也有采用電流傳感器觸發(fā)驅(qū)動(dòng)的，但是觸發(fā)沒(méi)有開(kāi)啟門(mén)限，在輸出空載和小負(fù)載時(shí)，電源出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，容易造成同步整流不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種解決了同步開(kāi)關(guān)誤開(kāi)啟現(xiàn)象、同步整流不穩(wěn)定現(xiàn)象且成本低、體積相對(duì)較小的隔離反激式大功率電源同步整流裝置。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種隔離反激式大功率電源同步整流裝置，設(shè)置于隔離反激式大功率電源中，其特征在于:其包括
第一繞組，所述的第一繞組位于所述的隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器的副邊并連接構(gòu)成所述的隔離反激式大功率電源的輸出端的輸出回路；
第二繞組，所述的第二繞組位于所述的隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器的副邊；
電流傳感器，所述的電流傳感器設(shè)置于所述的輸出回路上并與所述的第一繞組相連接;
穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路，所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路與所述的電流傳感器相連接，所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路用于設(shè)定開(kāi)啟門(mén)限電壓并穩(wěn)壓；
驅(qū)動(dòng)供電電路，所述的驅(qū)動(dòng)供電電路與所述的第二繞組相連接；
驅(qū)動(dòng)電路，所述的驅(qū)動(dòng)電路分別與所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路和所述的驅(qū)動(dòng)供電電路相連接，所述的驅(qū)動(dòng)電路在所述的驅(qū)動(dòng)供電電路所提供的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)下，根據(jù)所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路所輸出的電壓導(dǎo)通或關(guān)斷；
同步整流開(kāi)關(guān)管電路，所述的同步整流開(kāi)關(guān)管電路設(shè)置于所述的輸出回路上并與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接，其在所述的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下同步開(kāi)啟或關(guān)斷供電。
[0005]優(yōu)選的，所述的電流傳感器包括原邊與所述的第一繞組的一端相連接的變壓器、第一電阻、第一電容、第一二極管，所述的第一電阻、所述的第一電容、所述的第一二極管分別并聯(lián)于所述的變壓器的副邊兩端。
[0006]優(yōu)選的，所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路包括用于設(shè)定所述的開(kāi)啟門(mén)限電壓的開(kāi)關(guān)管和構(gòu)成限壓電路的第一穩(wěn)壓管，所述的開(kāi)關(guān)管的柵極和所述的第一穩(wěn)壓管的負(fù)極共同與所述的第一二極管的負(fù)極相連接，所述的第一穩(wěn)壓管的正極分別與所述的第一二極管的正極和所述的開(kāi)關(guān)管的源極相連接，所述的開(kāi)關(guān)管的源極和漏極均與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的驅(qū)動(dòng)電路包括第二電阻、第一三極管、第二三極管，所述的開(kāi)關(guān)管的源極分別與所述的第一三極管的基極和第二三極管的基極相連接，所述的開(kāi)關(guān)管的漏極與所述的第一三極管的集電極共接并與所述的驅(qū)動(dòng)供電電路相連接，所述的第二電阻連接于所述的第二三極管的基極和集電極之間，所述的第二三極管的集電極接地，所述的第一三極管的發(fā)射極和所述的第二三極管的發(fā)射極共接并與所述的同步整流開(kāi)關(guān)管電路相連接。
[0008]優(yōu)選的，所述的同步整流開(kāi)關(guān)管電路包括同步整流管和肖特二極管，所述的同步整流管的柵極與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接，所述的同步整流管的漏極與所述的變壓器的原邊相連接，所述的變壓器上未連接所述的變壓器的一端和所述的同步整流管的源極構(gòu)成所述的隔離反激式大功率電源的輸出端，所述的肖特二極管連接于所述的同步整流管的六級(jí)和源極之間。
[0009]優(yōu)選的，所述的驅(qū)動(dòng)供電電路包括第二二極管、第三電阻、第四電阻、第二電容、第二穩(wěn)壓管，所述的第二二極管的正極與所述的第二繞組的一端相連接，所述的第三電阻、所述的第四電阻和所述的第二穩(wěn)壓管依次串接，且所述的第三電阻與所述的第二二極管的負(fù)極相串接，所述的第二穩(wěn)壓管的正極接地，所述的第二電容并接于所述的第四電阻和所述的第二穩(wěn)壓管的兩端，所述的第四電阻和所述的第二穩(wěn)壓管的共同端與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接。
[0010]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的裝置通過(guò)穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路設(shè)定了開(kāi)啟門(mén)限電壓，避免了電流傳感器感應(yīng)的擾動(dòng)電壓開(kāi)啟的可能性，解決了同步開(kāi)關(guān)誤開(kāi)啟現(xiàn)象和同步整流不穩(wěn)定；同時(shí)，與傳統(tǒng)同步整流電路相比，其簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，減小了芯片面積，降低了芯片成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖1為本發(fā)明的隔離反激式大功率電源同步整流裝置的原理框圖。
[0012]附圖2為本發(fā)明的隔離反激式大功率電源同步整流裝置的電路原理圖。
[0013]以上附圖中:1、第一繞組；2、第二繞組；3、電流傳感器；4、穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路；5、驅(qū)動(dòng)供電電路；6、驅(qū)動(dòng)電路；7、同步整流開(kāi)關(guān)管電路。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0015]實(shí)施例一:參見(jiàn)附圖1所示一種設(shè)置于隔離反激式大功率電源中的同步整流裝置，其與隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器Tl相連接，包括第一繞組1、第二繞組2、電流傳感器3、穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路4、驅(qū)動(dòng)供電電路5、驅(qū)動(dòng)電路6和同步整流開(kāi)關(guān)管電路7。
[0016]第一繞組I位于隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器Tl的副邊，并且其連接有構(gòu)成隔離反激式大功率電源的輸出端的輸出回路。第二繞組2也位于隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器Tl的副邊。電流傳感器3設(shè)置于輸出回路上并與第一繞組I相連接。用于設(shè)定開(kāi)啟門(mén)限電壓并穩(wěn)壓的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路4與電流傳感器3相連接。動(dòng)供電電路5與第二繞組2相連接。驅(qū)動(dòng)電路6分別與穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路4和驅(qū)動(dòng)供電電路5相連接，驅(qū)動(dòng)電路6在驅(qū)動(dòng)供電電路5所提供的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)下，根據(jù)穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路4所輸出的電壓導(dǎo)通或關(guān)斷。同步整流開(kāi)關(guān)管電路7設(shè)置于輸出回路上并與驅(qū)動(dòng)電路6相連接，其在驅(qū)動(dòng)電路6的驅(qū)動(dòng)下同步開(kāi)啟或關(guān)斷供電。
[0017]具體的，如附圖2所示，第一繞組I和第二繞組2依次設(shè)置于隔離變壓器Tl的副邊，第一繞組I和第二繞組2是根據(jù)隔離變壓器Tl的輸入和輸出參數(shù)進(jìn)行繞制的，第二繞組2是第一繞組I的1.5倍。電流傳感器3包括原邊與第一繞組I的一端相連接的變壓器T2、第一電阻R1、第一電容Cl、第一二極管VI，第一電阻R1、第一電容Cl、第一二極管Vl分別并聯(lián)于變壓器T2的副邊兩端。其中，第一電阻Rl取50歐姆左右，第一電容Cl取InF左右，第一二極管Vl選用快恢復(fù)二極管。穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路4包括用于設(shè)定開(kāi)啟門(mén)限電壓的MOS開(kāi)關(guān)管V6和構(gòu)成限壓電路的第一穩(wěn)壓管V9，M0S開(kāi)關(guān)管V6的柵極和第一穩(wěn)壓管V9的負(fù)極共同與第一二極管Vl的負(fù)極相連接，第一穩(wěn)壓管V9的正極分別與第一二極管Vl的正極和MOS開(kāi)關(guān)管V6的源極相連接，MOS開(kāi)關(guān)管V6的源極和漏極均與驅(qū)動(dòng)電路6相連接。其中，開(kāi)啟門(mén)限電壓就是MOS開(kāi)關(guān)管V6的柵極開(kāi)啟電壓，穩(wěn)壓管1V構(gòu)成限壓電路。電流傳感器3中變壓器T2的繞組初級(jí)為I膽，匝比η根據(jù)同步開(kāi)啟門(mén)限電壓計(jì)算出來(lái)，比如開(kāi)啟門(mén)限電壓設(shè)定A (M0S開(kāi)關(guān)管V6的柵極開(kāi)啟電壓)，次級(jí)峰值電流計(jì)算為I2=A/R1，如初級(jí)峰值電流為I1時(shí)，同步整流開(kāi)啟，則匝比n= I1/ I2。驅(qū)動(dòng)電路6包括第二電阻R2、第一三極管V7、第二三極管V8，MOS開(kāi)關(guān)管V6的源極分別與第一三極管V7的基極和第二三極管V8的基極相連接，開(kāi)關(guān)管V6的漏極與第一三極管V7的集電極共接并與驅(qū)動(dòng)供電電路5相連接，第二電阻R2連接于第二三極管V8的基極和集電極之間，第二三極管V8的集電極接地，第一三極管V7的發(fā)射極和第二三極管V8的發(fā)射極共接并與同步整流開(kāi)關(guān)管電路7相連接。同步整流開(kāi)關(guān)管電路7包括同步整流管V3和肖特二極管V4，同步整流管V3的柵極與驅(qū)動(dòng)電路6相連接，同步整流管V3的漏極與變壓器Τ2的原邊相連接，變壓器Τ2上未連接變壓器Τ2的一端和同步整流管V3的源極構(gòu)成隔離反激式大功率電源的輸出端，這兩端之間還可以設(shè)置一電容Co，肖特二極管V4連接于同步整流管V3的漏極和源極之間。驅(qū)動(dòng)供電電路5包括第二二極管V2、第三電阻R3、第四電阻R4、第二電容C2、第二穩(wěn)壓管V5，第二二極管V2的正極與第二繞組2的一端相連接，第三電阻R3、第四電阻R4和第二穩(wěn)壓管V5依次串接，且第三電阻R3與第二二極管V2的負(fù)極相串接，第二穩(wěn)壓管V5的正極接地，第二電容C2并接于第四電阻R4和第二穩(wěn)壓管V5的兩端，第四電阻R4和第二穩(wěn)壓管V5的共同端與驅(qū)動(dòng)電路6相連接。第二穩(wěn)壓管V5選擇1V穩(wěn)壓管,供電電壓為10V。
[0018]上述隔離反激式大功率電源同步整流裝置的工作原理為:當(dāng)電源在空載輸出和較小負(fù)載時(shí)，反激式電源是通過(guò)肖特基二極管來(lái)開(kāi)啟供電。當(dāng)電源在較重負(fù)載工作時(shí)，變壓器Τ2構(gòu)成的電流傳感器3，其副邊感應(yīng)出的電壓達(dá)到MOS開(kāi)關(guān)管V6開(kāi)啟的門(mén)限電壓，MOS開(kāi)關(guān)管V6導(dǎo)通，供電電壓通過(guò)MOS開(kāi)關(guān)管V6加到第二電阻R2上，使第一三極管V7飽和導(dǎo)通，供電電壓就加到同步整流管V3的柵極上，同步整流管V3開(kāi)通。當(dāng)反激變壓器Τ2儲(chǔ)能開(kāi)始時(shí)刻，變壓器Τ2導(dǎo)通的電流截止，變壓器Τ2的同名端產(chǎn)生了高電壓，但通過(guò)第一二極管Vl和第一穩(wěn)壓管V9釋放。當(dāng)變壓器Τ2的峰值電流下降，第一電阻Rl上的感應(yīng)電壓小于MOS開(kāi)關(guān)管V6開(kāi)啟的門(mén)限電壓時(shí)，MOS開(kāi)關(guān)管V6關(guān)斷，第二三極管V8導(dǎo)通，同步整流管V3的柵極上電壓降為零，同步整流管V3關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)了 MOS同步整流管V3的同步整流功能。
[0019]上述隔離反激式大功率電源同步整流裝置通過(guò)MOS開(kāi)關(guān)管V6設(shè)置了同步開(kāi)啟門(mén)限電壓，取代了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的三極管，避免了電流傳感器3感應(yīng)的擾動(dòng)電壓開(kāi)啟的可能性；通過(guò)變壓器T2副邊繞組，構(gòu)成供電電路5，使同步整流驅(qū)動(dòng)電壓處于理想狀態(tài)，保證了同步整流管V3開(kāi)啟的電阻最小。和傳統(tǒng)同步整流電路相比，只使用小封裝的MOS管、三極管，簡(jiǎn)化了電路、節(jié)約了成本、有利于DC-DC電源的小型化集成。
[0020]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種隔離反激式大功率電源同步整流裝置，設(shè)置于隔離反激式大功率電源中，其特征在于:其包括 第一繞組，所述的第一繞組位于所述的隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器的副邊并連接構(gòu)成所述的隔離反激式大功率電源的輸出端的輸出回路； 第二繞組，所述的第二繞組位于所述的隔離反激式大功率電源中的隔離變壓器的副邊； 電流傳感器，所述的電流傳感器設(shè)置于所述的輸出回路上并與所述的第一繞組相連接; 穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路，所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路與所述的電流傳感器相連接，所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路用于設(shè)定開(kāi)啟門(mén)限電壓并穩(wěn)壓； 驅(qū)動(dòng)供電電路，所述的驅(qū)動(dòng)供電電路與所述的第二繞組相連接； 驅(qū)動(dòng)電路，所述的驅(qū)動(dòng)電路分別與所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路和所述的驅(qū)動(dòng)供電電路相連接，所述的驅(qū)動(dòng)電路在所述的驅(qū)動(dòng)供電電路所提供的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)下，根據(jù)所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路所輸出的電壓導(dǎo)通或關(guān)斷； 同步整流開(kāi)關(guān)管電路，所述的同步整流開(kāi)關(guān)管電路設(shè)置于所述的輸出回路上并與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接，其在所述的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下同步開(kāi)啟或關(guān)斷供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離反激式大功率電源同步整流裝置，其特征在于:所述的電流傳感器包括原邊與所述的第一繞組的一端相連接的變壓器、第一電阻、第一電容、第一二極管，所述的第一電阻、所述的第一電容、所述的第一二極管分別并聯(lián)于所述的變壓器的副邊兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔離反激式大功率電源同步整流裝置，其特征在于:所述的穩(wěn)壓開(kāi)啟門(mén)限電路包括用于設(shè)定所述的開(kāi)啟門(mén)限電壓的開(kāi)關(guān)管和構(gòu)成限壓電路的第一穩(wěn)壓管，所述的開(kāi)關(guān)管的柵極和所述的第一穩(wěn)壓管的負(fù)極共同與所述的第一二極管的負(fù)極相連接，所述的第一穩(wěn)壓管的正極分別與所述的第一二極管的正極和所述的開(kāi)關(guān)管的源極相連接，所述的開(kāi)關(guān)管的源極和漏極均與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔離反激式大功率電源同步整流裝置，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電路包括第二電阻、第一三極管、第二三極管，所述的開(kāi)關(guān)管的源極分別與所述的第一三極管的基極和第二三極管的基極相連接，所述的開(kāi)關(guān)管的漏極與所述的第一三極管的集電極共接并與所述的驅(qū)動(dòng)供電電路相連接，所述的第二電阻連接于所述的第二三極管的基極和集電極之間，所述的第二三極管的集電極接地，所述的第一三極管的發(fā)射極和所述的第二三極管的發(fā)射極共接并與所述的同步整流開(kāi)關(guān)管電路相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔離反激式大功率電源同步整流裝置，其特征在于:所述的同步整流開(kāi)關(guān)管電路包括同步整流管和肖特二極管，所述的同步整流管的柵極與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接，所述的同步整流管的漏極與所述的變壓器的原邊相連接，所述的變壓器上未連接所述的變壓器的一端和所述的同步整流管的源極構(gòu)成所述的隔離反激式大功率電源的輸出端，所述的肖特二極管連接于所述的同步整流管的六級(jí)和源極之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔離反激式大功率電源同步整流裝置，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)供電電路包括第二二極管、第三電阻、第四電阻、第二電容、第二穩(wěn)壓管，所述的第二二極管的正極與所述的第二繞組的一端相連接，所述的第三電阻、所述的第四電阻和所述的第二穩(wěn)壓管依次串接，且所述的第三電阻與所述的第二二極管的負(fù)極相串接，所述的第二穩(wěn)壓管的正極接地，所述的第二電容并接于所述的第四電阻和所述的第二穩(wěn)壓管的兩端，所述的第四電阻和所述的第二穩(wěn)壓管的共同端與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK104167942SQ201410412871
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】桑泉, 涂俊杰, 王新標(biāo) 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心