本實(shí)用新型涉及半橋電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自驅(qū)同步整流電源。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，許多電路的工作電流要求越來越大，這對(duì)于開關(guān)電源的設(shè)計(jì)造成了很大的影響。由于整流二極管的導(dǎo)通壓降較高，使得輸出端整流管在較大電流輸出時(shí)，損耗非常突出，導(dǎo)致傳統(tǒng)的二極管整流電路無法使用。
同步整流是一種采用通態(tài)電阻極低的專用功率MOS取代整流二極管從而降低損耗的技術(shù)。在傳統(tǒng)的基于半橋的方案中，很容易通過變壓器的副邊取電，實(shí)現(xiàn)副邊的同步整流自驅(qū)動(dòng)(同步整流中要求MOS柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能)。
由于半橋工作原理，通常情況下不需要考慮上下逼同步整流管互通導(dǎo)致?lián)p壞的問題，使用上述基于半橋的自驅(qū)同步整流可以很好的降低物料成本，無需外加芯片。
但是，低壓MOS管(DS電壓小于100V)GS電壓通常要求小于20V。由于為自驅(qū)方式，即使在設(shè)計(jì)中將電源正常工作時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓確保在10V以下，若在電源過流，短路等不正常工作狀態(tài)下，變壓器原邊繞組的電壓波動(dòng)，也無法保證GS電壓小于20V。
由此，在實(shí)際應(yīng)用中，變壓器副邊的同步整流MOS經(jīng)常會(huì)因自驅(qū)的電壓過高導(dǎo)致?lián)p壞，開關(guān)電源在實(shí)際使用中的可靠性受到一定的影響。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種自驅(qū)同步整流電源，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中同步整流MOS因自驅(qū)的電壓過高導(dǎo)致?lián)p壞的問題。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案：
一種自驅(qū)同步整流電源，包括一半橋電路，其中，所述半橋電路的變壓器原邊一側(cè)設(shè)置有限制變壓器原邊繞組電壓的最大值小于輸入電壓的鉗位單元。
所述的自驅(qū)同步整流電源，其中，所述半橋電路的變壓器原邊一側(cè)設(shè)置有與變壓器原邊繞組分壓的第一電容；
所述第一電容與一預(yù)充電電阻單元連接；所述預(yù)充電電阻單元限流以縮短所述第一電容充電至平衡狀態(tài)的時(shí)間。
所述的自驅(qū)同步整流電源，其中，所述鉗位單元包括第一鉗位二極管和第二鉗位二極管；
所述第一鉗位二極管的N端與輸入電壓端連接，所述第二鉗位二極管的P端與地連接，第一及第二鉗位二極管的鉗位端與所述第一電容連接，將所述第一電容的正端電壓值限制在0到輸入電壓之間。
所述的自驅(qū)同步整流電源，其中，所述預(yù)充電電阻單元具體包括：第一電阻、第二電阻、第三電阻以及第四電阻；
所述第一電容的一端依次與第二電阻、第一電阻以及輸入電壓連接，還通過第三電阻、第四電阻接地，所述第一電容的另一端接地。
有益效果：本實(shí)用新型提供的一種自驅(qū)同步整流電源，通過設(shè)置鉗位單元，能夠?qū)⒆儔浩髟吚@組的電壓限制在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)，從而避免同步整流MOS的自驅(qū)電壓過高的問題，有效的在電源異常狀態(tài)時(shí)，保護(hù)同步整流MOS。
進(jìn)一步的，還設(shè)置了預(yù)充電電阻單元，可以迅速的使第一電容充電，縮短進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作的時(shí)間，降低了開機(jī)時(shí)的同步整流自驅(qū)電壓，進(jìn)一步的保護(hù)同步整理MOS，提高開關(guān)的工作可靠性。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的自驅(qū)同步整流電源的電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種自驅(qū)同步整流電源。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
如圖1所示，為半橋方案的工作原理。其包括第一開關(guān)管Q1和Q2，設(shè)置在變壓器副邊側(cè)的第一同步整流管Q3和第二同步整流管Q4，完成同步整流。輸入電壓為VH+。
第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q2交替導(dǎo)通，能量由變壓器原邊向副邊傳遞。其中，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，變壓器原邊繞組上電壓Vp為原邊繞組T1-A電流Ip從0開始正向增長，T1-A\T1-E繞組感應(yīng)電勢(shì)“*”端為“正”極性，故同步整流管Q4導(dǎo)通，Q3截止。
當(dāng)Q1關(guān)斷，Q2導(dǎo)通時(shí)，變壓器繞阻T1-A電勢(shì)*為負(fù)的Ip繞組T1-A從零反向增長，同步整流管Q3導(dǎo)通，Q4截止。
第一開關(guān)管Q1、和第二開關(guān)管Q2同時(shí)關(guān)斷的時(shí)間為死區(qū)，在死區(qū)內(nèi)原邊繞組T1-A電流Ip下降到0。
由此，自驅(qū)同步整流MOS管(Q3或者Q4)GS電壓Vgs具體為：
其中，Vp為變壓器原邊繞組電壓，Ns為變壓器副邊繞組匝數(shù)，Np為變壓器原邊繞組匝數(shù)。
由公式(1)可知，自驅(qū)同步整流MOS管(Q3或者Q4)GS電壓Vgs與變壓器原邊繞組電壓Vp成正比關(guān)系。因此，可以通過控制Vp來保證GS電壓Vgs在預(yù)設(shè)的波動(dòng)范圍內(nèi)。
如圖1所示，為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的自驅(qū)同步整流電源，其包括上述的半橋電路。
所述半橋電路的變壓器原邊一側(cè)設(shè)置有限制變壓器原邊繞組電壓最大值不超過輸入電壓VH+的鉗位單元100。通過設(shè)置所述鉗位單元100，能夠很好的將變壓器原邊繞組電壓限制在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于自驅(qū)同步整流MOS管的保護(hù)。
具體的，如圖1所示，所述鉗位單元100包括第一鉗位二極管D1和第二鉗位二極管D2。
其中，所述第一鉗位二極管D1的N端與輸入電壓端連接，為參考端，另一端(即鉗位端)與第一電容C3連接。所述第二鉗位二極管D2的P端與地連接，為參考端，另一端則與所述第一電容C3連接。通過上述設(shè)置，可以將所述第一電容的正端電壓值限制在0到輸入電壓VH+之間。
當(dāng)電源處于異常狀態(tài)(例如過流、短路狀態(tài)時(shí))，會(huì)導(dǎo)致反饋環(huán)的劇烈變動(dòng)，因此Q1、Q2開通復(fù)位會(huì)產(chǎn)生不平衡，C3正端電壓會(huì)劇烈的波動(dòng)。電壓不能在近似為穩(wěn)定的
例如，當(dāng)Q1開通時(shí)間長，Q2開通時(shí)間短，第一電容C3正端電壓可能高于VH+。當(dāng)Q2開通時(shí)間長，Q1開通時(shí)間短，第一電容C3正端電壓會(huì)小于0V。相對(duì)應(yīng)地，當(dāng)?shù)谝浑娙軨3的正端電壓小于0V時(shí)，在沒有鉗位單元的情況下，變壓器原邊繞組電壓Vp將大于VH+，最終導(dǎo)致同步整流MOS的驅(qū)動(dòng)電壓過高。
設(shè)置上述鉗位二極管后，第一電容C3的最高電壓被D1鉗位到VH+，最低電壓被D2鉗位到0V，第一電容C3的正端電壓值會(huì)被鉗位在0-VH+之間。
由此，自驅(qū)同步整流MOS管(Q3或者Q4)GS電壓Vgs極限值為：
可以依據(jù)實(shí)際的情況，從設(shè)計(jì)或者選型上進(jìn)行考慮即可將可以驅(qū)同步整流MOS管(Q3或者Q4)GS電壓控制在規(guī)格范圍內(nèi)，有效的保證了電源的可靠運(yùn)行。
進(jìn)一步的，所述半橋電路的第一電容C3與一預(yù)充電電阻單元200連接。所述預(yù)充電電阻單元限流以縮短所述第一電容充電至平衡狀態(tài)的時(shí)間。所述第一電容C3與變壓器原邊繞組分壓，以下以第一電容C3為對(duì)象進(jìn)行分析。
由于其電氣特性，電容在瞬時(shí)接通時(shí)，其電壓并不會(huì)瞬時(shí)改變，需要一個(gè)充電的過程以達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。
如圖1所示，根據(jù)伏秒平衡原則，在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，第一電容C3上的電壓可以近似認(rèn)為為輸入電壓的一半，即變壓器原邊繞組的電壓也為因此，此時(shí)自驅(qū)同步整流MOS管(Q3或者Q4)GS電壓Vgs為：
但在常規(guī)線路開機(jī)時(shí)，由于第一電容C3上的電壓值并不會(huì)隨著輸入電壓的接通而瞬時(shí)變化，因此，此時(shí)變壓器原邊繞組的電壓為VH+，相對(duì)應(yīng)的，此時(shí)自驅(qū)同步整流MOS管(Q3或者Q4)GS電壓Vgs為
在設(shè)置了上述一預(yù)充電電阻單元200后，預(yù)充電單元200可以使第一電容C3迅速充電到穩(wěn)態(tài)工作的電壓值，使得線路啟動(dòng)時(shí)，變壓器原邊繞組的電壓為使自驅(qū)同步整流MOS管(Q3或者Q4)GS電壓Vgs(即變壓器副邊驅(qū)動(dòng)電壓)降低一半，有效的降低了啟動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓。
具體的，如圖1所示，所述預(yù)充電電阻單元200包括：第一子單元和第二子單元。
所述第一子單元與所述第一電容串聯(lián)連接；輸入電壓通過第一子單元向第一電容充電；所述第二子單元與所述第一電容并聯(lián)連接。
更具體的，所述預(yù)充電電阻單元200具體包括：第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4。
所述第一電容C3的一端依次與第二電阻R2、第一電阻R1以及輸入電壓端連接。第一電容C3通過第一電阻R1和第二電阻R2充電。所述第一電容C3還通過第三電阻R3、第四電阻R4接地，所述第一電容的另一端接地。
應(yīng)當(dāng)說明的是，所述電阻具體可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任何合適類型，具有特定電阻的電阻，例如各種型號(hào)的貼片電阻等。
可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及本實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。