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一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路及同步整流方法

文檔序號(hào):8225613閱讀:648來源:國知局
一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路及同步整流方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路及同步整流方法,特別適用在輸入 電壓范圍寬,電源體積小、空載功耗小的開關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著半導(dǎo)體器件及超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展,對(duì)大電流、低電壓,低成本隔離 開關(guān)電源的需求也隨之大幅增加。正向壓降只有〇. 3V-0. 7V的肖特基二極管整流,大導(dǎo)通 損耗成為開關(guān)電源小型化的瓶頸。為了提高低電壓、大電流開關(guān)電源的效率,輸出整流都采 用了同步整流技術(shù),現(xiàn)有技術(shù)中,普遍都是采用了兩種驅(qū)動(dòng)方式,變壓器繞組自驅(qū)動(dòng)和隔離 外驅(qū)動(dòng)。
[0003] 圖1示出了帶變壓器繞組自驅(qū)動(dòng)電路圖的反激同步整流拓?fù)?,變壓器同步整流?qū) 動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)繞組Nr、驅(qū)動(dòng)電阻R1、下拉電阻R2、同步整流MOS管SR組成;同步整流MOS管 反偏,該電路的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單,設(shè)計(jì)方便,因此在市場(chǎng)應(yīng)用比較廣泛。但是此電路的缺點(diǎn) 也比較多,如下。
[0004] 1、同步整流驅(qū)動(dòng)波形有負(fù)電壓,造成驅(qū)動(dòng)損耗大。
[0005] 2、同步整流驅(qū)動(dòng)波形負(fù)電壓和開關(guān)電源的輸入電壓成正比,而一般MOS管的Vgs 電壓只有±20V,所以在寬輸入電壓范圍的開關(guān)電源就不能應(yīng)用;而在模塊電源應(yīng)用領(lǐng)域 中輸入電壓范圍就有2:1輸入電壓范圍和4:1輸入電壓范圍,此電路無法在4:1輸入電壓 范圍應(yīng)用。
[0006] 如圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)的另一種同步整流隔離驅(qū)動(dòng)技術(shù),其驅(qū)動(dòng)信號(hào)來自原邊開 關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào),經(jīng)過同步原副邊驅(qū)動(dòng)電容、隔離變壓器,提供給副邊的同步整流MOS管,雖 然輸入電壓范圍比較寬,驅(qū)動(dòng)電平也沒有負(fù)電壓等優(yōu)點(diǎn),但是其采用了隔離變壓器,增加了 電容的成本和體積,在小體積、高功率密度的模塊電源里很難應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種開關(guān)電源的同步整流方法,本發(fā)明的同步整流方法 能克服上述缺點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009] -種開關(guān)電源的同步整流方法,包括功率轉(zhuǎn)換原邊電路、功率轉(zhuǎn)換副邊電路、隔離 電容驅(qū)動(dòng)電路,其實(shí)現(xiàn)同步整流的工作過程如下:
[0010] 所述功率轉(zhuǎn)換原邊電路,其主要功能是:在開關(guān)電源在工作期間,原邊功率開關(guān)一 直工作在開關(guān)切換狀態(tài),變壓器原邊繞組將電能轉(zhuǎn)換成磁能,原邊功率開關(guān)的兩邊在開關(guān) 切換過程將產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓。
[0011] 所述功率轉(zhuǎn)換副邊電路,其主要功能是:在開關(guān)電源在工作期間,接收來自功率轉(zhuǎn) 換原邊電路的磁能,轉(zhuǎn)換成電能,并通過副邊整流開關(guān)和副邊濾波電容整流濾波,轉(zhuǎn)換成輸 出所需要的直流輸出電平。
[0012] 所述的副邊整流開關(guān)為一個(gè)有源開關(guān),需要一個(gè)開關(guān)時(shí)序邏輯電平為其提供驅(qū) 動(dòng)。
[0013] 所述的隔離電容驅(qū)動(dòng)電路,其主要功能是:在開關(guān)電源的工作期間,接收來自原邊 功率開關(guān)兩端的脈沖電壓,并將該脈沖電壓通過電容串聯(lián)分壓后提供給所述的副邊整流開 關(guān)做驅(qū)動(dòng);可以實(shí)現(xiàn)電路簡單、體積小、驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)無負(fù)電壓、可以適應(yīng)很寬的輸入電壓 范圍等優(yōu)點(diǎn);
[0014] 所述的電容串聯(lián)分壓,等效后電路如圖4所示,原邊功率開關(guān)產(chǎn)生的脈沖電壓加 在隔尚電容、副邊整流開關(guān)的結(jié)電容和共申旲Y電容上的串聯(lián)回路上,在副邊整流開關(guān)的結(jié) 電容上形成分壓。
[0015] 在反激電源拓?fù)渲?,所述的副邊整流開關(guān)結(jié)電容上的分壓為副邊整流開關(guān)的驅(qū)動(dòng) 電壓,副邊整流開關(guān)驅(qū)動(dòng)電壓的大小為:
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種開關(guān)電源的同步整流方法,其特征在于:包括功率轉(zhuǎn)換原邊電路、功率轉(zhuǎn)換副 邊電路、隔離電容驅(qū)動(dòng)電路,其實(shí)現(xiàn)同步整流的工作過程如下: 所述功率轉(zhuǎn)換原邊電路,其主要功能是;在開關(guān)電源在工作期間,原邊功率開關(guān)一直工 作在開關(guān)切換狀態(tài),變壓器原邊繞組將電能轉(zhuǎn)換成磁能,原邊功率開關(guān)的兩端在開關(guān)切換 過程將產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓; 所述功率轉(zhuǎn)換副邊電路,其主要功能是;在開關(guān)電源在工作期間,接收來自功率轉(zhuǎn)換原 邊電路的磁能,轉(zhuǎn)換成電能,并通過副邊整流開關(guān)和副邊濾波電容整流濾波,轉(zhuǎn)換成輸出所 需要的直流輸出電平; 所述的隔離電容驅(qū)動(dòng)電路,其主要功能是:在開關(guān)電源的工作期間,接收來自原邊功率 開關(guān)兩端的脈沖電壓,并將該脈沖電壓通過電容串聯(lián)分壓后提供給所述的副邊整流開關(guān)做 驅(qū)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源的同步整流方法,其特征在于;所述的副邊整 流開關(guān)為一個(gè)有源開關(guān),需要一個(gè)開關(guān)時(shí)序邏輯電平為其提供驅(qū)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源的同步整流方法,其特征在于;所述的電容串 聯(lián)分壓是指;原邊功率開關(guān)兩端在開關(guān)切換過程將產(chǎn)生的脈沖電壓,加在隔離電容、所述的 副邊整流開關(guān)結(jié)電容、共模Y電容的串聯(lián)回路上,在所述的副邊整流開關(guān)結(jié)電容上形成串 聯(lián)分壓電壓,作為副邊整流開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓。
4. 一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路,包括反激功率轉(zhuǎn)換原邊電路1和功率轉(zhuǎn)換副邊 電路3,所述反激功率轉(zhuǎn)換原邊電路1將電能轉(zhuǎn)化為磁能傳輸給所述功率轉(zhuǎn)換副邊電路3, 其特征在于;還包括隔離電容驅(qū)動(dòng)電路2,反激功率轉(zhuǎn)換原邊電路1產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓給所 述隔離電容驅(qū)動(dòng)電路2,隔離電容驅(qū)動(dòng)電路2將脈沖信號(hào)經(jīng)過電容串聯(lián)分壓后提供給功率 轉(zhuǎn)換副邊電路3,作為功率轉(zhuǎn)換副邊電路3的驅(qū)動(dòng)電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于:所述的隔 離電容驅(qū)動(dòng)電路2包括了隔離電容、下拉電阻和共模Y電容;所述的隔離電容的一端連接到 開關(guān)MOS管的漏極,隔離電容的另一端連接到同步整流MOS管的柵極,所述下拉電阻的一端 連接到同步整流MOS管的柵極,所述下拉電阻的另一端連接到同步整流MOS管的源極;所述 共模Y電容的一端連接到輸入負(fù)端,另一端連接到輸出負(fù)端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于:所述的隔 離電容驅(qū)動(dòng)電路2還包括阻巧電阻和釋放=極管,所述的阻巧電阻串聯(lián)在所述的隔離電容 和所述的同步整流MOS管的柵極之間,所述的釋放S極管的基極連接在所述的阻巧電阻的 一端,所述的釋放=極管的發(fā)射極連接在所述的阻巧電阻的另一端,所述的釋放=極管的 集電極連接在輸出電壓的負(fù)端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于:所述的釋 放S極管為PNP S極管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源的同步整流驅(qū)動(dòng)電路及同步整流方法,特別是一種反激拓?fù)涞耐秸黩?qū)動(dòng)電路及同步整流方法。反激拓?fù)溟_關(guān)電源的開關(guān)管漏極-源極Vds電壓,經(jīng)過隔離驅(qū)動(dòng)電容傳輸?shù)介_關(guān)電源的副邊,經(jīng)過隔離驅(qū)動(dòng)電容、同步整流MOS的柵極-源極G-S結(jié)電容和共模Y電容分壓,分壓后形成的Vgs電壓提供給同步整流MOS管做驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明的同步整流驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用在開關(guān)電源中具有電路簡單、成本低、體積小,驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)無負(fù)電壓,適應(yīng)開關(guān)電源輸入電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02M7-155
【公開號(hào)】CN104539177
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410763437
【發(fā)明人】李紹兵
【申請(qǐng)人】廣州金升陽科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日
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