专利名称：二次侧驱动型半桥式电源供应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关一种供应装置，特别是关于一种二次侧驱动型半桥式 电源供应装置。
背景技术：
在现今的电源产业中，切换式电源供应器大多使用 一种半桥式架构的电
源电路，用以驱动外部的负载电路；原因在于使用半桥式架构可以将感应;兹 场工作在第一与第三象限中，而如前向式或反驰式架构则只能工作在第一象 限中，比较起来，半桥式架构的电源电路很明显在工作效率上高很多。
但是现在大多数产业都将脉波宽度调变控制器置于二次侧，利用隔离组 件将占空比小信号波形放大驱动一次侧功率晶体管，之后再对半桥式变压器 做驱动；然而，如图l所示，此功率晶体管IO大都用二双载子接面晶体管组 成。可是在使用双载子接面晶体管时，在其开关动作之间常会需要经过一晶 体管区而消耗电流功率，而且如果要把电源供应器的切换频率提高，则双栽 子接面晶体管的效能更差。在现今的半导体产业，已经陆续放弃双载子接面 晶体管的制造，而加重在金氧半场效晶体管的制造上，所以双载子接面晶体 管势必不会是未来的技术趋势。
实用新型内容
本实用新型提供一种二次侧驱动型半桥式电源供应装置，以解决^f吏用双 载子接面晶体管时消耗电流功率高，效能差的问题。
本实用新型的主要目的，在于提供一种二次侧驱动型半桥式电源供应装 置，其可以比先前技术更节省电功率。
本发明的另一目的，在于提供一种二次側驱动型半桥式电源供应装置， 其可以提高该电源供应装置的切换频率。为达上述目的，本实用新型提供一种二次侧驱动型半桥式电源供应装置， 包含一金氧半场效晶体管单元，其连接于一半桥式变压器的一次側，通过一 连接在其二次側的脉波宽度调变控制器产生一控制信号，利用 一隔离组件， 接收该控制信号以驱动该金氧半场效晶体管单元，而该金氧半场效晶体管单 元进而驱动该半桥式变压器，另有一输出整流滤波电路是连接该半桥式变压 器，并位于该二次侧，让信号在经过半桥式变压器之后，可透过输出整流滤 波电路的控制，输出各种电压至外部负载。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点比先前技术更节省电功率 且可以提高电源供应装置的切换频率。
图l是现有技术的驱动电路示意图2是本实用新型的装置电路示意图3是本实用新型的驱动电路示意图4是本实用新型的另一驱动电路示意图5是本实用新型的半桥式电源电路示意图6是本实用新型的半桥式电源电路结合驱动电路示意图7是本实用新型应用在切换式电源供应器的电路示意图。
主要元件符号说明如下
10功率晶体管12金氧半场效晶体管单元
13双载子接面晶体管单元14隔离组件
16半桥式变压器18输出整流滤波电路
20脉波宽度调变控制器22图腾端口放大电路
24保护电路26讯息时序控制电路
28电压回授控制电路30独立电源控制电路
32输入整流滤波电^各
具体实施方式
图2是本实用新型的装置电路示意图，而图7为本实用新型应用在切换 式电源供应器的电路示意图，请同时参照图2与图7; —半桥式变压器16连 接一输出整流滤波电路18,并使该输出整流滤波电路18位在二次侧，用来输 出各种电压至外部负载。而一金氧半场效晶体管单元12，其是连接于该半桥 式变压器16的另一端并位于其一次侧，用来驱动该半桥式变压器16,金氧半 场效晶体管单元12的另一端则连接一隔离组件14,以隔离一次侧与二次侧， 而隔离组件的另一端连接一图腾端口放大电路22，最后将该图腾端口》丈大电 路22连接一脉波宽度调变控制器20，并使此脉波宽度调变控制器20位于二 次侧，用来产生一控制信号，该控制信号通过图腾端口放大电路22放大后， 让隔离组件14接收以驱动金氧半场效晶体管单元12。其中脉波宽度调变控制 器20更可包含一保护电路24以及一讯息时序控制电路26。另外有一电压回 授控制电路28,其可以连接在输出整流滤波电路18与脉波宽度调变控制器 20之间，用来调整输出电压与与控制信号，让两者取得平衡；而独立电源控 制电路30是当其余电路架构的电源都关掉之后，仍可提供一独立电源给外部 负栽，使负载在此时所需要的功能得以发挥；最后还有一输入整流滤波电路 32，其连接半桥式变压器16,使交流电在进入半桥式变压器16之前，将其 工作电压变成一高压直流电，使能通过金氧半场效晶体管单元12切换转能至 输出整流滤波电路18输出。
在本实用新型中，脉波宽度调变控制器可以提供一控制信号，例如一占 空比小信号波形，首先经过一图腾端口放大电路22放大该信号，该信号再由 隔离組件14接收并转换其电压，进而驱动金氧半场效晶体管单元12,接着再 一次经过一半桥式变压器16的电压转换，最后在一输出整流滤波电路18的 控制下，输出各种电压给外部负载。由于此种电路常应用在一般家庭式个人 计算机用的电源供应器，所以使控制信号先由二次侧传送到一次侧，再由一 次侧回到二次侧，让输出电压的回授控制都在二次侧是其特点之一。
为了减少电路面积，让图腾端口放大电路22以及脉波宽度调变控制器20 整合在同 一芯片中或者让图腾端口放大电路22、保护电路24与讯息时序控制 电路26以及脉波宽度调变控制器20整合在同一芯片中，这样不但可以减少电路制作的复杂度，而且可以降低成本，提高产品质量与生产效率。
如图3所示为本实用新型的驱动电路示意图，包含了一图腾端口放大电 路22、 一隔离组件14以及一金氧半场效晶体管单元12，该单元可由二金氧 半场效晶体管组成，其中该图腾端口放大电路22可在该隔离组件14接收该 控制信号之前，放大该控制信号，因为隔离组件14要驱动金氧半场效晶体管， 必须将一低电压转成高电压之后才能驱动，所以加装图腾端口放大电路22能 让隔离组件14的输出瞬间电流提供驱动金氧半场效晶体管输入电容(Ciss) 所需，这样一来要驱动金氧半场效晶体管也容易多了。而且使用金氧半场效 晶体管不像双栽子接面晶体管有一晶体管区，这样在切换电源的状态下也不 容易消耗多余的切换损失，除此之外，也因为金氧半场效晶体管是属于电压 操控组件，若要进一步提高电源供应器的切换频率至上数百万赫兹也较无障 碍，加上半桥式动作在第一与第三象限，更可使转换效率轻易达80°/。以上。 另外此金氧半场效晶体管可由一 P通道场效晶体管与一 N通道场效晶体管或 二 P通道场效晶体管或二 N通道场效晶体管所组成。
图4提供了本实用新型的另一驱动电路示意图，在此图中主要是在说明 在本实用新型的电路架构上，其金氧半场效晶体管单元12也可以用一双载子 接面晶体管单元13取代，而此双载子接面晶体管单元13可由二双载子接面 晶体管所组成，组成方式则有一 NPN晶体管与一 PNP晶体管或二 NPN晶体 管或二PNP晶体管。图5提供了本实用新型的半桥式电源电路示意图，且如 图6所示，是提供本实用新型的半桥式电源电路结合驱动电路示意图，因为 金氧半场效晶体管单元12负责一正半周驱动或一负半周驱动，所以此半桥式 电源电路的作动可让半桥式变压器16工作在第一象限与第三象限，让整个电 源供应装置效率更高。
综上所述，本实用新型将重要电路整合于集成电路内(脉波宽度调变控 制器、保护以及讯息时序控制电路)又置于低电压二次侧，不像现行作法放 置在一次側受高压噪声或异常状况破坏，如果使用金氧半场效晶体管单元， 还可以减少其电流功率的损耗、提高电源供应器的切换频率，而且在整个大 环境的驱使下，使用金氧半场效晶体管不会有货源短缺的问题，在成本营运上也较容易控制。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非 局限于此，任何本领域的技术人员能思的的变化都应落入本实用新型的保护 范围。
权利要求1、 一种二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于，包括 一半桥式变压器，其具有一次测与二次测；一金氧半场效晶体管单元，其连接于该半桥式变压器，并位于该一次侧，用来驱动该半桥式变压器；一脉波宽度调变控制器，其连接于该二次侧，并产生一控制信号； 一隔离组件，其隔离该一次侧与该二次侧，且连接该脉波宽度调变控制器与该金氧半场效晶体管单元，并接收该控制信号以驱动该金氧半场效晶体管单元；以及一输出整流滤波电路，其连接该半桥式变压器，并位于该二次侧，用耒 输出各种电压至外部负载。
2、 如权利要求1所述二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于， 还包含一图腾端口放大电路，其在该隔离组件接收该控制信号之前，放大该 控制信号。
3、 如权利要求2所述二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于， 该图腾端口放大电路以及该脉波宽度调变控制器更可整合在同 一芯片中。
4、 如权利要求l所述二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于， 该脉波宽度调变控制器还包含一保护电路以及一讯息时序控制电路。
5、 如权利要求1所述二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于， 该金氧半场效晶体管单元至少包含二金氧半场效晶体管。
6、 如权利要求5所述二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于， 若该金氧半场效晶体管单元为金氧半场效晶体管时，则可由一 P通道场效晶 体管与一 N通道场效晶体管或二 P通道场效晶体管或二 N通道场效晶体管所 组成。
7、 如权利要求l所述二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于， 该金氧半场效晶体管单元负责一正半周驱动或一负半周驱动。
8、 如权利要求l所述二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其特征在于， 该隔离组件可将低电压转成高电压以驱动该金氧半场效晶体管单元。
专利摘要本实用新型提供一种二次侧驱动型半桥式电源供应装置，其先提供一半桥式变压器，而在其一次侧连接一金氧半场效晶体管单元，而其二次侧连接一输出整流滤波电路。在本实用新型中，可使位于其二次侧的脉波宽度调变控制器产生一控制信号，将其传送于隔离组件，通过该信号来驱动金氧半场效晶体管单元，而该金氧半场效晶体管单元进而驱动半桥式变压器，最后半桥式变压器所提供的电压在输出整流滤波电路的控制下，可提供各种电压至外部负载。该电源供应装置不仅可以节省电功率，还可以提高其切换频率，达到高效率低成本目的。
文档编号H02M3/335GK201156711SQ200720187578
公开日2008年11月26日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者陈长兴 申请人:首利实业股份有限公司