一种有源钳位正激变换器的同步整流驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于DC/DC电源电路领域，具体涉及一种有源钳位正激变换器的同步整流驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前，输出低电压大电流的电源在通信领域中的应用越来越广，这就要求较高的电源转换效率。为了保持电源转换的高效率，通常采用副边的同步整流技术。
[0003]同步整流技术中的关键是驱动技术。现在使用最广的方式是自驱或绕组驱动的方式。自驱动同步整流因其电路简单、器件少、成本低廉而得到广泛应用。但是这种方式的整流管和续流管驱动电压随输入电压的变化而变化，驱动电压过高会带来额外的栅极驱动损耗，驱动电压过低则MOS管的导通电阻较大、导通损耗增加。如果驱动电压会太高而超出MOS管的栅源两端的承受能力会造成烧管的故障。
[0004]为了解决整流管和续流管驱动电压过高带来的问题，现有技术给出了一种改进型的同步整流自驱动电路方案，请参见图1。图1中，直流输入电源Vin对输入电容Cl进行充电，输入电容Cl的放电电流输入到主变压器原边绕组Pl的初级的同名端；主变压器原边绕组Pl的初级的异名端通过一个有源钳位电路接地。其中有源钳位电路由NMOS开关管Q1、PMOS开关管Q2、钳位电容C5组成，钳位电容C5和PMOS开关管Q2串联后与NMOS开关管Ql并联，NMOS开关管Ql的栅极接PffM控制电路的一个驱动输出端，PMOS开关管Q2的栅极接PWM控制电路的另一个驱动输出端。同步整流电路由两个NMOS开关管Q6 (整流管)、Q5 (续流管)组成，主变压器副边绕组SI同名端接续流管Q5的漏极，并通过NMOS开关管Q3接整流管Q6的栅极，主变压器副边绕组SI异名端接整流管Q6的漏极，并通过NMOS开关管Q4接续流管Q5的栅极，NMOS开关管Q5和Q6的源极接地；其中NMOS开关管Q3的漏极接主变压器副边绕组SI同名端，NMOS开关管Q3的源极接整流管Q6的栅极，NMOS开关管Q3和Q4的栅极连接后再连接到稳压电路的输出端，稳压电路的输入端与主变压器副边绕组SI同名端通过二极管Dl连接，并通过C4连接到地。电感LI的一端接主变压器副边绕组SI同名端，另一端通过电容C2接地；电感LI和电容C2的连接点连接到整个变换器的输出端。
[0005]图1的方案通过增加NMOS开关管Q3和Q4分别钳位住了整流管Q6和续流管Q5驱动电压，使整流管Q6和续流管Q5驱动电压不再随输入电压的变化而变化，解决了驱动电压过高带来额外的栅极驱动损耗。但图1的方案仍存在的问题是:在变压器副边绕组SI同名端电压较高时，会在钳位管Q3的漏源极之间产生较高的电压应力，同时增加钳位管Q3的开关损耗，钳位管Q3会形成热点，降低电路可靠性。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种有源钳位正激变换器的同步整流驱动电路，其目的在于，避免在变压器副边绕组电压较高时，在钳位管上产生较高的电压应力和开关损耗的问题，提高电路可靠性。
[0007]—种有源钳位正激变换器的同步整流驱动电路，包括:
[0008]带有副边主绕组和副边辅助绕组的变压器；
[0009]连接于副边主绕组的同名端与地之间的第一开关管；
[0010]连接于副边主绕组的异名端与第一开关管之间的第一钳位管；
[0011]连接于副边主绕组的异名端与地之间的第二开关管；
[0012]连接于副边辅助绕组的同名端与第二开关管之间的第二钳位管，第二钳位管的剩余接线端与第一钳位管的剩余接线端相接；
[0013]连接于副边主绕组SI的同名端与变换器输出之间的输出电感和跨接于变换器输出两端的的滤波电容。
[0014]进一步地，还包括连接于副边辅助绕组的异名端与地之间的电压缓冲电路，所述电压缓冲电路由电阻和电容并联构成。
[0015]进一步地，所述第一开关管和第二开关管采用NMOS管实现。
[0016]进一步地，所述第一钳位管和第二钳位管采用两个独立的NMOS管实现或采用一个包含两个独立的NMOS管的组件实现，或者它们之中的一个或两个采用周期性的串联副边主绕组和辅助绕组的其它装置来实现，所述其它装置为数字控制开关、双极性器件或场效应器件。
[0017]本发明的有益技术效果体现在:
[0018]本发明在变压器副边绕组同名端电压较高时，通过副边辅助绕组的匝数可以比较灵活的提供合适的供电电压给到第二钳位管的漏极，使第二钳位管工作在较低的电压应力下，减小第二钳位管在工作过程中的开关损耗，从而提高电路可靠性。进一步地，在副边辅助绕组的异名端与地之间增设电压缓冲电路，其在副边绕组的同名端电压为正时，减小第二钳位管的漏极与源极间的电压差，降低其开关损耗；在副边绕组的同名端电压为负时，减小第二钳位管的栅极与源极间的电压差。该电压缓冲电路能够降低第二钳位管的漏源极以及栅源极电压应力，使得第二钳位管的开关损耗控制在最小值，有效防止钳位管的栅源极电压值超过额定规格。
【附图说明】
[0019]图1是一种现有的改进型有源钳位正激变换器的同步整流电路结构图。
[0020]图2是本发明提供的有源钳位正激变换器同步整流电路的第一种实施方式示意图。
[0021]图3是本发明提供的有源钳位正激变换器同步整流电路的第二种实施方式的示意图。
[0022]图4是采用了图2所示有源钳位正激变换器同步整流电路的一种具体实施例。
[0023]图5是采用了图2所示有源钳位正激变换器同步整流电路的一种具体实施例的关键节点的波形图。
[0024]图6是采用了图3所示有源钳位正激变换器同步整流电路的一种具体实施例。
[0025]图7是采用了图3所示有源钳位正激变换器同步整流电路的一种具体实施例的关键节点的波形图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]图2是本发明提供的有源钳位正激变换器同步整流驱动电路的第一种实施方式结构示意图。在该实施方式中，同步整流驱动电路包括连接在变压器副边主绕组SI异名端和地之间的第二开关管Q6 (整流管)，以及连接在变压器副边主绕组SI同名端和地之间的第一开关管Q5(续流管)。变压器副边主绕组SI的同名端与电路的输出端之间接有输出电感LI，电感LI的另一端通过滤波电容C2接地。第二开关管Q6的栅极通过第二钳位管Q3与变压器副边辅助绕组S2的同名端相连，第一开关管Q5的栅极通过第一钳位管Q4与变压器副边主绕组SI异名端相连。第二开关管Q6的漏极与变压器副边主绕组SI异名端相连，第二开关管Q6的源极接地，第二开关管Q6的栅极与第二钳位管Q3的源极相连，第二钳位管Q3的漏极与变压器副边辅助绕组S2的同名端相连，变压器副边辅助绕组S2的异名端接地；第一开关管Q5的漏极与变压器副边主绕组SI的同名端相连，第二开关管Q6的源极接地，第一开关管Q5的栅极与第一钳位管Q4的源极相连，第一钳位管Q4的漏极与变压器副边主绕组SI的异名端相连；两钳位管Q3与Q4的栅极相连，并共同与稳压电路的输出端相连，稳压电路的输入端连接整流管Dl (二级管)后连接副边主绕组SI的同名端。
[0028]在本发明中的同步整流驱动电路中，当原边开关管Ql导通时，变压器副边绕组S2的同名端为正电压，在图中满足