一种开关电源的全软开关驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关电源的全软开关驱动电路。
【背景技术】
[0002]在现有LC串联谐振型开关电源全软开关驱动控制中，基本都是采用固定脉宽的驱动模式，多采用开环或是滞环等定频定宽类型的驱动控制电路，例如MC33067芯片，在固定增益，固定负载的工作情况下，此类驱动可以较方便的实现驱动控制的开关器件的零电流开通和零电压关断从而具有较高的效率和可靠性。但是这种通过电路得到的定宽定频的驱动输出信号，输出的纹波较多，导致电源的输出特性不是太好。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种开关电源的全软开关驱动电路，用以解决现有开关电源的全软开关驱动电路输出驱动信号中纹波较多的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明的方案包括:
[0005]—种开关电源的全软开关驱动电路，包括谐振控制器，还包括与门电路、取反电路、和二分频电路，所述谐振控制器输出的两个驱动信号经或门电路得到二倍频信号后进入取反电路进行取反得到取反信号，取反信号传入二分频电路，信号经分频后输出两个驱动信号。
[0006]进一步的，还包括一个驱动保护电路，所述经过分频的信号传入到驱动保护电路，最后驱动保护电路输出两个驱动信号。
[0007]优选的，所述谐振控制器是MC33067芯片，MC33067芯片的引脚DR_A、DR_B*别发出两个固定死区的驱动信号，两个驱动信号经过或非门后生成的二倍频信号传入到触发器的一个输入引脚中，经触发器二分频后产生的两个分频信号分别输入第一与门和第二与门，并分别在第一与门和第二与门中与经电阻延时后的所述二倍频信号相与，然后分别输入到第三与门和第四与门，分别与保护信号相与后经过一个电阻后输出两路经处理后的驱动信号。
[0008]进一步的，所述MC33067芯片的DT_RC引脚经RC并联回路后接地，引脚VCC连接12V电源，同时还经电容后接地，引脚EN/UVL0经限流电阻后连接12V电源、经第一二极管后连接stop信号端、经第二二极管后连接FAULT信号端。
[0009]优选的，所述RC回路的时间常数不小于40ns，所述电阻阻值不小于10K Ω。
[0010]本发明提供的一种开关电源的全软开关驱动电路，通过将MC33067输出的驱动信号进行反转变频处理，能够有效的减少最终输出驱动信号中的纹波，进而使得所驱动的电源输出特性更好。
【附图说明】
[0011]图1是本系统的架构图；
[0012]图2是本发明的集体电路图；
[0013]图3是本发明的信号时序图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0015]如图1所示，是本发明的系统架构图。如图3所示，是本发明的系统时序图。从图中可以看出，谐振控制器发出两路驱动信号A0UT1和BOUT 1，A0UT1和BOUT 1信号相对死区时间固定，将A0UT1和B0UT1两路信号相或后的低电平信号就是死区信号，死区信号的宽度固定，将死区信号后取反得到正电平的死区信号，其频率是A0UT1和B0UT1的二倍，在这里称之为二倍频信号，将二倍频信号送入到触发器中进行二分频处理，即通过分路筛选信号Q1和分路筛选信号Q2，分别与二倍频信号相与，经过驱动保护电路后最终输出与A0UT1和B0UT1频率相等的A0UT和BOUT信号，由于一开始的死区时间是固定的，A0UT和BOUT信号的脉宽也是固定的。驱动保护电路的作用就是避免因A0UT1和B0UT1信号未输出时造成的死区同时为高，A0UT和BOUT信号直通的情况出现。
[0016]具体的，本系统的电路原理如图2所示。从图2中可以看出，本发明所使用的高性能谐振控制器是MC33067芯片，MC33067芯片的引脚DR_A输出驱动信号A0UT18，引脚DR_B输出驱动信号A0UT19，驱动信号A0UT18和驱动信号A0UT19分别连接两输入或非门U2C的两个引脚，U2C的输出端连接触发器⑶4013B的引脚C1，触发器⑶4013的输出引脚Q1连接二输入与门U3A的一个引脚，输出引脚Q2连接二输入与门U3B的一个引脚，二输入与门U3A和二输入与门U3B的另外一个引脚均连接到二输入或非门U2C的输出端，同时二输入与门U3B中与触发器引脚Q2相连的引脚还连接触发器的引脚D1。二输入与门U3A的输出端连接二输入与门U3C的一个输入引脚，二输入与门U3C的输出端通过电阻R18后输出驱动信号A0UT;同样，二输入与门U3B的输出端连接二输入与门U3D的一个输入引脚，二输入与门U3D的输出端通过电阻R19后输出驱动信号B0UT。二输入与门U3C、U3D的另外一个引脚通过电阻R17连接驱动保护电路，驱动保护电路包括顺次串联的+12V电压源、电阻R20、电容C2以及接地端；电阻R20和电容C2的串接点处连接电阻R17，另一方面并行连接二极管D4、二极管D5。
[0017]上述实施方式给出了本发明最基本的电路原理图，作为其他实施方式，还可以增加一些辅助元器件以使得芯片MC33067DW输出的两路PWM信号频率更稳定，固定驱动死区时间。从图中可以看出，MC33067DW芯片的DT_RC引脚通过并联的阻容网络接地，引脚VCC—方面连接直流12V电源的正极，另一方面经滤波电容C9后接地；弓丨脚EN/UVL0通过电阻R13连接12V电源的正极，同时还并行的连接二极管D2、二极管D1，二极管D2的阳极连接引脚EN/UVL0，阴极连接FAULT信号端，二极管D1的阳极连接引脚EN/UVL0，阴极连接stop信号端。同时或非门U2C的输出端还连接二输入或非门U2A的一个输入引脚，二输入或非门U2A的另外一个引脚连接由信号RUN/ST0P和信号CH/DISCH取或非逻辑后的输出信号，二输入或非门U2A的输出端连接二输入或非门U2B的一个输入引脚，二输入或非门的两个输入引脚相连接，其输出端输出s top信号。
[0018]上述给出了本发明的电路原理结构，下面对该驱动电路的工作过程做详细说明。如图3所示，是本发明驱动电路进行工作时的信号时序图。MC33067芯片输出的固定死区的驱动信号A0UT1和B0UT1，经过或非门U2C之后，两路驱动信号A0UT1、B0UT1合成一路二倍于原有频率的固定脉宽的PWM信号(即两路原有驱动信号死区信号的组合)，同时还实现AOUT1和BOUT 1信号的死区反转。此二倍频的固定脉宽的P丽信号作为触发脉冲时钟经过触发器U4A实现二分频(等于固定死区的驱动信号A0UT1的频率)，产生50%占空比的两路DR_A、DR_B信号，DR_A信号通过与门U3A、DR_B信号通过与门U3B分别和经过R16延迟过后的二倍频的固定脉宽的(死区)PWM信号作为触发脉冲时钟信号进行相与筛选，输出最终频率与A0UT1、B0UT1相同的驱动信号A0UT、B0UT，实现对MC33067输出信号的变频处理。从而可以以固定脉宽导通时间的方式控制LC串联谐振拓扑电源开关管组成的半桥和全桥开关电路。
[0019]以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种开关电源的全软开关驱动电路，包括谐振控制器，其特征在于，还包括与门电路、取反电路、和二分频电路，所述谐振控制器输出的两个驱动信号经或门电路得到二倍频信号后进入取反电路进行取反得到取反信号，取反信号传入二分频电路，信号经分频后输出两个驱动信号。2.根据权利要求1所述一种开关电源的全软开关驱动电路，其特征在于，还包括一个驱动保护电路，所述经过分频的信号传入到驱动保护电路，最后驱动保护电路输出两个驱动信号。3.根据权利要求1所述一种开关电源的全软开关驱动电路，其特征在于，所述谐振控制器是MC33067芯片，MC33067芯片的引脚DR_A、DR_B分别发出两个固定死区的驱动信号，两个驱动信号经过或非门后生成的二倍频信号传入到触发器的一个输入引脚中，经触发器二分频后产生的两个分频信号分别输入第一与门和第二与门，并分别在第一与门和第二与门中与经电阻延时后的所述二倍频信号相与，然后分别输入到第三与门和第四与门，分别与保护信号相与后经过一个电阻后输出两路经处理后的驱动信号。4.根据权利要求3所述一种开关电源的全软开关驱动电路，其特征在于，所述MC33067芯片的DT_RC引脚经RC并联回路后接地，引脚VCC连接12V电源，同时还经电容后接地，引脚EN/UVLO经限流电阻后连接12V电源、经第一二极管后连接stop信号端、经第二二极管后连接FAULT信号端。5.根据权利要求3所述一种开关电源的全软开关驱动电路，其特征在于，所述RC回路的时间常数不小于40ns，所述电阻阻值不小于10K Ω。
【专利摘要】本发明涉及一种开关电源的全软开关驱动电路，包括谐振控制器，其特征在于，还包括与门电路、取反电路、和二分频电路，所述谐振控制器输出的两个驱动信号经或门电路得到二倍频信号后进入取反电路进行取反得到取反信号，取反信号传入二分频电路，信号经分频后输出两个驱动信号。本发明提供的一种开关电源的全软开关驱动电路，通过将MC33067输出的驱动信号进行反转变频处理，能够有效的减少最终输出驱动信号中的纹波，进而使得所驱动的电源输出特性更好。
【IPC分类】H02M1/14
【公开号】CN105450002
【申请号】CN201510867773
【发明人】张明冉, 邹岩, 张公全, 常志国, 陈璐明, 冯进喜, 刘志远, 兰殿星
【申请人】许继电源有限公司, 许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月1日