双管正激同步整流电路的驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种双管正激同步整流电路的驱动电路，所述双管正激同步整流电路包括处于变压器原边的双管正激变换网络和处于变压器副边的同步整流变换网络，所述双管正激同步整流电路的驱动电路包括用于驱动所述双管正激变换网络的双管驱动电路和用于驱动所述同步整流变换网络的续流管驱动电路，所述双管驱动电路包括用于调整所述双管驱动电路的输入信号开通时间的调整电路，和/或所述续流管驱动电路包括用于快速释放所述同步整流变换网络中续流管中电流的自锁放电电路。采用本发明可实现整流管与续流管的驱动的死区调整，同时实现同步续流管的快速关断。
【专利说明】双管正激同步整流电路的驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种驱动电路，尤其涉及一种双管正激同步整流电路的驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前专业LED显示屏和LED照明已成主流，特别是近几年产品已经走向国际化，对产品的质量、功率密度、电源的效率及使用环境要求等方面也更加严苛。随着新国标的实施，国内著名LED显示屏厂商也将在电源效率、超薄、环境等各方面、格外关注。
[0003]为此，闻效率、超薄、小体积、低中功率的广品是目如LED电源主流广品。为了提闻效率，通常选择软开关的拓扑(LLC半桥谐振、不对称半桥、双管正激)加输出同步整流(自驱同步整流、IC控制芯片同步整流、它驱式同步整流)方式。
[0004]使用输出同步整流，无论采用哪种方式，都需电源可靠性高稳定性强。因此就需要克服整流管与续流管的共通，即当整流管开通时续流还没有进入关断状态，这时两管同时导通的现象。
[0005]为了更清晰的表达，下面将结合图1至图3介绍现有技术的双管正激同步整流电路及其驱动电路。
[0006]图1是现有技术双管正激同步整流拓扑电路示意图。如图1所示,其中原边是双管正激变换网络，副边是同步整流变换网络。原边Q300、Q302、D300、D302组成了双管正激拓扑结构；VBulk为交流整流 滤波电压接口 ；DRVA、DRVAA为上管驱动、DRVB, CS为下管驱动。副边0403、0401、1^4004040040401组成MOSFET同步整流网络；同步整流管Q403驱动采用主变压器TBl自驱动方式供给；同步续流管Q401驱动采用原边PWM信号经过续流管驱动电路隔离变压器T301A传递供给、驱动电路。
[0007]图2是现有技术双管驱动电路示意图。
[0008]其中DRV是由控制芯片提供PWM信号，经过R305、DB300、Q301、Q304组成的图腾柱驱动电路再通过驱动隔离变压器T300A分成相同的两绕组给双管正激的主功率开关管Q300、Q302提供相同的驱动信号；
[0009]图3是现有技术续流管驱动电路示意图。
[0010]DRV是由控制芯片提供PWM信号，经过R327、RC301、C307、Q312、组成对PWM信号进行反向后提供给，RC300、Q309、Q310、组成的图腾柱驱动电路再通过驱动隔离变压器T301A副边绕组给续流开关管Q401提供驱动信号。
[0011]现有技术存在的缺点主要有:
[0012]1、不能进行整流管与续流管的驱动的死区调整，在输出带载开机或动态负载、输出短路等情况下会随机出现时间不可控的整流管与续流管的共通现象，造成效率降低，严重时会使副边的绕组短路，损坏主开关管或输出同步整流管。
[0013]2、利用副边绕组反向产生的负载来进行续流管的关断，关断速度慢，存在严重的安全隐患。
【发明内容】
[0014]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种双管正激同步整流电路的驱动电路。可对整流管和续流管的驱动的死区时间进行调整和设置，并能够快速关断输出的续流管。
[0015]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种双管正激同步整流电路的驱动电路，所述双管正激同步整流电路包括处于变压器原边的双管正激变换网络和处于变压器副边的同步整流变换网络，所述双管正激同步整流电路的驱动电路包括用于驱动所述双管正激变换网络的双管驱动电路和用于驱动所述同步整流变换网络的续流管驱动电路，所述双管驱动电路包括用于调整所述双管驱动电路的输入信号开通时间的调整电路，和/或所述续流管驱动电路包括用于快速释放所述同步整流变换网络中续流管中电流的自锁放电电路。
[0016]进一步的，所述双管驱动电路的输入信号为由控制芯片提供的PWM信号，所述开通时间指所述PWM信号的上升沿开始的时间。
[0017]进一步的，所述双管驱动电路包括第一图腾柱驱动电路，第一驱动隔离变压器；所述双管驱动电路的输入信号经过所述调整电路的调整后输入第一图腾柱驱动电路，然后通过所述第一驱动隔离变压器，并由所述变压器的副边绕组输出信号，为所述双管正激变换网络提供驱动信号。
[0018]进一步的，所述双管正激变换网络包括两个主功率开关管，所述双管驱动电路的输入信号经过所述第一驱动隔离变压器后，分成相同的两绕组，分别为所述主功率开关管提供驱动信号。
[0019]进一步的，所述调整电路包括第一电容，第一电阻和第一三极管；需要被调整的信号通过所述第一电容的一端输入所述调整电路，所述第一电容的另一端通过所述第一电阻接地，所述第一三极管的基极连接在所述第一电容和第一电阻之间，所述第一三极管的射极接地，所述第一三极管的集电极与后一级电路相连，经所述调整电路调整后的信号通过所述第一三极管的集电极被传递至后一级电路。
[0020]进一步的，所述第一三极管是NPN型三极管。
[0021]进一步的，所述续流管驱动电路采用所述控制芯片输出的PffM信号作为输入信号。
[0022]进一步的，所述续流管驱动电路包括反向电路、第二图腾柱驱动电路、第二驱动隔离变压器；所述续流管驱动电路的输入信号经过所述反向电路反向后，经过所述第二图腾柱驱动电路，再通过所述第二驱动隔离变压器，最后经过所述自锁放电电路为所述同步整流变换网络中的续流管提供驱动信号。
[0023]进一步的，所述自锁放电电路包括第二三极管，第三三极管，第一二极管，第二电阻；所述第二三极管的射极作为所述自锁放电电路的输入端以接收信号，所述第二三极管的集电极连接所述第三三极管的基极，所述第三三极管的射极接地，所述第三三极管的射极通过所述第一二极管连接所述第三三极管的基极，用于提供所述第三三极管基极和射极间正的导通电压，所述第三三极管的集电极连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的基极通过所述第二电阻连接所述第二三极管的射极，所述第二三极管的射极作为所述续流管驱动电路的输出端。[0024]进一步的，所述第二三极管是PNP型三极管，所述第三三极管是NPN型三极管。
[0025]实施本发明实施例，具有如下有益效果:
[0026]1、本发明用简单的RC器件调整输入的PWM信号上升沿开始的时间，从而可调整整流管与续流管的驱动的死区时间。
[0027]2、实现续流管的快速关断。
[0028]3、同步整流共通现象减少。
[0029]4、同步整流开关损耗降低。
[0030]5、减少同步整流管和同步续流管之间因共通造成的不稳定。
[0031]6、整体的双管正激同步整流电路的效率得到提升。
[0032]7、本发明相比现有的技术方案，适用范围更广。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是现有技术双管正激同步整流拓扑电路示意图；
[0034]图2是现有技术双管驱动电路示意图；
[0035]图3是现有技术续流管驱动电路示意图；
[0036]图4是本发明双管驱动电路示意图；
[0037]图5是本发明续流管驱动电路示意图；
[0038]图6是本发明双管正激同步整流电路的驱动电路示意图。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0040]本发明所述驱动电路适用于双管正激同步整流电路，所述双管正激同步整流电路包括处于变压器原边的双管正激变换网络和处于变压器副边的同步整流变换网络。本发明双管正激同步整流电路的驱动电路包括用于驱动所述双管正激变换网络的双管驱动电路和用于驱动所述同步整流变换网络中续流管的续流管驱动电路。
[0041]图4是本发明双管驱动电路示意图。如图所示，由控制芯片提供的PWM信号作为输入信号DRV接入所述双管驱动电路。所述输入信号首先经过由第一电容Cl、第一电阻Rl和第一三极管Ql构成的用于调整输入PWM信号上升沿开始时间的调整电路，再经过由电阻R305、二极管DB300、三极管Q301和三极管Q304组成的第一图腾柱驱动电路，然后通过所述第一驱动隔离变压器Tl分成相同的两绕组，用于给图1所示双管正激同步整流拓扑中双管正激的主功率开关管提供驱动信号。具体的，其中图4所示电路中的DRVA及DRVAA为图1中原边双管正激电路的上管Q300提供驱动信号，图4所示电路中的DRVB及CS为图1中原边双管正激电路的下管Q302提供驱动信号。
[0042]所述双管驱动电路的输入信号、所述调整电路与所述图腾柱电路的具体连接关系如下:所述图腾柱驱动电路由电阻R305、二极管DB300、三极管Q301和三极管Q304组成，所述输入信号经过由所述电阻R305和所述二极管DB300并联构成的电路后送入三极管Q301和三极管Q304的基极，所述三极管Q301的集电极通过一个电阻连接至电源VCC，三极管Q301的射极连接所述三极管Q304的射极，所述三极管Q304的集电极接地。所述调整电路由第一电容Cl、第一电阻Rl和NPN型的第一三极管Ql构成，所述第一电容的一端接收由控制芯片输出的PWM信号，另一端分别接所述第一电阻Rl的一端和所述第一三极管Ql的基极，所述第一电阻和所述第一三极管Ql的射极都接地，所述第一三极管Ql的集电极连接所述图腾柱电路的所述三极管Q304的基极。通过这样的方式，所述调整电路将已调整上升时间的输入信号传递到下一级电路。其中，所述上升时间指PWM信号上升沿开始的时间。
[0043]通过在现有技术中常用的双管驱动电路中加入由第一电容Cl、第一电阻Rl和第一三极管Ql构成的调整电路，可以对输入所述双管驱动电路的PWM信号的上升时间进行调整，从而实现对整流管和续流管的驱动的死区时间进行调整。实现此功能的原理如下:
[0044]所述输入信号PWM的第一个脉冲上升来时，由于所述第一电容Cl的存在，信号加在所述第一电阻Rl上，当脉冲电压值达到所述第一三极管Ql的导通门限时，所述第一三极管Ql导通，所述输入信号PWM通过所述第一三极管Ql导入大地，因此所述PWM信号并未接入后级图腾柱电路。随着所述第一电容Cl充满电后，所述第一三极管Ql又进入截止状态，所述输入信号PWM正常的输入图腾柱电路中。这样，输入PWM信号的上升时间在传入所述双管驱动电路的时刻与传递至双管正激电路的主功率开关管的时刻之间就存在一个时间差。也就是说，整流管驱动与续流管驱动的导通与关断的时间上存在所述时间差。同时通过调节所述第一电容Cl、第一电阻Rl和第一三极管Ql的参数，可以调整所述时间差的大小，避免所述双管正激同步整流电路中整流管与续流管的共通。如图2所示的现有技术双管驱动电路不具有这个可调整的时间差。
[0045]应当指出，本发明的精神在于利用简单的电阻、电容、三极管原件实现对输入的PWM信号上升时间进行调整，然后再传递到下一级电路，本发明的保护范围并不应当受到以上所描述的图腾柱电路结构的限制。
[0046]图5是本发明续流管驱动电路示意图。由控制芯片提供的PWM信号作为输入信号DRV输入所述续流管驱动电路，经过由R327、RC301、C307、Q312构成的反向电路反向后，再经过所述由RC300、Q309、Q310组成的第二图腾柱驱动电路，然后经过所述第二驱动隔离变压器T2副边绕组，最后经过由第二三极管Q2，第三三极管Q3，第一二极管Dl，第二电阻R2构成的自锁放电电路为所述同步整流变换网络中的续流管提供驱动信号。具体的，图5所示电路中的DRVD2为图1中副边同步整流变换网络中的续流开关管Q401提供驱动信号。
[0047]所述自锁放电电路包括PNP型第二三极管Q2，NPN型第三三极管Q3，第二电阻R2，第一二极管Dl ;所述第二三极管Q2的射极作为所述自锁放电电路的输入端以接收信号，所述第二三极管Q2的集电极连接所述第三三极管Q3的基极，所述第三三极管Q3的射极接地，所述第三三极管Q3的射极通过所述第一二极管Dl连接所述第三三极管Q3的基极，用于提供所述第三三极管Q3基极和射极间正的导通电压，所述第三三极管Q3的集电极连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管Q2的基极通过所述第二电阻R2连接所述第二三极管Q2的射极，所述第二三极管Q2的射极作为所述续流管驱动电路的输出端用于为图1中副边同步整流变换网络中的续流开关管Q401提供驱动信号。
[0048]通过在现有技术中常用的续流管驱动电路中加入由第二三极管Q2，第三三极管Q3，第二电阻R2，第一二极管Dl构成的自锁放电电路，可以使得所述续流开关管Q401的栅极与源极的电荷彻底泄放，从而实现快速可靠的关断所述续流开关管Q401。实现此功能的原理如下:[0049]输入信号通过隔离变压器T2传递到副边，当副边线圈上的电压上正下负时，输入的PWM信号直接通过电容C409、电阻R427输出给所述续流管Q401，所述第三三极管Q3的VBE处于反向电压、所述第二三极管Q2的VBE处于正向电压，此时所述第三三极管Q3和所述第二三极管Q2处于截止状态；当副边线圈上的电压上负下正时由于第一二极管Dl的存在，所述第三三极管Q3的VBE有正的0.7V的导通电压可，所述第三三极管Q3和第二三极管Q2组成了一个互动自锁方式。所述第三三极管Q3的开通使所述第二三极管Q2随着开通，更快的将续流管栅极与源极存的电荷快速放掉，达到快速关闭。而现有技术的续流管驱动电路，是利用副边绕组反向产生的负压来进行关断，这种方式续流管关闭的速度较慢。
[0050]综上，本发明包含有双管驱动电路和续流管整流电路两部分的双管正激同步整流电路如图6所示。
[0051]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种双管正激同步整流电路的驱动电路，所述双管正激同步整流电路包括处于变压器原边的双管正激变换网络和处于变压器副边的同步整流变换网络，所述双管正激同步整流电路的驱动电路包括用于驱动所述双管正激变换网络的双管驱动电路和用于驱动所述同步整流变换网络的续流管驱动电路，其特征在于，所述双管驱动电路包括用于调整所述双管驱动电路的输入信号开通时间的调整电路，和/或所述续流管驱动电路包括用于快速释放所述同步整流变换网络中续流管中电流的自锁放电电路。
2.根据权利要求1所述驱动电路，其特征在于，所述双管驱动电路的输入信号为由控制芯片提供的PWM信号，所述开通时间指所述PWM信号的上升沿开始的时间。
3.根据权利要求1所述驱动电路，其特征在于，所述双管驱动电路包括第一图腾柱驱动电路，第一驱动隔离变压器；所述双管驱动电路的输入信号经过所述调整电路的调整后输入第一图腾柱驱动电路，然后通过所述第一驱动隔离变压器，并由所述变压器的副边绕组输出信号，为所述双管正激变换网络提供驱动信号。
4.根据权利要求3所述驱动电路，其特征在于，所述双管正激变换网络包括两个主功率开关管，所述双管驱动电路的输入信号经过所述第一驱动隔离变压器后，分成相同的两绕组，分别为所述主功率开关管提供驱动信号。
5.根据权利要求1所述驱动电路，其特征在于，所述调整电路包括第一电容，第一电阻和第一三极管；需要被调整的信号通过所述第一电容的一端输入所述调整电路，所述第一电容的另一端通过所述第一电阻接地，所述第一三极管的基极连接在所述第一电容和第一电阻之间，所述第一三极管的射极接地，所述第一三极管的集电极与后一级电路相连，经所述调整电路调整后的信号通过所述第一三极管的集电极被传递至后一级电路。
6.根据权利要求5所述驱动电路，其特征在于，所述第一三极管是NPN型三极管。
7.根据权利要求1所述驱动电路，其特征在于，所述续流管驱动电路采用所述控制芯片输出的PWM信号作为输入信号。
8.根据权利要求1所述驱动电路，其特征在于，所述续流管驱动电路包括反向电路、第二图腾柱驱动电路、第二驱动隔离变压器；所述续流管驱动电路的输入信号经过所述反向电路反向后，经过所述第二图腾柱驱动电路，再通过所述第二驱动隔离变压器，最后经过所述自锁放电电路为所述同步整流变换网络中的续流管提供驱动信号。
9.根据权利要求8所述驱动电路，其特征在于，所述自锁放电电路包括第二三极管，第三三极管，第一二极管，第二电阻；所述第二三极管的射极作为所述自锁放电电路的输入端以接收信号，所述第二三极管的集电极连接所述第三三极管的基极，所述第三三极管的射极接地，所述第三三极管的射极通过所述第一二极管连接所述第三三极管的基极，用于提供所述第三三极管基极和射极间正的导通电压，所述第三三极管的集电极连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的基极通过所述第二电阻连接所述第二三极管的射极，所述第二三极管的射极作为所述续流管驱动电路的输出端。
10.根据权利要求9所述驱动电路，其特征在于，所述第二三极管是PNP型三极管，所述第三三极管是NPN型三极管。
【文档编号】H02M1/088GK103795229SQ201410038844
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】徐跃华 申请人:广州视源电子科技股份有限公司