信号进行整形转换，并将此能量储存在容性器件，实现所述自举驱动电路的功率输出；
所述输入滤波及保护电路1分别向所述PWM信号生成电路2、所述能量传递电路3提供电源;所述自举电压反馈电路4向所述PWM信号生成电路2输入电压反馈信号;所述PWM信号生成电路2分别向所述能量传递电路3、所述自举电压转换及储能电路5输出控制信号。
[0021]在本实施例中，所述输入滤波及保护电路1，包括电容C6、C7、C9、C16和电感L2组成的滤波网络来抑制电源纹波，压敏电阻R8实现输入VIN高过压情况下的保护，瞬态抑制二极管D1、热敏电阻F1、组成过压保护网络，防止VIN过压情况下烧毁PWM信号生成电路芯片，汇流二极管D5、D6可实现VIN过压或欠压情况下保证PWM信号生成电路芯片正常工作。
[0022]所述pmi信号生成电路2，采用国家半导体公司的电源芯片LM3481实现，输入电压VIN经热敏电阻F1与TVS 二极管D1组成的过压保护电路后接入控制芯片LM3481供电脚VIN，LM3481输出控制脚DR接M0S管Q1的栅极，开关频率控制管脚FA/SD连接R1下拉到GND，补偿管脚C0MP通过电容C3、C22与电阻R3连接至GND，反馈采样脚FB接反馈电阻R2与R4的中点，电流采样管脚ISEN通过限流电阻连接至M0S管Q1的源极，并经功率电阻R6连接至GND。
[0023]所述能量传递电路3，包括N型M0S管Q1，互感L1，親合电容C5、C14;互感L1的4脚接输入电压VIN，2脚接N型M0S管Q1的漏极及耦合电容C5的输入端，M0S管Q1的源极接地、栅极接控制电路U1控制脚，电感L2—端接耦合电容C5、C14输出、3脚接地，互感L1的接输入电压端4脚和接地端3脚为同名端，耦合电容C5、C14输入端接M0S管Q1的漏极，输出端接输出电路中整流二极管D2的阳极;所述能量转换电路3在所述PWM信号生成电路2的控制下，周期性开启/关闭M0S管Q1，使得在互感L1的2、4脚两端产生交流振荡信号，该信号经互感及耦合电容的耦合作用，在L1的1脚输出端产生同样频率的交流振荡信号，送至所述自举电压反馈电路4。
[0024]所述自举电压反馈电路4中二极管D2阳极接能量转换电路L1的1脚输出，阴极接储能滤波电容C1、C2、C13，通过二极管的整流作用将输入交流振荡信号整流滤波输出低压二次电源VCC，并通过R2、R4和C8组成的阻容网络实现自举电压反馈至所述HVM信号生成电路2;所述PWM信号生成电路2反馈采样管脚FB接VCC经电阻R2与R4分压后的分压点，控制管脚DR接N型M0S管Q1的栅极;控制芯片U1实时采集输出电压反馈值，并将其与内部参考源对比，根据比较结果改变控制管脚DR输出的开关控制信号的占空比，从而控制M0S管Q1相应的开启或关闭时间。
[0025]所述自举电压转换及储能电路5中二极管D4阳极接能量转换电路3中L1的2脚输出，阴极接储能滤波电容C12和C10，D3阳极接电源输入电压，阴极接D4阴极;通过二极管D4的整流作用将输入交流振荡信号整流输出，通过D3将自举输出电压快速充电至电源电压VIN，电容C12和C10分别将能量进行存储;所述自举电压转换及储能电路5中VB00ST作为整个驱动电路的高压输出。
[0026]本发明的效果为:与现有技术相比，具有以下优点:
(1)本发明针对高压驱动要求，提出一种新型自举驱动电路，电路简单可靠，有利于实现整个驱动电路的小型化；
(2)本发明电源适应性范围宽，输入电源电压工作范围可在自举电压高低范围内任意波动；
(3)本发明驱动能力强，采用开关电源能量传递的设计思想，合理选用电感、电容网络，可实现高效率、大电流功率输出；
(4)本发明驱动电路耐压值高、可靠性高。将PWM生成电路与能量转换电路的供电分开处理，增加过压、欠压保护电路，大幅提高驱动电路的耐压值及可靠性；
(5)本发明不但为系统提供一路高压驱动电源而且提供一路二次电压，提高了系统实用性。
[0027]本文虽然已经给出了本发明的一个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
【主权项】
1.一种自举驱动电路，其特征在于:包括输入滤波及保护电路、PffM信号生成电路、能量传递电路、自举电压反馈电路、自举电压转换及储能电路； 所述输入滤波及保护电路，包括电容、电感滤波网络，以及瞬态抑制二极管、压敏电阻、热敏电阻、汇流二极管，实现电源纹波抑制，过压、欠压保护;热敏电阻和瞬态抑制二极管保护芯片超压条件下工作需求，汇流二极管实现输入保护或欠压条件下的供电需求； 所述PWM信号生成电路，包括一个具有推挽输出功能的芯片组，通过采集自举输出电压来动态调整PWM信号振荡及占空比，调节所述能量传递电路中开关器件的开启和关闭时间； 所述能量传递电路，包括N-MOSFET开关、电感和电容，在所述HVM信号生成电路的控制下产生交流振荡信号，将电源输入能量传递至所述自举电压转换及储能电路； 所述自举电压反馈电路，包括二极管、分压电阻、电容，动态反馈自举电压的信号电平至PWM信号生成电路； 所述自举电压转换及储能电路，包括二极管、电容，将振荡交流能量信号进行整形转换，并将此能量储存在容性器件，实现所述自举驱动电路的功率输出； 所述输入滤波及保护电路分别向所述PWM信号生成电路、所述能量传递电路提供电源；所述自举电压反馈电路向所述PWM信号生成电路输入电压反馈信号;所述PWM信号生成电路分别向所述能量传递电路、所述自举电压转换及储能电路输出控制信号。2.如权利要求1所述的自举驱动电路，其特征在于，所述输入滤波及保护电路，包括电容C6、C7、C9、C16和电感L2组成的滤波网络来抑制电源纹波，压敏电阻R8实现输入VIN高过压情况下的保护，瞬态抑制二极管D1、热敏电阻F1、组成过压保护网络，防止VIN过压情况下烧毁PWM信号生成电路芯片，汇流二极管D5、D6实现VIN过压或欠压情况下保证PWM信号生成电路芯片正常工作。3.如权利要求1所述的自举驱动电路，其特征在于，所述PWM信号生成电路，采用国家半导体公司的电源芯片LM3481实现，输入电压VIN经热敏电阻F1与TVS 二极管D1组成的过压保护电路后接入控制芯片LM3481供电脚VIN，LM3481输出控制脚DR接MOS管Q1的栅极，开关频率控制管脚FA/SD连接R1下拉到GND，补偿管脚COMP通过电容C3、C22与电阻R3连接至GND，反馈采样脚FB接反馈电阻R2与R4的中点，电流采样管脚ISEN通过限流电阻连接至MOS管Q1的源极，并经功率电阻R6连接至GND。4.如权利要求1所述的自举驱动电路，其特征在于，所述能量传递电路，包括N型MOS管Q1，互感L1，親合电容C5、C14;互感L1的4脚接输入电压VIN，2脚接N型MOS管Q1的漏极及耦合电容C5的输入端，MOS管Q1的源极接地、栅极接控制电路U1控制脚，电感L2—端接耦合电容C5、C14输出、3脚接地，互感L1的接输入电压端4脚和接地端3脚为同名端，耦合电容C5、C14输入端接MOS管Q1的漏极，输出端接输出电路中整流二极管D2的阳极;所述能量转换电路在所述PWM信号生成电路的控制下，周期性开启/关闭MOS管Q1，使得在互感L1的2、4脚两端产生交流振荡信号，该信号经互感及耦合电容的耦合作用，在L1的1脚输出端产生同样频率的交流振荡信号，送至所述自举电压反馈电路。5.如权利要求1所述的自举驱动电路，其特征在于，所述自举电压反馈电路中二极管D2阳极接能量转换电路L1的1脚输出，阴极接储能滤波电容Cl、C2、C13，通过二极管的整流作用将输入交流振荡信号整流滤波输出低压二次电源VCC，并通过R2、R4和C8组成的阻容网络实现自举电压反馈至所述PWM信号生成电路;所述PWM信号生成电路反馈采样管脚FB接VCC经电阻R2与R4分压后的分压点，控制管脚DR接N型MOS管Q1的栅极;控制芯片U1实时采集输出电压反馈值，并将其与内部参考源对比，根据比较结果改变控制管脚DR输出的开关控制信号的占空比，从而控制MOS管Q1相应的开启或关闭时间。6.如权利要求1所述的自举驱动电路，其特征在于，所述自举电压转换及储能电路中二极管D4阳极接能量转换电路L1的2脚输出，阴极接储能滤波电容C12和C1，D3阳极接电源输入电压，阴极接D4阴极;通过二极管D4的整流作用将输入交流振荡信号整流输出，通过D3将自举输出电压快速充电至电源电压VIN，电容C12和C10分别将能量进行存储;所述自举电压转换及储能电路VB00ST作为整个驱动电路的高压输出。
【专利摘要】本发明涉及电学领域，公开了一种自举驱动电路，包括输入滤波及保护电路、PWM信号生成电路、能量传递电路、自举电压反馈电路、自举电压转换及储能电路；输入滤波及保护电路实现电源纹波抑制及过压、欠压保护；PWM信号生成电路采集自举输出电压，动态调整PWM信号振荡及占空比，调节开关开闭时间；能量传递电路产生交流信号，将电源输入能量传递至自举驱动电路；自举电压反馈电路反馈自举电压信号电平至PWM信号生成电路；自举电压转换及储能电路将能量信号整形转换，实现自举驱动电路功率输出；本发明有益效果为：宽电源适用范围，结构易于实现，驱动能力强，耐压值高，可靠性高，适用于高于电源输入电压的大功率、高效率开关应用场合。
【IPC分类】H03K17/687
【公开号】CN105450207
【申请号】CN201510799490
【发明人】卜春光, 郭庆, 王威, 刘壮华, 李莹莹, 徐发洋, 刘伟, 刘套
【申请人】中国航天时代电子公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月19日