一种谐振驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种谐振驱动电路，涉及功率变换领域。包括：变压器、原边电路、副边电路、第一PWM输入端和第二PWM输入端，所述原边电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管。本发明专利技术提供的谐振驱动电路，实现了驱动能量的循环利用，具有驱动损耗低、驱动电流波形频谱单一、利于电磁兼容设计的优点，适用于MHz级开关变换器。

A Resonant Driving Circuit

The invention discloses a resonant driving circuit, which relates to the field of power conversion. Including: transformer, primary circuit, secondary circuit, first PWM input and second PWM input. The primary circuit includes: first capacitor, second capacitor, third capacitor, first diode, second diode, first NMOS tube, second NMOS tube, first PMOS tube and second PMOS tube. The resonant driving circuit provided by the invention realizes the cyclic utilization of driving energy, has the advantages of low driving loss, single frequency spectrum of driving current waveform, and is beneficial to electromagnetic compatibility design, and is suitable for MHz switching converters.

【技术实现步骤摘要】
一种谐振驱动电路
本专利技术涉及功率变换领域，尤其涉及一种谐振驱动电路。
技术介绍
随着器件技术的进步，场控型器件在功率变换领域被广泛应用，与之对应，出现了种类繁多的具有电压源性质的驱动电路。然而，当开关频率较低时，上述两种类型驱动电路的损耗在变换器总损耗中的占比均较低，当开关频率提升至数百kHz和MHz以上时，驱动损耗占比很高，已经成为制约变换器功率密度进一步提升的关键因素。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种谐振驱动电路。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种谐振驱动电路，包括：变压器、原边电路、副边电路、第一PWM输入端和第二PWM输入端，所述原边电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管，其中：所述第一PWM输入端分别与所述第一PMOS管的g端和所述第一NMOS管的g端连接，所述第一PMOS管的s端分别与VCC端、第一电容的一端和第一二极管的正极连接，所述第一PMOS管的d端分别与所述第二电容的一端和所述第一NMOS管的d端连接，所述第一NMOS管的s端分别与所述第一电容的另一端和所述第二二极管的负极连接并接地，所述第二电容的另一端与所述变压器的初级线圈的同名端连接；所述第二PWM输入端分别与所述第二PMOS管的g端和所述第二NMOS管的g端连接，所述第二PMOS管的s端与所述第一二极管的负极连接，所述第二PMOS管的d端分别与所述第三电容的一端和所述第二NMOS管的d端连接，所述第二NMOS管的s端与所述第二二极管的正极连接，所述第三电容的另一端与所述变压器的初级线圈的异名端连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的谐振驱动电路，通过第一PWM输入端和第二PWM输入端向原边电路输入极性相同或相反的PWM信号，能够使原边电路形成桥式电路或能量循环电路，进而驱动变压器漏感与副边电路中的开关管栅极电容的谐振，实现了驱动能量的循环利用，具有驱动损耗低、驱动电流波形频谱单一、利于电磁兼容设计的优点，适用于MHz级开关变换器。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种开关变换器，包括如上述技术方案所述的谐振驱动电路。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明图1为本专利技术一种谐振驱动电路的实施例提供的结构框架示意图；图2为本专利技术一种谐振驱动电路的实施例提供的波形示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，为本专利技术一种谐振驱动电路的实施例提供的结构框架示意图，该电路包括：变压器T、原边电路1、副边电路2、第一PWM输入端3和第二PWM输入端4，原边电路1包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第二二极管D2、第一NMOS管Q3、第二NMOS管Q4、第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2，其中：第一PWM输入端3分别与第一PMOS管Q1的g端和第一NMOS管Q3的g端连接，第一PMOS管Q1的s端分别与VCC端、第一电容C1的一端和第一二极管D1的正极连接，第一PMOS管Q1的d端分别与第二电容C2的一端和第一NMOS管Q3的d端连接，第一NMOS管Q3的s端分别与第一电容C1的另一端和第二二极管D2的负极连接并接地，第二电容C2的另一端与变压器T的初级线圈的同名端连接；第二PWM输入端4分别与第二PMOS管Q2的g端和第二NMOS管Q4的g端连接，第二PMOS管Q2的s端与第一二极管D1的负极连接，第二PMOS管Q2的d端分别与第三电容C3的一端和第二NMOS管Q4的d端连接，第二NMOS管Q4的s端与第二二极管D2的正极连接，第三电容C3的另一端与变压器T的初级线圈的异名端连接。本实施例提供的谐振驱动电路，通过第一PWM输入端和第二PWM输入端4向原边电路1输入极性相同或相反的PWM信号，能够使原边电路1形成桥式电路或能量循环电路，进而驱动变压器T漏感与副边电路2中的开关管栅极电容的谐振，实现了驱动能量的循环利用，具有驱动损耗低、驱动电流波形频谱单一、利于电磁兼容设计的优点，适用于MHz级开关变换器。可选地，在一些实施例中，副边电路2包括：第三NMOS管Q5、第四NMOS管Q6、第五NMOS管Q7、第六NMOS管Q8、第七NMOS管Q9和第八NMOS管Q10，其中：变压器T的次级线圈的第一正极分别与第三NMOS管Q5的g端、第四NMOS管Q6的d端和第五NMOS管Q7的g端连接，变压器T的次级线圈的第一负极分别与第三NMOS管Q5的d端和第四NMOS管Q6的g端连接，第三NMOS管Q5的s端分别与第四NMOS管Q6的s端、第五NMOS管Q7的s端和第八NMOS管Q10的d端连接；变压器T的次级线圈的第二负极分别与第六NMOS管Q8的g端、第七NMOS管Q9的d端和第八NMOS管Q10的g端连接，变压器T的次级线圈的第二正极分别与第六NMOS管Q8的d端和第七NMOS管Q9的g端连接，第六NMOS管Q8的s端分别与第七NMOS管Q9的s端和第八NMOS管Q10的s端连接。下面对本专利技术提供的谐振驱动电路的工作流程进行进一步说明。第一PWM输入端3和第二PWM输入端4输入两路驱动输入波形，二者输入的波形大部分时间极性相反，较短时间极性相同，具体时间可以根据实际需求设置。当第一PWM输入端3和第二PWM输入端4输入的信号极性相反时，第一PMOS管Q1、第二PMOS管Q2、第一NMOS管Q3和第二NMOS管Q4组成了桥式电路，当第一PWM输入端3和第二PWM输入端4输入的信号极性相同时，第一PMOS管Q1、第一二极管D1和第二PMOS管Q2组成了一组能量循环电路，第一NMOS管Q3、第二二极管D2和第二NMOS管Q4组成了另一组能量循环电路。具体地：当第一PWM输入端3输入高电平信号，第二PWM输入端4输入低电平信号时，第一二极管D1、第二PMOS管Q2和第一NMOS管Q3导通，变压器T初级绕组a点对b点为负极性，次级绕组c点对d点为负极性，次级绕组e点对f点为正极性，第五NMOS管Q7关断、第八NMOS管Q10导通；当第一PWM输入端3输入高电平信号，第二PWM输入端4输入高电平信号时，第二NMOS管Q4、第二二极管D2和第一NMOS管Q3导通，第八NMOS管Q10栅极电容与变压器T漏感谐振，第八NMOS管Q10栅极电容电压下降，变压器T漏感电流上升，当第八NMOS管Q10栅极电容电压下降到第六NMOS管Q8开启阈值电压以下时，变压器T漏感与第八NMOS管Q10栅极电容谐振过程结束，变压器T漏感与第五NMOS管Q7栅极电容开始谐振，直到变压器T漏感电流降为0，这样就实现了以变压器T漏感为媒介，第八NMOS管Q10栅极电容电荷向第五NMOS管Q7栅极电容的转移，理想情况下，该过程是无损的；当第一PWM输入端3输入低电平信号，第二PWM输入端4输入高电平信号时，第一PMOS管Q1、第二NMOS管Q4和第二二极管D2导通，变压器T初级绕组a点对b点为正极性，次级绕组c点对d点为正极性，次级绕组e点对f点为负极性，第五N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振驱动电路，其特征在于，包括：变压器(T)、原边电路(1)、副边电路(2)、第一PWM输入端(3)和第二PWM输入端(4)，所述原边电路(1)包括：第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一NMOS管(Q3)、第二NMOS管(Q4)、第一PMOS管(Q1)和第二PMOS管(Q2)，其中：所述第一PWM输入端(3)分别与所述第一PMOS管(Q1)的g端和所述第一NMOS管(Q3)的g端连接，所述第一PMOS管(Q1)的s端分别与VCC端、第一电容(C1)的一端和第一二极管(D1)的正极连接，所述第一PMOS管(Q1)的d端分别与所述第二电容(C2)的一端和所述第一NMOS管(Q3)的d端连接，所述第一NMOS管(Q3)的s端分别与所述第一电容(C1)的另一端和所述第二二极管(D2)的负极连接并接地，所述第二电容(C2)的另一端与所述变压器(T)的初级线圈的同名端连接；所述第二PWM输入端(4)分别与所述第二PMOS管(Q2)的g端和所述第二NMOS管(Q4)的g端连接，所述第二PMOS管(Q2)的s端与所述第一二极管(D1)的负极连接，所述第二PMOS管(Q2)的d端分别与所述第三电容(C3)的一端和所述第二NMOS管(Q4)的d端连接，所述第二NMOS管(Q4)的s端与所述第二二极管(D2)的正极连接，所述第三电容(C3)的另一端与所述变压器(T)的初级线圈的异名端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种谐振驱动电路，其特征在于，包括：变压器(T)、原边电路(1)、副边电路(2)、第一PWM输入端(3)和第二PWM输入端(4)，所述原边电路(1)包括：第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一NMOS管(Q3)、第二NMOS管(Q4)、第一PMOS管(Q1)和第二PMOS管(Q2)，其中：所述第一PWM输入端(3)分别与所述第一PMOS管(Q1)的g端和所述第一NMOS管(Q3)的g端连接，所述第一PMOS管(Q1)的s端分别与VCC端、第一电容(C1)的一端和第一二极管(D1)的正极连接，所述第一PMOS管(Q1)的d端分别与所述第二电容(C2)的一端和所述第一NMOS管(Q3)的d端连接，所述第一NMOS管(Q3)的s端分别与所述第一电容(C1)的另一端和所述第二二极管(D2)的负极连接并接地，所述第二电容(C2)的另一端与所述变压器(T)的初级线圈的同名端连接；所述第二PWM输入端(4)分别与所述第二PMOS管(Q2)的g端和所述第二NMOS管(Q4)的g端连接，所述第二PMOS管(Q2)的s端与所述第一二极管(D1)的负极连接，所述第二PMOS管(Q2)的d端分别与所述第三电容(C3)的一端和所述第二NMOS管(Q4)的d端连接，所述第二NMOS管(Q4)的s端与所述第二二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保冰，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京,11