一种变换器同步整流驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种变换器同步整流驱动电路，具有主变压器，主变压器包括原边绕组（W1）、整流管驱动绕组（W4）、副边功率绕组（W2）、续流管驱动绕组（W3），整流管（Q1）与副边功率绕组串接，续流管受续流管驱动绕组驱动，整流管栅极连接正向钳位电路和反向钳位电路；本发明专利技术提供外驱箝位电路，在开关周期结束时，利用脉冲信号的低电平驱动负向箝位管为同步整流MOSFET的栅极放电。由于该信号来源于控制电路主控IC，耦合的电压尖峰和能量比较小，避免了现有自驱箝位电路驱动信号尖峰对MOSFET栅极损坏的隐患，极大地提高了DC/DC变换器的稳定性和寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种变换器同步整流驱动电路
本专利技术涉及DC/DC变换器，尤其涉及一种保护效果良好的DC/DC变换器的同步整流驱动电路。
技术介绍
同步整流是低压大电流DC/DC变换器的关键技术，和传统肖特基整流技术相比，同步整流能够大大降低损耗和提升效率。现有的同步整流的驱动方式有两种：一种方式是通过主变压器驱动绕组进行自驱，即主变压器既提供功率转换，又提供驱动信号；另一种方式是主变压器只提供功率转换，驱动信号由主变压器以外的电路提供。采用绕组自驱方式的电路比较简单，不需要额外电路，但是驱动电平随输入/输出电压变化比较大。而同步整流器件MOSFET由于自身构造原因，对于驱动电平范围有严格要求。因此对于绕组自驱同步整流电路，通常需要对驱动电平进行箝位来保护MOSFET器件，避免器件因栅极电平超标而损坏。绕组自驱方式的驱动电平由变压器绕组提供，驱动信号有正有负，某些情况下MOSFET驱动电平过高或过低，会造成器件损坏。一般解决此类问题采用外加MOSFET或电容进行驱动电平箝位，如专利CN1794547A，CN1688094A，CN101047338A等。但是驱动信号源自于变压器绕组，在开关器件关断时，驱动信号上不可避免的会耦合电压尖峰。虽然现有专利电路已经对驱动电平进行了箝位，但是利用耦合了电压尖峰的信号去驱动MOSFET，仍旧会给器件带来可靠性隐患。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有技术的上述问题，提出一种带箝位功能的变换器同步整流驱动电路，可保护MOSFET的栅极不受高压损坏。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是设计一种变换器同步整流驱动电路，具有主变压器，主变压器包括原边绕组，和首尾串联的整流管驱动绕组、副边功率绕组、续流管驱动绕组，整流管的源极与副边功率绕组同名端连接，续流管源极接副边功率绕组另一端、续流管漏极接整流管漏极、续流管栅极通过第一电阻R1接续流管驱动绕组异名端，其还包括一个驱动变压器，驱动变压器原边驱动信号与主变压器原边驱动信号同步，驱动变压器副边绕组与所述整流管的栅极之间串一个限制栅极低电位的反向钳位电路，所述整流管栅极与整流管驱动绕组之间串一个限制栅极高电位的正向钳位电路。所述正向钳位电路包括稳压源、正向钳位管、第一二极管，稳压源负极接驱动绕组异名端以及整流管源极，稳压源正极接正向钳位管栅极，正向钳位管源极接整流管栅极，正向钳位管漏极接第一二极管阴极，第一二极管阳极接驱动绕组同名端。所述反向钳位电路包括第二隔直电容、反向钳位管，反向钳位管栅极接第二隔直电容一端，第二隔直电容另一端接驱动变压器副边绕组同名端，反向钳位管漏极接驱动变压器副边绕组异名端和所述整流管源极，反向钳位管源极接整流管栅极；驱动变压器原边绕组串接第一隔直电容。所述反向钳位管漏极至栅极之间正向串接续流二极管。所述反向钳位电路包括第二隔直电容、反向钳位管、第二二极管，反向钳位管栅极接第二隔直电容一端，第二隔直电容另一端接驱动变压器副边绕组同名端，反向钳位管漏极至驱动绕组同名端之间正向串接第二二极管，反向钳位管源极接整流管栅极，整流管源极接驱动变压器副边绕组异名端；驱动变压器原边绕组串接第一隔直电容。所述驱动变压器副边绕组异名端至反向钳位管栅极之间正向串接续流二极管。所述反向钳位管采用P沟道MOSFET管。本专利技术提供外驱箝位电路，在开关周期结束时，利用脉冲信号的低电平驱动负向箝位管为同步整流MOSFET的栅极放电。由于该信号来源于控制电路主控IC，耦合的电压尖峰和能量比较小，避免了现有自驱箝位电路驱动信号尖峰对MOSFET栅极损坏的隐患，极大地提高了DC/DC变换器的稳定性和寿命。附图说明图1是现有技术对续流管箝位的电路图；图2是现有技术对整流管箝位的电路图；图3是本专利技术第一种实施方式；图4是本专利技术第二种实施方式；图5是本专利技术第三种实施方式；图6是本专利技术第四种实施方式。具体实施方式图1是现有技术对续流管箝位的电路图，箝位电路对续流管Q4进行正反向驱动电平箝位。其中，正向箝位通过二极管D1和N沟道MOSFETQ5来实现，当驱动绕组W3上负下正时，D1导通。在Q5的栅极施加一个固定正电压Vp，由于N沟道MOSFET的导通门槛电平限制，Q5导通时其源极电平始终低于栅极电平。因此，Q5的源极即Q4的栅极电平始终被箝位于低于Vp的某个电平，从而保护了续流管Q4的栅极。对于Q4负向驱动电平箝位，则是通过P沟道MOSFETQ6来实现。当驱动绕组W3上正下负时，Q6的栅极电平为负，低于其源极电平（Q4的栅极在关断前维持高电平）。Q6开始导通从而将Q4的栅源电压箝位到0电平，实现Q4栅源电压箝位保护。图2是现有技术对整流管箝位的电路图，箝位电路对整流管Q3进行正反向驱动电平箝位。其中，正向箝位由二极管D1和N沟道MOSFETQ5实现，工作原理和图1的正向箝位电路类似。对于Q3负向驱动箝位，是通过二极管D2，P沟道MOSFETQ6和负电压Vc来实现。Q6的栅极固定为负电压Vc，Q6的源极电平（和Q3的栅极短接），在Q3导通时持续为高。因此，Q6的栅源电压维持负电压，在整个过程中Q6都处于导通状态。当W4上正下负时，和Q6串联的二极管D2截止，Q3的栅极不能放电。当驱动绕组W4上负下正时，D2导通，Q3的栅极开始通过Q6放电关断。Q6的导通受限于MOSFET的门槛电平，P沟道MOSFET导通时源极电平始终高于栅极电平。因此，Q6的源极即Q3的栅极电平，始终被箝位于高于负电压Vc的某个电平，从而保护了整流管Q3的栅极。图1和图2示出的现有技术其驱动信号皆源自于变压器绕组，在开关器件关断时，驱动信号上不可避免的会耦合电压尖峰。虽然现有技术已经对驱动电平进行了箝位，但是利用耦合了电压尖峰的信号去驱动MOSFET，仍旧会给器件带来可靠性隐患。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术揭示一种变换器同步整流驱动电路，具有主变压器，主变压器包括原边绕组W1，和首尾串联的整流管驱动绕组W4、副边功率绕组W2、续流管驱动绕组W3，所谓首尾串联是W4的异名端接W2的同名端，W2的异名端接W3的同名端，整流管Q1的源极与副边功率绕组同名端连接（亦是与W4的异名端连接），续流管源极接副边功率绕组另一端（亦是与W3的同名端连接）、续流管漏极接整流管漏极（并通过线圈L1输出变换后的直流）、续流管栅极通过第一电阻R1接续流管驱动绕组异名端，驱动电路还包括一个驱动变压器T3，驱动变压器原边驱动信号PWM1与主变压器原边驱动信号同步，驱动变压器副边绕组与所述整流管的栅极之间串一个限制栅极低电位的反向钳位电路，所述整流管栅极与整流管驱动绕组之间串一个限制栅极高电位的正向钳位电路。正向钳位电路为绕组自驱方式，在整流管Q1导通时正向钳位电路限制栅极电位不要过高；反向钳位电路为外驱箝位电路，在整流管Q1截止时，对Q1栅极迅速放电且限制电位不会过低。本驱动电路兼顾了自驱和外驱的优点，避免了现有自驱箝位电路驱动信号尖峰对MOSFET栅极损坏的隐患，极大地提高了DC/DC变换器的稳定性和寿命。参看图3，正向钳位电路包括稳压源VP、正向钳位管Q6、第一二极管D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变换器同步整流驱动电路，具有主变压器，主变压器包括原边绕组（W1），和首尾串联的整流管驱动绕组（W4）、副边功率绕组（W2）、续流管驱动绕组（W3），整流管（Q1）的源极与副边功率绕组同名端连接，续流管源极接副边功率绕组另一端、续流管漏极接整流管漏极、续流管栅极通过第一电阻（R1）接续流管驱动绕组异名端，其特征在于：还包括一个驱动变压器（T3），驱动变压器原边驱动信号与主变压器原边驱动信号同步，驱动变压器副边绕组与所述整流管的栅极之间串一个限制栅极低电位的反向钳位电路，所述整流管栅极与整流管驱动绕组之间串一个限制栅极高电位的正向钳位电路。

【技术特征摘要】
1.一种变换器同步整流驱动电路，具有主变压器，主变压器包括原边绕组（W1），和首尾串联的整流管驱动绕组（W4）、副边功率绕组（W2）、续流管驱动绕组（W3），整流管（Q1）的源极与副边功率绕组同名端连接，续流管源极接副边功率绕组另一端、续流管漏极接整流管漏极、续流管栅极通过第一电阻（R1）接续流管驱动绕组异名端，其特征在于：还包括一个驱动变压器（T3），驱动变压器原边驱动信号与主变压器原边驱动信号同步，驱动变压器副边绕组与所述整流管的栅极之间串一个限制栅极低电位的反向钳位电路，所述整流管栅极与整流管驱动绕组之间串一个限制栅极高电位的正向钳位电路。2.如权利要求1所述的变换器同步整流驱动电路，其特征在于：所述正向钳位电路包括稳压源（VP）、正向钳位管（Q6）、第一二极管（D1），稳压源负极接整流管驱动绕组（W4）异名端以及整流管（Q1）源极，稳压源正极接正向钳位管栅极，正向钳位管源极接整流管栅极，正向钳位管漏极接第一二极管阴极，第一二极管阳极接整流管驱动绕组同名端。3.如权利要求2所述的变换器同步整流驱动电路，其特征在于：所述反向钳位电路包括第二隔直电容（C2）、反向钳位管（Q3），反向钳位管栅极接...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏华，曹云，刘金云，
申请(专利权)人：深圳威迈斯电源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44