一种谐振驱动电路和电源系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种谐振驱动电路和电源系统，用以解决目前的谐振驱动电路的参数是针对谐振驱动电路中的各元器件的典型值设置的，当元器件的值不是其典型值时，这会使得驱动电路的功耗增大的问题。该电路包括开关电路、初级绕组、次级绕组、可调电容电路、检测电路和控制电路，所述开关电路的输入端连接第一直流电源，所述初级绕组连接在所述开关电路的两个输出端之间；所述初级绕组与所述次级绕组绕在同一磁芯上构成变压器；所述检测电路，用于检测谐振驱动电路中的电流或功率；所述控制电路，用于根据所述检测电路检测到的信号调整所述可调电容电路的电容值，使得所述谐振驱动电路的功耗最小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种谐振驱动电路和电源系统。
技术介绍
高频化是电源转换的大趋势，其中，电源转化包括直流变交流，交流变直流和直流变直流等。目前的电源转换电路中的开关管的频率可以达到MHz，传统的矩形波驱动，损耗太大，需要采用低损耗的谐振式驱动。但是，谐振式驱动对电源转换电路中的开关管的参数(如，输入电容、谐振电感等)的误差要求很高，而实际中的开关管的参数的误差的比较大，这会导致批量生产的电源转换电路的良品率降低，维修率高，成本增加。图1为目前的一种谐振驱动电路，其中，电容C1、电容C2和电容C3为谐振电容，电容C2和电容C3中的一个电容是该谐振驱动电路所驱动的电源转换电路中正半周导通的功率开关管的输入电容(即功率开关管的控制端的等效电容)，电容C2和电容C3中的另一个电容是该谐振驱动电路所驱动的电源转换电路中负半周导通的功率开关管的输入电容。绕组L1、绕组L2、绕组L3和绕组L4为谐振电感，且绕在同一磁芯上，相互紧密耦合，构成变压器。谐振电感和谐振电容谐振产生正弦波电压(正弦波的频率为谐振频率)，由绕组L3和绕组L4输出，即驱动电压Vgl和驱动电压Vg2，从而驱动电源转换电路中的功率开关管。开关S1和二极管D2构成开关管，方波发生器11控制开关S1，使得谐振电路在每个谐振周期与电源VCC接通一次以补充振荡过程中损失的能量，谐振电路是该谐振驱动电路中除开关S1、二极管D2、方波发生器11和电源Vcc以外的电路；绕组L1和二极管D1构成箝位电路，用来箝位输出的驱动电压，即在驱动电压大于某一个值时，二极管D1导通，从而使得驱动电压不超过该值。在图1所示的驱动电路中，当电容C2的值发生变化，例如，电容C2的典型值为35nF，电容C2的值有±14%的误差，因此，电容C2的最小可能值为30nF，电容C2的最大可能值为40nF。驱动电路中的各个元器件的参数是针对元器件参数的典型值设置的，也就是说，当电容C2的值为其典型值时，谐振频率与开关S1的控制信号的频率相等，驱动电路的功耗最小；当电容C2的值不是其典型值时，例如小于典型值时，由于电容C2减小，因此，谐振频率高于开关S1的控制信号的频率，方波发生器11控制开关S1，使得谐振电路在长于一个谐振周期的时间内与电源VCC接通一次，这会使得驱动电路输出的驱动电压减小，从而导致驱动电路的功耗增大；当C2的值大于典型值时，由于电容C2增大，因此，谐振频率低于开关S1的控制信号的频率，方波发生器11控制开关S1，使得谐振电路在不到一个谐振周期的时间内与电源VCC接通一次，从而导致驱动电路的功耗增大。综上所述，目前的谐振驱动电路的参数，例如，开关S1的控制信号的频率是针对谐振驱动电路中的各元器件的典型值设置的，当元器件的值不是其典型值时，这会使得驱动电路的功耗增大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种谐振驱动电路和电源系统，用以解决目前的谐振驱动电路的参数是针对谐振驱动电路中的各元器件的典型值设置的，当元器件的值不是其典型值时，这会使得驱动电路的功耗增大的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种谐振驱动电路，用于驱动电源转换电路中的开关管，包括开关电路、初级绕组、次级绕组、可调电容电路、检测电路和控制电路:所述开关电路的输入端连接第一直流电源，所述初级绕组连接在所述开关电路的两个输出端之间；所述初级绕组与所述次级绕组绕在同一磁芯上构成变压器；若所述电源转换电路中的开关管分别由所述谐振驱动电路中的初级绕组两端的电压信号和所述谐振驱动电路中的次级绕组两端的电压信号驱动，则所述可调电容电路、所述变压器、由所述次级绕组两端的电压信号驱动的所述电源转换电路中的开关管的输入电容、以及由所述初级绕组两端的电压信号驱动的所述电源转换电路中的开关管的输入电容形成谐振回路；若所述电源转换电路中的开关管由所述谐振驱动电路中的次级绕组两端的电压信号驱动，则所述可调电容电路、所述变压器、以及由所述次级绕组两端的电压信号驱动的所述电源转换电路中的开关管的输入电容形成谐振回路；所述检测电路，用于检测谐振驱动电路中的电流或功率； 所述控制电路，用于根据所述检测电路检测到的信号调整所述可调电容电路的电容值，使得所述谐振驱动电路的功耗最小。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述控制电路具体用于:根据所述检测电路检测到的信号，调整所述可调电容电路的电容值，使得所述谐振回路中的谐振信号的频率与所述开关电路的控制信号的频率之差的绝对值最小。结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，若所述开关电路的两个输出端中的一个输出端接地，则所述可调电容电路与所述初级绕组并联；若所述开关电路的两个输出端均不接地，则所述可调电容电路与所述次级绕组并联。结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述可调电容电路包括多个开关管和多个电容；多个电容串/并联后，与至少一个开关管串联，构成一个支路；多个支路并联构成所述可调电容电路。结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述初级绕组和所述次级绕组中用于输出驱动信号的每个绕组中，除用于接地的接线端以外的接线端通过第二直流电源电路连接电源转换电路中的一个不同的功率开关管的控制端；所述驱动信号用于驱动电源转换电路中的功率开关管，使得电源转换电路正常工作。结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，用于输出驱动信号的一个绕组所连接的电源转换电路中的功率开关管不接地，所述第二直流电源电路包括第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容；所述第一电阻与所述第一电容并联后，连接在该绕组的一个接线端与所述电源转换电路中的一个功率开关管的控制端之间；所述第一二极管的阳极连接该绕组的另一个接线端，所述第一二极管的阴极通过所述第二电阻连接该功率开关管的控制端。结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，用于输出驱动信号的一个绕组所连接的电源转换电路中的功率开关管接地，所述第二直流电源电路包括第二直流电源、第三电阻、第四电阻、第二电容；所述第三电阻与所述第二电容并联后，连接在该绕组的未接地的接线端与所述电源转换电路中的一个功率开关管的控制端之间；所述第二直流电源通过所述第四电阻连接该功率开关管的控制端。结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述开关电路采用以下开关拓扑中的任意一种:正激开关拓扑、全桥开关拓扑、半桥开关拓扑、推挽开关拓扑和有源箝位开关拓扑。结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述开关电路采用正激开关拓扑或者推挽开关拓扑或者有源箝位开关拓扑，所述可调电容电路与所述初级绕组并联。结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述开关电路采用全桥开关拓扑或者半桥开关拓扑，所述可调电容电路与所述次级绕组并联。结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述开关电路采用正激开关拓扑或有源箝位开关拓扑时，所述谐振驱动电路还包括箝位电路，所述箝位电路连接在所述初级绕组所在的回路中；所述箝位电路，用于将所述谐振驱动电路输出的信号的电压箝位至不大于预设电压。第二方面，本专利技术实施例提供的一种电源系统，包括本专利技术实施例提供的谐振驱动电路和电源转换电路；所述谐振驱动电路，用于向所述电源转换电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振驱动电路，用于驱动电源转换电路中的开关管，其特征在于，包括开关电路、初级绕组、次级绕组、可调电容电路、检测电路和控制电路：所述开关电路的输入端连接第一直流电源，所述初级绕组连接在所述开关电路的两个输出端之间；所述初级绕组与所述次级绕组绕在同一磁芯上构成变压器；若所述电源转换电路中的开关管分别由所述谐振驱动电路中的初级绕组两端的电压信号和所述谐振驱动电路中的次级绕组两端的电压信号驱动，则所述可调电容电路、所述变压器、由所述次级绕组两端的电压信号驱动的所述电源转换电路中的开关管的输入电容、以及由所述初级绕组两端的电压信号驱动的所述电源转换电路中的开关管的输入电容形成谐振回路；若所述电源转换电路中的开关管由所述谐振驱动电路中的次级绕组两端的电压信号驱动，则所述可调电容电路、所述变压器、以及由所述次级绕组两端的电压信号驱动的所述电源转换电路中的开关管的输入电容形成谐振回路；所述检测电路，用于检测谐振驱动电路中的电流或功率；所述控制电路，用于根据所述检测电路检测到的信号调整所述可调电容电路的电容值，使得所述谐振驱动电路的功耗最小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭君，向志强，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44