一种宽占空比的MOSFET隔离驱动电路制造技术

本实用新型专利技术提出了一种宽占空比的MOSFET隔离驱动电路，包括第一边沿捕获电路、第二边沿捕获电路，通过对PWM信号的上升沿和下降沿分别捕获后形成边沿脉冲信号，经由驱动芯片输入到变压器的原边，在变压器副边对输出的脉冲经过整形后最终复原成有正负电压输出的PWM驱动波形，实现对MOSFET的驱动。由于是在PWM的边沿时候瞬间传递信号和能量，本实用新型专利技术的隔离输出宽占空比范围宽，可达0~99.5%；由于原边的脉冲产生方式与传统的电容-变压器组合驱动方式不同，不存在自激频率问题，在输入占空比突变时，输出能正确跟随，无低电平上扬现象，不会导致开关管短时直通，发生烧毁。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种MOSFET隔离驱动电路，尤其涉及一种宽占空比的MOSFET隔离驱动电路。
技术介绍
MOSFET隔离驱动电路广泛地应用电源系统中，隔离驱动的性能好坏直接影响电源输出的品质，对于MOSFET的隔离驱动电路，目前，主要采用的有光耦隔离和磁耦隔离的方式，由于光耦只能实现信号的传输，需要在隔离副边增加一个辅助源电路，隔离驱动电路相对较为复杂，而传统的磁耦隔离驱动在占空比突变时，存在低电平上扬问题，从而导致MOSFET误触发，严重影响电源的性能指标，甚至导致功率MOSFET烧毁，随着电源技术的发展，开关电源的输入范围、带载能力的提高，负载切换或者输入电压跳变时，占空比会出现瞬变，传统磁耦隔离驱动将不能正常工作，因此，开发一种可靠隔离驱动电路十分必要。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本技术提出了一种宽占空比的MOSFET隔离驱动电路，其目的是提高隔离驱动的可靠性，及在占空比突变时，隔离输出的低电平无上扬现象。本技术通过以下技术方案实现：一种宽占空比的MOSFET隔离驱动电路，包括第一边沿捕获电路、第二边沿捕获电路、第一驱动电路、第二驱动电路、变压器和PWM副边输出电路；PWM信号经由第三非门连接第一边沿捕获电路，第一边沿捕获电路连接驱动电路，第一驱动电路的输出端连接变压器原边的一端；所述PWM信号连接第二边沿捕获电路，第二边沿捕获电路连接驱动电路，第二驱动电路的输出端连接变压器原边的另一端；捕获到的信号经过所述驱动电路后形成带功率的脉冲信号驱动变压器，以实现在传递脉冲沿信号的同时将驱动能量传输到所述副边输出电路；所述副边输出电路的输出为还原后的PWM信号，用于驱动MOSFET管。作为本技术的进一步改进，所述边沿捕获电路为RC微分电路，微分电路的输入接电容C的一端，微分电路的输出接电容C的另一端，电阻R的一端接微分电路的输出，电阻R的另一端接地。作为本技术的进一步改进，所述变压器的副边为N个PWM副边输出电路，可同时输出N路MOSFET驱动信号，实现N个MOSFET的隔离驱动。作为本技术的进一步改进，所述MOSFET隔离驱动电路还包括脉宽拓展电路，所述脉宽拓展电路包括第一非门、第一二极管D1、第二非门、电阻R1、电容C1；其中，PMW信号经由第一非门与第一二极管D1的负极相连，第一二极管D1的正极与第二非门U1B相连，第二非门的输出即为脉宽拓展电路的输出；电阻R1的一端连接电压VCC，R1的另一端与第一二极管D1的正极相连；电容C1的一端接地，C1的另一端与第一二极管D1的正极相连。作为本技术的进一步改进，所述副边输出电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2；Q1的源极接变压器副边的一端，Q1的栅极接变压器副边的另一端，Q1的漏极接Q2的栅极，Q2的源极接Q1的栅极，Q1的漏极和Q2的漏极作为副边输出电路的输出端。作为本技术的进一步改进，在所述脉宽拓展电路与第二边沿捕获电路之间还有第三非门。本技术的有益效果是：本技术的宽占空比的MOSFET隔离驱动电路，包括第一边沿捕获电路、第二边沿捕获电路，通过对PWM信号的上升沿和下降沿分别捕获后形成边沿脉冲信号，经由驱动芯片输入到变压器的原边，在变压器副边对输出的脉冲经过整形后最终复原成有正负电压输出的PWM驱动波形，实现对MOSFET的驱动。由于是在PWM的边沿时候瞬间传递信号和能量，本技术的隔离输出宽占空比范围宽，可达0～99.5％；由于原边的脉冲产生方式与传统的电容-变压器组合驱动方式不同，不存在自激频率问题，在输入占空比突变时，输出能正确跟随，无低电平上扬现象，不会导致开关管短时直通，发生烧毁。附图说明图1是本技术的MOSFET隔离驱动电路的系统结构图；图2是本技术的第一实施例的电路图；图3是本技术的第二实施例的电路图；图4是本技术的电路中各点的信号波形图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术的宽占空比的MOSFET隔离驱动电路的系统结构图如附图1所示，所述隔离驱动电路主要由边沿捕获电路、驱动电路、变压器、PWM副边输出电路等组成。其中，脉宽拓展电路是可选的，其作用为……。第一边沿捕获电路、第一驱动电路构成了第一支路，第一边沿捕获电路对PWM信号上升沿进行捕获。第二边沿捕获电路、第二驱动电路构成了第二支路，第二边沿捕获电路对PWM信号下降沿进行捕获。捕获到的信号经过驱动芯片后形成带功率的脉冲信号驱动变压器，可实现在传递脉冲沿信号的同时将驱动能量传输到PWM副边输出电路，由于副边输出电路的开关管的栅极-源极的电容存在，变压器副边的脉冲经过整形后复原成PWM信号对MOSFET进行开关控制，MOSFET在PWM信号的上升沿打开，下降沿关断。附图2是本技术的MOSFET隔离驱动电路的第一实施例，包括脉宽拓展电路、第一边沿捕获电路、第二边沿捕获电路、第一驱动电路、第二驱动电路、变压器和PWM副边输出电路。所述副边输出电路的输出用于驱动MOSFET管。PWM信号输入到脉宽拓展电路，脉宽拓展电路的输出经过第三非门U1C后得到一反相信号；所述反相信号经由第四非门U1D连接第一边沿捕获电路，第一边沿捕获电路连接驱动电路，第一驱动电路的输出端连接变压器原边的一端；所述反相信号连接第二边沿捕获电路，第二边沿捕获电路连接驱动电路，第二驱动电路的输出端连接变压器原边的另一端。其中，所述边沿捕获电路为RC微分电路，微分电路的输入接电容C的一端，微分电路的输出接电容C的另一端，电阻R的一端接微分电路的输出，电阻R的另一端接地。在实际应用过程中，存在小占空比失灵现象，当占空比小于一定值(如0.4％)，会出现输出持续高电平状态的问题，加入第三非门U1C可以克服这个问题。所述驱动电路可选ICL7667等驱动芯片。所述脉宽拓展电路包括第一非门U1A、第一二极管D1、第二非门U1B、电阻R1、电容C1；其中，PMW信号经由第一非门U1A与第一二极管D1的负极相连，第一二极管D1的正极与第二非门U1B相连，第二非门U1B的输出即为脉宽拓展电路的输出；电阻R1的一端连接电压VCC，R1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽占空比的MOSFET隔离驱动电路，包括第一边沿捕获电路、第二边沿捕获电路、第一驱动电路、第二驱动电路、变压器和PWM副边输出电路；PWM信号经由第三非门连接第一边沿捕获电路，第一边沿捕获电路连接驱动电路，第一驱动电路的输出端连接变压器原边的一端；所述PWM信号连接第二边沿捕获电路，第二边沿捕获电路连接驱动电路，第二驱动电路的输出端连接变压器原边的另一端；捕获到的信号经过所述驱动电路后形成带功率的脉冲信号驱动变压器，以实现在传递脉冲沿信号的同时将驱动能量传输到所述副边输出电路；所述副边输出电路的输出为还原后的PWM信号，用于驱动MOSFET管。

【技术特征摘要】
1.一种宽占空比的MOSFET隔离驱动电路，包括第一边沿捕获电路、第
二边沿捕获电路、第一驱动电路、第二驱动电路、变压器和PWM副边
输出电路；PWM信号经由第三非门连接第一边沿捕获电路，第一边沿捕
获电路连接驱动电路，第一驱动电路的输出端连接变压器原边的一端；
所述PWM信号连接第二边沿捕获电路，第二边沿捕获电路连接驱动电
路，第二驱动电路的输出端连接变压器原边的另一端；捕获到的信号经
过所述驱动电路后形成带功率的脉冲信号驱动变压器，以实现在传递脉
冲沿信号的同时将驱动能量传输到所述副边输出电路；所述副边输出电
路的输出为还原后的PWM信号，用于驱动MOSFET管。
2.根据权利要求1所述的MOSFET隔离驱动电路，其特征在于：所述边
沿捕获电路为RC微分电路，微分电路的输入接电容C的一端，微分电
路的输出接电容C的另一端，电阻R的一端接微分电路的输出，电阻R
的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的MOSFET隔离驱动电路，其特征在于：所述变
压器的副边为N个PWM副边输出电路，可同时输出N路MOSFET驱
动信号，实现N个M...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏，王骞，张东来，王超，陈红，
申请(专利权)人：深圳市航天新源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44