一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，属于驱动电路技术领域，解决了现有技术中零电压开通MOSFET驱动电路存在驱动损耗大、成本高的问题。所述驱动电路由驱动信号输入端、变压器励磁电路、驱动变压器、充放电控制电路组成，其中，驱动信号输入端连接变压器励磁电路，所述变压器励磁电路的输出端连接驱动变压器的原边绕组，所述驱动变压器的副边绕组连接充放电控制电路；所述充放电控制电路的输出端口一和输出端口二分别用于与所述零电压开通MOSFET的栅极和源极连接。本发明专利技术所述驱动电路实现简单、驱动损耗小、成本低，尤其适用于诸如LLC等ZVS拓扑结构中MOSFET的隔离驱动要求。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路
本专利技术涉及驱动电路
，尤其涉及一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，开关电源得到了广泛的研究和应用，同时大多数场合也对开关电源提出了更高的要求：更高的开关频率、更高的转换效率、更小的体积、更低的电磁辐射等。基于功率MOSFET的零电压开通(ZVS)软开关技术是一种能够很好解决上述问题的技术途径，其利用了MOSFET更适合零电压开通这一特点来实现功率开关管的软开关。现有零电压开通MOSFET的驱动电路存在驱动损耗大、成本高的问题。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，用以解决现有技术中零电压开通MOSFET驱动电路存在驱动损耗大、成本高的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，所述驱动电路由驱动信号输入端、变压器励磁电路、驱动变压器、充放电控制电路组成，驱动信号输入端连接变压器励磁电路，所述变压器励磁电路的输出端连接驱动变压器的原边绕组，所述驱动变压器的副边绕组连接充放电控制电路；所述充放电控制电路的输出端口一和输出端口二分别用于与所述零电压开通MOSFET的栅极和源极连接。本专利技术有益效果如下：本申请提供的驱动电路实现简单，能够利用驱动变压器磁恢复的能量实现零电压开通MOSFET的快速关断，驱动损耗小、成本低，尤其适用于如LLC等ZVS拓扑结构中MOSFET的隔离驱动要求。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述驱动信号输入端用于输入PWM驱动信号。采用上述进一步方案的有益效果是：采用PWM驱动信号，能够满足本领域的驱动信号输入需求。进一步，所述变压器励磁电路包括：电阻R1、电阻R2、二级管D1、二级管D2、二级管D3、MOS管Q1、MOS管Q2、电源正极Vcc、电源负极GND；电阻R1的一端与二级管D1的阳极连接后与驱动信号输入端相连接；电阻R1的另一端与二级管D1的阴极连接后接到MOS管Q1的栅极；电阻R2的一端与二级管D2的阴极连接后与驱动信号输入端相连接；电阻R2的另一端与二级管D2的阳极连接后接到MOS管Q2的栅极；MOS管Q1的漏极与电源正极Vcc相连后接至驱动变压器原边绕组Tp的同名端；MOS管Q1的源极与二级管D3的阳极连接；MOS管Q2的漏极与二级管D3的阴极相连后接至驱动变压器原边绕组Tp的异名端；MOS管Q2的源极与电源负极GND连接。采用上述进一步方案的有益效果是：所述变压器励磁电路，充分利用电阻、二极管和MOS管的物理性能，能够根据不同的驱动输入信号，使得驱动变压器完成励磁动作的同时达到向充放电控制电路传递驱动能量的效果。进一步，电源正极Vcc电压为12V或15V，电源负极GND电压为0V。采用上述进一步方案的有益效果是：选择所述电源值能够进一步降低驱动损耗，同时兼容电源其他控制部分供电。进一步，所述充放电控制电路包括：电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二级管D4、二级管D5、MOS管Q3；驱动变压器副边绕组Ts的同名端与二级管D5的阳极以及电阻R6的一端连接；驱动变压器副边绕组Ts的异名端与电阻R3、电阻R4的一端相连接；电阻R3的另一端与MOS管Q3的栅极连接；MOS管Q3的漏极与二级管D5的阴极连接；MOS管Q3的源极与二级管D4的阳极以及电阻R5的一端连接，其公共接点连接至R6的另一端；电阻R4的另一端与二级管D4的阴极以及电阻R5的另一端连接。采用上述进一步方案的有益效果是：所述充放电控制电路，充分利用电阻、二极管和MOS管的物理性能，根据驱动变压器磁化或者退磁，实现对零电压开通MOSFET的充电或者放电。进一步，所述充放电控制电路，驱动变压器副边绕组Ts的同名端与二级管D5的阳极以及电阻R6的连接的公共接点为端口一，R6的另一端为端口二。采用上述进一步方案的有益效果是：所述端口一和端口二分别用于与所述零电压开通MOSFET的栅极和源极连接。进一步，输入驱动信号PWM为高电平时，变压器励磁电路控制驱动变压器正向磁化，充放电控制电路控制零电压开通MOSFET导通；输入驱动信号PWM为低电平时，变压器励磁电路控制驱动变压器退磁，充放电控制电路控制零电压开通MOSFET快速截止；驱动变压器退磁完成后，输入驱动信号PWM为低电平，充放电控制电路控制零电压开通MOSFET保持截止状态。采用上述进一步方案的有益效果是：本申请的驱动电路，通过控制输入信号PWM的高低电平，变压器励磁电路、驱动变压器、充放电控制电路改变电路内部的信号走向，实现对零电压开通MOSFET导通或截止的控制。进一步，输入驱动信号PWM为高电平时，MOS管Q2导通，MOS管Q1截止，驱动变压器原边绕组Tp正向磁化，驱动变压器副边绕组Ts同名端为正，异名端为负，通过电阻R4、电阻R5、二级管D4给受控零电压开通MOSFET的栅极充电，受控零电压开通MOSFET导通。输入驱动信号PWM为低电平时，MOS管Q1导通，MOS管Q2截止，二级管D3导通，驱动变压器副边绕组Ts退磁，驱动变压器副边绕组Ts同名端为负，异名端为正，MOS管Q3导通，并通过二级管D5对受控零电压开通MOSFET的栅极进行快速放电，受控零电压开通MOSFETQ4快速截止。驱动变压器副边绕组Ts退磁完成后，输入驱动信号PWM为低电平，MOS管Q1导通，MOS管Q2截止，二级管D3导通，MOS管Q3截止，受控零电压开通MOSFET截止通过电阻R6保持截止状态。采用上述进一步方案的有益效果是：通过具体介绍输入信号PWM信号为不同电平时驱动电路的信号走向，有利于进一步分析驱动电路的工作过程，了解本申请利用驱动变压器磁恢复的能量实现零电压开通MOSFET的快速关断过程。所述驱动电路驱动损耗小、成本低，尤其适用于如LLC等ZVS拓扑结构中MOSFET的隔离驱动要求。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本申请中适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路流程图；图2为本申请中适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路示意图；图3为驱动信号PWM为高电平时的驱动电路示意图；图4为驱动信号PWM为低电平时的驱动电路示意图；图5为驱动变压器退磁完成后的驱动电路示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，流程图如图1所示，所述驱动电路由驱动信号输入端、变压器励磁电路、驱动变压器、充放电控制电路组成，驱动信号输入端连接变压器励磁电路，所述变压器励磁电路的输出端连接驱动变压器的原边绕组，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，其特征在于，所述驱动电路由驱动信号输入端、变压器励磁电路、驱动变压器、充放电控制电路组成，驱动信号输入端连接变压器励磁电路，所述变压器励磁电路的输出端连接驱动变压器的原边绕组，所述驱动变压器的副边绕组连接充放电控制电路；所述充放电控制电路的输出端口一和输出端口二分别用于与所述零电压开通MOSFET的栅极和源极连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，其特征在于，所述驱动电路由驱动信号输入端、变压器励磁电路、驱动变压器、充放电控制电路组成，驱动信号输入端连接变压器励磁电路，所述变压器励磁电路的输出端连接驱动变压器的原边绕组，所述驱动变压器的副边绕组连接充放电控制电路；所述充放电控制电路的输出端口一和输出端口二分别用于与所述零电压开通MOSFET的栅极和源极连接。2.根据权利要求1所述的适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，其特征在于，所述驱动信号输入端接入输入PWM驱动信号。3.根据权利要求2所述的适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，其特征在于，所述变压器励磁电路包括：电阻R1、电阻R2、二级管D1、二级管D2、二级管D3、MOS管Q1、MOS管Q2、电源正极Vcc、电源负极GND；电阻R1的一端与二级管D1的阳极连接后与驱动信号输入端相连接；电阻R1的另一端与二级管D1的阴极连接后接到MOS管Q1的栅极；电阻R2的一端与二级管D2的阴极连接后与驱动信号输入端相连接；电阻R2的另一端与二级管D2的阳极连接后接到MOS管Q2的栅极；MOS管Q1的漏极与电源正极Vcc相连后接至驱动变压器原边绕组Tp的同名端；MOS管Q1的源极与二级管D3的阳极连接；MOS管Q2的漏极与二级管D3的阴极相连后接至驱动变压器原边绕组Tp的异名端；MOS管Q2的源极与电源负极GND连接。4.根据权利要求3所述的适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，其特征在于，电源正极Vcc电压为12V或15V，电源负极GND电压为0V。5.根据权利要求1所述的适用于零电压开通MOSFET的低损耗驱动电路，其特征在于，所述充放电控制电路包括：电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二级管D4、二级管D5、MOS管Q3；驱动变压器副边绕组Ts的同名端与二级管D5的阳极以及电阻R6的一端连接；驱动变压器副边绕组Ts的异名端与电阻R3、电阻R4的一端相连接；电阻R3的另一端与MOS管Q3的栅极连接；MOS管Q3的漏极与二级管D5的阴极连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫，杨帆，郭鑫，张斌，李力生，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11