一种磁隔离驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种磁隔离驱动电路，变压器副边绕组连接的电路包括二极管D11、D12、电阻R11、R12、电容C11和三极管Q11，副边绕组的一端经电阻R11后同时连接三极管Q11的集电极和第一输出端So1，电阻R12和电容C11串联后连接于副边绕组的另一端和三极管Q11的基极之间，三极管Q11的发射极同时连接二极管D11的阳极、二极管D12的阳极和第二输出端So2，二极管D11的阴极连接副边绕组的另一端，二极管D12的阴极连接三极管Q11的基极。本发明专利技术当原边输入的高电平关闭时，电容C11充电完毕即可关断三极管Q11，使其提前退出饱和区，使得下一个周期能快速开通被驱动的功率开关器件。

A Magnetically Isolated Driving Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种磁隔离驱动电路
本专利技术涉及一种功率开关器件的驱动电路，尤其涉及一种功率开关器件的磁隔离驱动电路。
技术介绍
功率开关器件在电力电子装置中占据着核心位置，它的可靠工作是整个装置正常运行的基础。功率开关器件的驱动电路是主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要部分。它对整个装置的性能有很大的影响，其作用是将控制电路输出的驱动脉冲信号放大到足以驱动功率开关器件。简而言之，驱动电路的基本任务就是将控制电路传来的驱动脉冲信号，转换为加在功率开关器件控制端和导通电流流出端之间的可以使其导通和关断的信号。随着电力电子技术的快速发展，出现了很多新的性能优秀的拓扑，基于拓扑本身的需要或安全方面的考虑，需要将来自控制电路的驱动脉冲信号与功率开关器件进行隔离，因此，各种隔离驱动方案应运而生，其中磁隔离驱动方案具有电路简单、不易损坏、低成本等优势，故磁隔离在当今的浮地驱动拓扑中有很高的使用率。图1-1示出的是2006年10月12日公开的技术，公开号KR10-0820320的韩国专利申请文件中公开了一种双路互补的磁隔离驱动电路，用于单路驱动显然是可以的，这是LG公司的，较好地解决了被驱动的场效应管的快速关断问题，同样适用IGBT的驱动，以变压器T的副边绕组中的上绕组为例，上绕组是驱动上管Q1的，当上绕组感应出上正下负的电压时，上绕组上端的正电压通过二极管D3电联接Q1的栅极，上绕组的下端连接Q1的源极，Q1饱和导通；当上绕组感应出上负下正的电压时，由于D3的存在，这时Q3的基极处于负压，而Q3的发射极因为Q1的输入电容所储存的电荷，仍处于正电压，且在瞬间是和驱动电压相等的，那么Q3饱和导通，把Q1的输入电容所储存的电荷快速泄放至Q1的开启电压以下，D5的存在，是避免上绕组感应出上负下正的电压时，这个电压经过Q3的集电极至Q3的基极，会导致上绕组感应的电压被Q3的集电结短路，无法实现快速电荷快速泄放的功能，同时使得副边下绕组无法建立正压去驱动Q2。图1-2示出的是2009年11月13日公开的技术，来自美的公司申请的技术专利，中国申请号200920262707.4说明书中的图2，采用的也是磁隔离驱动。图1-3示出的是2011年10月24日公开的技术，来自中兴公司申请的专利技术专利，且已授权。参见中国申请号201110325112.0说明书中的图13，由于原图的线条细，截图后看不清，图1-3进行了重画，严格遵守原图的连接关系。该磁隔离驱动电路的变压器副边包括二极管D1和电阻R1组成的驱动回路，电阻R3、三极管Q1和二极管D2、分压电阻R2组成的泄放回路，以及二极管D3、分压电阻R4组成的公知的关断回路，事实上，该技术方案已被LG公司在2006年10月12日的KR10-0820320韩国专利公开。图1-4示出的是2015年12月1日公开的技术，来自中国申请号201510873552.8说明书中的图3，是申请人的较早前的申请，该磁隔离驱动电路的变压器原边包括RCD去磁电路，副边包括二极管D2、电阻R5、电阻R6、电阻R7和MOS管Q2组成的驱动电路、加速关断电路，该电路使用了P沟道场效应管，事实上是图1-1中PNP型双极性三极管的等同替换，省去的一只二极管，也是因为场效应管的固有特性所决定的，技术进步小，其原边的驱动部分事实已被图1-2在2009年11月13日公开。上述电路中，图1-1和图1-3以及图1-4的技术方案是相同的，包括图1-2的技术方案，这类磁隔离驱动电路实现了低功耗，但是，当来自控制电路的正驱动脉冲信号关闭时，负脉冲到来时，图1-1中三极管Q3将导通，图1-2中三极管Q2将导通，图1-3中三极管Q1将导通，而图1-4中三极管Q2将延时较久才导通，延时较久是以开关电源相关领域的一个工作周期作为参照的，这是由于Q2的输入电容所决定的，以下仅以图1-3的Q1为例，方便说明。Q1导通后，使得被驱动的MOS管的栅极和源极、漏极的寄生电容Ciss中储存的能量通过泄放回路进行释放，寄生电容Ciss又叫输入电容，能量释放至该MOS管的开启电压以下，MOS管才视为关断，当下一个周期的正驱动脉冲信号来临时，因三极管Q1退出饱和导通状态存在延时，由于三极管存在一个存储时间(storagetime)，即三极管基极接收到关断信号，而集电极电流要延时才能下降直到关断，这是公知技术，在中国申请号为201110436359.X的0010段倒数第4行，也有陈述。双极性晶体管Q1的延时关断导致被驱动的MOS管开通不及时，这是这类电路的重要不足。而图1-4的技术方案，当下一个周期的正驱动脉冲信号来临时，P沟道场效应管Q2要通过R5先泄放才能退出饱和区，Q2退出饱和区后，C、D端所连接的MOS管或IGBT才会导通，这期间，因D2的压降小，Ns1感应电压经过D2和R6以及R7被短路，能量消耗较大。图1-2的驱动电路与LG公司相比，节约了一只二极管，且采用了NPN型管子，理论上，会比与之配对的PNP型三极管速度更快一些，技术上更先进一些。同样存在上述的因三极管的存储时间导致被驱动的MOS管开通不及时这一不足。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是提供一种磁隔离驱动电路，在实现功率开关器件加速关断的同时还能确保其在下一个周期不会出现开通不及时。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种磁隔离驱动电路，其特征在于：包括第一输入端Si1、第二输入端Si2、第一输出端So1、第二输出端So2、变压器B、原边绕组NP、副边绕组NS、二极管D11、二极管D12、电阻R11、电阻R12、电容C11和三极管Q11；原边绕组NP的两端分别连接第一输入端Si1和第二输入端Si2，副边绕组NS的一端经电阻R11后同时连接三极管Q11的集电极和第一输出端So1，电阻R12和电容C11串联后连接于副边绕组NS的另一端和三极管Q11的基极之间，三极管Q11的发射极同时连接二极管D11的阳极、二极管D12的阳极和第二输出端So2，二极管D11的阴极连接副边绕组NS的另一端，二极管D12的阴极连接三极管Q11的基极。进一步地，第二输出端So2和三极管Q11的发射极之间、第一输出端So1和三极管Q11的集电极之间，以及二极管D12的阴极与电阻R12和电容C11串联后的连接点和三极管Q11的基极之间择一、择二或者均连接一只电阻。对于双路输出驱动两只功率开关器件的应用场合，其特征在于：还包括第三输出端So3、第四输出端So4、副边绕组NT、二极管D21、二极管D22、电阻R21、电阻R22、电容C21和三极管Q21；副边绕组NT的一端经电阻R21后同时连接三极管Q21的集电极和第三输出端So3，电阻R22和电容C21串联后连接于副边绕组NT的另一端和三极管Q21的基极之间，三极管Q21的发射极同时连接二极管D21的阳极、二极管D22的阳极和第四输出端So4，二极管D21的阴极连接副边绕组NT的另一端，二极管D22的阴极连接三极管Q21的基极；副边绕组NS的一端为同名端，副边绕组NT的另一端为同名端。进一步地，第四输出端So4和三极管Q21的发射极之间、第三输出端So3和三极管Q21的集电极之间，以及二极管D22的阴极与电阻R22和电容C21串联后的连接点和三极管Q21的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁隔离驱动电路，其特征在于：包括第一输入端Si1、第二输入端Si2、第一输出端So1、第二输出端So2、变压器B、原边绕组NP、副边绕组NS、二极管D11、二极管D12、电阻R11、电阻R12、电容C11和三极管Q11；原边绕组NP的两端分别连接第一输入端Si1和第二输入端Si2，副边绕组NS的一端经电阻R11后同时连接三极管Q11的集电极和第一输出端So1，电阻R12和电容C11串联后连接于副边绕组NS的另一端和三极管Q11的基极之间，三极管Q11的发射极同时连接二极管D11的阳极、二极管D12的阳极和第二输出端So2，二极管D11的阴极连接副边绕组NS的另一端，二极管D12的阴极连接三极管Q11的基极。

【技术特征摘要】
1.一种磁隔离驱动电路，其特征在于：包括第一输入端Si1、第二输入端Si2、第一输出端So1、第二输出端So2、变压器B、原边绕组NP、副边绕组NS、二极管D11、二极管D12、电阻R11、电阻R12、电容C11和三极管Q11；原边绕组NP的两端分别连接第一输入端Si1和第二输入端Si2，副边绕组NS的一端经电阻R11后同时连接三极管Q11的集电极和第一输出端So1，电阻R12和电容C11串联后连接于副边绕组NS的另一端和三极管Q11的基极之间，三极管Q11的发射极同时连接二极管D11的阳极、二极管D12的阳极和第二输出端So2，二极管D11的阴极连接副边绕组NS的另一端，二极管D12的阴极连接三极管Q11的基极。2.根据权利要求1所述的磁隔离驱动电路，其特征在于：第二输出端So2和三极管Q11的发射极之间、第一输出端So1和三极管Q11的集电极之间，以及二极管D12的阴极与电阻R12和电容C11串联后的连接点和三极管Q11的基极之间择一、择...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保均，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44