一种驱动电路、开关变换器和集成电路制造技术

技术编号:30414322 阅读:14 留言:0更新日期:2021-10-24 16:16
本发明专利技术涉及电力电子技术领域,具体涉及一种驱动电路、开关变换器和集成电路。本发明专利技术通过控制驱动电路驱动开关管的开关状态,以使得在脉宽调制信号PWM高电平时间内输出电容器能经馈电二极管在变压器主级电感充电时回收变压器主级电感电流。本发明专利技术实施例的电路结构简单,成本低,通过回收利用变压器主级电感电流,可以节约成本,提升系统效率。提升系统效率。提升系统效率。

【技术实现步骤摘要】
一种驱动电路、开关变换器和集成电路


[0001]本专利技术涉及电力电子
,具体涉及一种驱动电路、开关变换器和集成电路。

技术介绍

[0002]开关电源通过开关管的导通与截止将输入信号转换成输出信号。一般地,开关电源采用控制芯片来控制开关管的导通与截止。
[0003]图1为现有的一种开关变换器示意图,输入电压源(通常包括整流器,滤波电路等)输出一个不控直流母线电压Vbus,在开关管MP导通时,Vbus电压对变压器主级电感LP充电,电流流过主极电感LP和开关管MP到GND,在开关管MP截止时,变压器通过互感将主级电感LP上的能量耦合到变压器次级电感通过二极管D续流传递给负载,给负载提供所需的电压或电流。
[0004]以上传统的开关驱动电路中,变压器主级电感的充电电流都直接流到了GND,并没有加以利用,造成了能量浪费和效率降低。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的上述问题,本专利技术提供一种驱动电路、开关变换器和集成电路,通过对变压器主级电感电流进行回收,可以有效利用资源,节约成本,提升开关电源的系统转换效率。
[0006]本专利技术所采用的的技术方案为:一种驱动电路,用于驱动具有一变压器和一输出电容器的开关变换器的功率晶体管,包括:功率晶体管控制端,适于与所述功率晶体管的栅极端连接;功率晶体管第二端,适于与所述功率晶体管的源极端连接;驱动开关管,具有第一端、第二端和控制端,其中第一端电耦接至功率晶体管第二端,用于控制所述功率晶体管第二端电压;馈电二极管,具有阳极和阴极,其中阳极电耦接至功率晶体管第二端,阴极电耦接至输出电容器;功率晶体管控制模块,第一输入端与一脉宽调制信号PWM电耦接,第二输入端与所述输出电容器第一端电耦接,输出端电耦接至所述功率晶体管控制端,被配置为根据脉宽调制信号PWM的高电平和低电平控制所述功率晶体管导通和截止;以及驱动开关控制模块,输入端与所述脉宽调制信号PWM电耦接,输出端与所述驱动开关管控制端电耦接,被配置为控制所述驱动开关管的开关状态,以使得在脉宽调制信号PWM高电平时间内输出电容器能经馈电二极管在变压器主级电感充电时回收变压器主级电感电流。
[0007]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述功率晶体管控制模块包括第一反相器,具有输入端和输出端,其中,输入端电耦接所述脉宽调制信号PWM;第一下拉开关,具有第一端,第二端和控制端,其中,控制端与所述第一反相器输出端电耦接,第一端电耦接至所述功率晶体管控制端,第二端电耦接到地,被配置为当所述脉宽调制信号PWM为低电平时,第一下拉开关导通将所述功率晶体管控制端下拉到地,控制所述功率晶体管截止,当所述脉宽调制信号PWM为高电平时,第一下拉开关截止;上拉模块,具有第一端,第二端和控制端,其中,控制端与所述第一反相器输出端电耦接,第一端电耦接至所述输出电容器第一
端,第二端电耦接至所述第一下拉开关第一端,被配置为当所述脉宽调制信号PWM为高电平时,上拉模块具有上拉能力,控制所述功率晶体管导通,当所述脉宽调制信号PWM为低电平时,上拉模块截止。
[0008]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述上拉模块包括:切换模块,具有输入端和输出端,被配置为当输入端电压高于输出端电压时,输入端信号能传递到输出端,当输入端电压不高于输出端电压时,输入端信号不能传递到输出端;第一P型晶体管,与所述切换模块串联连接,被配置为当所述脉宽调制信号PWM为高电平时,P型晶体管具有上拉能力,当所述脉宽调制信号PWM为低电平时,P型晶体管截止。
[0009]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述切换模块至少包含一二极管。
[0010]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述P型晶体管电耦接在切换模块输出端和所述第一下拉开关第一端之间,所述P型晶体管被配置为一开关,其控制端电耦接至所述第一下拉开关的控制端,源极端电耦接至所述切换模块输出端,漏极端电耦接到所述第一下拉开关第一端。
[0011]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述P型晶体管电耦接在切换模块输入端和所述输出电容器第一端之间,所述P型晶体管被配置为一开关,其控制端电耦接至所述第一下拉开关的控制端,源极端电耦接至所述输出电容器第一端,漏极端电耦接至切换模块输入端。
[0012]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述驱动开关控制模块包括一反相器和一上升沿延时模块或下降沿延时模块。
[0013]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述驱动开关控制模块在脉宽调制信号PWM切换成高电平或低电平时,控制所述驱动开关管处于导通状态,以使得功率晶体管控制模块能够驱动所述功率晶体管导通或截止。
[0014]根据本专利技术一实施例的一种驱动电路,所述驱动开关控制模块在所述功率晶体管导通期间,控制所述驱动开关管截止以使得所述驱动电路输出电容器能经馈电二极管在变压器主级电感充电时回收变压器主级电感电流。
[0015]本专利技术还提供了一种开关变换器,包括:功率级电路,包括变压器、功率晶体管和整流部件,以及以上任一项所述的驱动电路。
[0016]根据本专利技术一实施例的一种开关变换器,所述开关变换器为浮地架构拓扑结构,所述功率级电路变压器主级电感第一端与地电耦接,主级电感第二端与电源输入端口第二端电耦接,所述功率晶体管第一端与电源输入端口第一端电耦接,所述整流部件电耦接在变压器次级电感第一端和输出端口第一端之间,变压器次级电感第二端和输出端口第二端短接并接地;或,所述功率级电路为实地架构拓扑结构,所述开关变换器变压器主级电感第一端与电源输入端口第一端电耦接,主级电感第二端与所述功率晶体管第一端电耦接,所述整流部件电耦接在变压器次级电感第一端和输出端口第一端之间,变压器次级电感第二端和输出端口第二端短接并接地,电源输入端口第二端与输出端口第二端短接。
[0017]本专利技术还提供了一种集成电路,用于控制所述开关变换器,包括:第一引脚,与变压器主极电感第二端电耦接;第二引脚,与电源输入端口第二端电耦接;第三引脚,与输出电容器第一端电耦接;以及以上任一项所述的驱动电路,输出电容器通过第三引脚回收变压器主级电感充电时的主级电感电流。或
[0018]一种集成电路,用于控制所述开关变换器,包括:第一引脚,与电源输入端口第一端电耦接;第二引脚,与变压器主级电感第一端电耦接;第三引脚,与输出电容器第一端电耦接;以及以上任一项所述的驱动电路,输出电容器通过第三引脚回收变压器主级电感充电时的主级电感电流。
[0019]本专利技术涉及电力电子
,具体涉及一种驱动电路、开关变换器和集成电路。本专利技术通过控制驱动电路驱动开关管的开关状态,以使得在脉宽调制信号PWM高电平时间内输出电容器能经馈电二极管在变压器主级电感充电时回收变压器主级电感电流。本专利技术实施例的电路结构简单,成本低,通过回收利用变压器主级电感电流,可以节约成本,提升系统效率。
附图说明
[0020]图1所示为一现有开关变换器示意图;
[0021]图2所示为本专利技术一实施例的开关变换器示意本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动电路,用于驱动具有一变压器和一输出电容器的开关变换器的功率晶体管,其特征在于,包括:功率晶体管控制端,适于与所述功率晶体管的栅极端连接;功率晶体管第二端,适于与所述功率晶体管的源极端连接;驱动开关管,具有第一端、第二端和控制端,其中第一端电耦接至功率晶体管第二端,用于控制所述功率晶体管第二端电压;馈电二极管,具有阳极和阴极,其中阳极电耦接至功率晶体管第二端,阴极电耦接至输出电容器;功率晶体管控制模块,第一输入端与一脉宽调制信号PWM电耦接,第二输入端与所述输出电容器第一端电耦接,输出端电耦接至所述功率晶体管控制端,被配置为根据脉宽调制信号PWM的高电平和低电平控制所述功率晶体管导通和截止;以及驱动开关控制模块,输入端与所述脉宽调制信号PWM电耦接,输出端与所述驱动开关管控制端电耦接,被配置为控制所述驱动开关管的开关状态,以使得在脉宽调制信号PWM高电平时间内输出电容器能经馈电二极管在变压器主级电感充电时回收变压器主级电感电流。2.根据权利要求1所述的一种驱动电路,其特征在于,所述功率晶体管控制模块包括:第一反相器,具有输入端和输出端,其中,输入端电耦接所述脉宽调制信号PWM;第一下拉开关,具有第一端,第二端和控制端,其中,控制端与所述第一反相器输出端电耦接,第一端电耦接至所述功率晶体管控制端,第二端电耦接到地,被配置为当所述脉宽调制信号PWM为低电平时,第一下拉开关导通将所述功率晶体管控制端下拉到地,控制所述功率晶体管截止,当所述脉宽调制信号PWM为高电平时,第一下拉开关截止;上拉模块,具有第一端,第二端和控制端,其中,控制端与所述第一反相器输出端电耦接,第一端电耦接至所述输出电容器第一端,第二端电耦接至所述第一下拉开关第一端,被配置为当所述脉宽调制信号PWM为高电平时,上拉模块具有上拉能力,控制所述功率晶体管导通,当所述脉宽调制信号PWM为低电平时,上拉模块截止。3.根据权利要求2所述的一种驱动电路,其特征在于,所述上拉模块包括:切换模块,具有输入端和输出端,被配置为当输入端电压高于输出端电压时,输入端信号能传递到输出端,当输入端电压不高于输出端电压时,输入端信号不能传递到输出端;第一P型晶体管,与所述切换模块串联连接,被配置为当所述脉宽调制信号PWM为高电平时,P型晶体管具有上拉能力,当所述脉宽调制信号PWM为低电平时,P型晶体管截止。4.根据权利要求3所述的一种驱动电路,其特征在于,所述切换模块至少包含包括一二极管。5.根据权利要求3所述的一种驱动电路,其特征在于,所述P型晶体管电耦接在切换模块输出端和所述第一下拉开关第一端之间,所述P型晶体管被配置为一开关,其控制端电耦...

【专利技术属性】
技术研发人员:ꢀ七四专利代理机构
申请(专利权)人:芯好半导体成都有限公司
类型:发明
国别省市:

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