一种同步整流驱动电路、谐振自驱动电路及LLC变换器制造技术

本申请揭示了一种同步整流驱动电路、谐振自驱动电路及LLC变换器，该同步整流驱动电路包括第一MOSFET管、三个寄生电容Cgd、Cgs、Cds，以及谐振自驱动电路，其中：谐振自驱动电路包括电阻Ras、第一电容Cad、电感Lad、第二电容Cgd_ext和第三电容Cgs_ext；电感Lad的第一端、第二电容Cgd_ext的第一端以及第一MOSFET管的漏极电性连接，电感Lad的第二端与第一电容Cad的第一端电性连接，第一电容Cad的第二端、第二电容Cgd_ext的第二端、电阻Ras的第一端、第三电容Cgs_ext的第一端以及第一MOSFET管的栅极电性连接，电阻Ras的第二端、第三电容Cgs_ext的第二端以及第一MOSFET管的源极电性连接。本申请通过采用谐振电路自驱动的方法，大大降低了驱动器件成本。了驱动器件成本。了驱动器件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种同步整流驱动电路、谐振自驱动电路及LLC变换器


[0001]本专利技术属于电路设计
，涉及一种同步整流驱动电路、谐振自驱动电路及LLC变换器。

技术介绍

[0002]对于LLC变换器来说，同步整流技术能够极大降低整流环节的损耗，提高变换器效率。但是LLC谐振变换器的同步整流驱动信号和原边半桥驱动信号是有差别的，这给同步整流驱动的设计带来了极大的挑战。在额定负载下不同工作频率时LLC变换器的主要波形如图1A所示，其是额定负载下不同工作频率时LLC变换器的主要波形的示意图，对应的外驱动型的LLC变换器的电路结构如图1B所示，由图1B可知，现有的外驱动型的LLC变换器至少包括两个副边的MOS管SR1和SR2，两个MOS管SR1和SR2分别通过外接的驱动电路进行驱动。LLC变换器涉及到的驱动信号以及电流可以包括Q1的栅极驱动信号Vgs_Q1，Q2的栅极驱动信号Vgs_Q2，谐振电流i Lr，励磁电流i Lm，变压器副边电流i SEC，SR1的栅极驱动信号Vgs_SR1，SR2的栅极驱动信号Vgs_SR2。如果开关频率fs小于谐振频率fr，同步整流MOSFET(SR1或SR2)会比原边的开关提前关断。如果fs>fr，同步整流MOSFET会比原边开关推迟关断。如果fs＝fr，同步整流MOSFET的关断时刻与原边半桥开关相同。此外，SR1或SR2的导通时间T2还与负载轻重有关。因此，原边半桥的驱动信号不能直接用于同步整流。如果同步整流驱动信号与理想的驱动信号相差太大，会造成电流流经同步整流MOSFET的体二极管，使效率下降。
[0003]目前常用的同步驱动方案有以下几种：1、基于检测电流信号的同步整流方案，此方案尽管精确，但是需要额外的电流传感元件，而且会增加额外的损耗。2、大多数同步整流方案是基于检测同步整流MOSFET的漏源电压Vds_SR，此方案的精确度很大程度上受整流MOSFET的封装影响。在高频下，整流MOSFET的寄生电感对该方案的影响很大。3、直接将原边桥臂的驱动信号经过隔离与延迟直接驱动副边同步整流管。
[0004]传统的同步整流驱动可以满足大部分直流电源的缓启动控制需求。但其缺点为：前两种需要电流电压采样电路或者专用驱动芯片，增加了电源模块成本，第三种难以精确控制驱动信号的持续时间，会造成额外损耗。

技术实现思路

[0005]为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种同步整流驱动电路及谐振自驱动电路，包括：
[0006]第一方面，本申请提供了一种同步整流驱动电路，所述同步整流驱动电路包括第一MOSFET管、第一寄生电容Cgd、第二寄生电容Cgs、第三寄生电容Cds，以及谐振自驱动电路，其中：
[0007]所述谐振自驱动电路包括电阻Ras、第一电容Cad、电感Lad、第二电容Cgd_ext和第三电容Cgs_ext；
[0008]所述第一寄生电容Cgd的第一端、所述第一MOSFET管的漏极以及所述第三寄生电容的Cds的第一端电性连接，所述第一寄生电容Cgd的第二端、所述第一MOSFET管的栅极以及所述第二寄生电容Cgs的第一端电性连接，所述第二寄生电容Cgs的第二端、所述第一MOSFET管的源极以及所述第三寄生电容的Cds的第二端电性连接；
[0009]所述电感Lad的第一端、所述第二电容Cgd_ext的第一端以及所述第一MOSFET管的漏极电性连接，所述电感Lad的第二端与所述第一电容Cad的第一端电性连接，所述第一电容Cad的第二端、所述第二电容Cgd_ext的第二端、所述电阻Ras的第一端、所述第三电容Cgs_ext的第一端以及所述第一MOSFET管的栅极电性连接，所述电阻Ras的第二端、所述第三电容Cgs_ext的第二端以及所述第一MOSFET管的源极电性连接。
[0010]可选的，所述谐振自驱动电路还包括输出电流采样电路，所述输出电流采样电路控制所述第一MOSFET管的开启与关断。
[0011]可选的，所述输出电流采样电路包括电流滞环比较电路以及第二MOSFET管，所述第二MOSFET管与所述电阻Ras并联，所述电流滞环比较电路与所述第二MOSFET管电性连接以控制所述第二MOSFET管的开启和关断。
[0012]可选的，所述第二MOSFET管的寄生电容Cds为所述第三电容Cgs_ext。
[0013]本申请还提供了一种谐振自驱动电路，与第一MOSFET管电性连接，所述谐振自驱动电路包括电阻Ras、第一电容Cad、电感Lad、第二电容Cgd_ext和第三电容Cgs_ext，其中：
[0014]所述电感Lad的第一端、所述第二电容Cgd_ext的第一端以及所述第一MOSFET管的漏极电性连接，所述电感Lad的第二端与所述第一电容Cad的第一端电性连接，所述第一电容Cad的第二端、所述第二电容Cgd_ext的第二端、所述电阻Ras的第一端、所述第三电容Cgs_ext的第一端以及所述第一MOSFET管的栅极电性连接，所述电阻Ras的第二端、所述第三电容Cgs_ext的第二端以及所述第一MOSFET管的源极电性连接。
[0015]可选的，所述第一MOSFET管配置有第一寄生电容Cgd、第二寄生电容Cgs、第三寄生电容Cds，所述第一寄生电容Cgd的第一端、所述第一MOSFET管的漏极以及所述第三寄生电容的Cds的第一端电性连接，所述第一寄生电容Cgd的第二端、所述第一MOSFET管的栅极以及所述第二寄生电容Cgs的第一端电性连接，所述第二寄生电容Cgs的第二端、所述第一MOSFET管的源极以及所述第三寄生电容的Cds的第二端电性连接。
[0016]可选的，所述谐振自驱动电路还包括输出电流采样电路，所述输出电流采样电路控制所述第一MOSFET管的开启与关断。
[0017]可选的，所述输出电流采样电路包括电流滞环比较电路以及第二MOSFET管，所述第二MOSFET管与所述电阻Ras并联，所述电流滞环比较电路与所述第二MOSFET管电性连接以控制所述第二MOSFET管的开启和关断。
[0018]可选的，所述第二MOSFET管的寄生电容Cds为所述第三电容Cgs_ext。
[0019]第三方面，本申请还提供了一种LLC变换器，所述LLC变换器至少包括副边的两个第一MOSTFE管，以及分别用于驱动一个所述第一MOSTFE管的谐振自驱动电路，所述谐振自驱动电路为第二方面以及第二方面各种可选方式中提供的谐振自驱动电路。
[0020]本申请至少可以实现如下有益效果：
[0021]本申请采用谐振电路自驱动的方法，通过额外增加上述少量元器件，即可实现同步整流的自驱动，这种驱动方式无需电压电流检测，可以通过调节元器件参数调节驱动占
空比，大大降低了驱动器件成本。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步整流驱动电路，其特征在于，所述同步整流驱动电路包括第一MOSFET管、第一寄生电容Cgd、第二寄生电容Cgs、第三寄生电容Cds，以及谐振自驱动电路，其中：所述谐振自驱动电路包括电阻Ras、第一电容Cad、电感Lad、第二电容Cgd_ext和第三电容Cgs_ext；所述第一寄生电容Cgd的第一端、所述第一MOSFET管的漏极以及所述第三寄生电容的Cds的第一端电性连接，所述第一寄生电容Cgd的第二端、所述第一MOSFET管的栅极以及所述第二寄生电容Cgs的第一端电性连接，所述第二寄生电容Cgs的第二端、所述第一MOSFET管的源极以及所述第三寄生电容的Cds的第二端电性连接；所述电感Lad的第一端、所述第二电容Cgd_ext的第一端以及所述第一MOSFET管的漏极电性连接，所述电感Lad的第二端与所述第一电容Cad的第一端电性连接，所述第一电容Cad的第二端、所述第二电容Cgd_ext的第二端、所述电阻Ras的第一端、所述第三电容Cgs_ext的第一端以及所述第一MOSFET管的栅极电性连接，所述电阻Ras的第二端、所述第三电容Cgs_ext的第二端以及所述第一MOSFET管的源极电性连接。2.根据权利要求1所述的同步整流驱动电路，其特征在于，所述谐振自驱动电路还包括输出电流采样电路，所述输出电流采样电路控制所述第一MOSFET管的开启与关断。3.根据权利要求2所述的同步整流驱动电路，其特征在于，所述输出电流采样电路包括电流滞环比较电路以及第二MOSFET管，所述第二MOSFET管与所述电阻Ras并联，所述电流滞环比较电路与所述第二MOSFET管电性连接以控制所述第二MOSFET管的开启和关断。4.根据权利要求3所述的同步整流驱动电路，其特征在于，所述第二MOSFET管的寄生电容Cds为所述第三电容Cgs_ext。5.一种谐振自驱动电路，与第一MOSFET管电性连接，其特征在于，所述谐振自驱动电路包括电阻Ras、第一电容Cad、电感Lad、第二电容Cgd_ext和...

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