用于开关电源的驱动电路以及开关电源制造技术

技术编号:3377180 阅读:229 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种用于开关电源的驱动电路,该开关电源包括一三极管、一驱动开关以及控制该驱动开关的控制单元,该驱动电路以及所述驱动开关与所述三极管的发射极相连接,该驱动电路包括一储能单元。以及一种开关电源,包括一三极管、一驱动开关以及控制该驱动开关的控制单元,一驱动电路以及所述驱动开关与所述三极管的发射极相连接,该驱动电路包括一与所述开关管的发射极相连接的二极管,该二极管另一端连接有相互并联的电容以及稳压管,该电容以及稳压管的另一端接地,该二极管与所述开关管连接的一端与该驱动开关相连接,该电容的一端与该控制单元相连接,用作该控制电源的能量供应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源以及用于开关电源的驱动电路。
技术介绍
用于中小功率的AC/DC高频开关电源最常用的是反激式(FLYBACK, 或称回扫式)开关电源,其中的开关管可以采用三极管,对三极管的驱动有 基极驱动和发射极驱动二种方式。图1所示为基极驱动方式,基极驱动的基本特征是开关脉冲电流直接加 在三极管的基极,而发射极接地或通过一个小电阻值的电阻接地,负载变压 器线圈的一端与三极管的集电极C相连接,另一端接高压电源HV正极,由 此,当开关脉冲电流流过基极时,三极管导通,C端电压拉低,从而使负载 线圈T1得电,当加到基极的电流关断后,三极管也关闭,线圈T1不能通过 三极管流过电流,这个过程是通过改变三极管基极的电流和电压来实现开通 或关闭三极管的。这样基极驱动方式是最为常用。图2所示为射极驱动方式,射极驱动的基本特征是基极的驱动电压基本 保持不变,控制开关串接在三极管的发射极和地之间,当控制开关导通后, 发射极电压被拉低,基极和发射极之间产生压降和电流,三极管导通,从而 使变压器线圈Tl得电,当控制开关关断后,三极管到地的通路断开,使三 极管关断,三极管集电极的电压上升,负载失电。射极驱动方式主要是通过 改变发射极的电压来实现三极管的开通或关断。三极管的射极驱动可以使三极管得到更高的CE击穿电压,和基极驱动 方式比,可以使HV工作在更高的电压范围,这样在相同的条件下可以实现选用规格比较低的三极管,可以节省成本。对现有的三极管的射极驱动方式的可靠性分析如下如图2所示,在开 关管关断过程,存在一关断时间,在该时间内CE间的电压为升高状态,同 时电流逐渐减小直至完全关闭,该过程可以将其等效为一个理论上标准的受控开关并接一个电容Ce。当K1闭合,三极管导通,三极管CE二端的电压 近似0,因而等效电容Ce二端的电压也近似为O;当驱动开关从导通跳变到 断开时,负载电流瞬间消失,Tl的反激电动势和HV (高压)叠加到三极管 的集电极C上,C上将产生高于HV的高电压。由于Ce二端的电压初始值 接近为0,三极管E端的电压会跟随集电极C电压上升,而控制开关K1部 分只是在低电压的条件下工作,E端的高压将在瞬间击穿K1,为Ce形成一 个通路,产生击穿电流通过Tl—Ce—K1—地,随着电流的产生,Ce二端 因为电荷的积累而使电压增加,从而使E端电压不停减小,直到E端电压减 小到K1可以承受的电压范围。这个击穿电流的能量可能会引起K1的永久 击穿导通,就会引起炸机的可能性,目前引用射极驱动的开关电源在生产和 应用中有千分之一左右的炸机情况出现。另外,控制单元需要专门的辅助电源,这增加了电路设计和电路结构的 复杂度和电路成本与的电能损耗的增加。图3a、 3b所示为现有技术中辅助 电源示意图。如图3a所示,利用一个电阻Rl分压作为控制单元的辅助电源, 增加了损耗。电阻R1会产生很大的能耗而发热。图3b中增加额外的线圈, 增加了电路复杂度和设计成本,以及生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的,在于提供一种用于开关电源的驱动电路,该电路能够有 效地增强开关电源电路的可靠性。本专利技术的再一目的,在于提供一种用于开关电源的驱动电路,该电路能 够为开关电源提供辅助能量源,并可降低电路结构的复杂性和降低电路成本,并节省能量,提高效率。为达到上述目的,本专利技术的用于开关电源的驱动电路,该开关电源包括 一三极管、 一驱动开关以及控制该驱动开关的控制单元,该驱动电路以及所 述驱动开关与所述三极管的发射极相连接,该驱动电路包括一储能单元,该 储能单元在所述驱动开关断开时,接收经由所述开关管发射极的能量。所述驱动电路还包括与该储能单元相并联的稳压单元,用于保持所述三 极管发射极的电压为一可控值。所述储能单元包括至少一个电容或多个相互并联的电容。所述稳压单元包括一稳压管。所述储能单元与所述稳压单元相并联后, 一端通过一个二极管与所述开 关管的发射极相连接。另, 一辅助电压源与所述控制单元相连接,用于为该控制单元提供电源 供应。一种开关电源,包括一开关管、 一驱动开关以及控制该驱动开关的控制 单元,其特征在于,所述开关管为三极管, 一驱动电路以及所述驱动开关与 所述三极管的发射极相连接,该驱动电路包括一与所述开关管的发射极相连 接的二极管,该二极管另一端连接有相互并联的电容以及稳压管,该电容以 及稳压管的另一端接地,该二极管与所述开关管连接的一端与该驱动开关相 连接, 一辅助电源与该控制单元相连接。一种开关电源,包括一开关管、 一驱动开关以及控制该驱动开关的控制 单元,其特征在于,所述开关管为三极管, 一驱动电路以及所述驱动开关与 所述三极管的发射极相连接,该驱动电路包括一与所述开关管的发射极相连 接的二极管,该二极管另一端连接有相互并联的电容以及稳压管,该电容以 及稳压管的另一端接地,该二极管与所述开关管连接的一端与该驱动开关相 连接,该电容的一端与该控制单元相连接,用作该控制单元的电源能量供应。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术用于开关电源的驱动电路采用发射极驱动的方式,对三极管器件要求较低,并且能够保护驱动开关以及控制单 元,由于设计简单增加了电路的电磁兼容性,具体地,可缓冲开关电源工作 中开关管的关断过程,减小反激尖峰电压和抑制电磁干扰信号。另外,该驱 动电路还可以用作控制单元的辅助供应电源,进一步降低了电路设计的复杂 度,提高了系统效率,同时降低了系统成本。附图说明图l为现有的基极驱动的示意图。图2为现有的发射极驱动的示意图。 图3a、 3b为现有的辅助电源示意图。 图4为本专利技术一实施例的示意图。 图5为本专利技术另一实施例的示意图。具体实施例方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例,以详细说明本专利技术的技术方案。 如图4所示为本专利技术所应用的一个开关电源驱动电路的实施例示意图,包括一高压整流源HV,该高压整流源HV连接有一变压器组件T1, 一开关 管与该变压器组件Tl相连接,典型地,该开关管为三极管,图中,该三极 管等效为一理想的三极管Q1以及一电容Ce,一控制单元与该三极管相连接, 一驱动开关K1与控制单元相连接,本专利技术100与该三极管的发射极E相连 接。具体地,驱动电路100包括一储能单元,用于接收发射极E的电流,本 实施例中该储能单元为电容Cl,该储能单元也可以为其它的设计形式,例 如,多个电容进行并联。该电容C1通过一个二极管D1与发射极E相连接。 电容Cl还进一步并联有一稳压单元,该实施例中,该稳压单元为一稳压管 D2。电容Cl和稳压管D2的一端均接地。以下为本实施例工作过程分析当三极管由导通到关闭跳变时,控制单元控制驱动开关Kl断开,则电流通过二极管Dl流向电容Cl,当电容Cl电压上升到一定值后,三极管基极与发射极之间的压差变小而使三极管关闭,此时电流的流经路径为变压器组件T1—等效电容Ce—二极管Dl —电容 Cl—地。等效电容Ce上流过的电流在时间上的积分而有电荷积累,其两端 的电压随电荷的增加而增加,到一定程度后,使变压器组件T1无法再向等 效电容Ce供电,此情况说明开关处于完全关断状态,同样,流过电容Cl 的电流会让其两端电压升高,如果该电压高出稳压管D2的稳压值,电流就 会从稳压管D2流过,使电容Cl上的电压不会超过稳压管D2的稳压值本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于开关电源的驱动电路,该开关电源包括一三极管、一驱动开关以及控制该驱动开关的控制单元,其特征在于,该驱动电路以及所述驱动开关与所述三极管的发射极相连接,该驱动电路包括一储能单元,该储能单元在所述驱动开关断开时,接收经由所述开关管发射极的能量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:林新春宋家衡
申请(专利权)人:上海辰蕊微电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:31[]

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