开关电源驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种开关电源驱动电路，包括开通电阻和快速关断支路，所述开通电阻的一端连接输入正端，另一端耦合到输出正端，所述快速关断支路并联在输出正端与输入负端之间，所述快速关断支路包括第二开关管和第一二极管，所述第二开关管的控制极耦合到输入正端，第一主电流导通极耦合到输出正端，第二主电流导通极连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极耦合到输入负端。本发明专利技术进一步加快了电路的关断速度，提高了电路的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源，尤其涉及开关电源的驱动电路。
技术介绍
驱动电路作为开关电源中最重要的组成部分之一，对其快速、可靠、强驱动能力的要求是越来越高。所以作为驱动电路，必须满足以下几个基本要求(1)输出的驱动波形必须满足要求；(2)具有一定的驱动能力；(3)尽可能快的开关速度；(4)可靠性高。为满足这些要求，现有的驱动技术也是采取了各种措施，包括直接驱动式，耦合驱动式，混合驱动式，以及专用芯片驱动电路。如图1所示为最传统的驱动电路，电阻R1为开通电阻，决定开关管S1的开通速度，电阻R2为关断电阻，决定开关管S1的关断速度。为提高图1所示驱动电路的关断速度，电路中增加一快速三极管S2，如图2所示，快速三极管S2在驱动波形为负向脉冲时，基极电平为低，射极电平为高，快速三极管S2迅速导通，通过电阻R3将开关管S1的基极电压拉低，使开关管S1快速关断。为提高驱动电路的抗干扰能力，避免开关管S1的误导，电路如图3所示，通过一个稳压二极管D2给开关管S1的基极电路提供一个负压，二极管D3的作用是阻断稳压二极管D2的放电回路，使稳压二极管D2保持稳压值。在关断时稳压二极管D2为开关管S1的基极电路提供一个负压，使开关管S1在很短的时间内迅速的退出导通状态，进入截止状态，缩短状态转换过程中的上升时间和下降时间，达到降低开关管S1集电极功耗的目的。但这种电路的缺点是在关断时，开关管S1的基极被箝位在稳压二极管D2的负极电压上，在现实应用中，一般稳压二极管的箝位电压比较小，从而开关管S1的基极被箝位在一个比较小的负压上，一般为3V-5V，而实际应用中驱动波形中会有一些干扰，存在一些尖峰，这些尖峰的电压在高频时有可能超过稳压二极管的电压，很容易在关断时使开关管S1的基极为高电平，使开关管被误导通，影响开关管S1的可靠关断。所以这种电路的可靠性还有待改善。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是为了解决现有技术的问题，提供一种关断速度快、可靠性高的驱动电路，并且具有很强的实用性。为实现上述目的，本专利技术公开了一种开关电源驱动电路，包括开通电阻和快速关断支路，所述开通电阻的一端连接输入正端，另一端耦合到输出正端，所述快速关断支路并联在输出正端与输入负端之间，所述快速关断支路包括第二开关管和第一二极管，所述第二开关管的控制极耦合到输入正端，第一主电流导通极耦合到输出正端，第二主电流导通极连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极耦合到输入负端。本专利技术的优选方案是还包括并联在输出正端与输出负端之间的关断支路，所述关断支路包括第二电阻或还包括与第二电阻串联的第二二极管，所述第二二极管的阳极耦合到输出正端、阴极耦合到输入负端。本专利技术的进一步改进是还包括连接在输入正端和输出正端之间的第四电阻。本专利技术的更进一步改进是还包括连接在输入负端和输出负端之间的稳压二极管，所述稳压二极管的阳极连接输入负端，阴极连接输出负端。本专利技术的有益效果是1)通过在快速关断支路中加入一二极管，更提高了第一开关管的基极电路的负向电压，提高驱动电路的抗干扰能力，从而提高了驱动电路的可靠性。2)在输入正端和第一开关管的控制极之间增加一电阻作为第一开关管的放电回路，避免快速关断支路作为第一开关管的放电回路，保护了快速关断支路中的开关管。本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。附图说明图1是传统的驱动电路结构图；图2是增加快速关断设计的驱动电路结构图；图3是增加稳压管的驱动电路结构图；图4是本专利技术一种实施例的电路原理图；图5是本专利技术一种实施例中增加快速二极管的电路原理图；图6、图7是本专利技术另两种实施例的电路结构图；图8、图9、图10是本专利技术另外实施例的电路结构图；图11是驱动波形图；图12是本专利技术在开关电源中的连接图；图13是本专利技术在多路驱动开关电源中的连接图。具体实施方式第二开关管S2可以为三极管或MOS管，当开关管为三极管时，其控制极是指三极管的基极，第一、二主电流导通极分别指三极管的发射极和集电极。当开关管为MOS管时，其控制极是指MOS管的栅极，第一、二主电流导通极分别指MOS管的源极和漏极。三极管可以为PNP型三极管，也可以为NPN型三极管，MOS管可以为N沟道MOS管，也可以为P沟道的MOS管，下面实施例中以第二开关管S2为PNP型三极管为例进行说明。具体实施例一、如图4所示，开通电阻的一端连接输入正端IN+，另一端耦合到输出正端OUT+，为后续开关电路提供开通电压。快速关断支路2并联在输出正端OUT+和输入负端IN-之间，提高驱动电路的关断速度。快速关断支路2包括串联的第二开关管S2和第一二极管D4，第二开关管S2的基极耦合到输入正端IN+，发射极耦合到输出正端OUT+，集电极连接第一二极管D4的阳极，第一二极管D4的阴极连接输入负端IN-。在第二开关管S2基极和输入正端IN+之间也可以加一个电阻，用于限制第二开关管S2的基极回路电流。为提高驱动电路的开通速度，可以增加一快速二极管，由开通电阻R1与快速二极管D1的阳极连接，组成开通支路，开通电阻R1连接输入正端IN+，快速二极管D1的阴极与输出正端OUT+连接，如图5所示。本专利技术驱动电路的输出端可以连接变压器，也可以连接一开关电路，例如第一开关管S1，开关管可以为三极管或MOS管。本实施例的工作原理和下面的实施例以驱动电路的输出端连接第一开关管S1、第一开关管S1为一N沟道的MOS管为例进行说明，第一开关管S1的栅极连接驱动电路的输出正端OUT+，源极连接驱动电路的输出负端OUT-。本实施例的工作原理是如图11所示，上面的波形是驱动电路输入正端对输入负端的电压波形，下面的波形是驱动电路输出正端对输出负端的电压波形，当驱动波形为正向脉冲时，驱动电压通过开通电阻R1、快速二极管D1开通第一开关管S1；第二开关管S2反向偏置，处于关断状态；当驱动波形为负向脉冲时，下拉第二开关管S2的基极电平为低，射极电平为高，射基极PN结正偏，因此第二开关管S2能够迅速开通，将第一开关管S1的基极拉低为负电平，而第一二极管D4在关断时给第一开关管S1的基极电路提供一个负压，不但使第一开关管S1在很短的时间内迅速的关断，并且提高了第一开关管S1的基极电路负向电压，如果没有第一二极管D4，当驱动脉冲为负向脉冲时，下拉第二开关管S2的基极电平为低，射极电平为高，射基极PN结正偏，因此第二开关管S2能够迅速开通，将第一开关管S1的基极拉低为零电平。增加第一二极管D4，就可以发挥其正向导通，反向截止的功能，将第一开关管S1的基极在负向驱动脉冲时拉低为负电平，从而给第一开关管S1的基极电路提供一个负压，从而使当驱动波形中存在尖峰时，第一开关管S1的基极电路负向电压不容易被抵消掉，可以提高驱动电路的可靠性和抗干扰能力。具体实施例二、如图6所示，在实施例一的基础上，快速关断支路2还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端连接输出正端OUT+，即第一开关管S1的栅极，另一端连接第二开关管S2的发射极。第二开关管S2在快速关断过程中，可能产生较大的尖峰电流，通过增加第三电阻R3，可以有效的减小该尖峰电流值，从而保护第二开关管S2不被损坏。具体实施例三、在实施例一、二的基础上，增加了第一开关管S1的放电回路，该放电回路包括第四电阻R4，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源驱动电路，包括开通电阻和快速关断支路，所述开通电阻的一端连接输入正端，另一端耦合到输出正端，所述快速关断支路并联在输出正端与输入负端之间，其特征在于：所述快速关断支路包括第二开关管和第一二极管，所述第二开关管的控制极耦合到输入正端，第一主电流导通极耦合到输出正端，第二主电流导通极连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极耦合到输入负端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：首福俊，黄伯宁，刘志宇，柳树渡，周莉，
申请(专利权)人：艾默生网络能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]