专利名称：一种有限双极性变换器驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有限双极性变换器的驱动电路。
背景技术：
传统正弦脉宽调制SPWM变换器一般采用有限双极性电路。典型的有限双极 性电路如图1所示，功率开关管Si、S3的占空比从0-50%变化，S2，S4保持约50%不 变。如果Si，S2用变压器驱动，Sl由于驱动脉冲占空比的变化而导致驱动电压幅值的 变化，可能会造成Sl的驱动电压幅值不够导通的门槛电压或驱动电压幅值过高损坏功率
开关管。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有限双极性变换器驱动电路，用于有限 双极性变换器的功率开关管驱动，克服现有技术所存在的功率开关管Sl的驱动电压幅 值不够导通的门槛电压或驱动电压幅值过高损坏功率开关管的缺陷，实现功率开关管的 ZVS/ZCS 开通。为解决上述技术问题，本发明提供一种有限双极性变换器驱动电路，其技术特 征在于，两个脉宽调制脉冲信号一对周期重复的互补信号，每个信 号的占空比小于50%，PWM_A的上升沿在一个周期的开始点，上升沿在一个 周期时间的一半处；PWM_A*PWM_B作为输入，输出四个脉宽调制信号，其中，两个 型号的占空比随PWM_A*PWM_B变化，作为有限双极性变换器的电压低端功率管的驱 动信号；另外两个占空比保持50%不变，作为有限双极性变换器的电压高端功率管的驱 动信号，且变换后的型号的周期和时序跟随PWM_A和PWM_B的周期和时序变化。优选的，本发明驱动电路包括PWM_A输入端连接第一开关功率MOS管，第 一开关功率MOS管的驱动信号端连接PWM_B输入端，第一开关功率MOS管的输出端 分别连接第一缓冲器、第一反向器，所述第一缓冲器、第一反向器的输出端分别连接第 一变压器初级两端，第一变压器次级连接第一输出端；输入端还连接第一电 阻，然后分两路，其中一路连接第三缓冲器，第三缓冲器的输出即为第四输出端；另一 路连接第二反向器的输出端；PWM_B输入端连接第二开关功率MOS管，第二开关功率MOS管的驱动信号 端连接入端，第二开关功率MOS管的输出端分别连接第二缓冲器、第二反向 器，所述第二缓冲器、第二反向器分别连接第二变压器初级的两端，第二变压器次级连 接第二输出端；PWM_B的输入端还连接第二电阻，然后分两路，其中一路连接第四缓 冲器，第四缓冲器的输出即为第三输出端；另一路连接第一反向器的输出端。本发明的有限双极性变换器驱动电路，必然产生对有限双极性变换器新的驱动 模式，即，在电压高端开关管Si、S2始终用50%的占空比驱动，低端开关管S3、S4占 空比变化，克服现有技术所存在的功率开关管Sl的驱动电压幅值不够导通的门槛电压或驱动电压幅值过高损坏功率开关管的缺陷，实现功率开关管的ZVS/ZCS开通。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步具体说明。图1为有限双极性变换器主电路图。图2为本具体实施例的有限双极性变换器驱动电路图。图3为图2所示电路的驱动下，有限双极性变换器主电路的时序图。
具体实施例方式实现本发明所提出的将两个脉宽调制脉冲信号转换为四个输出信号，存在多种 等效电路。本具体实施方式
就是其中的一种电路，如图2所示，下面就图2来说明本发 明的四个驱动信号如何产生。一对周期重复的互补信号，每个信号的占空比小于50%， PWM_A的上升沿在一个周期(周期时间用Ts表示)的开始点，PWM_B的上升沿在一 个周期时间的一半处(Ts/2)。电阻Rl，R2，R3，R5，R7，R8电阻值都很小，主要是抗干扰用。第一 R4， 第二 R6较大，用于形成死区时间，防止主电路中同一桥臂的功率开关管同时导通。PWM_Ai升沿出现时，开通第二开关功率MOS管VT2，R8的阻值很小，C4 快速放电，第二缓冲器D6变低，第二反向器D5变高，经过第二变压器T2输出，相应的 驱动信号S2变低。Rl，R2阻值很小，Cl快速冲电，第一缓冲器Dl变高，第一反向器 D2变低，相应的驱动信号Sl变高。PWM_A通过R4对C2充电，由于R4较大，到达 第三缓冲器D3的门槛电压需要一段时间，即死区时间，经过死区时间后，D3输出高电 平，相应的驱动信号S4变高。PWM_AT降沿出现时，C4依旧为低电平，S2继续维持低电平。C2电容通 过VD3、R3快速放电，D3输出低电平，相应的驱动信号S4变低，所以S4的占空比随 PWM_A变化。Cl上的电荷无释放路径，所以Dl继续输出高电平，相应的驱动信号Sl 继续维持高电平。PWM_Bi升沿出现时。开通第一开关功率MOS管VT1，R2的阻值很小， Cl快速放电，Dl变低，经过第一变压器Tl输出，相应的驱动信号Sl变低，由于Sl在 PWM_A上升沿变高，在PWM_B上升沿变低，PWMA上升沿和PWM_B上升沿相差1/2 周期，所以的占空比为50%。余下重复上面的时间过程，可以知道S3的占空比随PWM_B变化，S2的占空比 为 50%。如图3所示，每个时间段的主电路状态如下tl-t2 tl时刻S4导通，Sl已经导通，变压器Tm及谐振电感Lr电流正向增加。t2-t3 t2时刻S4关断，Sl继续导通，流经Lr的电流由于S4关断，改变路径经 Si，D2续流，方向不变，对S4上结电容充电，对S2上结电容放电。t3_t4 t3时刻Sl关断，同时S2导通，由于S2上的结电容电荷已经释放和Lr 的继续续流，所以S2是零电压开通。如果Lr上剩余的能量足够大即大于1/2U2C (其中U为直流母线电压，C为功率管的结电容)，在t3-t4时刻可以将Sl的结电容电压冲电到 U，S3的结电容电压放到零，则S3为零电压开通。t4-t5 t4时刻S3导通，S2已经导通，变压器Tm及谐振电感Lr电流负向增加。t5-t6 t5时刻S3关断，S2继续导通，流经Lr的电流由于S3关断，改变路径经 S2，Dl续流，方向不变，对S3上结电容充电，对Sl上结电容放电。t6_t7 t6时刻S2关断，同时Sl导通，由于S2上的结电容电荷已经释放和Lr的 继续续流，所以Sl是零电压开通。如果Lr上剩余的能量足够大即大于1/2U2C (其中U 为直流母线电压，C为功率管的结电容)，在t7时刻可以将S2的结电容电压冲电到U， S4的结电容电压放到零，则S4为零电压开通。t7时刻S4导通，重复上述tl_t7过程。从图3最下方的输出图形看，主电路输出接近正弦波形，满足有限双极性变换 器的输出要求。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范 围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种有限双极性变换器驱动电路，其特征在于，两个脉宽调制脉冲信号一对周期重复的互补信号，每个信号的占空比小于50%，PWM_A的上升沿在 一个周期的开始点，PWM_B的上升沿在一个周期时间的一半处； 为输入，输出四个脉宽调制信号，其中，两个型号的占空比随PWM_A*PWM_B变化， 作为有限双极性变换器的电压低端功率管的驱动信号；另外两个占空比保持50%不变， 作为有限双极性变换器的电压高端功率管的驱动信号，且变换后的型号的周期和时序跟 随PWM_A和PWM_B的周期和时序变化。
2.根据权利要求1所述的有限双极性变换器驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包 括PWM_A输入端连接第一开关功率MOS管，第一开关功率MOS管的驱动信号端连 接入端，第一开关功率MOS管的输出端分别连接第一缓冲器、第一反向器， 所述第一缓冲器、第一反向器的输出端分别连接第一变压器初级两端，第一变压器次级 连接第一输出端；PWM_A的输入端还连接第一电阻，然后分两路，其中一路连接第三 缓冲器，第三缓冲器的输出即为第四输出端；另一路连接第二反向器的输出端；PWM_B输入端连接第二开关功率MOS管，第二开关功率MOS管的驱动信号端连接 入端，第二开关功率MOS管的输出端分别连接第二缓冲器、第二反向器，所 述第二缓冲器、第二反向器分别连接第二变压器初级的两端，第二变压器次级连接第二 输出端；PWM_B的输入端还连接第二电阻，然后分两路，其中一路连接第四缓冲器， 第四缓冲器的输出即为第三输出端；另一路连接第一反向器的输出端。
全文摘要
本发明涉及一种有限双极性变换器的驱动电路，其特征在于，两个脉宽调制脉冲信号PWM_A和PWM_B作为输入，输出四个脉宽调制信号，其中，两个型号的占空比随PWM_A和PWM_B变化，作为有限双极性变换器的电压低端功率管的驱动信号；另外两个占空比保持50%不变，作为有限双极性变换器的电压高端功率管的驱动信号，且变换后的型号的周期和时序跟随PWM_A和PWM_B的周期和时序变化。本发明用于有限双极性变换器的功率开关管驱动，克服现有技术所存在的功率开关管S1的驱动电压幅值不够导通的门槛电压或驱动电压幅值过高损坏功率开关管的缺陷，实现功率开关管的ZVS/ZCS开通。
文档编号H02M1/08GK102013795SQ20101061421
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者胡喜林 申请人:武汉帕沃电源设备制造有限公司