专利名称：一种开关电源的驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关电源的驱动电路。
背景技术：
开关电源具有体积小，效率高和电流大的优点，因此被广泛应用于手机充电器和笔记本电脑适配器等场合。图1为现有技术中开关电源的电路原理图。控制调制器115通过功率开关管108连接到变压器的原边线圈104。控制调制器115控制功率开关管108在每个开关周期内导通，将变压器的原边线圈103的能量传递到副边线圈105输出。控制调制器115通过功率开关管108的开关周期或开关频率从而再副边绕组得到稳定的输出电压。 控制调节器115的供电端为Vcc，内部驱动电路模块112的供电也为Vcc。因此不管开关周期的占空比为任何，功率开关管108的驱动电压恒定为Vcc。如图1所示的反激式电源，其工作损耗主要表现为=MOSFET开关管108的导通损耗，MOSFET开关管108的寄生电容损耗，开关管108的开关交叠损耗，PWM控制器115的损耗，输出整流管损耗，箝位保护电路损耗，反馈电路损耗等。其中前三个损耗与频率成正比关系，即与单位时间内器件开关次数成正比。在待机状态，主电路电流较小，MOSFET导通时间ton很小，电路工作在DCM模式，故相关的导通损耗，次级整流管损耗等较小，此时损耗主要由开关管的寄生电容损耗和开关交叠损耗。开关管的寄生电容损耗不仅和开关频率相关，还和开关管的驱动电压相关。开关频率越高，损耗越大；驱动电压越高，损耗越大。在环保意识日益受到重视的绿色时代，有效利用有限的能源已经成为人们的共识。欧美国家对于电器产品在空载待机时的功耗定义了明确的规范，从2001年7月起美国就规定政府机构不得购买待机功耗超过IW的电器产品。由此可见，开关电源转换器低待机功耗将成为基本要求，这也是电源设计工程师必须面临的挑战。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种开关电源的驱动电路，采用该驱动电路的开关电源，可以减小的损耗，有效提升系统待机时间。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种开关电源的驱动电路，该开关电源包括一变压器组件、第一电阻、一功率开关管以及驱动该功率开关管的控制单元，控制单元包括一驱动模块，用于输出相应的驱动电压到功率开关管，所述驱动电路的一端与驱动模块相连接，另一端与第一电阻相连接；该驱动电路包括一占空比检测模块，用于检测功率开关管的占空比；一电压切换模块，用于提供两种或者多种输出电压，并根据占空比检测模块所检测到的占空比输出相应的电压。作为优选，所述占空比检测模块包括第三电阻、第三电容及一缓冲器，第三电阻的输入端与第一电阻相连接，第三电阻的输出端分别与第三电容、缓冲器的输入端相连接，第三电容的输出端接地，缓冲器的输出端与电压切换模块相连接。作为优选，所述电压切换模块包括第一比较器、第二比较器、第一开关管、第二开关管、第三开关管、反相器；第一比较器、第二比较器的输入端分别与占空比检测模块相连接；第一比较器、第二比较器的输出端通过或非门与第三开关管相连接；第一比较器的输出端与反相器的输入端相连接，反相器的输出端及第二比较器的输出端均通过与门与第二开关管相连接；第一比较器的输出端直接与第一开关相连接；第一开关、第二开关及第三开关的输出端与驱动模块相连接。作为优选，所述功率开关管为N沟道增强型M0SFET。作为优选，所述的第一开关管、第二开关管、第三开关管均为N沟道增强型 MOSFET。本发明的具有以下优点本发明通过增加占空比检测模块和电压切换模块，能显著的降低系统损耗，提高系统的待机效率。
图1是现有技术中开关电源的电路原理图。图2是本发明的开关电源的电路原理图。图3为本发明的占空比检测模块的电路原理图。图4为本发明的电压切换模块的电路原理图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。如图2所示，一种开关电源的驱动电路，该开关电源包括一变压器组件、第一电阻 209、一功率开关管208以及驱动该功率开关管的控制单元218，控制单元218包括一驱动模块212，用于输出相应的驱动电压到功率开关管208，控制单元218通过功率开关管208连接到变压器的原边线圈104。控制单元208控制功率开关管208在每个开关周期内导通，将变压器的原边线圈103的能量传递到副边线圈输出。驱动电路的一端与驱动模块212相连接，另一端与第一电阻209相连接；该驱动电路包括一占空比检测模块216，用于检测功率开关管的占空比；一电压切换模块217，用于提供两种或者多种输出电压，并根据占空比检测模块检测到的占空比输出相应的电压。如图3所示，在本实施例中，占空比检测模块216包括第三电阻301、第三电容302 及一缓冲器303，第三电阻301的输入端与第一电阻209相连接，第三电阻301的输出端分别与第三电容302、缓冲器303的输入端相连接，第三电容302的输出端接地，缓冲器303的输出端与电压切换模块相连接。图4所示，电压切换模块217包括第一比较器401、第二比较器402、第一开关管406、第二开关管407、第三开关管408、反相器403 ；第一比较器401、 第二比较器402的输入端分别与占空比检测模块相连接；第一比较器401、第二比较器402 的输出端通过或非门405与第三开关管408相连接；第一比较器401的输出端与反相器403 的输入端相连接，反相器403的输出端及第二比较器402的输出端均通过与门404与第二开关管407相连接；第一比较器401的输出端直接与第一开关406相连接；第一开关406、 第二开关407及第三开关408的输出端与驱动模块201相连接。占空比检测模块216检测电流采样第一电阻209上电压的占空比，并转换成相应的电压，电压切换模块217将所转换到的电压按设定规则输出不同的电压到驱动模块212， 驱动模块212按照PWM信号输出相应驱动电压到功率开关管208。在占空比较小时，电压切换模块217输出较低的驱动电压到功率开关管208，当占空比较大时，电压切换模块217输出比较高的驱动电压到功率开关管208。由于在占空比比较小时，功率开关管208的寄生电容损耗占到整个系统损耗的大部分，因此降低此时开关管驱动电压可以显著的降低系统损耗，提高系统的待机效率。如图3、图4所示，第三电阻301和第三电容302组成滤波网络，将占空比转换成相应电压，并通过缓冲器303输出反映占空比的电压Vr。图4中Vrefl和Vref2是芯片根据系统要求预设的两个参考电压，VccU Vcc2和Vcc3为预设的三个开关管驱动电压。当Vr 低于Vrefl和Vref2时，从或非门405输出，驱动电压Vcc3通过第三开关管408输出到驱动模块212驱动功率开关管208。当Vr高于Vrefl且低于Vref2时，通过与门404输出，驱动电压Vcc2通过第二开关管407输出到驱动模块212驱动功率开关管208。当所述Vr高于Vrefl和Vref2时，驱动电压Vccl通过第一开关管406输出到驱动模块212驱动功率开关管208。在本实施例中，功率开关管为N沟道增强型M0SFET。第一开关管、第二开关管、 第三开关管均为N沟道增强型M0SFET。因此，驱动开关管的驱动电压随着占空比的变化而变化，在占空比较小时，占到整个系统损耗的大部分的功率开关管208的寄生电容损耗大幅度降低，因此利用本发明可以显著的降低系统损耗，提高系统的待机效率。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本实施例任何形式上限制。任何熟悉本领域的人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明做出许多可能的变动和修饰，或者修改为等同变化的等效实施例，例如将所述电压切换模块217的驱动电压分为3级或者更多。因此，凡是未脱离本发明的内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明保护的范围内。
权利要求
1.一种开关电源的驱动电路，该开关电源包括一变压器组件、第一电阻009)、一功率开关管Q08)以及驱动该功率开关管的控制单元018)，控制单元(218)包括一驱动模块 012)，用于输出相应的驱动电压到功率开关管，其特征在于所述驱动电路的一端与驱动模块相连接，另一端与第一电阻(209)相连接；该驱动电路包括一占空比检测模块，用于检测功率开关管的占空比；一电压切换模块，用于提供两种或者多种输出电压，并根据占空比检测模块检测到的占空比输出相应的电压。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源的驱动电路，其特征在于所述占空比检测模块包括第三电阻(301)、第三电容(302)及一缓中器(303)，第三电阻(301)的输入端与第一电阻(209)相连接，第三电阻(301)的输出端分别与第三电容(302)、缓冲器(303)的输入端相连接，第三电容(302)的输出端接地，缓冲器(303)的输出端与电压切换模块相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种开关电源的驱动电路，其特征在于所述电压切换模块包括第一比较器(401)、第二比较器(40 、第一开关管(406)、第二开关管(407)、第三开关管008)、反相器003)；第一比较器001)、第二比较器002)的输入端分别与占空比检测模块相连接；第一比较器G01)、第二比较器(402)的输出端通过或非门(405)与第三开关管(408)相连接；第一比较器001)的输出端与反相器003)的输入端相连接，反相器 (403)的输出端及第二比较器(402)的输出端均通过与门(404)与第二开关管(407)相连接；第一比较器G01)的输出端直接与第一开关(406)相连接；第一开关006)、第二开关 (407)及第三开关008)的输出端与驱动模块(201)相连接。
4.根据权利要求1所述的开关电源的驱动电路，其特征在于所述功率开关管为N沟道增强型MOSFET。
5.根据权利要求3所述的开关电源的驱动电路，其特征在于所述的第一开关管、第二开关管、第三开关管均为N沟道增强型M0SFET。
全文摘要
本发明公开了一种开关电源的驱动电路，该开关电源包括一变压器组件、第一电阻、一功率开关管以及驱动该功率开关管的控制单元，控制单元包括一驱动模块，用于输出相应的驱动电压到功率开关管，所述驱动电路的一端与驱动模块相连接，另一端与第一电阻相连接；该驱动电路包括一占空比检测模块，用于检测功率开关管的占空比；一电压切换模块，用于提供两种或者多种输。本发明通过增加占空比检测模块和电压切换模块，能显著的降低系统损耗，提高系统的待机效率。
文档编号H02M3/335GK102545632SQ201210007359
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者吴伟江, 张亮, 朱振东, 田剑彪 申请人:绍兴光大芯业微电子有限公司