专利名称：一种直流变换器隔离驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路驱动技术领域，特别涉及一种直流变换器隔离驱动电路。
背景技术：
目前，半桥或全桥直流变换器的隔离驱动电路拓扑形式有很多，随着半桥或全桥 直流变换器电路应用的进一步发展，对于隔离驱动电路提出了新的要求，其中既可以调频 又可以调脉宽的隔离驱动电路越来越受到关注。 在实施本发明的过程中，发明人发现目前能够实现既可以调频又可以调脉宽的隔 离驱动电路拓扑形式比较有限，其对驱动信号的抗干扰和控制时序要求通常很高，从而导 致现有直流变换器隔离驱动电路可靠性低。因此，急需对现有既可以调频又可以调脉宽的 隔离驱动电路进行改进，以提高其可靠性高，以适应不断提高的应用需求。
发明内容
本发明提供一种直流变换器隔离驱动电路，以提高直流变换器隔离驱动电路的可 靠性和驱动能力。 —种直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，包括一隔离变压器(Tl)、原边绕 组、原边绕组驱动电路、同名端相反的第一副边绕组和第二副边绕组，以及第一开关管(Ql) 和第二开关管(Q2); 所述第一副边绕组异名端与第一开关管源极相连，其同名端经第一电阻(Rl)与 第一开关管漏极相连，且第一副边绕组异名端经第一二极管(Dl)与第一开关管栅极相连； 其中第一副边绕组异名端连接第一二极管的阳极； 所述第二副边绕组同名端与第二开关管源极相连，其异名端经第二电阻(R5)与
第二开关管漏极相连，且第二副边绕组同名端经第二二极管(D3)与第二开关管栅极相连；
其中第二副边绕组同名端连接第二二极管的阳极。 优选的，还包括第三电阻(R3)和第四电阻(R7)， 所述第三电阻连接于第一副边绕组异名端和第一开关管栅极之间，且与第一二极 管并联； 所述第四电阻连接于第二副边绕组同名端和第二开关管栅极之间，且与第二二极 管并联。 优选的，所述第三电阻和第四电阻均为可调电阻，通过调节第三电阻和第四电阻 的阻值，来调节第一开关管和第二开关管的关断速度。 优选的，所述原边绕组驱动电路具体为原边绕组驱动芯片(Ul)或推挽式原边绕 组驱动电路。 优选的，所述第一开关管包括第一 N沟道M0S管，以及并联在第一 N沟道M0S管 漏极和源极的第三二极管(D2); 所述第二开关管包括第二 N沟道M0S管，以及并联在第二 N沟道M0S管漏极和源极的第四二极管(D4)。 优选的，所述第一开关管和第二开关管设置于半桥或全桥直流变换器同一桥壁 上。 优选的，还包括第五电阻(R4)和第六电阻(R8)，所述第五电阻并联在第一副边绕 组同名端和异名端之间，所述第六电阻并联在第二副边绕组同名端和异名端之间。
优选的，还包括并联连接的第一稳压管(DZ2)和第一电容(Cl)，以及并联连接的 第二稳压管(DZ4)和第二电容(C2); 所述第一开关管的源极经所述第一稳压管和第一电容的并联电路接地； 所述第二开关管的源极经所述第二稳压管和第二电容的并联电路接地。 优选的，还包括并联在第一开关管漏极和地之间的第七电阻(R2)，和并联在第二
开关管漏极和地之间的第八电阻(R6)。 优选的，还包括与原边绕组串联连接的第三电容(C3)。 本发明提供的直流变换器隔离驱动电路，整个电路拓扑简单，可靠性高，可以灵活 的应用在多种场合。进一步的，由于可以通过第三电阻R3和第四电阻R7的阻值，实现对第 一开关管和第二开关管关断速度进行控制，因此，本发明还可以进一步提高反向关断电路 的关断速度，进一步提高驱动能力。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种直流变换器隔离驱动电路图； 图2为本发明实施例提供的一种直流变换器隔离驱动电路图；
图3为本发明实施例提供的直流变换器隔离驱动电路工作波形图。
具体实施例方式
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 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 参见图l，为一种半桥或全桥直流变换器隔离驱动电路，其既可以调频又可以调脉 宽，采用两个独立的驱动变压器T1和T2构成，驱动变压器原边由驱动芯片驱动或推挽电路 构成，驱动信号和主电路隔离。原边驱动芯片输入信号GA和GB默认高电平，驱动芯片输出 0UTA和0UTB也为高电平，同时为电容Cl和C2充电，驱动变压器副边驱动电路Ql和Q2开 通，两路驱动信号为低电平。当输入信号GA或GB为低电平时，对应的驱动信号输出为高电 平。由于半桥或全桥电路同一桥臂两只开关管在任何时刻都不能直通，否则会损坏开关管， 所以同一桥臂上下两只开关管的两个驱动波形必须有一定的死区时间。图l所示驱动电 路的驱动信号受干扰或控制时序错乱同时为低电平，就会导致同一桥臂上下两只开关管直
4通，所以该驱动电路对驱动信号的抗干扰和控制时序要求非常高，从而导致其可靠性很低。
参见图2，本发明实施例提供一种直流变换器隔离驱动电路，包括一隔离变压器 Tl、原边绕组、原边绕组驱动电路、同名端相反的第一副边绕组和第二副边绕组，以及第一 开关管Ql和第二开关管Q2 ; 所述第一副边绕组异名端与第一开关管源极相连，其同名端经第一电阻R1与第 一开关管漏极相连，且第一副边绕组异名端经第一二极管D1与第一开关管栅极相连；其中 第一副边绕组异名端连接第一二极管的阳极； 所述第二副边绕组同名端与第二开关管源极相连，其异名端经第二电阻R5与第 二开关管漏极相连，且第二副边绕组同名端经第二二极管D3与第二开关管栅极相连；其中 第二副边绕组同名端连接第二二极管的阳极。 本发明实施例提供的半桥或全桥直流变换器隔离驱动电路，第一开关管和第二开 关管设置于半桥或全桥直流变换器同一桥壁上。原边绕组驱动电路具体可以是原边绕组驱 动芯片Ul或推挽式原边绕组驱动电路(图2中仅示出以原边绕组驱动芯片作为原边绕组 驱动电路的电路图)。隔离变压器Tl副边由同名端相反的两个绕组(第一绕组和第二绕 组)组成，分别控制同一桥臂的上下两个开关管的驱动信号DRA和DRB。
其中，第一开关管包括第一 N沟道M0S管，以及并联在第一 N沟道M0S管漏极和 源极的第三二极管(D2)。 所述第二开关管包括第二N沟道MOS管，以及并联在第二N沟道MOS管漏极和源 极的第四二极管(D4)。 Bl为驱动芯片Ul的供电电源；与原边绕组串联连接的电容C3为隔直电容，防止 驱动变压器由于偏磁而饱和。 作为本发明实施例的可选器件，还包括第五电阻R4和第六电阻R8，R4并联在第一 副边绕组同名端和异名端之间，R8并联在第二副边绕组同名端和异名端之间，R4和R8用来 给隔离变压器T1中的剩余能量提供泄放通道。另外，还可以包括并联在第一开关管漏极和 地之间的第七电阻R2，和并联在第二开关管漏极和地之间的第八电阻R6，电阻R2和R6用 来确保半桥或全桥直流变换器一个桥臂的上下两个开关管上电工作前处于关断状态。
进一步的，本发明实施例提供的直流变换器隔离驱动电路还包括第三电阻(R3) 和第四电阻(R7): 所述第三电阻连接于第一副边绕组异名端和第一开关管栅极之间，且与第一二极 管并联； 所述第四电阻连接于第二副边绕组同名端和第二开关管栅极之间，且与第二二极 管并联。 二极管Dl和R3，D3和R7用来保证Ql和Q2开通速度比关断速度快，当Ql的栅极 (G极)为高电平时，通过D1直接驱动，开通Q1 ;当Q1的栅极(G极)为低电平时，通过R3 为Ql的驱动提供泄放通路。可以通过第三电阻R3和第四电阻R7的阻值，实现对第一开关 管和第二开关管关断速度进行控制，R3的阻值越大，第一开关管的关断速度越快，同理，R7 的阻值越大，第二开关管的关断速度越快。如果采用三极管实现反向关断的话，由于三极 管的关断驱动能力不强，会导致关断速度不够快，比如在开关频率高于200KHz，直流变换器 整机功率大于2KW应用时，关断损耗会很大，容易损坏。因此，本发明实施例采用开关管实
5现反向关断，尤其可以采用电阻R3和R7调整反向关断的速度，使得驱动能力大幅增强，经 发明人试验可知，本发明实施例的驱动频率可关于500KHz，直流变换器整机功率可以超过 IOKW。 再进一步的，第三电阻和第四电阻均为可调电阻，通过调节第三电阻和第四电阻 的阻值，来调节第一开关管和第二开关管的关断速度。通过调节电阻R3和R7的阻值，就可 以调节Q1和Q2的关断时间。 参见图3，为本发明实施例提供的直流变换器隔离驱动电路的工作波形，其中通 道1为原边绕组驱动电路的输入信号GA的波形，通道2为原边绕组驱动电路的输入信号GB 的波形，通道3为DRA的输出波形，通道4为DRB的输出波形。
该电路的基本工作原理如下 (D当驱动芯片Ul输入信号GA为高电平，输入信号GB为低电平时，U1输出OUTA 为高电平，U1输出OUTB为低电平，驱动变压器Tl副边绕组同名端输出高电平经Rl为半桥 或全桥开关管提供正向驱动信号DRA，驱动变压器T1副边绕组同名端输出高电平经D3开通 Q2，为半桥或全桥开关管提供负向关断信号DRB。 (2)当驱动芯片Ul输入信号GA为低电平，输入信号GB为高电平时，U1输出OUTA 为低电平，U1输出OUTB为高电平，驱动变压器Tl副边绕组同名端输出高电平经R5为半桥 或全桥开关管提供正向驱动信号DRB，驱动变压器T1副边绕组同名端输出高电平经D1开通 Ql，为半桥或全桥开关管提供负向关断信号DRA。 (3)当驱动芯片Ul输入信号GA和GB同时为低电平时，U1输出OUTA和OUTB都为 低电平，驱动变压器T1不向副边传送能量，Tl副边绕组同名端和异名端输出都为低电平， 电容Cl上存储的电荷经半桥或全桥开关管寄生电容、R1和Dl为Ql提供正向驱动信号，Q1 导通，DRA为低电平，半桥或全桥开关管关断，并维持关断状态，直至驱动芯片Ul输入信号 GA变为高电平。另一路驱动信号DRB工作原理相同。 (4)当驱动芯片U1输入信号GA和GB同时为高电平时，Ul输出OUTA和OUTB输 出都为低电平，驱动变压器T1不向副边传送能量，T1副边绕组同名端和异名端输出都为低 电平，工作原理同(3)相同，半桥或全桥开关管处于关断状态，保证电路在异常工作时不损 坏。 可见，本发明提供的直流变换器隔离驱动电路，既可以调频又可以调脉宽，并且整
个电路拓扑简单，可靠性高，可以灵活的应用在多种场合。进一步的，由于可以通过第三电
阻R3和第四电阻R7的阻值，实现对第一开关管和第二开关管关断速度进行控制，因此，本
发明还可以进一步提高反向关断电路的关断速度，进一步提高驱动能力。 需要说明的是，在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排
他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而
且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有
的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个......"限定的要素，并不排除在包
括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以 通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中， 该程序在执行时，包括若干指令用以执行本发明各个实施例所述的方法。这里所述的存储介质，如R0M/RAM、磁碟、光盘等。 本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明专利的启示下得出的其他任何与 本发明专利相同或相近似的产品，均落在本发明专利的保护范围之内，比如箝位管的驱动 电路可以增加稳压管等保护电路。
权利要求
一种直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，包括一隔离变压器(T1)、原边绕组、原边绕组驱动电路、同名端相反的第一副边绕组和第二副边绕组，以及第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)；所述第一副边绕组异名端与第一开关管源极相连，其同名端经第一电阻(R1)与第一开关管漏极相连，且第一副边绕组异名端经第一二极管(D1)与第一开关管栅极相连；其中第一副边绕组异名端连接第一二极管的阳极；所述第二副边绕组同名端与第二开关管源极相连，其异名端经第二电阻(R5)与第二开关管漏极相连，且第二副边绕组同名端经第二二极管(D3)与第二开关管栅极相连；其中第二副边绕组同名端连接第二二极管的阳极。
2. 根据权利要求1所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，还包括第三电阻 (R3)和第四电阻(R7)，所述第三电阻连接于第一副边绕组异名端和第一开关管栅极之间，且与第一二极管并联；所述第四电阻连接于第二副边绕组同名端和第二开关管栅极之间，且与第二二极管并联。
3. 根据权利要求2所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，所述第三电阻和第 四电阻均为可调电阻，通过调节第三电阻和第四电阻的阻值，来调节第一开关管和第二开 关管的关断速度。
4. 根据权利要求1所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，所述原边绕组驱动 电路具体为原边绕组驱动芯片(Ul)或推挽式原边绕组驱动电路。
5. 根据权利要求1所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，所述第一开关管包 括第一 N沟道M0S管，以及并联在第一 N沟道M0S管漏极和源极的第三二极管(D2);所述第二开关管包括第二 N沟道M0S管，以及并联在第二 N沟道M0S管漏极和源极的 第四二极管(D4)。
6. 根据权利要求1所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，所述第一开关管和 第二开关管设置于半桥或全桥直流变换器同一桥壁上。
7. 根据权利要求l所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，还包括第五电阻 (R4)和第六电阻(R8)，所述第五电阻并联在第一副边绕组同名端和异名端之间，所述第六 电阻并联在第二副边绕组同名端和异名端之间。
8. 根据权利要求1所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，还包括并联连接的 第一稳压管(DZ2)和第一电容(Cl)，以及并联连接的第二稳压管(DZ4)和第二电容(C2);所述第一开关管的源极经所述第一稳压管和第一电容的并联电路接地； 所述第二开关管的源极经所述第二稳压管和第二电容的并联电路接地。
9. 根据权利要求1所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，还包括并联在第 一开关管漏极和地之间的第七电阻(R2)，和并联在第二开关管漏极和地之间的第八电阻 (R6)。
10. 根据权利要求1所述的直流变换器隔离驱动电路，其特征在于，还包括与原边绕组 串联连接的第三电容(C3)。
全文摘要
本发明公开一种直流变换器隔离驱动电路，涉及电路驱动技术领域。所述直流变换器隔离驱动电路包括一隔离变压器、原边绕组、原边绕组驱动电路、同名端相反的第一副边绕组和第二副边绕组，以及第一开关管和第二开关管；第一副边绕组异名端与第一开关管源极相连，同名端经第一电阻与第一开关管漏极相连，第一副边绕组异名端经第一二极管与第一开关管栅极相连；第一副边绕组异名端连接第一二极管的阳极；第二副边绕组同名端与第二开关管源极相连，异名端经第二电阻与第二开关管漏极相连，第二副边绕组同名端经第二二极管与第二开关管栅极相连；第二副边绕组同名端连接第二二极管的阳极。整个电路拓扑简单，可靠性高，可以灵活的应用在多种场合。
文档编号H02M1/08GK101771335SQ201010034369
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者张波, 柏建国 申请人:北京新雷能科技股份有限公司;深圳市雷能混合集成电路有限公司