一种同步驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及驱动电路技术领域，特别涉及多功率管同步驱动电路。


背景技术：

2.诸多行业的发展或新行业的出现对开关电源的设计提出了更高的要求，如更高的输入电压。特别是在某些新兴行业，如光伏新能源行业，对高输入电压的开关电源需求量十分可观。高输入电压的开关电源中比较常用的一种技术就是功率开关管串联技术，对于多级拓扑串联的方案，如果主功率管开通关闭时间不一致，会使主功率管流过反向电流，降低系统的效率和可靠性；对于主功率管直接串联的方案，如果主功率管栅极驱动波形不一致，会导致各个主功率管电压应力不均，甚至所有的电压应力加到一个主功率管上。
3.公知的耐高压重叠式反激变换器(也可简称为高耐压反激变换器)的电路原理图如图1 所示，该高耐压反激变换器属于多级拓扑串联的方案，与一般的单端反激变换的不同之处在于，该耐高压重叠式反激变换器电路的初级绕组被分成完全相同的两部分，即初级绕组n1 和初级绕组n2，初级绕组n1和n2分别由开关管q1和q2来控制通断，开关管q1和q2 的栅极施加有同步的驱动信号，这样，在理想工作条件下，开关管q1、q2同时开通，同时关断，又因初级绕组n1、n2的一致性，a点的电位被均压。虽然该电路可以解决开关管电压应力过高的问题，但该电路实际应用到产品的时候存在可靠性的问题，因为两个开关管的驱动信号不可能完美一致，存在很多不可控的差异，这势必会导致该电路结构中的功率开关管q1、q2的开通与关断不同步，一旦不同步，就会有如下问题：
4.如图2所示，当开关管开通不一致时，假设开关管q1先开通，正好此时电容c1的端电压vc1又大于电容c2的端电压vc2，由于开关管q2还未开通，此时，初级绕组n2的极性为上正下负，初级绕组n2感应的正激电压v2将大于vc2，正激电压v2通过开关管q2的体二极管qd2给电容c2正激充电，此正激电流很大，会在电流采样电阻rcs上产生一个很大的负向电压，这会影响控制ic正常采样。由于采样电阻rcs上是负压，达不到ic的电流采样关断电压，从而造成该周期原边峰值电流不可限。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种同步驱动电路，能有效解决多个开关管驱动不一致的问题。
6.本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：
7.一种同步驱动电路，其特征在于：
8.包括第一脉冲信号驱动电路、第二脉冲信号驱动电路、第一功率回路主开关管、第二功率回路主开关管和第一变压器；
9.第一脉冲信号驱动电路通过第一变压器的第一绕组在第一功率回路主开关管的栅极和源极之间提供驱动信号；第二脉冲信号驱动电路通过第一变压器的第二绕组在第二功率回路主开关管的栅极和源极之间提供驱动信号。
10.上述技术方案可以拓展至2个以上的开关管同步驱动，技术方案如下：
11.一种同步驱动电路，其特征在于：
12.包括第一脉冲信号驱动电路、第二脉冲信号驱动电路、...、第n脉冲信号驱动电路；第一功率回路主开关管、第二功率回路主开关管、...、第n功率回路主开关管；第一变压器、第二变压器、...、第n
‑
1变压器；n为大于2的自然数；
13.第一脉冲信号驱动电路通过第一变压器的第一绕组在第一功率回路主开关管的栅极和源极之间提供驱动信号；第二脉冲信号驱动电路通过第一变压器的第二绕组和第二变压器的第一绕组在第二功率回路主开关管的栅极和源极之间提供驱动信号；
14.依次类推；
15.第n脉冲信号驱动电路通过第n
‑
1变压器的第二绕组在第n功率回路主开关管的栅极和源极之间提供驱动信号。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
17.当多个脉冲信号驱动电路开通、关断点存在时间差或驱动波形不一致时，经过同步驱动电路，由于变压器所有绕组的安匝比一样，假设变压器匝比为1，所以流经变压器两绕组的电流一样。又因为流进每个开关管结电容的电流一样所以各个开关管得到同样的开关特性，对于多个同一型号的开关管可以得到同一相位、同一形状的驱动电压波形。在上述的耐高压重叠式反激变换器应用中使用本专利技术可以大大减少开关管中的反向电流，在多开关管直接串联应用中可以使得各开关管开通关断时漏源电压应力一致。
附图说明
18.图1为现有公知技术的高耐压反激变换器电路的原理图；
19.图2为现有公知技术的高耐压反激变换器电路在开关管开通不一致时的电流回路图；
20.图3为本实用新型第一实施例原理图；
21.图4为本实用新型第二实施例原理图；
22.图5为本实用新型第三实施例原理图。
具体实施方式
23.为了使本实用新型更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.第一实施例
25.图3为本实用新型第一实施例原理图，包括第一脉冲信号驱动电路n1、第二脉冲信号驱动电路n2、第一功率回路主开关管q1、第二功率回路主开关管q2、第一变压器t1；
26.第一脉冲信号驱动电路n1的正输出端与第一变压器t1的第一绕组t1a的异名端连接，第一脉冲信号驱动电路n1的回流端与第一功率回路主开关管q1的源极连接，第一变压器 t1的第一绕组t1a的同名端与第一功率回路主开关管q1的栅极连接；第二脉冲信号驱动电路n2的正输出端与第一变压器t1的第二绕组t1b的同名端连接，第二脉冲信号驱动电路 n2的回流端与第二功率回路主开关管q2的源极连接，第一变压器t1的第二绕组t1b的异名
端与第二功率回路主开关管q2的栅极连接。
27.该电路的工作原理为：假设某一时刻第一脉冲信号驱动电路n1输出为v1，第二脉冲信号驱动电路n2输出为0，此时开关管q1的结电容电压为0，所以电压v1加到第一变压器 t1的第一绕组t1a，异名端为正，同名端为负，电流为i1，方向为流进第一绕组t1a的异名端。由于变压器绕组间安匝相等特性，假设变压器匝比为1，则此时第二绕组t1b感应电流i2等于i1，方向为流出第一绕组t1a的异名端。假设开关管q1、开关管q2为同一型号开关管，则两开关管的参数特性一致，又因为流进开关管q1和开关管q2的驱动电流一样，所以开关管q1、开关管q2有一样的开关动态特性。
28.需要说明的是：
29.(1)本实施例的第一脉冲信号驱动电路n1的连接关系还可以是：第一脉冲信号驱动电路n1的正输出端与第一功率回路主开关管q1的栅极连接，第一脉冲信号驱动电路n1的回流端与第一变压器t1的第一绕组t1a的异名端连接，第一变压器t1的第一绕组t1a的同名端与第一功率回路主开关管q1的源极连接；
30.(2)本实施例的第二脉冲信号驱动电路n2的连接关系还可以是：第二脉冲信号驱动电路n2的正输出端与第二功率回路主开关管q2的栅极连接，第二脉冲信号驱动电路n2的回流端与第一变压器t1的第二绕组t1b的同名端连接，第一变压器t1的第二绕组t1b的异名端与第二功率回路主开关管q2的源极连接；
31.(3)图3中第一脉冲信号驱动电路n1的连接关系、第二脉冲信号驱动电路n2的连接关系与上述(1)和(2)中的连接关系还可以交叉组合，包含图3在内一共有4种连接关系。
32.脉冲信号驱动电路的实施方式为本领域技术人员的公知常识，例如可以为：磁隔离驱动电路、集成式驱动芯片(如德州仪器公司的ucc27524)、pwm控制芯片、pfm控制芯片。
33.第二实施例
34.图4为本实用新型第二实施例原理图，与第一实施例不同在于本实施例为2个以上开关管同步驱动，该电路工作原理和第一实施例类似，各驱动间均用变压器联级耦合，可使各开关管获得一样的开关动态特性。
35.同样地，本实施例中各脉冲信号驱动电路的连接关系包括两种情况，可以交叉组合，包含图4在内一共有2
n
种连接关系。
36.第三实施例
37.图5为本实用新型第三实施例原理图，此实施例为第二实施例中所述的2
n
种连接关系中的一种，与第二实施例不同在于本实施例级联耦合位置为相邻驱动间的正输出端和回流端，该电路工作原理和第二实施例类似，各驱动间均用变压器联级耦合，可使各开关管获得一样的开关动态特性。
38.本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型中具体实施电路还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。