一种磁隔离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，特别涉及一种磁隔离驱动电路。


背景技术：

2.磁隔离驱动电路广泛应用于驱动浮地开关管，其作用是用来驱动主开关管的导通和关断。常用磁隔离驱动电路如图1所示，其中c1是输入侧隔直电容，c2是输出侧电平转移电容，t1是磁隔离变压器，二极管d1与功率回路主开关管并联。
3.上述现有技术中存在的问题：当输入侧丢失脉冲信号时，输出侧电容c2两端的电压由于无法快速放电，导致电容c2两端的电压下降缓慢，这势必会使得输出电压上升，当输出电压上升到功率回路主开关管导通阀值时，将会导致功率回路主开关管误操作，这可能造成电源失效损坏。
4.公开号为cn103051160b的中国专利提出一种解决上述问题的技术方案，如图2所示，一种磁隔离驱动电路，包括脉冲信号输出电路、隔离驱动变压器t1、功率回路主开关管、第一电容c1、第二电容c2、第一二极管d1；还包括给所述的第二电容c2泄放电压的放电回路，所述放电回路包括连接于隔离驱动变压器副边的电子开关和连接于隔离驱动变压器原边的控制电路，通过所述控制电路对隔离驱动变压器原边脉冲信号进行取样，控制电路将触发电子开关导通，对输出侧回路中的第二电容c2实施放电，该电路可以实现在占空比变化或丢失时通过放电管对副边第二电容c2进行放电，能够解决因占空比丢失而触发开关管误导通的问题。但是该电路复杂，通过利用光耦来控制电子开关管，在需要多个驱动时，导致pcb布局困难，成本较高，且在实际的使用过程中需要考虑控制电路的供电，若控制电路的供电不足以支撑对第二电容c2的放电，则该控制电路失去作用，同时该电路在为保证光耦工作的可靠性，需要提供较多的能量给光耦，损耗大。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供一种磁隔离驱动电路，无需额外的控制电路，易于设计，电路简单，成本低廉。
6.本实用新型提供的技术方案如下：
7.作为本实用新型的第一种技术方案，一种磁隔离驱动电路，包括：脉冲信号输出电路、功率回路主开关管、隔离驱动变压器、第一电容、第二电容和第一二极管；所述脉冲信号输出电路与所述第一电容、所述隔离驱动变压器输入绕组串联组成输入侧回路；所述功率回路主开关管与所述第二电容、所述隔离驱动变压器输出绕组串联组成输出侧回路，所述第一二极管的阳极与所述输出侧回路的负输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述输出侧回路的正输出端连接；
8.还包括第一开关管、第一电阻、第三电容和第二二极管，所述第一开关管的一端与第一二极管的阴极、第二电容的一端连接，所述第一开关管的另一端与第二电容的另一端、第三电容的一端连接，所述第一开关管的控制端与第三电容的另一端、第二二极管的阳极、
第一电阻的一端连接，第二二极管的阴极、第一电阻的另一端与所述输出侧回路的负输出端连接。
9.作为本实用新型的第二种技术方案，一种磁隔离驱动电路，包括：脉冲信号输出电路、功率回路主开关管、隔离驱动变压器、第一电容、第二电容和第一二极管；所述脉冲信号输出电路与所述第一电容、所述隔离驱动变压器输入绕组串联组成输入侧回路；所述功率回路主开关管与所述第二电容、所述隔离驱动变压器输出绕组串联组成输出侧回路，所述第一二极管的阳极与所述输出侧回路的负输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述输出侧回路的正输出端连接；
10.还包括第一开关管、第一电阻、第三电容和第二二极管，所述第一开关管的一端与第一二极管的阴极、第二电容的一端、第一电阻的一端连接，所述第一开关管的另一端与第二电容的另一端、第三电容的一端连接，所述第一开关管的控制端与第三电容的另一端、第二二极管的阳极、第一电阻的另一端连接，第二二极管的阴极与所述输出侧回路的负输出端连接。
11.作为本实用新型的第三种技术方案，一种磁隔离驱动电路，包括：脉冲信号输出电路、功率回路主开关管、隔离驱动变压器、第一电容、第二电容和第一二极管；所述脉冲信号输出电路与所述第一电容、所述隔离驱动变压器输入绕组串联组成输入侧回路；所述功率回路主开关管与所述第二电容、所述隔离驱动变压器输出绕组串联组成输出侧回路，所述第一二极管的阳极与所述输出侧回路的负输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述输出侧回路的正输出端连接；
12.还包括第一开关管、第一电阻、第三电容、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第三二极管并联在第一电容的两端，且第三二极管的阴极与所述输入侧回路的正输入端连接；所述第一开关管的一端与第一二极管的阴极、第二电容的一端连接，所述第一开关管的另一端与第四二极管的阳极连接，第四二极管的阴极与第二电容的另一端、第三电容的一端连接，所述第一开关管的控制端与第三电容的另一端、第二二极管的阳极、第一电阻的一端连接，第二二极管的阴极、第一电阻的另一端与所述输出侧回路的负输出端连接。
13.作为本实用新型的第四种技术方案，一种磁隔离驱动电路，包括：脉冲信号输出电路、功率回路主开关管、隔离驱动变压器、第一电容、第二电容和第一二极管；所述脉冲信号输出电路与所述第一电容、所述隔离驱动变压器输入绕组串联组成输入侧回路；所述功率回路主开关管与所述第二电容、所述隔离驱动变压器输出绕组串联组成输出侧回路，所述第一二极管的阳极与所述输出侧回路的负输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述输出侧回路的正输出端连接；
14.还包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三电容、第二二极管和第三二极管，所述第二二开关管的一端与所述输入侧回路的负输入端连接，所述第二二开关管的另一端与第一电容的一端连接，所述第二二开关管的控制端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第一电阻的一端、所述输入侧回路的正输入端连接，第一电阻r1的另一端与第一电容c1的另一端连接；所述第一开关管的一端与第一二极管的阴极、第二电容的一端连接，所述第一开关管的另一端与第三二极管的阳极连接，第三二极管的阴极与第二电容的另一端、第三电容的一端连接，所述第一开关管的控制端与第三电容的另一端、第二二极管的阳极、第三电阻的一端连接，第二二极管的阴极、第三电阻的另一端
与所述输出侧回路的负输出端连接。
15.优选地，所述第一开关管为npn三极管，第一开关管的一端为npn三极管的集电极，第一开关管的另一端为npn三极管的发射极，第一开关管的控制端为npn三极管的基极。
16.优选地，所述第二开关管为pnp三极管，第二开关管的一端为pnp三极管的集电极，第一开关管的另一端为pnp三极管的发射极，第一开关管的控制端为pnp三极管的基极。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
18.1、本实用新型包括给输出侧回路的第二电容泄放电压的放电回路，通过利用隔离驱动变压器去磁过程中变压器副边产生的负电压使放电回路中的第一开关管工作，使得第二电容上的电压可以泄放，避免出现在脉冲信号丢失后，主功率开关管误导通的问题。
19.2、本实用新型通过可以实现在占空比变化或丢失时，通过放电回路中第一开关管对第二电容进行放电，因此能有效解决因占空比丢失而触发主功率开关管误导通的问题。
20.3、本实用新型的放电回路在稳态工作过程中无法快速将第二电容上的电压进行泄放，因此能使磁隔离驱动电路工作于大占空比，磁隔离驱动电路的驱动幅值高。
21.4、本实用新型无需额外的控制电路，易于设计，电路简单，成本低廉，有效提高电源在稳态和瞬态工作过程中的稳定性。
附图说明
22.图1为传统磁隔离驱动原理图；
23.图2为公开号为cn103051160b的中国专利的原理图；
24.图3为本实用新型一种磁隔离驱动电路的第一实例图；
25.图4为本实用新型一种磁隔离驱动电路的第二实例图；
26.图5为本实用新型一种磁隔离驱动电路的第三实例图；
27.图6为本实用新型一种磁隔离驱动电路的第四实例图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.第一实施例
30.如图3所示，本实用新型一种磁隔离驱动电路的第一实例图，包括：脉冲信号输出电路、功率回路主开关管、隔离驱动变压器t1、第一电容c1、第二电容c2和第一二极管d1；脉冲信号输出电路与第一电容c1、隔离驱动变压器输入绕组串联组成输入侧回路；功率回路主开关管与第二电容c2、隔离驱动变压器输出绕组串联组成输出侧回路，第一二极管d1的阳极与输出侧回路的负输出端连接，第一二极管d1的阴极与输出侧回路的正输出端连接；
31.还包括由第一开关管q1、第一电阻r1、第三电容c3和第二二极管d2组成的放电回路，第一开关管q1的一端与第一二极管d1的阴极、第二电容c1的一端连接，第一开关管q1的另一端与第二电容c2的另一端、第三电容c3的一端连接，第一开关管q1的控制端与第三电容c3的另一端、第二二极管d2的阳极、第一电阻r1的一端连接，第二二极管d2的阴极、第一电阻r1的另一端与输出侧回路的负输出端连接。
32.其中，第一开关管q1为npn三极管，第一开关管q1的一端为npn三极管的集电极，第一开关管q1的另一端为npn三极管的发射极，第一开关管q1的控制端为npn三极管的基极；第二开关管q2为pnp三极管，第二开关管q2的一端为pnp三极管的集电极，第一开关管q2的另一端为pnp三极管的发射极，第二开关管q2的控制端为pnp三极管的基极。本实用新型中的开关管不仅限于三极管、mos管，根据不同的使用需要，也可以是其它类型的开关管。
33.本实施例电路的工作原理为：
34.当电路工作在稳态过程中，原边脉冲信号输出为低电平时，通过隔离驱动变压器t1去磁过程，第三电容c3通过第一电阻r1进行充电，此时第一开关管q1因第三电容c3进行开关延时，故此时第一开关管q1导通时间短，第二电容c2上的电压不会立马释放，在脉冲信号输出高电平时，第三电容c3通过第二二极管d2快速放电，第一开关管q1仅对电容c2进行轻微放电，每个周期反复如此，在第一开关管q1对电容c2进行轻微放电的这个过程中，对隔离驱动电路输出的驱动信号影响不大，因此可以实现输出大占空比的目的，而在脉冲信号关断时，脉冲信号持续低电平，第三电容c3无法进行放电，使第一开关管q1导通时间增加，使得对第二电容c2进行放电，以达到在输入脉冲信号丢失时，输出的驱动信号得到一定的限幅作用，使得主功率开关管不会因为第二电容c2上存在的电压使其导通。
35.第二实施例
36.如图4所示，本实用新型一种磁隔离驱动电路的第四实例图，本实施例的电路结构和第一实施例类似，不同在于本实例第一开关管q1的基极与第三电容c3的另一端、第二二极管c2的阳极、第一电阻r1的另一端连接，第二二极管d2的阴极与输出侧回路的负输出端连接。
37.工作原理与第一实施例类似，区别在于无原边脉冲信号时，隔离驱动变压器去磁过程中，通过第一二极管d1与第一电阻r1充电，使第一开关管q1导通，以达到第二电容c2泄放电压的作用。
38.第三实施例
39.如图5所示，本实用新型一种磁隔离驱动电路的第三实例图，本实施例磁隔离驱动电路还包括第一开关管q1、第一电阻r1、第三电容c3、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4，第三二极管d3并联在第一电容c1的两端，且第三二极管d3的阴极与输入侧回路的正输入端连接；第一开关管q1的集电极与第一二极管d1的阴极、第二电容c2的一端连接，第一开关管q1的发射极与第四二极管d4的阳极连接，第四二极管d4的阴极与第二电容c2的另一端、第三电容c3的一端连接，第一开关管q1的基极与第三电容c3的另一端、第二二极管d2的阳极、第一电阻r1的一端连接，第二二极管d2的阴极、第一电阻r1的另一端与输出侧回路的负输出端连接。
40.本实施例的电路结构和第一实施例类似，区别在于增加第三二极管d3和第四二极管d4，其工作原路与第一实施例类似，第三二极管d3的作用是为了在无原边脉冲信号时，第一电容c1能够快速的放电，在无原边脉冲信号时，因为隔离驱动变压器t1的作用，使得第一电容c1上的能量会通过隔离驱动变压器t1给第二电容c2进行充电，故导致第二电容c2上的电压进一步的升高，增加第三二极管d3后，给第一电容c1快速放电，则可以使得第二c2电容上的电压在第一实施例的基础上进一步的降低，使得在无原边脉冲信号时，功率回路主开关管更不易导通；而第四二极管d4的作用仅为了保护第一开关管q1，因多数三极管集电极
对基极的耐压相对较低，增加第四二极管d4后，第一开关管q1不易损坏，增加在实际运用过程中电路的可靠性。
41.第四实施例
42.如图6所示，本实用新型一种磁隔离驱动电路的第四实例图，本实施例磁隔离驱动电路还包括第一开关管q1、第二开关管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第三电容c3、第二二极管d2和第三二极管d3，第二二开关管q2的集电极与输入侧回路的负输入端连接，第二二开关管q2的发射极与第一电容c1的一端连接，第二二开关管q2的基极与第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端与第一电阻r1的一端、输入侧回路的正输入端连接，第一电阻r1的另一端与第一电容c1的另一端连接；第一开关管q1的集电极与第一二极管d1的阴极、第二电容c2的一端连接，第一开关管q1的发射极与第三二极管d3的阳极连接，第三二极管d3的阴极与第二电容c2的另一端、第三电容c3的一端连接，第一开关管q1的基极与第三电容c3的另一端、第二二极管d2的阳极、第三电阻r3的一端连接，第二二极管d2的阴极、第三电阻r3的另一端与输出侧回路的负输出端连接。
43.本实施例的电路结构和工作原理和第三实施例类似，只是将第三实施例中第三二极管d3放电方式更改为第二三极管q2放电，同样可以达到第二实施例类似的效果，故不进一步赘述其工作原理。