[發明專利]正激變換器

有效

• 申請號: 200710001866.4
• 申請日: 2007-01-31
• 公開（公告）號: CN101237189A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 謝仁踐
• 申請（專利權）人: 力博特公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/335;H02M3/338
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及應用同步整流技術的功率轉換器件，尤其是涉及一種正激變換器。

背景技術

近年來，在低電壓功率轉換方面的一個最重要發展是采用同步整流技術。相對于傳統的二極管實現整流方式，同步整流技術大幅度降低了整流功率器件的導通壓降，從而降低了整流器件的導通損耗，提升了變換器的整機轉換效率。由于MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)的良好特性，目前實現同步整流的整流管和續流管基本上采用低導通阻抗的MOSFET。近來出現了一種適用于同步整流的JFET(結型場效應晶體管)。相對于傳統的JFET，新的JFET制造技術有很大的改進。傳統的JFET多應用于小功率小電流場合。新的JFET在導通阻抗、導通電流方面有很大的突破，特別是耗盡型功率JFET，具有與低阻抗MOSFET類似的特性。相對于低導通阻抗的MOSFET，耗盡型JFET除了具有類似的3mΩ～4mΩ導通阻抗，還具有更快開關速度，其低門極電荷、上升時間、下降時間等參數均優于同類MOSFET，JFET無體二極管，也可以內加肖特基二極管，制造成本更低，在低壓同步整流方面具有很大的應用潛力。由于JFET的特性，在同步整流電路中一般采用MOSFET作整流管和JFET作續流管的結構。相對于MOSFET的驅動特性，耗盡型JFET的驅動方式有很大不同。耗盡型JFET在門極輸入電壓為零時處于“常開”狀態，在施加一定負壓時關斷。為使N溝道的JFET完全導通，門極驅動信號要使JFET的門極電壓保持0.7V左右并保持一定的門極驅動電流。

正激變換器是最簡單的隔離降壓式DC/DC變換器，其輸出端的LC濾波器非常適合輸出大電流，可以有效抑制輸出電壓紋波。在所有的隔離DC/DC變換器中，正激變換器成為低電壓大電流功率變換器的首選拓撲結構。為實現N溝道耗盡型功率JFET在正激變換電路中的應用，必須有良好的驅動電路控制JFET的開關。但是現有JFET驅動均需要良好的方波輸入信號源實現，無法直接應用于變換電路較為復雜的JFET驅動電路。而且這些驅動電路還需要輔助電路或專用的驅動器實現，如Power-One的專利US?6741099和Lovoltech的專利US?6661276均需要專用的驅動器和供電電源，TI的專利US?2608535則需要專用驅動器和負電源。

發明內容

本發明所解決的技術問題是，提供一種不需要輔助電路或專用的驅動器，也不需額外的輔助電源的正激變換器。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種正激變換器，包括電源、輸入控制回路、變壓器和整流濾波電路，所述輸入控制回路包含主開關管，所述變壓器的原邊主繞組接于電源的正極和所述主開關管的漏極之間，所述主開關管的源極與電源負極同接輸入地；所述整流濾波電路包含整流管和N溝道JFET續流管，所述整流管的門極和所述續流管的漏極接變壓器副邊主繞組的正同名端，所述整流管的漏極與所述變壓器副邊主繞組的另一端連接，所述續流管的源極與所述整流管的源極同接輸出地；

其特征在于：所述變壓器具有用于輸出驅動控制信號的副邊繞組，其與所述續流管的門極之間設置有向所述續流管提供脈沖驅動信號的驅動電路。

優選地，所述驅動電路包含充電電路、放電電路和電平耦合電路；所述電平耦合電路具有并聯連接的耦合電阻和耦合電感，所述電平耦合電路的一端接所述充電電路的輸出端，其另一端接所述續流管的門極；所述充、放電電路接收來自所述副邊繞組的電信號，在所述主開關管的控制下擇一地導通或關斷，產生所述續流管的驅動信號。

優選地，所述變壓器副邊繞組包括主繞組和輔助繞組，所述用于提供驅動控制信號的變壓器副邊繞組為所述輔助繞組，所述充電電路包括第二二極管，所述放電電路包括三極管，所述輔助繞組的正同名端接地，另一端接所述第二二極管的陽極與所述三極管的發射極，所述三極管的基極通過電阻接地，其集電極與所述第二二極管的陰極接所述電平耦合電路的輸入端。

可以在所述電阻兩端并接輔助電容，使所述三極管的導通速度加快。

可以在所述三極管的發射極串接輔助二極管，防止所述變壓器副邊輔助繞組電壓反向擊穿所述三極管的BE結。

也可以采用第四開關管來構成所述充電電路和所述放電電路，所述輔助繞組的正同名端接地，另一端接所述第四開關管的源極，所述第四開關管的門極通過電阻接地，其漏極接所述電平耦合電路的輸入端。