[實用新型]自帶動態電源的諧振驅動模塊

有效

• 申請號: 200820104335.8
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN201219234Y
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 申莉萌;王希天
• 申請（專利權）人: 申莉萌
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司
• 代理人: 翁建華;黃永校

技術領域

本實用新型涉及開關電源，特別是一種自帶動態電源的諧振驅動模塊。

背景技術

開關電源最重要的部位是電力電子開關，這是弱電控制強電的關鍵部位，可以用代表強電開關的D極、S極和代表弱電驅動的G極來表達，如圖1所示。當柵極施加高電平驅動電壓Ugs(一般不超過20伏)時段，見圖1(C)中的t₁至t₂、T₃至t₄、t₅至t₆時段，使電力電子開關強電受控，于是有ids表示電力電子開關是導通(ON)的，而在沒有驅動電壓Ugs(無控制訊號)的時段，見圖1(C)中的時段t₁、T₂至t₃、t₄至t₅、t₆以后等，常開的電力電子是斷路(OFF)的。

電力電子開關的S極允許接地(零電位)稱為共地控制，這時驅動電壓Ugs的聯接比較簡單，可以用并聯的方法聯接。但是，對于非共地的電力電子開關，例如橋式或半橋式的上管，又例如BUCK、CUK拓撲中S極不共地的電力電子開關的驅動就十分麻煩了。為了解決非共地的電力電子開關驅動問題，促進電力電子技術的發展，大致有三種類型：變壓器隔離方式、光耦隔離方式、懸浮電容泵隔離方式，如圖2所示。

圖2所示的典型驅動方式中，成本最低，最廣泛應用的是(a)變壓器TR隔離驅動拓撲。特別適應高頻率小功率驅動方式；如果需擴大驅動電流，往往習慣用NPN-PNP互補射隨圖騰柱方式。見圖3所示。

圖3中非共地懸浮電源Vcc(一般為12伏至18V)，驅動電流流過限流電阻Rg，消耗了驅動功率，稱為驅動功耗電量ΔPg，用下式表達：

ΔPg＝Ci·U²gs·f

上式中顯然可見：驅動損耗電量ΔPg，正比于頻率f，正比于輸入電容Ci，還正比于驅動電壓Ugs的平方。如何減小驅動損耗電量ΔPg？選擇Ci小的電力電子開關管，可能導致開關管飽和導通電阻Rds(ON)較高，導通損耗也加大；減小頻率可能導致電感磁芯加大加重；積極的方法應關注降低驅動電壓Ugs。由圖4看出，驅動電壓Ugs取決于電源Vcc，在電力電子開關飽和導通允許前提下，選用盡量低的電源Vcc是有積極意義的。

發明內容

本實用新型目的在于提供一種自帶動態電源的諧振驅動模塊，既可解決非共地電力電子開關的隔離式高頻驅動方法，又區別于傳統硬開關互補射隨圖騰柱驅動方法的缺點。是一種專為非共地的電力電子開關驅動專用的低損耗諧振式驅動模塊。

本實用新型采用的技術方案為：電源由輸入隔離變壓器、整流電路、電力電子器件(V_Q)組成，整流電路由晶體管(V_S01)和晶體管(V_S02)的EB端與電容(C₁、C₂)組成，且C₁、C₂分別并聯穩壓二極管D_Z1和D_Z2在整流電路、電力電子器件(V_Q)之間并聯電容(Ci)、串聯電感(Lr)。輸入柵極電感Lr與輸入電容Ci串聯諧振，電容(Ci)兩端并聯有穩壓二極管D_Z11和D_Z2，以免過激勵而損壞柵極G。

附圖說明

圖1是弱電G極控制強電D極和S極通斷的電力電子開關示意圖。

圖2是非共地的電力電子開關隔離驅動的典型拓撲示意圖。

圖3是傳統硬開關互補射隨圈騰柱驅動拓撲示意圖。

圖4是本實用新型所述自帶動態電源的諧振驅動模塊拓撲示意圖。

圖5是本實用新型所述自帶動態電源的諧振驅動模塊控制方法示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。