[發明專利]一種直流到直流變換器

無效

• 申請號: 201010181019.2
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN101847935A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 鐘啟豪;李戰偉;王慶棉;鄭龍
• 申請（專利權）人: 深圳市核達中遠通電源技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/217
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王睿

技術領域

本發明涉及一種直流到直流(DC-DC)變換器。

背景技術

現在，隨著計算機、通信技術的發展，低壓大電流開關電源越來越成為一個重要的市場需求。而效率問題始終是開關電源發展的一個主旋律。由于能大大提高直流到直流變換器的效率，并且由于不存在由肖特基勢壘電壓而造成的死區電壓，同步整流技術的出現也越來越多的獲得了應用。

如圖8所示，例如中國專利ZL00815448，為一種現有的同步整流外部驅動設計方案的實施例。以下將結合圖9，其各點的電壓，來進一步表述其工作過程。

首先，PWM控制器產生的是單一的正向脈動信號，通過隔離耦合電容C1x加在隔離驅動變壓器Tsx的初級繞組的兩端。由于該隔離驅動變壓器Ts的次級繞組的公共端接地，在其次級繞組的同名端A端及異名端B端上將分別產生一對互補的、具有一定負值的雙向脈動信號。請參見圖9，該雙向脈動信號的幅值會隨著占空比的變化而變化，根據變壓器磁平衡原理，當占空比越大，該雙向脈動信號的正向電壓幅值越小，而其負向電壓幅值越大。以下將對電壓的情況作進一步說明。

假設該隔離驅動變壓器Tsx的匝比為1∶1，當占空比由30％跳躍到60％時，其次級繞組的同名端A端及異名端B端電壓幅值的變化情況如下。同名端A的正向電壓幅值為VA+，。同名端A的負向電壓幅值為VA-；異名端B的正向電壓幅值為VB+，異名端B的負向電壓幅值為VB-。

占空比為30％時：VA+*30％＝VA-*70％→(VCC-VA-)*30％＝VA-*70％，由以上公式可推導出VA-＝VCC*30％，VA+＝VCC*70％；

占空比為60％時：VA+*60％＝VA-*40％→(VCC-VA-)*60％＝VA-*70％，由以上公式可推導出VA-＝VCC*60％，VA+＝VCC*40％；

通過以上實例可以說明，當占空比越大，則VA-越大，而VA+越小，也就是說當占空比大到一定程度時由于輸出同步整流管的驅動電壓VA+過小，導致輸出同步整流管不導通或導通電阻Ron較大，這樣將嚴重制約隔離DC-DC變換器的效率。

對此，在某些運用場合為了增大輸出同步整流管的驅動能力，往往在次級繞組的同名端及異名端加入某些驅動芯片，將次級繞組的同名端及異名端的驅動波形進行整形處理作為輸出同步整流電路的驅動信號。而且一般來說，驅動芯片正常工作時不允許出現較大幅值的負壓，否則工作時間長了容易導致驅動IC損壞，從而極大的降低了產品工作的可靠性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了進一步提高低壓大電流開關電源的工作效率，并提高系統運行的可靠性。

對此，本發明提供一種直流到直流變換器，包括：輸入部，和通過主變壓器耦合于所述輸入端的輸出部；

所述輸出部包括：依次耦合，并與所述主變壓器的次級繞組形成閉環耦合的第一可控開關和第二可控開關，及，與所述第二可控開關并聯的整流輸出單元；

所述輸入部包括：與所述主變壓器的初級繞組的一端耦合的第三可控開關，和與所述主變壓器的初級繞組并聯的磁復位；以及，

控制信號產生單元，輸出控制信號，以分別控制所述第一可控開關、第二可控開關和第三可控開關；

還包括：

信號隔離傳輸單元，用于將所述控制信號產生單元輸出的信號，分別轉換為兩路互補的信號；

負向截取單元，用于分別過濾掉所述信號隔離傳輸單元輸出的兩路互補的信號的負向值，以分別控制所述第一可控開關和第二可控開關的控制端。

與現有技術相比，上述技術方案的優點在于：由于采用了負向截取單元，其驅動信號，即信號隔離傳輸單元輸出的控制信號，其驅動電壓不會隨著占空比的變化而變化，解決了現有技術外驅動同步整流電路占空比增大驅動電壓減小，同步整流管導通電阻增大，甚至不導通，影響隔離直流到直流變換器的效率的問題。另外，上述技術方案的驅動信號不存在負壓，可以直接加入到驅動芯片的輸入端，能夠保證驅動芯片工作的可靠性。而且，上述技術方案的電路簡單、成本低廉、可靠性高、適用性極廣。

優選的，所述第一可控開關、第二可控開關和第三可控開關分別采用MOS管。

進一步的，所述的直流到直流變換器，其特征在于，還包括：

功率驅動單元，用于將所述負向截取單元輸出的兩路互補的信號進行功率放大，再分別傳送到所述第一可控開關和第二可控開關的控制端。

優選的，所述負向截取單元包括：

第一截取二極管，其負極耦合于所述信號隔離傳輸單元輸出的第一路信號，其正極耦合到地信號；以及，