[發(fā)明專利]帶同步整流關(guān)斷功能的有源箝位正反激電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310168340.0
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103296893A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶敬恒;張紅彬
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉善中正電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源電路，特別涉及一種帶同步整流關(guān)斷功能的有源箝位正反激電路。

背景技術(shù)

在中等功率的開關(guān)電源設(shè)計中，采用有源箝位電路作為主電路設(shè)計是一種原理上性能非常理想的拓?fù)洹３四軐?shí)現(xiàn)原邊主管的軟開關(guān)特性外，還能夠簡單地在付邊實(shí)現(xiàn)同步整流管的自驅(qū)動。但是這個穩(wěn)態(tài)特性近似理想的拓?fù)鋮s存在比較致命的動態(tài)特性。由于實(shí)現(xiàn)同步整流后能量可以從副邊返回原邊，在主管關(guān)斷輔管持續(xù)開通時，輸出能量可以向回原邊回授，此時在主管上會產(chǎn)生很大的諧振電壓如圖1所示，其幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過穩(wěn)態(tài)時的峰值電壓。其結(jié)果是在主管耐壓不足時發(fā)生擊穿，導(dǎo)致輔管一起失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對有源箝位電路實(shí)現(xiàn)同步整流后在主管上會產(chǎn)生很大的諧振電壓帶來主管耐壓不足時發(fā)生擊穿的問題，提出了一種帶同步整流關(guān)斷功能的有源箝位正反激電路，它通過對原邊主管驅(qū)動信號的采集經(jīng)過隔離后在副邊實(shí)現(xiàn)了對同步整流管的驅(qū)動切斷。保證了在原邊主管關(guān)斷時副邊同步整流功能的同步切斷。解決了副邊能量回授時諧振電壓對主管的沖擊。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種帶同步整流關(guān)斷功能的有源箝位正反激電路，包括有源箝位正反激電路，原邊和副邊之間有采集隔離電路和比較及驅(qū)動電路，主電路主管驅(qū)動回路輸出通過采集隔離電路接比較及驅(qū)動電路，比較及驅(qū)動電路接副邊的同步整流管控制端。

所述采集隔離電路包括光耦、原邊驅(qū)動電阻、分壓電阻、濾波電容，主電路主管驅(qū)動回路輸出通過光耦和原邊驅(qū)動電阻后接地，光耦輸出一端通過分壓電阻接比較及驅(qū)動電路中比較器輸入一端，另一端并聯(lián)濾波電容直接接比較器輸入另一端。

所述采集隔離電路包括采集電容、脈沖變壓器、分壓電阻、濾波電容，主電路主管驅(qū)動回路輸出通過串聯(lián)的采集電容、脈沖變壓器后輸出，脈沖變壓器輸出通過二極管后并聯(lián)濾波電容直接接比較及驅(qū)動電路中比較器輸入一端，基準(zhǔn)源經(jīng)過分壓電阻接比較及驅(qū)動電路中比較器輸入另一端。

所述比較及驅(qū)動電路包括比較器和驅(qū)動電路，比較器輸出到驅(qū)動晶體管或者運(yùn)放后輸出到副邊的同步整流管控制端。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明帶同步整流關(guān)斷功能的有源箝位正反激電路，解決了原有源箝位電路出現(xiàn)的副邊能量回授時諧振電壓對主管的沖擊問題。且電路原理簡單、可靠，對電路的其它功能和指標(biāo)沒有影響。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中整流管關(guān)斷時原邊主管上的諧振電壓波形圖；

圖2為本發(fā)明帶同步整流關(guān)斷功能的有源箝位正反激電路圖；

圖3為本發(fā)明在主電路主管關(guān)斷時的電壓波形圖；

圖4為本發(fā)明采用脈沖變壓器進(jìn)行隔離的驅(qū)動原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示帶同步整流關(guān)斷功能的有源箝位正反激電路圖，在主電路主管驅(qū)動回路上，通過簡單的電阻直接驅(qū)動光電耦合器IC101，光耦合器輸出部分接入比較器IC201，其作用是判斷原邊的主管驅(qū)動信號是否存在，如果存在則輸出低電平，同步整流管工作不受干擾。如果原邊主管驅(qū)動關(guān)斷，則比較器立刻輸出高電位驅(qū)動Q201后強(qiáng)制關(guān)斷這對同步整流管。關(guān)斷后的同步整流管無法實(shí)現(xiàn)付邊能量對原邊的回授。原邊主管電壓呈衰減震蕩跌落，不會產(chǎn)生額外的應(yīng)力沖擊，如圖3在主電路主管關(guān)斷時的電壓波形圖。

如圖4所示采用脈沖變壓器進(jìn)行隔離的驅(qū)動原理圖，對原邊驅(qū)動信號的采集和隔離也可以用脈沖變壓器實(shí)現(xiàn)。在電路工作頻率較高時，用光耦實(shí)現(xiàn)隔離時一定要選用延時較短的高速規(guī)格。

采樣隔離電路：由于采用光耦來實(shí)現(xiàn)隔離，驅(qū)動能力要求不高，通常幾個毫安的驅(qū)動要求對原來設(shè)計的主MOS管驅(qū)動回路不會造成額外的負(fù)擔(dān)。原邊驅(qū)動電阻R1可選1K---10K歐姆，選用一般晶體管輸出的光耦PC817，P521就能滿足要求。圖2和圖4中R201、R202、R203為分壓電阻，具體阻值需考慮輸出電壓，C201為濾波電容，RVE為基準(zhǔn)電源。如果采用脈沖變壓器實(shí)現(xiàn)隔離，則要考慮增加一級隔離驅(qū)動，即PWM?CTRL內(nèi)需有一個驅(qū)動電路，否則有可能對原來的主管驅(qū)動電路產(chǎn)生影響。

比較及驅(qū)動電路：可以使用一個標(biāo)準(zhǔn)的比較器LM319（IC201）驅(qū)動一個晶體管9013（Q201）或者選用一個中高速運(yùn)放來完成這個功能。選用比較器外加晶體管的好處是可以有較高的驅(qū)動能力，由于自驅(qū)動同步整流MOS管的驅(qū)動阻抗不會太高，因而對驅(qū)動能力有較高的要求，一般最好在200MA以上。而一般的運(yùn)放驅(qū)動能力要低一個數(shù)量級，所以選型比較困難。