[發(fā)明專利]同步整流電能變換裝置，驅(qū)動(dòng)電路和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310517148.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN104578794B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫宜峰;殷蘭蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M7/217;H02M1/088
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 封新琴

1.一種電能變換裝置，其特征在于：該電能變換裝置包括主側(cè)功率電路，次側(cè)功率電路以及同步整流驅(qū)動(dòng)電路；該主側(cè)功率電路包括主側(cè)線圈繞組以及與該主側(cè)線圈繞組串聯(lián)連接的主開關(guān)，該主開關(guān)被配置成在主開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下執(zhí)行開關(guān)動(dòng)作；該次側(cè)功率電路包括次側(cè)線圈繞組，至少一個(gè)同步整流開關(guān)以及輸出電感線圈繞組，該次側(cè)線圈繞組與該主側(cè)線圈繞組感應(yīng)連接并與該主側(cè)線圈繞組形成第一磁耦合連接；該同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括第一輔助線圈繞組和與該第一輔助線圈繞組串聯(lián)連接的第二輔助線圈繞組，該第一輔助線圈繞組與該主側(cè)線圈繞組感應(yīng)連接并與該主側(cè)線圈繞組形成第二磁耦合連接，該第二輔助線圈繞組與該輸出電感線圈繞組感應(yīng)連接并與該輸出電感線圈繞組形成第三磁耦合連接；該至少一個(gè)同步整流開關(guān)包括同步整流開關(guān)和同步續(xù)流開關(guān)，該同步整流開關(guān)和該同步續(xù)流開關(guān)被配置成以互補(bǔ)方式執(zhí)行開關(guān)動(dòng)作，其中該同步整流開關(guān)在該主開關(guān)處于開通狀態(tài)時(shí)被開通，并且該同步整流開關(guān)在該主開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)被關(guān)斷；該同步整流驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)，該驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)電連接在該第一輔助線圈繞組的第一端和該同步整流開關(guān)的柵極之間，該第一輔助線圈繞組的第二端與該第二輔助線圈繞組的第一端電連接，該第一輔助線圈繞組的第二端還與該同步續(xù)流開關(guān)的柵極電連接，該第二輔助線圈繞組的第二端接地。

2.如權(quán)利要求1所述的電能變換裝置，其特征在于：在該主開關(guān)被開通時(shí)，該第一輔助線圈繞組的第一端所感應(yīng)產(chǎn)生的第一電壓與該第二輔助線圈繞組的第二端所感應(yīng)產(chǎn)生的第二電壓同相位。

3.如權(quán)利要求1所述的電能變換裝置，其特征在于：該主側(cè)線圈繞組，次側(cè)線圈繞組，第一輔助線圈繞組，輸出電感線圈繞組以及第二輔助線圈繞組被設(shè)置成滿足以下公式：N_as/N_p-N_s/N_p·N_al/N_l＝0，其中，N_p為該主側(cè)線圈繞組的匝數(shù)，N_s為該次側(cè)線圈繞組的匝數(shù)，N_as為該第一輔助線圈繞組的匝數(shù)，N_l為該輸出電感線圈繞組的匝數(shù)，N_al為該第二輔助線圈繞組的匝數(shù)。

4.一種正激型自驅(qū)動(dòng)直流轉(zhuǎn)直流同步整流裝置，其特征在于：該同步整流裝置包括變壓器，同步整流開關(guān)，同步續(xù)流開關(guān)，輸出電感線圈繞組以及驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)；該變壓器包括主側(cè)線圈繞組，次側(cè)線圈繞組和第一輔助線圈繞組，該主側(cè)線圈繞組，次側(cè)線圈繞組和第一輔助線圈繞組繞設(shè)于同一磁芯，該次側(cè)線圈繞組包括第一端子和第二端子，該第一輔助線圈繞組包括第一端子和第二端子；該同步整流開關(guān)包括源極，漏極和柵極，該同步整流開關(guān)的漏極與該次側(cè)線圈繞組的第二端子電連接，該同步整流開關(guān)的柵極與該第一輔助線圈繞組的第一端子電連接；該同步續(xù)流開關(guān)包括源極，漏極以及柵極，該同步續(xù)流開關(guān)的源極與該同步整流開關(guān)的源極電連接，該同步續(xù)流開關(guān)的漏極與該次側(cè)線圈繞組的第一端子電連接；該輸出電感線圈繞組與該次側(cè)線圈繞組電連接；該同步整流裝置還包括第二輔助線圈繞組，該第二輔助線圈繞組與該輸出電感線圈繞組感應(yīng)連接，該第二輔助線圈繞組包括第一端子和第二端子，該第二輔助線圈繞組的第一端子與該第一輔助線圈繞組的第二端子電連接，該第二輔助線圈繞組的第一端子還與該同步續(xù)流開關(guān)的柵極電連接；該驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)包括源極，漏極和柵極，該驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)的漏極與該第一輔助線圈繞組的第一端子電連接，該驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)的源極與該同步整流開關(guān)的柵極電連接，該驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)的柵極與恒定電壓源電連接。

5.如權(quán)利要求4所述的同步整流裝置，其特征在于：該第一輔助線圈繞組的第一端子產(chǎn)生的電壓與該第二輔助線圈繞組的第二端子產(chǎn)生的第二電壓具有相同的極性。

6.一種用于同步整流裝置的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路被配置成向同步整流開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)以使該同步整流開關(guān)導(dǎo)通或者關(guān)斷，該驅(qū)動(dòng)電路還被配置成向同步續(xù)流開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)以使該同步續(xù)流開關(guān)開通或者關(guān)斷，其特征在于：該驅(qū)動(dòng)電路包括第一線圈繞組和第二線圈繞組，該第一線圈繞組和該第二線圈繞組串聯(lián)連接，該第一線圈繞組的第一端子與該同步整流開關(guān)的柵極電連接，該第一線圈繞組的第二端子與該第二線圈繞組的第一端子電連接形成共同連接點(diǎn)，該共同連接點(diǎn)與該同步續(xù)流開關(guān)的柵極電連接，該第二線圈繞組的第二端子與該同步續(xù)流開關(guān)的源極電連接，該第一線圈繞組的第一端子產(chǎn)生的第一電壓與該第二線圈繞組的第一端子產(chǎn)生的第二電壓具有相反的極性。

7.一種用于同步整流裝置的無(wú)有源器件驅(qū)動(dòng)電路，該無(wú)有源器件驅(qū)動(dòng)電路被配置成向同步整流開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)以使該同步整流開關(guān)導(dǎo)通或者關(guān)斷，該無(wú)有源器件驅(qū)動(dòng)電路還被配置成向同步續(xù)流開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)以使該同步續(xù)流開關(guān)開通或者關(guān)斷，其特征在于：該無(wú)有源器件驅(qū)動(dòng)電路包括第一線圈繞組和第二線圈繞組，該第一線圈繞組和該第二線圈繞組串聯(lián)連接，該第一線圈繞組的第一端子與該同步整流開關(guān)的柵極電連接，該第一線圈繞組的第二端子與該第二線圈繞組的第一端子電連接形成共同連接點(diǎn)，該共同連接點(diǎn)與該同步續(xù)流開關(guān)的柵極電連接，該第二線圈繞組的第二端子與該同步續(xù)流開關(guān)的源極電連接，該第一線圈繞組的第一端子產(chǎn)生的第一電壓與該第二線圈繞組的第一端子產(chǎn)生的第二電壓具有相反的極性。