[發(fā)明專利]一種低成本的同步整流器驅(qū)動(dòng)電路

在審

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• 申請(qǐng)日: 2015-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN104868759A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/217
• 分類號(hào): H02M7/217;H02M1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及一種低成本的同步整流器驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)

為了降低功耗，各種高性能微處理器的供電電壓越來越低，因此低壓大電流DC/DC變換器日益成為重要的研究方向。由于次級(jí)輸出大電流，整流損耗成為影響效率的主要因素。傳統(tǒng)的肖特基二極管導(dǎo)通電阻大，不能滿足高效率變換器的設(shè)計(jì)要求；而采用低導(dǎo)通電阻的MOSFET管可以有效地降低損耗，即為同步整流電路。同步整流器可以大幅提高變換器的轉(zhuǎn)換效率，目前已經(jīng)普遍應(yīng)用于低壓大電流變換器的設(shè)計(jì)。不同于常規(guī)的整流二極管，同步整流管需要設(shè)計(jì)專門的驅(qū)動(dòng)電路，以控制MOSFET管的導(dǎo)通和關(guān)斷。

同步整流器的驅(qū)動(dòng)電路可以分為自驅(qū)動(dòng)和外驅(qū)動(dòng)兩種方式。自驅(qū)動(dòng)方式利用變壓器次級(jí)繞組或輔助繞組的電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如圖1所示為變壓器次級(jí)繞組驅(qū)動(dòng)電路。通過控制MOSFET管Q1和Q2的導(dǎo)通，降低了輸出的整流損耗。Q2為正向整流管，Q1和二極管D1并聯(lián)，起到續(xù)流二極管的作用。初級(jí)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器次級(jí)繞組輸出電壓，正向整流管Q2導(dǎo)通；初級(jí)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器的復(fù)位電壓在Q2的柵源極施加負(fù)電壓導(dǎo)致Q2關(guān)斷，而在Q1的柵源極施加正電壓使Q1導(dǎo)通續(xù)流。由圖1可見，自驅(qū)動(dòng)方式電路簡單，成本低。但MOSFET柵源可允許的最大電壓限制了變換器的輸入電壓范圍，針對(duì)寬范圍的輸入電壓必須調(diào)節(jié)電路以保護(hù)柵極。而且自驅(qū)動(dòng)方式還具有以下缺點(diǎn)：存在死區(qū)，驅(qū)動(dòng)波形差，驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)序無法控制等。

外驅(qū)動(dòng)工作方式采用專用的同步整流器驅(qū)動(dòng)芯片搭建驅(qū)動(dòng)電路，輸出隨變壓器次級(jí)電壓相應(yīng)時(shí)序的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓幅值恒定，不隨變壓器次級(jí)電壓幅值變化，驅(qū)動(dòng)波形好。外驅(qū)動(dòng)方式可以彌補(bǔ)自驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)，提供高質(zhì)量的輸出驅(qū)動(dòng)電壓，但是專用驅(qū)動(dòng)芯片的采用提高了電路的設(shè)計(jì)成本。為了降低成本，可以采用分立器件的方案來替代專用驅(qū)動(dòng)芯片，本專利技術(shù)就是基于這樣的背景展開研究的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種低成本的同步整流器驅(qū)動(dòng)電路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低成本的同步整流器驅(qū)動(dòng)電路，包括一同步整流管、一同步續(xù)流管、整流管柵極驅(qū)動(dòng)電路和續(xù)流管柵極驅(qū)動(dòng)電路，其中：

所述同步整流管包括MOSFET管Q3。

所述同步續(xù)流管包括MOSFET管Q1。

所述整流管柵極驅(qū)動(dòng)電路包括三極管Q4、二極管D3、電阻R2和穩(wěn)壓管D4。

所述續(xù)流管柵極驅(qū)動(dòng)電路包括三極管Q2、二極管D1、電阻R1和穩(wěn)壓管D2。

進(jìn)一步，所述整流管Q3的漏極接變壓器次級(jí)繞組的異名端；所述續(xù)流管Q1的漏極接變壓器次級(jí)繞組的同名端。

進(jìn)一步，所述整流管Q3的源極接地；所述續(xù)流管Q1的源極接地。

進(jìn)一步，所述三極管Q4的發(fā)射極接整流管Q3的柵極；所述三極管Q4的基極接穩(wěn)壓管D4的陰極；所述三極管Q4的集電極接二極管D3的陰極。

進(jìn)一步，所述三極管Q2的發(fā)射極接續(xù)流管Q1的柵極；所述三極管Q2的基極接穩(wěn)壓管D2的陰極；所述三極管Q2的集電極接二極管D1的陰極。

進(jìn)一步，所述二級(jí)管D3的陽極接整流管Q3的柵極；所述二級(jí)管D1的陽極接續(xù)流管Q1的柵極。

進(jìn)一步，所述整流管Q3采用N溝道MOSFET管；所述續(xù)流管Q1采用N溝道MOSFET管。

進(jìn)一步，所述三極管Q4采用NPN型三極管；所述三極管Q2采用NPN型三極管。

進(jìn)一步，所述穩(wěn)壓管D2采用5.1V穩(wěn)壓二極管；所述穩(wěn)壓管D4采用5.1V穩(wěn)壓二極管。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低成本的同步整流器驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路由分立器件搭建組成，可以工作于寬范圍的輸入電壓。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于分立器件的方案可以實(shí)現(xiàn)專用同步整流驅(qū)動(dòng)芯片的功能，同時(shí)降低了電路的設(shè)計(jì)成本。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1為變壓器次級(jí)繞組自驅(qū)動(dòng)電路的原理圖；

圖2為本發(fā)明同步整流器驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明所述的方法做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的同步整流器驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。如圖所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低成本的同步整流器驅(qū)動(dòng)電路，包括一同步整流管、一同步續(xù)流管、整流管柵極驅(qū)動(dòng)電路和續(xù)流管柵極驅(qū)動(dòng)電路，其中：

所述同步整流管包括MOSFET管Q3。

所述同步續(xù)流管包括MOSFET管Q1。