[實(shí)用新型]一種能量回饋電流型自驅(qū)動(dòng)整流電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520519564.6
• 申請(qǐng)日: 2015-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN204993065U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王淑惠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高嬌陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種自驅(qū)動(dòng)整流電路，尤其涉及一種能量回饋電流型自驅(qū)動(dòng)整流電路。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代高速超大規(guī)模集成電路尺寸的不斷減小，一些芯片的功耗不斷降低，其供電電壓也不斷下降。如某些筆記本電腦、高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的電源電壓已經(jīng)下降到3.3V，甚至1.5V。一般情況下低電壓輸出的DC/DC開關(guān)變換器常采用肖特基二極管作為輸出整流管，其正向壓降約為0.4～0.6V，在低電壓大電流輸出時(shí)，占變換器的總損耗很大，因而，如何減小肖特基整流管帶來的損耗，是提高功率變換器效率的關(guān)鍵。同步整流技術(shù)的出現(xiàn)，正好順應(yīng)了這個(gè)要求，該技術(shù)采用了低導(dǎo)通阻抗的功率MOS管代替肖特基管，使得整流管上的損耗得以大大的降低。

常用的同步整流電路有外驅(qū)動(dòng)同步整流、電壓型自驅(qū)動(dòng)同步整流以及電流型自驅(qū)動(dòng)同步整流三種方式。外驅(qū)動(dòng)同步整流可以提供較為準(zhǔn)確的控制時(shí)序，實(shí)現(xiàn)較高的整流效率，但缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，需要有控制檢測(cè)、定時(shí)邏輯、同步變壓器等，且驅(qū)動(dòng)電路有損耗，成本升高；電壓型自驅(qū)動(dòng)同步整流電路簡(jiǎn)單，但適應(yīng)性較差，效率低，不適合并聯(lián)；傳統(tǒng)的電流型自驅(qū)動(dòng)同步整流電路其缺點(diǎn)在于電流檢測(cè)元件有附加損耗，降低電路效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)以上問題本實(shí)用新型提供了一種新型的具有能量回饋功能的電流型自驅(qū)動(dòng)同步整流電路，其通過檢測(cè)電流方向，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓，控制半導(dǎo)體開關(guān)器件的開通和關(guān)斷，并且能夠?qū)㈦娏鳈z測(cè)元件損耗回饋給驅(qū)動(dòng)電源。該同步整流電路具有損耗小、成本低的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于正激、反激、推挽和半橋式PWM變換器及諧振變換器等各種拓?fù)洹?/p>

為了解決以上問題本實(shí)用新型提供了一種能量回饋電流型自驅(qū)動(dòng)整流電路，其特征在于：包括電流檢測(cè)電路、能量回饋電路、驅(qū)動(dòng)電路和同步整流管MOSFET、直流電壓源Vo；

所述電流檢測(cè)電路、能量回饋電路、驅(qū)動(dòng)電路由一個(gè)電流互感器實(shí)現(xiàn)，它有四個(gè)繞組：電流檢測(cè)繞組N1、驅(qū)動(dòng)繞組N2、能量回饋繞組N3、磁復(fù)位繞組N4，能量回饋繞組N3和磁復(fù)位繞組N4的回路中分別串聯(lián)二極管D1、D2，驅(qū)動(dòng)電源Vo為直流電壓源；

電流檢測(cè)繞組N1的同名端(同名端為繞組上標(biāo)記有點(diǎn)的一端，其他繞組的同名端相同)連接至同步整流管MOSFET的漏極；

驅(qū)動(dòng)繞組N2的同名端連接至同步整流管MOSFET的門極，驅(qū)動(dòng)繞組N2的非同名端(非同名端為繞組上未標(biāo)記點(diǎn)的一端，其他繞組的非同名端相同)連接至同步整流管MOSFET的源極；

能量回饋繞組N3的同名端連接至二極管D1的陽(yáng)極，能量回饋繞組N3的非同名端和磁復(fù)位繞組N4的同名端同時(shí)連接至直流電壓源Vo的負(fù)極，磁復(fù)位繞組N4的非同名端連接至二極管D2的陽(yáng)極；二極管D1和D2的陰極同時(shí)連接至直流電壓源Vo的正極。

所述電流檢測(cè)繞組N1用于檢測(cè)流過整流管MOSFET體二極管的電流方向，電流正方向如圖示箭頭方向。

所述驅(qū)動(dòng)繞組N2中通過感應(yīng)電流檢測(cè)繞組N1中的電流從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓，當(dāng)同步整流管MOSFET中正向電流上升或反向電流下降時(shí)，同步整流管MOSFET柵源極電壓變正，同步整流管MOSFET導(dǎo)通；反之當(dāng)同步整流管MOSFET中正向電流降為零并趨于反向或反向電流上升時(shí)，同步整流管MOSFET柵源極電壓變負(fù)，整流管關(guān)斷。

所述能量回饋繞組N3在同步整流管MOSFET中正向電流上升或反向電流下降時(shí)，其繞組電壓上升使二極管D1導(dǎo)通，將能量饋送到直流電壓源Vo：反之當(dāng)同步整流管MOSFET中正向電流降為零并趨于反向或反向電流上升時(shí)，二極管D1關(guān)斷。

所述磁復(fù)位繞組N4在同步整流管MOSFET中正向電流降為零并趨于反向或反向電流上升時(shí)，其繞組電壓使二極管D2導(dǎo)通，二極管D1封鎖，電流互感器磁芯復(fù)位，磁場(chǎng)儲(chǔ)能回饋到直流電壓源Vo。

本實(shí)用新型應(yīng)用于DC-DC變換器中，用于取代肖特基二極管或快恢復(fù)二極管整流電路，能夠提高DC-DC變換器的效率。本實(shí)用新型電路檢測(cè)流過整流管的電流，通過電流互感器感應(yīng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓，控制整流管的開通和關(guān)斷，并能夠?qū)崿F(xiàn)能量回饋。本實(shí)用新型電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低、損耗小，其特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)波形無死區(qū)，驅(qū)動(dòng)運(yùn)行不受輸入電壓影響，驅(qū)動(dòng)電路工作與電路拓?fù)錈o關(guān)，可應(yīng)用于并聯(lián)運(yùn)行的DC-DC變換器，不會(huì)出現(xiàn)某個(gè)變換器吸收功率，而導(dǎo)致電路損壞。

附圖說明

圖1為能量回饋電流型自驅(qū)動(dòng)框圖。

圖2為能量回饋電流型自驅(qū)動(dòng)整流電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。