[實用新型]一種橋式驅動電路

有效

• 申請號: 201720487052.5
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN206807279U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 王華軼;蔡健太
• 申請（專利權）人: 茂碩電源科技股份有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所44242
• 代理人: 林燕云

技術領域

本實用新型涉及電路技術領域，更具體地涉及一種橋式驅動電路。

背景技術

開關電源是利用電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源。

在中高功率的開關電源中，需要使用半橋驅動電路來驅動半橋電路，半橋驅動電路通常通過兩個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)實現。如圖1所示，圖1是LLC半橋拓撲電路10，包括有上橋NMOS晶體管T1、下橋NMOS晶體管T2、電容Cs、電感Ls、電感Lm以及負載電阻R。其中上橋晶體管T1的柵極與驅動芯片的高邊驅動信號HG相連，T1的漏極與電源(Vin)連接，T1的源極與下橋晶體管T2的漏極相連，T2的柵極與驅動芯片的底邊驅動信號LG相連，T2的源極與地線相連，半橋驅動電路的輸出端為上下橋晶體管的公共端HV。電容Cs、電感Ls、電感Lm依次電性連接在上、下橋晶體管T1、T2的輸出公共端HV和地線GND之間，負載電阻R與電感Lm并聯，負載電阻R的輸出端接地線GND。

如圖1所示，如果要驅動上橋NMOS晶體管T1，高邊驅動信號HG的電位必須大于上下橋晶體管的公共端HV的電位。現有技術中，常見的驅動方式有兩種，第一種利用自舉電容充電電路來驅動，如圖2所示，包括圖1的LLC半橋拓撲電路10以及自舉電容充電電路20。自舉電容充電電路20包括低壓輸入端(Vcc)，二極管D1，充電電容C1以及運算放大器L1。其中，低壓輸入端(Vcc)的電壓通常為12V～15V。如圖2，當下橋NMOS晶體管T2接通的時候，其上下橋晶體管的公共端HV與地線處于相同的電位上，低壓輸入端(Vcc)通過二極管D1給充電電容C1充電，使得充電電容C1兩端的電壓與低壓輸入端(Vcc)相同。當下橋晶體管T2關閉的時候，上下橋晶體管的公共端HV電位上升，充電電容C1輸入端電位也相應上升，二極管D1反向截止，防止充電電容C1中的電荷倒流。充電電容C1為上橋晶體管T1的導通提供了所需的電荷，從而驅動上橋管T1導通。第二種驅動方式采用驅動變壓器的方式，如圖3所示，包括圖1的LLC半橋拓撲電路10以及變壓器驅動電路30。通過變壓器隔離傳遞驅動能量，采用這種方式驅動半橋電路就不受上下橋晶體管的公共端HV的電位所限制了。

不管采用哪種驅動方式，其驅動要求在于在開關的瞬間能提供大電路快速給到開關管的柵極電柵極G與源級S之間的電容充放電，使得開關管快速開通，減少開關損耗。在大功率電源應用中，一般選取的開關管的柵極G與源級S之間的電容都比較大，這就要求驅動半橋電路采用的驅動方式在開關瞬間能提供足夠多的電流給到開關管，從而有效驅動半橋電路。

若直接采用現有的內置自舉電路的驅動芯片來驅動或自舉電容充電電路來驅動的方式，由于目前市面上大部分驅動芯片和自舉電容充電電路的驅動能力都有限，提供不了足夠多的電流，不能應用在大功率電源的驅動上；并且，驅動芯片的驅動能力越強則意味著其制作成本也越高。若采用驅動變壓器的方式，理想的驅動變壓器則要求變壓器的勵磁電感越大越好，因此，需要增加驅動變壓器的匝數，但是，增加變壓器匝數容易導致變壓器的寄生電容增大，并影響驅動波形，尤其當工作頻率較高，驅動波形容易失真。

因此，如何設計提供一種低成本的增強驅動能力的橋式驅動電路，以使其能有效地應用在中高功率電源中，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種低成本的增加驅動能力的橋式驅動電路。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種橋式驅動電路，用于連接在外界控制單元和半橋電路之間，所述半橋電路包括有上橋管和下橋管，所述半橋電路連接在電源Vin和地線GND之間，所述橋式驅動電路包括一自舉電路及一驅動電路，所述自舉電路及驅動電路依次連接于輸入端和輸出端之間，所述自舉電路用于輸出控制信號來控制所述驅動電路接通或關斷，所述驅動電路用于驅動所述半橋電路導通或關斷，所述輸入端用于與所述外界控制單元相連，所述輸出端用于與所述半橋電路相連。

其進一步技術方案為：所述橋式驅動電路還包括第一低壓輸入端和第二低壓輸入端，所述第一低壓輸入端為所述自舉電路提供電壓，所述第二低壓輸入端為所述驅動電路提供電壓。