[發明專利]一種驅動控制方法及其電路

有效

• 申請號: 202010429096.9
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111654193B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 周瑜;劉少雄;薛澤宇
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種驅動控制方法及其電路，通過邊沿調制電路將輸入信號的上升沿調制成一個固定脈寬的正脈沖，將輸入信號的下降沿調制成一個固定脈寬的負脈沖，并且在輸入信號為持續高電平的狀態下，以一定周期產生多個連續的正脈沖，該周期可調；通過隔離變壓器將邊沿調制電路產生的正負脈沖以隔離的形式從原邊傳遞到副邊；再通過驅動保持電路將隔離變壓器副邊產生的第一個正脈沖解調為驅動信號的上升沿，將隔離變壓器副邊產生的多個連續的正脈沖解調為持續給被驅動功率管補充能量，以維持驅動電壓，將隔離變壓器副邊產生的負脈沖解調為驅動信號的下降沿，從而還原輸入信號。本發明能達到隔離驅動的目的并且具有保持MOS管持續導通的常開功能。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，尤其涉及一種采用變壓器隔離的能夠實現持續導通的功率開關器件驅動控制方法及其電路。

背景技術

開關電源相較于線性電源有著體積小、效率高、功率大等特點，被廣泛應用在汽車、光伏、工控、醫療及手持設備等領域，MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等在較高頻率下具有優越的性能，因而被用于開關電源中作為功率級的功率開關器件，此類器件具有電容柵控輸入端，屬于電壓控制型功率半導體，通常在柵極和源級加一定的電壓，即可使其開通，加零電壓或者一定負壓，即可使其關斷。

開關電源在不同的應用中有著不同的拓撲架構，如低電壓無需隔離的Buck、Boost拓撲等，以及ACDC常用的隔離型反激、正激、推挽、全橋、半橋拓撲等。一般非同步整流的反激、正激、推挽及Boost的功率開關器件都是對地的，即源級接地，此時功率開關器件的柵極-源級電壓可由驅動IC直接提供，而Buck、全橋、半橋類的拓撲，至少有一個功率開關器件是浮地的，即源級沒有接地，此時功率開關器件與驅動IC沒有在同一個參考地上，因此無法直接提供功率開關器件的柵極-源級電壓。

現有解決方案中，最常用的是自舉方案驅動，但這種方案基本只適合應用在橋式拓撲中，利用下管導通給自舉電容補充能量，從而實現上下管交替導通。

另一種現有解決方案采用的是變壓器隔離，為公知技術，電路結構如圖1所示，包括開關管S1和S2組成的半橋、隔直電容C1、隔離變壓器Tr、副邊電容C2、副邊二極管D1、驅動電阻R1和加速關斷三極管Q1，開關管S1的驅動信號與被驅動功率器件的驅動信號一致，開關管S2的驅動信號與開關管S1的驅動信號互補。當開關管S1導通時，開關管S2關斷，變壓器傳遞驅動電壓到副邊，疊加電容C2上的電壓，驅動被驅動功率管開通；當開關管S2導通時，開關管S1關斷，電容C1通過開關管S2反向加在繞組Vp上，此時繞組端電壓為負，疊加電容C2上的電壓，關斷被驅動功率管。由于在傳遞占空比信號的時候，變壓器始終處于勵磁和去磁狀態，所以必須加大感量以減小勵磁電流，從而降低損耗，帶來的弊端就是體積很大，且占空比范圍不宜過大。

還有一種現有解決方案同樣采用的是變壓器隔離，為本申請的發明人在公開號為CN110311572A的《一種變壓器隔離驅動控制方法及其隔離驅動電路》專利申請中描述的一種寬占空比變化的隔離驅動方法，電路結構如圖2所示，通過將輸入占空比的上升沿和下降沿調制成對應的正窄脈沖和負窄脈沖，減小了變壓器的勵磁時間及電流，從而大幅降低變壓器的體積，簡化電路，極大的拓寬了占空比的范圍。