[發明專利]一種具有能量回收功能的驅動電路及開關電源

有效

• 申請號: 202010595162.X
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111884491B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·安德森;格羅弗·維克多·托瑞克·巴斯科佩;代勝勇;張曉;洪慶祖
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M3/07
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強;李稷芳

本發明公開了一種具有能量回收功能的驅動電路，包括：控制電路、能量回收驅動電路、開關電路和直流電源，控制電路，用于控制在第一時刻能量回收驅動電路中的儲能電容對開關電路的結電容進行充電，并在第二時刻直流電源通過能量回收驅動電路對開關電路的結電容進行充電，使得開關電路導通；第一時刻在第二時刻之前；并控制在第三時刻開關電路的結電容對能量回收驅動電路中的儲能電容進行充電，并在第四時刻開關電路的結電容通過能量回收驅動電路對地放電，使得開關電路關斷；第三時刻在第四時刻之前。本發明還公開了一種開關電源。采用本發明實施例可以實現對驅動能量的部分回收再利用，提高能量的使用效率。

技術領域

本發明涉及電路領域，尤其涉及一種具有能量回收功能的驅動電路及開關電源。

背景技術

隨著電源及功率模組朝著高密、高效、高頻化發展，特別是在大功率應用場景中，需要多個功率管并聯應用。

圖1為現有的采用驅動芯片的驅動電路的結構示意圖。如圖1所示，驅動芯片內部采用傳統的基于(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect Transistor,MOSFET)功率場效應晶體管或者三極管(bipolar junction transistor,BJT)的圖騰柱推挽電路，通過驅動電阻R_g實現對功率管結電容的充放電，充放電的過程中驅動能量會全部消耗在驅動電阻R_g和驅動芯片內部的圖騰柱推挽電路上。隨著并聯功率管的數量的增大，所需要的驅動損耗也就越大，會降低整個系統的效率。特別是在輕載下，驅動損耗在系統損耗中的占比會急劇上升，嚴重影響系統輕載效率。

因此，現有技術還提出了一種具體能量回收的驅動電路。如圖2中的a圖和b圖所示，在傳統的圖騰柱推挽電路后增加了諧振電感L_r和自由振蕩的鉗位二極管D1,D2或者MOS管，在功率管關斷過程中(S₂導通)，此時功率管Q的結電容和諧振電感發生諧振，將功率管Q的上結電容的能量轉移到諧振電感上，從而實現對功率管Q的結電容的驅動能量的回收，在下次開通過程中(S₁導通)，又將諧振電感上儲存的能量轉移到功率管Q的結電容上。

但是在圖2中的a圖和b圖所示電路中增加了諧振電感，使得驅動電路的體積會變得很大，同時也使得驅動電路的控制也變得比傳統的驅動電路更加復雜。

發明內容

本發明實施例提供一種具有能量回收功能的驅動電路及開關電源，采用發明實施例可以實現對能量的充分利用，并且驅動電路體積小，控制邏輯也簡單。

第一方面，本發明實施例提供一種具有能量回收功能的驅動電路，包括：控制電路、能量回收驅動電路、開關電路和直流電源，其中，控制電路與能量回收驅動電路連接，該能量回收驅動電路與開關電路的連接，直流電源與能量回收驅動電路連接，

控制電路，用于控制能量回收驅動電路在第一時刻使其中的儲能電容對開關電路的結電容充電，并在第二時刻使直流電源通過能量回收驅動電路對開關電路的結電容進行充電，使得開關電路導通；

該控制電路，還用于控制能量回收驅動電路在第三時刻使開關電路的結電容對能量回收驅動電路中的儲能電容進行充電，并在第四時刻使開關電路的結電容通過能量回收驅動電路對地放電，使得開關電路開斷。

通過控制能量回收驅動電路的工作狀態，對存儲在開關電路的結電容上的一部分驅動能量轉移到能量回收驅動電路的儲能電容上，實現了驅動能量的回收再利用，避免了驅動能量全部消耗在驅動電阻上，從而實現驅動損耗大幅下降，使得整機效率更高，并且控制邏輯簡單。

在一個可行的實施例中，能量回收驅動電路包括推挽驅動電路和能量回收電路，控制電路與推挽驅動電路和能量回收電路均連接，推挽驅動電路和能量回收電路均與開關電路連接；直流電源與推挽驅動電路連接，控制電路，用于控制能量回收驅動電路在第一時刻使其中的儲能電容對開關電路的結電容充電，并在第二時刻使直流電源通過能量回收驅動電路對開關電路的結電容進行充電，包括：