[發明專利]具有自適應柵電壓控制電路的隔離電源

在審

• 申請號: 202011317313.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112467991A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 程林;潘東方;李國龍
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王江選

本公開提供一種具有自適應柵電壓控制電路的隔離電源，包括：初級發射端，次級接收端，以及連接于所述初級發射端和次級接收端之間的反饋控制電路；其中，所述初級發射端包括LC諧振電路和自適應柵極電壓控制電路，能夠將直流電壓源轉換成諧振信號傳輸到次級接收端。其通過柵極電壓控制電路，實現了分壓支路中分壓比的自適應變化，在保證電源電壓較低時，轉換器的能量轉換效率的同時，又能在電源電壓較高時，保證MOS管不會因為柵源電壓過高而擊穿。

技術領域

本公開涉及電源技術領域，尤其涉及一種具有自適應柵電壓控制電路的隔離電源。

背景技術

現有技術的隔離電源，如圖1所示，通常由初級發射端110和次級接收端120組成。其中初級發射端110和電壓源V_DD相連，包括變壓器初級線圈L_P1、L_P2，功率管M₁、M₂，開關和部分PWM控制電路。初級發射端110中的諧振電路將直流電壓源V_DD轉換成諧振信號，從而將電壓源的能量傳輸到次級接收端120中的變壓器次級線圈L_S1、L_S2，次級接收端120中的整流器121將諧振信號整流成直流電壓輸出，通過反饋控制電路122實現整個系統的閉環控制。

如圖1所示，其中的LC諧振電路通常采用兩個功率管M₁和M₂來進行LC諧振網絡的控制。當LC諧振網絡開始諧振時，M₁和M₂的漏極電壓會高達電源電壓的3倍。為了防止柵極壓過高，超過MOS管柵極的承受能力，如圖1所示，通常使用兩個固定電容對MOS管的柵極進行分壓。但是由于分壓比固定，當電源電壓過高時，MOS管的柵極仍然存在被擊穿的風險；若改變固定分壓比，保證電源電壓過高時，MOS管的柵極不被擊穿，則在正常工作電壓時，MOS管的柵極電壓降低，從而降低諧振電路的效率。

因此，如何設計一種高壓時MOS管不會被擊穿，正常工作電壓時諧振電路的效率不變的隔離電源是一個亟待解決的課題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本公開提供了一種具有自適應柵電壓控制電路的隔離電源，以緩解現有技術中電源電壓過高時，MOS管的柵極存在被擊穿的風險；在正常工作電壓時，MOS管的柵極電壓降低，從而降低諧振電路的效率等技術問題。

(二)技術方案

本公開提供一種具有自適應柵電壓控制電路的隔離電源，包括：

初級發射端，次級接收端，以及連接于所述初級發射端和次級接收端之間的反饋控制電路；其中，所述初級發射端包括LC諧振電路和自適應柵極電壓控制電路，能夠將直流電壓源轉換成諧振信號傳輸到次級接收端。

在本公開實施例中，所述LC諧振電路包括：第一LC諧振支路，包括：第一電感、第一電容，以及第一MOS管；所述第一電容是第一MOS管的源漏電容；所述第一電感和第一電容相互串聯且連接在電壓源和開關的第一端之間，開關的第二端接地；所述第一MOS管的漏端與第一電感相連，源端與開關的第一端相連；以及第二LC諧振支路，包括：第二電感、第二電容，以及第二MOS管；所述第二電容是第二MOS管的源漏電容；所述第二電感和第二電容相互串聯且連接在電壓源和開關的第一端之間，開關的第二端接地；所述第二MOS管的漏端與第二電感相連，源端與開關第一端相連。