一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型所述的一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，包括輸入濾波電路、開關(guān)電路、變壓器隔離變換電路、輸出整流電路、輸出濾波電路、反饋電路、控制電路，自驅(qū)電路和外驅(qū)電路。本實用新型所述的模塊電源能夠有效的提高電源的輸出效率，尤其應(yīng)用在低壓大電流場合中，能讓輸出功率更可靠更穩(wěn)定；外驅(qū)與自驅(qū)相結(jié)合的驅(qū)動方式對輸入條件的要求相對寬松，適用于更寬的輸入電壓范圍。外驅(qū)驅(qū)動信號與自驅(qū)驅(qū)動信號保持著互補的關(guān)系，外驅(qū)驅(qū)動開通時，自驅(qū)驅(qū)動關(guān)斷；自驅(qū)驅(qū)動開通時，外驅(qū)驅(qū)動關(guān)斷，能有效的防止整流管與續(xù)流管同時開通，出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。
【專利說明】—種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，具體涉及一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著模塊電源的發(fā)展，各行各業(yè)對于模塊電源的使用量逐年增加，使用模塊電源的方式各不相同，對于模塊電源的性能有著多種多樣的要求。為適應(yīng)現(xiàn)今的市場條件，模塊電源的設(shè)計主要考慮以下幾點，如模塊的輸入范圍向?qū)捿斎氚l(fā)展，模塊的輸出要向低壓大電流發(fā)展，模塊的效率要高，模塊要向小型化發(fā)展等?；谏鲜鰲l件，目前所使用的模塊電源通常包括輸入濾波電路、開關(guān)電路、控制電路、變壓器隔離變換電路、輸出整流電路、輸出濾波電路及反饋電路。然而，模塊電源中的電子元器件會受到電磁干擾的影響，導致反饋單元所產(chǎn)生的反饋信號不穩(wěn)定。例如，變壓器所產(chǎn)生的高頻電磁波會對MOS管的導通和截止造成干擾，導致MOS管的導通時間較長，使流過變壓器的初級線圈中的電流增幅較大，由此使反饋信號由低電平信號突變?yōu)楦唠娖叫盘?。該瞬間高電平信號將會使控制單元對脈沖電壓的占空比作出錯誤的調(diào)整，不僅導致電源模塊輸出電壓不穩(wěn)定、電路功率損耗較大，而且其電路較復雜、不易小型化。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，該模塊電源不僅可以有效的獲得穩(wěn)定的電源輸出、減少電路損耗、拓寬模塊電源的輸入范圍、而且電路簡單易小型化。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，包括輸入濾波電路、開關(guān)電路、變壓器隔離變換電路、輸出整流電路、輸出濾波電路、反饋電路、控制電路，還包括自驅(qū)電路和外驅(qū)電路，所述輸入濾波電路的輸入端與直流電源相連，其輸出端經(jīng)由所述開關(guān)電路分別與所述變壓器隔離變換電路的輸入端、所述控制電路的輸出端相連；所述變壓器隔離變換電路的輸出端分別與所述輸出整流電路的輸入端、所述自驅(qū)電路的輸入端相連；所述輸出整流電路的輸出端經(jīng)由所述輸出濾波電路分別與負載、所述反饋電路的輸入端相連；所述反饋電路的輸出端與控制電路的輸入端相連，所述控制電路的輸出端經(jīng)外驅(qū)電路與輸出整流電路的輸入端相連，所述自驅(qū)電路的輸出端與輸出整流電路的輸入端相連。
[0006]所述自驅(qū)電路主要由第一場效應(yīng)管、兩個電容、兩個二極管、穩(wěn)壓二極管、多個電阻組成；所述第一場效應(yīng)管的源極經(jīng)第二電阻、第三電阻接地，第一場效應(yīng)管的柵極分兩路分別與穩(wěn)壓二極管的陰極、第三二極管的陰極相連；所述輸出整流電路具有第二場效應(yīng)管、變壓器隔離變換電路具有第一變壓器，所述第三二極管的陽極經(jīng)第二電阻和第三電阻之間的節(jié)點與第二場效應(yīng)管的柵極相連，所述第一場效應(yīng)管的漏極與第一變壓器的次級線圈同名端相連，所述穩(wěn)壓二極管的陽極與第一變壓器的輔助繞組異名端相連，所述第一場效應(yīng)管的柵極經(jīng)第一電阻、第一電容與第一變壓器的輔助繞組的異名端相連；所述第一變壓器的輔助繞組同名端與第一二極管的陽極相連，第一二極管的陰極經(jīng)第一電阻與第一場效應(yīng)管的柵極相連，所述第二電容并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管的兩端，所述穩(wěn)壓二極管的陽極與第三電阻的接地端相連。
[0007]所述自驅(qū)電路還包括第二二極管，所述第二二極管的陰極與第一二極管的陰極相連，第二二極管的陽極與第一場效應(yīng)管的柵極相連。
[0008]所述外驅(qū)電路包括第二變壓器、第三電容、第四二極管和電阻；所述第二變壓器的初級線圈同名端與控制電路的輸出端相連，其異名端接地，所述第二變壓器的次級線圈異名端通過第三電容與第四二極管的陰極相連，第四二極管的陽極與第二變壓器的次級線圈同名端相連，所述第四電阻并聯(lián)在第三電容的兩端，第五電阻并聯(lián)在第四二極管的兩端，所述輸出整流電路具有第三場效應(yīng)管，所述第四二極管的陰極與第三場效應(yīng)管的柵極相連，第四二極管的陽極接地。
[0009]所述外驅(qū)電路還包括第一三極管、第二三極管和第六電阻；所述第一三極管的基極與第二三極管的基極相連，第一三極管的發(fā)射極與第二三極管的集電極相連，第一三極管的集電極經(jīng)第六電阻與模塊內(nèi)部產(chǎn)生的輔助電源相連，第二三極管的發(fā)射極與第四二極管的陽極相連，第二三極管的基極與第四二極管的陰極相連，所述第三場效應(yīng)管的柵極與第一三極管的發(fā)射極相連。
[0010]本實用新型的有益效果是:(I)本實用新型所述的模塊電源能夠有效的提高電源的輸出效率，尤其應(yīng)用在低壓大電流場合中，能讓輸出功率更可靠更穩(wěn)定；外驅(qū)與自驅(qū)相結(jié)合的驅(qū)動方式對輸入條件的要求相對寬松，適用于更寬的輸入電壓范圍。(2)利用MOSFET管來替代傳統(tǒng)整流電路中的整流二極管和續(xù)流二極管，并用驅(qū)動信號來控制MOSFET管的開通與關(guān)斷，能夠更有效的提高整流電路的整流效率，降低電路損耗。(3)外驅(qū)驅(qū)動信號與自驅(qū)驅(qū)動信號保持著互補的關(guān)系，外驅(qū)驅(qū)動開通時，自驅(qū)驅(qū)動關(guān)斷；自驅(qū)驅(qū)動開通時，外驅(qū)驅(qū)動關(guān)斷，能有效的防止整流管與續(xù)流管同時開通，出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。(4)自驅(qū)電路將變壓器輔助繞組和限壓電路相結(jié)合，不僅可以實現(xiàn)寬范圍電壓輸入，而且可以使整流管驅(qū)動電壓穩(wěn)定在+12V左右，從而使整流管的柵源電壓不至過高。同時自驅(qū)電路沒有繁瑣的組成，可以減少元器件使用量，縮小成本，有助于小型化電源。(5)外驅(qū)電路將隔離變壓器與推挽電路相結(jié)合，不僅可以適應(yīng)寬輸入電壓要求，而且能夠更好地驅(qū)動續(xù)流MOS管，同時也可以減少元器件使用量，進一步的縮小成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的電路框圖；
[0012]圖2為本實用新型的電路圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0014]如圖1所示，一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，包括輸入濾波電路1、開關(guān)電路2、變壓器隔離變換電路3、輸出整流電路4、輸出濾波電路5、反饋電路6、控制電路7，還包括自驅(qū)電路8和外驅(qū)電路9 ;輸入濾波電路I的輸入端與直流電源相連，其輸出端經(jīng)由開關(guān)電路2分別與變壓器隔離變換電路3的輸入端、控制電路7的輸出端相連；變壓器隔離變換電路3的輸出端分別與輸出整流電路4的輸入端、自驅(qū)電路8的輸入端相連；輸出整流電路4的輸出端經(jīng)由輸出濾波電路I分別與負載、反饋控制電路6的輸入端相連；反饋電路6的輸出端與控制電路7的輸入端相連，控制電路7的輸出端經(jīng)外驅(qū)電路9與輸出整流電路4的輸入端相連，自驅(qū)電路8的輸出端與輸出整流電路4的輸入端相連。自驅(qū)電路8和外驅(qū)去電路9相結(jié)合，可以拓寬模塊的電壓輸入范圍，常用的電源模塊輸入范圍為2:1，模塊功率MOD可達到60W/in3，采用上述電路可以實現(xiàn)輸入范圍為4:1，且功率密度高達 120W/in3。
[0015]自驅(qū)電路主要由第一場效應(yīng)管Q1、兩個電容Cl、C2、兩個二極管Dl、D4、穩(wěn)壓二極管D3、多個電阻R1、R2、R3、R4組成；第一場效應(yīng)管Ql的源極經(jīng)第二電阻R2、第三電阻R3接地，第一場效應(yīng)管Ql的柵極分兩路分別與穩(wěn)壓二極管D3的陰極、第三二極管D4的陰極相連；輸出整流電路具有第二場效應(yīng)管Q6、變壓器隔離變換電路具有第一變壓器Tl，第三二極管D4的陽極經(jīng)第二電阻R2和第三電阻R3之間的節(jié)點與第二場效應(yīng)管Q6的柵極相連，第一場效應(yīng)管Ql的漏極與第一變壓器Tl的次級線圈N2同名端相連，穩(wěn)壓二極管D3的陽極與第一變壓器Tl的輔助繞組N3異名端相連，第一場效應(yīng)管Ql的柵極經(jīng)第一電阻R1、第一電容Cl與第一變壓器Tl的輔助繞組N3的異名端相連；第一變壓器Tl的輔助繞組N3同名端與第一二極管Dl的陽極相連，第一二極管Dl的陰極經(jīng)第一電阻Rl與第一場效應(yīng)管Ql的柵極相連，第二電容C2并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管D3的兩端，穩(wěn)壓二極管D3的陽極與第三電阻R3的接地端相連。
[0016]自驅(qū)電路還包括第二二極管D2，第二二極管D2的陰極與第一二極管Dl的陰極相連，第二二極管D2的陽極與第一場效應(yīng)管Ql的柵極相連。第二二極管D2可以加快第一場效應(yīng)管Ql的開關(guān)速度，起到降低開關(guān)損耗的作用。
[0017]外驅(qū)電路9包括第二變壓器T2、第三電容C3、第四二極管D5和電阻R4、R5 ;第二變壓器T2的初級線圈同名端與控制電路7的輸出端相連，其異名端接地，第二變壓器T2的次級線圈異名端通過第三電容C3與第四二極管D5的陰極相連，第四二極管D5的陽極與第二變壓器T2的次級線圈同名端相連，第四電阻R4并聯(lián)在第三電容C3的兩端，第五電阻R5并聯(lián)在第四二極管D5的兩端，所述輸出整流電路4具有第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8，第四二極管D5的陰極與第三場效應(yīng)管Q7的柵極相連，第四二極管D5的陽極接地。
[0018]外驅(qū)電路9還包括第一三極管Q2、第二三極管Q3和第六電阻R6 ;第一三極管Q2的基極與第二三極管Q3的基極相連，第一三極管Q2的發(fā)射極與第二三極管Q3的集電極相連，第一三極管Q2的集電極經(jīng)第六電阻R6與高電平相連，第二三極管Q3的發(fā)射極與第四二極管D5的陽極相連，第二三極管Q3的基極與第四二極管D5的陰極相連。第一三極管Q2和第二三極管Q3可以增強第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8的驅(qū)動能力，從而使第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8工作在最佳狀態(tài)。
[0019]當模塊電源工作時，控制芯片LM5025AMTCX的8腳和9腳產(chǎn)生兩路相同的脈沖信號OUTA和OUTB，OUTA用于驅(qū)動主開關(guān)管Q5 ；0UTB分出兩路，一路驅(qū)動箝位管Q4，一路通過驅(qū)動變壓器驅(qū)動續(xù)流管Q7、Q8。整流部分電路工作原理如下:當?shù)诙鲂?yīng)管Q6導通，第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8關(guān)斷時，第二場效應(yīng)管Q6、變壓器副邊繞組N2、電感L1、電容C6組成充電電路；當?shù)诙鲂?yīng)管Q6關(guān)斷，第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8開通時，電感L1、電容C6、第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8組成續(xù)流電路。第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8的驅(qū)動信號來自外部驅(qū)動變壓器T2，第三場效應(yīng)管Q7和第四場效應(yīng)管Q8的驅(qū)動信號與第二場效應(yīng)管Q6的驅(qū)動信號互補并帶有死區(qū)，圖中VCC為1V輔助電源，其中三極管Q2、Q3組成推挽電路，提高電路的帶載能力。這里將外部驅(qū)動變壓器T2與三極管Q2、Q3組成的推挽電路稱之為外驅(qū)電路。整流管Q6的驅(qū)動采用自驅(qū)電路，輔助繞組N3通過一定的變比將寬輸入電壓控制在一定的范圍之內(nèi)。限壓電路主要通過MOS管Ql與電阻R2、R3組成的穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)穩(wěn)壓效果，整流管Q6驅(qū)動電壓經(jīng)過自驅(qū)電路處理后，基本上穩(wěn)定在+12V，不僅可以使第二場效應(yīng)管Q6的驅(qū)動電壓在安全范圍之內(nèi)，而且可以適應(yīng)寬輸入電壓范圍。該驅(qū)動電路結(jié)合了外驅(qū)動和自驅(qū)動技術(shù)的特點，無需專門的驅(qū)動芯片，利用驅(qū)動變壓器實現(xiàn)驅(qū)動隔離，可以解決驅(qū)動死區(qū)和共態(tài)導通問題。
【權(quán)利要求】
1.一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，包括輸入濾波電路、開關(guān)電路、變壓器隔離變換電路、輸出整流電路、輸出濾波電路、反饋電路、控制電路，其特征在于:還包括自驅(qū)電路和外驅(qū)電路，所述輸入濾波電路的輸入端與直流電源相連，其輸出端經(jīng)由所述開關(guān)電路分別與所述變壓器隔離變換電路的輸入端、所述控制電路的輸出端相連；所述變壓器隔離變換電路的輸出端分別與所述輸出整流電路的輸入端、所述自驅(qū)電路的輸入端相連；所述輸出整流電路的輸出端經(jīng)由所述輸出濾波電路分別與負載、所述反饋電路的輸入端相連；所述反饋電路的輸出端與控制電路的輸入端相連，所述控制電路的輸出端經(jīng)外驅(qū)電路與輸出整流電路的輸入端相連，所述自驅(qū)電路的輸出端與輸出整流電路的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，其特征在于:所述自驅(qū)電路主要由第一場效應(yīng)管(Q1)、兩個電容(C1、C2)、兩個二極管(D1、D4)、穩(wěn)壓二極管(D3)、多個電阻(Rl、R2、R3、R4)組成；所述第一場效應(yīng)管(Q1)的源極經(jīng)第二電阻(R2)、第三電阻(R3)接地，第一場效應(yīng)管(Q1)的柵極分兩路分別與穩(wěn)壓二極管(D3)的陰極、第三二極管(D4)的陰極相連；所述輸出整流電路具有第二場效應(yīng)管(Q6)、變壓器隔離變換電路具有第一變壓器(T1)，所述第三二極管(D4)的陽極經(jīng)第二電阻(R2)和第三電阻(R3)之間的節(jié)點與第二場效應(yīng)管(Q6)的柵極相連，所述第一場效應(yīng)管(Q1)的漏極與第一變壓器(T1)的次級線圈(N2)同名端相連，所述穩(wěn)壓二極管(D3)的陽極與第一變壓器(T1)的輔助繞組(N3)異名端相連，所述第一場效應(yīng)管(Q1)的柵極經(jīng)第一電阻(R1)、第一電容(C1)與第一變壓器(T1)的輔助繞組(N3)的異名端相連；所述第一變壓器(T1)的輔助繞組(N3)同名端與第一二極管(D1)的陽極相連，第一二極管(D1)的陰極經(jīng)第一電阻(R1)與第一場效應(yīng)管(Q1)的柵極相連，所述第二電容(C2)并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管(D3)的兩端，所述穩(wěn)壓二極管(D3)的陽極與第三電阻(R3)的接地端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，其特征在于:所述自驅(qū)電路還包括第二二極管(D2)，所述第二二極管(D2)的陰極與第一二極管(D1)的陰極相連，第二二極管(D2)的陽極與第一場效應(yīng)管(Q1)的柵極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，其特征在于:所述外驅(qū)電路包括第二變壓器(T2)、第三電容(C3)、第四二極管(D5)和電阻(R4、R5)；所述第二變壓器(T2)的初級線圈同名端與控制電路的輸出端相連，其異名端接地，所述第二變壓器(T2)的次級線圈異名端通過第三電容(C3)與第四二極管(D5)的陰極相連，第四二極管(D5)的陽極與第二變壓器(T2)的次級線圈同名端相連，所述第四電阻(R4)并聯(lián)在第三電容(C3)的兩端，第五電阻(R5)并聯(lián)在第四二極管(D5)的兩端，所述輸出整流電路具有第三場效應(yīng)管(Q7)，所述第四二極管(D5)的陰極與第三場效應(yīng)管(Q7)的柵極相連，第四二極管(D5)的陽極接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自驅(qū)與外驅(qū)電路相結(jié)合的同步整流模塊電源，其特征在于:所述外驅(qū)電路還包括第一三極管(Q2)、第二三極管(Q3)和第六電阻(R6);所述第一三極管(Q2)的基極與第二三極管(Q3)的基極相連，第一三極管(Q2)的發(fā)射極與第二三極管(Q3)的集電極相連，第一三極管(Q2)的集電極經(jīng)第六電阻(R6)與電源相連，第二三極管(Q3)的發(fā)射極與第四二極管(D5)的陽極相連，第二三極管(Q3)的基極與第四二極管(D5)的陰極相連，所述第三場效應(yīng)管(Q7)的柵極與第一三極管(Q2)的發(fā)射極相連。
【文檔編號】H02M7/217GK204068739SQ201420404529
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】李剛, 蘇俊生, 田君龍 申請人:合肥華耀電子工業(yè)有限公司