混合型同步整流電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種混合型同步整流電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大功率白光LED技術(shù)的發(fā)展，照明產(chǎn)業(yè)開始面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。LED越來越多地被應(yīng)用于通用照明領(lǐng)域，道路照明則是其中一個極具潛力的重要應(yīng)用領(lǐng)域。由于LED本身所特有的長壽命、潛在的高光效的特征，設(shè)計(jì)一款能夠充分發(fā)揮此特征的高效率恒流驅(qū)動電源則顯得尤為重要。
[0003]在一般的反激式開關(guān)電源中，二次側(cè)的整流二極管損耗也是電源效率的重要影響因素之一，可以通過選用低導(dǎo)通壓降的肖特基二極管來緩解這個問題。但一方面，這種改良對性能的影響并不是非常顯著；另一方面，在本應(yīng)用中，輸出電壓較高，而肖特基二極管的反向耐壓一般較低，難以滿足要求。
[0004]比較好的方法就是采用同步整流技術(shù)，用導(dǎo)通電阻低的Mos管替代傳統(tǒng)的整流二極管。同步整流按照工作方式可以分為外驅(qū)型和自驅(qū)型，按工作原理分，又可以分為電壓型驅(qū)動、電流型驅(qū)動和諧振型驅(qū)動等。這些同步整流方式各具特點(diǎn)，但也各有不足。但由于將Mos管的門極驅(qū)動電壓鉗位在輸出電壓，而門極擊穿電壓較低，因此只適用于較低輸出電壓的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有的同步整流技術(shù)在驅(qū)動MOS管時(shí)只適用于輸出電壓較低應(yīng)用情況的技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種混合型同步整流電路。
[0006]本發(fā)明所述混合型同步整流電路，由變壓器、電流互感器、同步整流管和同步整流管控制電路組成，所述變壓器由二次側(cè)繞組和輔助繞組組成，所述二次側(cè)繞組起點(diǎn)和終點(diǎn)分別與電流互感器初級繞組起點(diǎn)和次級繞組終點(diǎn)連接，所述電流互感器初級繞組的終點(diǎn)與同步整流管漏極連接，同步整流管的源極和襯底接地；
所述同步整流管控制電路包括第一驅(qū)動三極管和第二驅(qū)動三極管，所述第一驅(qū)動三極管發(fā)射極連接同步整流管柵極，集電極接地，基極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)，所述第二驅(qū)動三極管的集電極連接同步整流管柵極，基極連接變壓器輔助繞組起點(diǎn)，第二驅(qū)動三極管的發(fā)射極通過整流二極管連接變壓器輔助繞組起點(diǎn)，所述整流二極管負(fù)極連接第二驅(qū)動三極管發(fā)射極，所述第二驅(qū)動三極管的發(fā)射極和集電極之間還并聯(lián)有第一電容。
[0007]優(yōu)選的，所述電流互感器終點(diǎn)與變壓器二次側(cè)繞組之間通過第一二極管連接，所述第一二極管負(fù)極連接變壓器，正極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)。
[0008]具體的，所述第一驅(qū)動三極管基極通過驅(qū)動整流二極管連接電流互感器，所述驅(qū)動整流二極管正極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)。
[0009]具體的，所述功率管為功率NMOS管。
[0010]本發(fā)明所述混合型同步整流電路具有如下特點(diǎn):I)可以廣泛適用于各種輸出電壓。2)電路結(jié)構(gòu)和原理較為簡單。3)驅(qū)動損耗小，效率高。4)電路確定性好，無誤動作。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0013]本發(fā)明所述混合型同步整流電路，由變壓器、電流互感器、同步整流管Ml和同步整流管控制電路組成，所述變壓器由二次側(cè)繞組和輔助繞組組成，所述二次側(cè)繞組起點(diǎn)和終點(diǎn)分別與電流互感器初級繞組起點(diǎn)和次級繞組終點(diǎn)連接，所述電流互感器初級繞組的終點(diǎn)與同步整流管漏極連接，同步整流管的源極和襯底接地；
所述同步整流管控制電路包括第一驅(qū)動三極管Ql和第二驅(qū)動三極管Q2，所述第一驅(qū)動三極管發(fā)射極連接同步整流管柵極，集電極接地，基極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)，所述第二驅(qū)動三極管的集電極連接同步整流管柵極，基極連接變壓器輔助繞組起點(diǎn)，第二驅(qū)動三極管的發(fā)射極通過整流二極管連接變壓器輔助繞組起點(diǎn)，所述整流二極管負(fù)極連接第二驅(qū)動三極管Q2發(fā)射極，所述第二驅(qū)動三極管的發(fā)射極和集電極之間還并聯(lián)有第一電容。
[0014]優(yōu)選的，所述電流互感器終點(diǎn)與變壓器二次側(cè)繞組之間通過第一二極管Dl連接，所述第一二極管負(fù)極連接變壓器，正極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)。
[0015]具體的，所述第一驅(qū)動三極管基極通過驅(qū)動整流二極管D5連接電流互感器，所述驅(qū)動整流二極管正極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)
如圖1所示，T3與T4分別為變壓器上的兩個繞組:其中，T3為二次側(cè)繞組，用于能量的傳遞，T4為輔助繞組。T4上的電壓跟隨T3的電壓升高，用以開啟同步整流Mos管Ml。CTl與CT2則為電流互感器CT的兩個繞組，其中，初級繞組CTl被串在主電路中，用于檢測流經(jīng)Mos管的電流。當(dāng)CTl中的電流下降到零時(shí)，CT2將把Ml關(guān)斷。因此，此方案以電壓信號控制Mos管導(dǎo)通，電流信號控制Mos管關(guān)斷，不僅效率高，而且工作穩(wěn)定，不存在誤開通的情況。下面將對這種驅(qū)動方案的工作過程做詳細(xì)分析。
[0016]I)第一階段，變壓器一次側(cè)Mos管關(guān)斷，電流從變壓器的一次側(cè)換流到二次偵U。T3繞組通過CTl，Ml為輸出電容器C3充電。T3繞組的輸出電壓被鉗位于C3兩端電壓(在本應(yīng)用中約為52V)。
[0017]由于T4繞組為變壓器的一個輔助繞組，因此，同名端B點(diǎn)的電壓比例上升至一個高電壓(在此應(yīng)用中約為10V)。則B點(diǎn)電壓通過二極管D2為電容器Cl、C4充電。其中，電容器C4為Mos管Ml的門極輸入電容，通常小于InF，以虛線示出。電容器Cl為外加電容，取C4電容值的10倍以上。由于C4遠(yuǎn)小于Cl，并且電容值很小，根據(jù)電容器的串聯(lián)分壓原理，C點(diǎn)電壓很快被充至近1V，Ml導(dǎo)通。同時(shí)，電流互感器CT中的能量從繞組CT2通過二極管Dl饋入輸出電容器C3，降低了開關(guān)驅(qū)動損耗，D點(diǎn)電壓也被鉗制在約52V。
[0018]2)第二階段，流經(jīng)Dl的電流降為O，此時(shí)流經(jīng)CTl的電流降為1ff。Dl關(guān)斷，D點(diǎn)電壓開始降低，最終使PNP型三極管Ql導(dǎo)通，C4上的電被放掉，C點(diǎn)變?yōu)榈碗妷?，Ml關(guān)斷，同步整流結(jié)束。由于此時(shí)1ff > O，變壓器二次側(cè)的充電過程仍未結(jié)束，改經(jīng)Ml的寄生體二極管續(xù)流，A點(diǎn)、B點(diǎn)仍為高電壓。由于C4被Ql短路，T4通過D2、Ql為Cl充電，直到Cl被充滿。值得注意的是，Cl之所以選用電容而不使用電阻，一方面保證了第一階段中對C4的快速充電，另一方面使得第二階段中Ql導(dǎo)通后在其上的損耗得以降低，提高了驅(qū)動的效率。
[0019]3)第三階段，變壓器一次側(cè)Mos管再次導(dǎo)通，A點(diǎn)、B點(diǎn)為負(fù)電壓，PNP三極管Q2導(dǎo)通，Cl被放電，保證了下一周期能夠再次正常工作。C點(diǎn)電壓保持在低電壓，不會造成Ml的誤開通。值得注意的是，在每個周期中，Cl都會被反復(fù)沖放電。其損耗由公式P = 1/2 C*U2* f 可得。其中，C 為 Cl 容值，設(shè) C = 1nF，U = 1V，f = 10kHz0 因此P = 50mff,此即在Cl上損耗的功率。當(dāng)變壓器一次側(cè)Mos管在一段時(shí)間后再次關(guān)斷后，新的一個周期開始。。
[0020]如上所述，可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.混合型同步整流電路，其特征在于，由變壓器、電流互感器、同步整流管和同步整流管控制電路組成，所述變壓器由二次側(cè)繞組和輔助繞組組成，所述二次側(cè)繞組起點(diǎn)和終點(diǎn)分別與電流互感器初級繞組起點(diǎn)和次級繞組終點(diǎn)連接，所述電流互感器初級繞組的終點(diǎn)與同步整流管漏極連接，同步整流管的源極和襯底接地； 所述同步整流管控制電路包括第一驅(qū)動三極管和第二驅(qū)動三極管，所述第一驅(qū)動三極管發(fā)射極連接同步整流管柵極，集電極接地，基極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)，所述第二驅(qū)動三極管的集電極連接同步整流管柵極，基極連接變壓器輔助繞組起點(diǎn)，第二驅(qū)動三極管的發(fā)射極通過整流二極管連接變壓器輔助繞組起點(diǎn)，所述整流二極管負(fù)極連接第二驅(qū)動三極管發(fā)射極，所述第二驅(qū)動三極管的發(fā)射極和集電極之間還并聯(lián)有第一電容。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型同步整流電路，其特征在于，所述電流互感器終點(diǎn)與變壓器二次側(cè)繞組之間通過第一二極管連接，所述第一二極管負(fù)極連接變壓器，正極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型同步整流電路，其特征在于，所述第一驅(qū)動三極管基極通過驅(qū)動整流二極管連接電流互感器，所述驅(qū)動整流二極管正極連接電流互感器次級繞組終點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型同步整流電路，其特征在于，所述功率管為功率NMOS管。
【專利摘要】本發(fā)明所述混合型同步整流電路，由變壓器、電流互感器、同步整流管和同步整流管控制電路組成，所述變壓器由二次側(cè)繞組和輔助繞組組成，所述二次側(cè)繞組起點(diǎn)和終點(diǎn)分別與電流互感器初級繞組起點(diǎn)和次級繞組終點(diǎn)連接，所述電流互感器初級繞組的終點(diǎn)與同步整流管漏極連接，同步整流管的源極和襯底接地；所述同步整流管控制電路包括第一驅(qū)動三極管和第二驅(qū)動三極管，所述第二驅(qū)動三極管的發(fā)射極和集電極之間還并聯(lián)有第一電容。本發(fā)明所述混合型同步整流電路具有如下特點(diǎn)：1）可以廣泛適用于各種輸出電壓。2）電路結(jié)構(gòu)和原理較為簡單。3）驅(qū)動損耗小，效率高。4）電路確定性好。
【IPC分類】H02M7/217
【公開號】CN105577001
【申請?zhí)枴緾N201410544409
【發(fā)明人】黃生林
【申請人】黃生林
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月15日