[发明专利]一种死区可调的变压器隔离互补驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器隔离互补驱动电路，尤其涉及一种死区可调的变压器隔离互补驱动电路。

背景技术

开关电源已经被广泛使用，而驱动电路是开关电源非常重要的一部分。由于电源拓扑本身的需要或者出于安全考虑，常需要将来自控制电路的驱动脉冲与功率开关管进行隔离。

脉冲变压器隔离是功率器件驱动电路常用的一种隔离形式，它不仅结构简单，不需要提供隔离电源，而且能够无延时的传输脉冲信号，满足了对驱动电路电气隔离、快速性以及驱动能力的要求，因而在隔离驱动电路中应用广泛。

在一些常见的有源箝位电路拓扑中，利用脉冲变压器提供电气隔离实现互补驱动是一种最为简单、经济的方法。但是脉冲变压器隔离互补驱动也存在一定的问题，其两路互补驱动输出死区很小，且不可调节，严重影响了主电路的安全运行。为了防止变换器因驱动死区较小而造成可能的上下管直通现象，通常需要在驱动电路输出的两路驱动信号间加入一定的死区时间。另外，为了实现功率开关管的软开关，提高变换器的效率，有时候还需要驱动电路能够根据实际情况灵活调节死区时间。

与半桥、全桥拓扑不同，在有源箝位电路拓扑应用中，其主功率开关管和箝位开关管的占空比并非恒定的50％，而是随着输入电压变化而变化的。因此，在此类应用中，互补驱动电路必须有能力提供较宽范围的占空比输出，以此满足变换器的正常工作需要。

为了保证驱动电路能够在宽占空比范围下实现稳定的驱动输出，比较简单的方法是在驱动电路变压器原边加入隔直电容，副边加入自举电容。然而加入了隔直电容和自举电容的驱动电路也存在一定的问题，当驱动脉冲输入关断时，由于隔直电容和自举电容上仍存在电压，会造成主功率开关管和箝位开关管的直通。

上述问题是在变压器隔离互补驱动设计与使用中应当予以考虑并解决的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中，变压器隔离互补驱动的死区时间无法调节的问题以及当驱动电路驱动脉冲关断时出现功率开关管直通的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种死区可调的变压器隔离互补驱动电路，包括：

一个原边绕组，两个副边绕组的驱动变压器；

连接于驱动脉冲输入和驱动变压器原边绕组之间的隔直电容；

由自举电容、二极管构成的自举电路，电容的一端连接驱动变压器副边绕组的一端，另一端于二极管阴极相连，二极管的阳极连接在驱动变压器副边绕组另一端；

由电阻、PNP三极管、二极管构成的加速关断电路，电阻并接在三极管的基极和集电极，三极管的发射极连接二极管的阴极以及功率开关管的栅极，三极管的基极连接二极管的阳极，三极管的集电极连接功率开关管的源极；

死区电路，串接于自举电路和加速关断电路之间，所述死区电路由RC积分电路、NPN三极管、三极管基极偏置电阻、三极管集电极偏置电阻、死区调节MOS管组成；

防直通电路，并联于隔直电容、自举电容两端。

所述死区电路，通过调整RC积分电路以及三极管基极偏置电阻的参数，可以调节驱动电路输出的死区时间。

所述防直通电路在驱动电路原边驱动脉冲关断时，对原边隔直电容和副边自举电容进行放电。

所述驱动变压器的两个副边同名端相反。

与现有技术相比，本发明的一种死区可调的变压器隔离互补驱动电路具有以下优点：

1)保留了原边的隔直电容以及副边的自举电容，可以使驱动变压器在较宽的占空比范围内实现稳定的驱动电压输出。

2)通过加入防直通电路，有效的解决了在变压器隔离互补驱动中，驱动脉冲关断时功率开关管误导通的现象。

3)防直通电路仅在驱动脉冲关断时才起作用，对驱动电路正常工作时无影响，不会影响驱动电路的效率。

4)通过加入死区电路，使得变压器隔离互补驱动电路能够灵活的调节驱动输出的死区时间，为有效实现软开关创造条件。

本发明在保留了传统驱动电路优点的基础上，解决了传统驱动电路中存在的问题。

附图说明

图1是传统的变压器隔离互补驱动电路示意图；

图2是图1中驱动电路正常工作时的驱动波形示意图；

图3是图1中驱动电路驱动脉冲输入关断时的驱动波形示意图；

图4是本发明的一种死区可调的变压器隔离互补驱动电路示意图；

图5是本发明的驱动电路正常工作时的驱动波形示意图；