[发明专利]一种用于有源开关器件的正负电源产生电路及方法

权利要求书

1.一种用于有源开关器件的正负电源产生电路，其特征在于：包括控制器、原边推挽电路和副边半波整流电路；

所述控制器用于产生不同占空比的两路PWM脉冲信号；

所述原边推挽电路包括隔离驱动变压器，以及用于连接隔离驱动变压器和控制器的开关器件；其中，隔离驱动变压器包括具有不同匝数的第一原边绕组和第二原边绕组、以及一副边绕组；第一原边绕组的绕组抽头和第二原边绕组的绕组抽头均连接至输入电源，第一原边绕组、第二原边绕组通过开关器件与原边地连接；副边绕组与所述副边半波整流电路连接；

控制器通过输出两路PWM脉冲信号控制开关器件导通，使得输入电源加载到第一原边绕组或者第二原边绕组，进而使得副边绕组的感应电压经过副边半波整流电路整流后，输出不对称的正电压或者负电压。

2.根据权利要求1所述的正负电源产生电路，其特征在于：所述开关器件包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的第一极连接控制器产生的其中一路PWM脉冲信号，第一晶体管的第二极连接第一原边绕组的绕组抽头，第一原边绕组的另一端连接第二原边绕组的绕组抽头以及输入电源，第一晶体管的第三极接原边地；第二晶体管的第一极连接控制器产生的另外一路PWM脉冲信号，第二晶体管的第二极连接第二原边绕组的另一端，第二晶体管的第三极接原边地。

3.根据权利要求2所述的正负电源产生电路，其特征在于：第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组的匝数根据输入和输出电压来设置，对应的，控制器产生与之相匹配的不同占空比的两路PWM脉冲信号来驱动第一晶体管和第二晶体管；其中，控制器产生的两路PWM脉冲信号的占空比分别为d1和d2，则满足：d1/d2=N1/N2，且d1+d2≤100%，N1≠N2，其中，N1为第一原边绕组的匝数，N2为第二原边绕组的匝数。

4.根据权利要求3所述的正负电源产生电路，其特征在于：控制器产生带死区时间的两路PWM脉冲信号，两路PWM脉冲信号的占空比满足：d1+d2<100%。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的正负电源产生电路，其特征在于：所述副边半波整流电路包括第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容，隔离驱动变压器的副边绕组的第一端同时连接第一二极管的阳极和第二二极管的阴极，隔离驱动变压器的副边绕组的第二端同时连接第一电容的负极、第二电容的正极以及副边地，第一二极管的阴极连接第一电容的正极，并作为输出正电压；第二二极管的阳极连接第二电容的负极，并作为输出负电压。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的正负电源产生电路，其特征在于：所述控制器是CPLD或者FPGA或者DSP；所述开关器件是MOSFET或者BJT或者IGBT。

7.一种用于有源开关器件的正负电源产生方法，其特征在于，包括：

根据输入和输出电压来设置隔离驱动变压器的第一原边绕组的匝数为N1、第二原边绕组的匝数为N2、副边绕组的匝数为N3，N1≠N2；

通过控制器产生不同占空比的两路PWM脉冲信号，以驱动原边推挽电路的开关器件，且，该两路PWM脉冲信号的占空比与隔离驱动变压器的匝数关系满足：d1/d2=N1/N2，且d1+d2≤100%，其中，d1和d2为两路PWM脉冲信号的占空比；

控制器通过其中一路PWM脉冲信号，控制原边推挽电路的开关器件导通，使得输入电源加载到第一原边绕组或者第二原边绕组；

副边绕组获得感应电压，且该感应电压经过副边半波整流电路整流后，输出不对称的正电压或者负电压。

8.根据权利要求7所述的正负电源产生方法，其特征在于：控制器产生带死区时间的两路PWM脉冲信号，两路PWM脉冲信号的占空比满足：d1+d2<100%。