一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路的制作方法

1.本发明涉及一种开关电源的驱动装置。


背景技术：

2.随着工业技术的发展，高效、高功率密度的开关电源越来越受到用户的青睐；开关电源的效率指标也成为电源工程师们重点关注的对象，特别是在低压大电流输出的情况下，由于二极管固有导通压降的存在，现有的二极管整流方式已无法满足开关电源高效率的要求；随着半导体技术的发展，mos管的导通电阻变得越来越小，因此采用mos管替代二极管整流，对低压大电流输出的开关电源效率提升非常明显；同时，开关电源需要依靠驱动电路进行控制，现有的整流驱动电路容易掉电，并且整流驱动电路掉电以后同步整流管无法迅速关断，使得整流管的电压应力增大，进而降低了开关电源整流驱动电路的可靠性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有的开关电源整流驱动电路容易掉电，导致其可靠性差的问题，提出了一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路。
4.本发明所述的一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路，该整流驱动电路作用于开关电源变压器的二次侧电路；
5.所述整流驱动电路包括第一驱动器u1、第二驱动器u2、控制电路和偏置电路；
6.所述偏置电路用于产生偏置信号，偏置信号作用于控制电路，使控制电路产生不同的两个电压阈值，该不同的两个电压阈值分别作用于第一驱动器u1和第二驱动器u2；第一驱动器u1与第二驱动器u2根据输入不同的两个电压阈值产生不同两个驱动信号，不同两个驱动信号分别驱动开关电源变压器二次侧电路中的两个mos管。
7.进一步的，所述第一驱动器u1的型号为：max5048a；第二驱动器u2的型号为：max5048b；
8.第一驱动器u1的1号引脚同时与第一驱动器u1的2号引脚、第一驱动器u1的3号引脚、第二驱动器u2的1号引脚以及电容c4的一端相连，并且该公共端为out1输出端；
9.电容c4的另一端接地；
10.第一驱动器u1的4号引脚接地；
11.第一驱动器u1的5号引脚接地；
12.第一驱动器u1的6号引脚与第二驱动器u2的5号引脚相连，并且该公共端用于输入一个电压阈值；
13.第二驱动器u2的2号引脚与第二驱动器u2的3号引脚相连，并且两者的连接端为out2输出端；
14.第二驱动器u2的4号引脚接地；
15.第二驱动器u2的6号引脚用于输入另一个电压阈值；
16.所述out1输出端与out2输出端为两个驱动信号输出端。
17.进一步的，所述控制电路包括电阻r1至电阻r3、电容c1至电容c3和二极管d1；
18.所述偏置电路包括二极管d2至二极管d4、电阻r4至电阻r8、电容c5至电容c8、mos管vt3和mos管vt4；
19.电阻r1的一端与电阻r3的一端相连，两者的连接端为in输入端；in输入端为开关电源变压器辅助绕组的正极输出端；
20.电阻r1的另一端同时与电容c1的一端以及电阻r2的一端相连；电容c1的另一端接地；
21.电阻r2的另一端同时与电容c2的一端、二极管d1的阳极、第一驱动器u1的6号引脚以及第二驱动器u2的5号引脚相连；电容c2的另一端接地；
22.二极管d1的阴极同时与电容c3的一端、mos管vt4的漏极以及第二驱动器u2的6号引脚相连；电容c3的另一端接地；
23.电阻r3的另一端同时与二极管d2的阳极以及二极管d3的阳极相连；
24.二极管d2的阴极同时与电阻r4的一端、电阻r7的一端以及电容c5的一端相连；
25.电容c5的另一端与电阻r7的另一端相连，并接地；
26.电阻r4的另一端同时与mos管vt3的栅极以及二极管d4的阴极相连；
27.二极管d3的阴极同时与电阻r5的一端以及电容c8的一端相连；电容c8的另一端同时与二极管d4的阳极、电阻r6的一端以及电容c6的一端相连，并接地；
28.电阻r5的另一端同时与电阻r6的另一端、电容c6的另一端以及mos管vt3的源极相连；
29.mos管vt3的漏极同时与电阻r8的一端、电容c7的一端以及mos管vt4的栅极相连；
30.电阻r8的另一端同时与电容c7的另一端以及mos管vt4的源极相连，并接地。
31.进一步的，所述开关电源变压器的二次侧电路包括电感l1、电容c0、电容c9、电容c10、二极管vd1、二极管vd2、mos管vt1和mos管vt2；
32.电感l1的一端同时与变压器t副边线圈的正极输出端、mos管vt2的漏极、电容c9的一端以及二极管vd2的阴极相连；电感l1的另一端与电容c0的一端相连，两者的公共端为开关电源变压器的二次侧电路输出端正极；
33.变压器t副边线圈的负极输出端同时与mos管vt1的漏极、电容c10的一端以及二极管vd1的阴极相连；
34.二极管vd1的阳极同时与电容c10的另一端、mos管vt1的源极、mos管vt2的源极、电容c9的另一端、二极管vd2的阳极以及电容c0的另一端相连，并接地；同时该连接端为开关电源变压器的二次侧电路输出端负极；
35.所述mos管vt1的栅极为in1输入端，mos管vt2的栅极为in2输入端；in1输入端和in2输入端不同两个驱动信号的输入端。
36.本发明的工作原理为：采用第一驱动器u1和第二驱动器u2分别驱动二次侧整流mos管vt1和续流mos管vt2，利用第一驱动器u1和第二驱动器u2第6脚逻辑输入电压阈值的不同，调节电阻r1、电阻r2、电容c1和电容c2构成控制电路的死区时间，防止mos管vt1和mos管vt2共通；并且在偏置电路的作用下让同步整流管能够迅速关断，减小了整流管关断时电压应力，增加了整流驱动电路的可靠性。
37.本发明的有益效果为：在偏置电路的作用下让同步整流管能够迅速关断，减小了
整流管关断时电压应力，同时控制电路产生不同的两个电压阈值，该不同的两个电压阈值使第一驱动器u1与第二驱动器u2产生不同两个驱动信号，不同两个驱动信号分别驱动开关电源变压器二次侧电路中的mos管vt1和mos管vt2，起到了防止mos管vt1和mos管vt2共通的作用，并且增加了整流驱动电路的可靠性。
附图说明
38.图1为具体实施方式一所述一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路的电路图；
39.图2为具体实施方式一中开关电源变压器的二次侧电路的电路图。
具体实施方式
40.结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路，该整流驱动电路作用于开关电源变压器的二次侧电路；
41.所述整流驱动电路包括第一驱动器u1、第二驱动器u2、控制电路1和偏置电路2；
42.所述偏置电路2用于产生偏置信号，偏置信号作用于控制电路1，使控制电路1产生不同的两个电压阈值，该不同的两个电压阈值分别作用于第一驱动器u1和第二驱动器u2；第一驱动器u1与第二驱动器u2根据输入不同的两个电压阈值产生不同两个驱动信号，不同两个驱动信号分别驱动开关电源变压器二次侧电路中的两个mos管。
43.在本实施方式中，在偏置电路的作用下让同步整流管能够迅速关断，减小了整流管关断时电压应力，同时控制电路产生不同的两个电压阈值，该不同的两个电压阈值使第一驱动器u1与第二驱动器u2产生不同两个驱动信号，不同两个驱动信号分别驱动开关电源变压器二次侧电路中的两个mos管，起到了防止两个mos管共通的作用，并且增加了整流驱动电路的可靠性。
44.优选实施例中，所述第一驱动器u1的型号为：max5048a；第二驱动器u2的型号为：max5048b；
45.第一驱动器u1的1号引脚同时与第一驱动器u1的2号引脚、第一驱动器u1的3号引脚、第二驱动器u2的1号引脚以及电容c4的一端相连，并且该公共端为out1输出端；
46.电容c4的另一端接地；
47.第一驱动器u1的4号引脚接地；
48.第一驱动器u1的5号引脚接地；
49.第一驱动器u1的6号引脚与第二驱动器u2的5号引脚相连，并且该公共端用于输入一个电压阈值；
50.第二驱动器u2的2号引脚与第二驱动器u2的3号引脚相连，并且两者的连接端为out2输出端；
51.第二驱动器u2的4号引脚接地；
52.第二驱动器u2的6号引脚用于输入另一个电压阈值；
53.所述out1输出端与out2输出端为两个驱动信号输出端。
54.优选实施例中，所述控制电路1包括电阻r1至电阻r3、电容c1至电容c3和二极管d1；
55.所述偏置电路2包括二极管d2至二极管d4、电阻r4至电阻r8、电容c5至电容c8、mos管vt3和mos管vt4；
56.电阻r1的一端与电阻r3的一端相连，两者的连接端为in输入端；in输入端为开关电源变压器辅助绕组的正极输出端；
57.电阻r1的另一端同时与电容c1的一端以及电阻r2的一端相连；电容c1的另一端接地；
58.电阻r2的另一端同时与电容c2的一端、二极管d1的阳极、第一驱动器u1的6号引脚以及第二驱动器u2的5号引脚相连；电容c2的另一端接地；
59.二极管d1的阴极同时与电容c3的一端、mos管vt4的漏极以及第二驱动器u2的6号引脚相连；电容c3的另一端接地；
60.电阻r3的另一端同时与二极管d2的阳极以及二极管d3的阳极相连；
61.二极管d2的阴极同时与电阻r4的一端、电阻r7的一端以及电容c5的一端相连；
62.电容c5的另一端与电阻r7的另一端相连，并接地；
63.电阻r4的另一端同时与mos管vt3的栅极以及二极管d4的阴极相连；
64.二极管d3的阴极同时与电阻r5的一端以及电容c8的一端相连；电容c8的另一端同时与二极管d4的阳极、电阻r6的一端以及电容c6的一端相连，并接地；
65.电阻r5的另一端同时与电阻r6的另一端、电容c6的另一端以及mos管vt3的源极相连；
66.mos管vt3的漏极同时与电阻r8的一端、电容c7的一端以及mos管vt4的栅极相连；
67.电阻r8的另一端同时与电容c7的另一端以及mos管vt4的源极相连，并接地。
68.优选实施例中，所述开关电源变压器的二次侧电路包括电感l1、电容c0、电容c9、电容c10、二极管vd1、二极管vd2、mos管vt1和mos管vt2；
69.电感l1的一端同时与变压器t副边线圈的正极输出端、mos管vt2的漏极、电容c9的一端以及二极管vd2的阴极相连；电感l1的另一端与电容c0的一端相连，两者的公共端为开关电源变压器的二次侧电路输出端正极；
70.变压器t副边线圈的负极输出端同时与mos管vt1的漏极、电容c10的一端以及二极管vd1的阴极相连；
71.二极管vd1的阳极同时与电容c10的另一端、mos管vt1的源极、mos管vt2的源极、电容c9的另一端、二极管vd2的阳极以及电容c0的另一端相连，并接地；同时该连接端为开关电源变压器的二次侧电路输出端负极；
72.所述mos管vt1的栅极为in1输入端，mos管vt2的栅极为in2输入端；in1输入端和in2输入端不同两个驱动信号的输入端。
73.在本实施方式中，由图2可知，在电路掉电后，输出电容c0上存放的电荷通过电感l1和变压器t进行反向励磁；反向励磁电流随着时间的增加而增大，随着反向励磁电流的逐渐增加，整流管关断所产生的电压尖峰将会越来越大。
74.在本实施方式中，如图1所示，设置电阻r7与电容c5的时间常数大于电阻r6与电容c6的时间常数；采用第一驱动器u1和第二驱动器u2分别驱动二次侧整流mos管vt1和续流mos管vt2，利用第一驱动器u1和第二驱动器u2第6脚逻辑输入电压阈值的不同，调节电阻r1、电阻r2、电容c1和电容c2构成控制电路的死区时间，防止mos管vt1和mos管vt2共通；并
且在偏置电路的作用下让同步整流管能够迅速关断，减小了整流管关断时电压应力，增加了整流驱动电路的可靠性；
75.由二极管d2至二极管d4、电阻r4至电阻r8、电容c5至电容c8、mos管vt3和mos管vt4构成的偏置电路2稳态工作时使mos管vt3处于关断状态；当电路掉电时，由于设置电阻r7与电容c5的时间常数大于电阻r6与电容c6的时间常数，因此mos管vt3的漏极电压放电慢，mos管vt3的栅极电压放电快；当mos管vt3的栅漏电压为负并达到mos管vt3的开起电压时，mos管vt3导通；mos管vt3的漏极电压将使mos管vt4导通，将第一驱动器u1和第二驱动器u2的第6脚拉低，使整流管栅极及时放电，让同步整流管能够迅速关断，减小了整流管关断时电压应力，增加了电路可靠性。
76.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路，其特征在于，该整流驱动电路作用于开关电源变压器的二次侧电路；所述整流驱动电路包括第一驱动器u1、第二驱动器u2、控制电路(1)和偏置电路(2)；所述偏置电路(2)用于产生偏置信号，偏置信号作用于控制电路(1)，使控制电路(1)产生不同的两个电压阈值，该不同的两个电压阈值分别作用于第一驱动器u1和第二驱动器u2；第一驱动器u1与第二驱动器u2根据输入不同的两个电压阈值产生不同两个驱动信号，不同两个驱动信号分别驱动开关电源变压器二次侧电路中的两个mos管。2.根据权利要求1所述的一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路，其特征在于，所述第一驱动器u1的型号为：max5048a；第二驱动器u2的型号为：max5048b；第一驱动器u1的1号引脚同时与第一驱动器u1的2号引脚、第一驱动器u1的3号引脚、第二驱动器u2的1号引脚以及电容c4的一端相连，并且该公共端为out1输出端；电容c4的另一端接地；第一驱动器u1的4号引脚接地；第一驱动器u1的5号引脚接地；第一驱动器u1的6号引脚与第二驱动器u2的5号引脚相连，并且该公共端用于输入一个电压阈值；第二驱动器u2的2号引脚与第二驱动器u2的3号引脚相连，并且两者的连接端为out2输出端；第二驱动器u2的4号引脚接地；第二驱动器u2的6号引脚用于输入另一个电压阈值；所述out1输出端与out2输出端为两个驱动信号输出端。3.根据权利要求2所述的一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路，其特征在于，所述控制电路(1)包括电阻r1至电阻r3、电容c1至电容c3和二极管d1；所述偏置电路(2)包括二极管d2至二极管d4、电阻r4至电阻r8、电容c5至电容c8、mos管vt3和mos管vt4；电阻r1的一端与电阻r3的一端相连，两者的连接端为in输入端；in输入端为开关电源变压器辅助绕组的正极输出端；电阻r1的另一端同时与电容c1的一端以及电阻r2的一端相连；电容c1的另一端接地；电阻r2的另一端同时与电容c2的一端、二极管d1的阳极、第一驱动器u1的6号引脚以及第二驱动器u2的5号引脚相连；电容c2的另一端接地；二极管d1的阴极同时与电容c3的一端、mos管vt4的漏极以及第二驱动器u2的6号引脚相连；电容c3的另一端接地；电阻r3的另一端同时与二极管d2的阳极以及二极管d3的阳极相连；二极管d2的阴极同时与电阻r4的一端、电阻r7的一端以及电容c5的一端相连；电容c5的另一端与电阻r7的另一端相连，并接地；电阻r4的另一端同时与mos管vt3的栅极以及二极管d4的阴极相连；二极管d3的阴极同时与电阻r5的一端以及电容c8的一端相连；电容c8的另一端同时与二极管d4的阳极、电阻r6的一端以及电容c6的一端相连，并接地；电阻r5的另一端同时与电阻r6的另一端、电容c6的另一端以及mos管vt3的源极相连；
mos管vt3的漏极同时与电阻r8的一端、电容c7的一端以及mos管vt4的栅极相连；电阻r8的另一端同时与电容c7的另一端以及mos管vt4的源极相连，并接地。4.根据权利要求1所述的一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路，其特征在于，所述开关电源变压器的二次侧电路包括电感l1、电容c0、电容c9、电容c10、二极管vd1、二极管vd2、mos管vt1和mos管vt2；电感l1的一端同时与变压器t副边线圈的正极输出端、mos管vt2的漏极、电容c9的一端以及二极管vd2的阴极相连；电感l1的另一端与电容c0的一端相连，两者的公共端为开关电源变压器的二次侧电路输出端正极；变压器t副边线圈的负极输出端同时与mos管vt1的漏极、电容c10的一端以及二极管vd1的阴极相连；二极管vd1的阳极同时与电容c10的另一端、mos管vt1的源极、mos管vt2的源极、电容c9的另一端、二极管vd2的阳极以及电容c0的另一端相连，并接地；同时该连接端为开关电源变压器的二次侧电路输出端负极；所述mos管vt1的栅极为in1输入端，mos管vt2的栅极为in2输入端；in1输入端和in2输入端不同两个驱动信号的输入端。

技术总结
一种有源钳位同步整流开关电源的整流驱动电路，涉及一种开关电源的驱动装置，为了解决现有的开关电源整流驱动电路容易掉电，导致其可靠性差的问题。本发明的偏置电路用于产生偏置信号，偏置信号作用于控制电路，使控制电路产生不同的两个电压阈值，该不同的两个电压阈值分别作用于第一驱动器U1和第二驱动器U2；第一驱动器U1与第二驱动器U2根据输入不同的两个电压阈值产生不同两个驱动信号，不同两个驱动信号分别驱动开关电源变压器二次侧电路中的两个MOS管。有益效果为减小了整流管关断时电压应力，增加了整流驱动电路的可靠性。增加了整流驱动电路的可靠性。增加了整流驱动电路的可靠性。


技术研发人员：林宪峰 王国山 吕丛生 李大鹏 谢敬 李钊枢 佘佳玺 吴学雷 冯斌 王亮 赵斌 李建羽 蒲红军 金丽英 刘迪 刘岩峰 周强 张冬英 苏卫民 张健 张静 黄海杰 于思源
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/9/9