緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源，包括主電路單元和控制電路單元兩大部分，所述的主電路單元包含直流電源VS、開關(guān)管SW1、同步整流管SR1、電感L1、濾波電容C1和負載RL，其中開關(guān)管SW1為N溝道MOSFET管，同步整流管SR1為P溝道MOSFET管，并且其內(nèi)部含有體二極管；所述的控制電路單元包含脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE、開關(guān)管SW1的控制電路和同步整流管SR1的控制電路。本實用新型專利技術(shù)設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)建方便，不但能夠克服現(xiàn)有的BOOST型同步整流電源通用性不強的缺陷，不需要專用的同步整流控制驅(qū)動IC，使得有關(guān)驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換的電路相對容易，既適合驅(qū)動電壓12V以下的BOOST型同步整流電源，又適合驅(qū)動電壓12V以上的BOOST型同步整流電源。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及同步整流電源，更具體地說，是一種涉及緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源。
技術(shù)介紹
同步整流技術(shù)就是采用低導通電阻的功率MOSFET管代替開關(guān)變換器中的快恢復二極管，起整流管的作用，從而達到降低整流損耗和提高效率的目的。采用同步整流技術(shù)在大電流開關(guān)電源應用較廣，但是存在諸多問題有待進一步解決：(1)通常低壓大電流BOOST型同步整流電源的工作電壓在48V以下，然而功率MOSFET管的驅(qū)動電壓一般在20V以下，另外，其驅(qū)動電壓的損耗又與驅(qū)動電壓的平方成正比，所以現(xiàn)階段同步整流技術(shù)在驅(qū)動電壓12V以下的開關(guān)電源領(lǐng)域占有的比例較高，以致在驅(qū)動電壓12V以上的低壓大電流的BOOST型同步整流電源領(lǐng)域難以發(fā)揮出同步整流技術(shù)的優(yōu)勢；(2)同步整流的驅(qū)動方式可以分為自驅(qū)和外驅(qū)兩種形式，相對而言，自驅(qū)式雖然電路簡單，成本節(jié)約，但是因為驅(qū)動電壓和時序不好安排，存在驅(qū)動波形質(zhì)量不高，死區(qū)不好控制的缺陷；外驅(qū)式雖然克服了自驅(qū)的缺陷，但是其驅(qū)動電路多采用專用的控制驅(qū)動IC，且外圍與之對應的檢測和驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)相對復雜、成本較高；(3)同步整流電源驅(qū)動電路器件作用對象為主開關(guān)管和同步整流管，其在同步整流電源當中的電路結(jié)構(gòu)不盡相同，解決問題的關(guān)鍵在于驅(qū)動電路當中的信號電平轉(zhuǎn)換和功率轉(zhuǎn)換要有效可靠。隨著電子器件技術(shù)的發(fā)展，集成芯片封裝和具有較好的帶負載能力的緩沖器得以大量應用，也只能解決同步整流電源驅(qū)動電路設(shè)計當中的功率轉(zhuǎn)換方面問題，不能很好地解決直接匹配同步整流電源驅(qū)動電路與主開關(guān)管和同步整流管之間信號電平的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本技術(shù)旨在提供一種緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源，能夠克服現(xiàn)有的BOOST型同步整流電源通用性不強的缺陷。為了實現(xiàn)上述專利技術(shù)的目的，本技術(shù)具體提供緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源技術(shù)方案是：包括主電路單元和控制電路單元兩大部分。(1)所述的主電路單元包含直流電源VS、開關(guān)管SW1、同步整流管SR1、電感L1、濾波電容C1和負載RL，其中開關(guān)管SW1為N溝道MOSFET管，同步整流管SR1為P溝道MOSFET管，并且其內(nèi)部含有體二極管，直流電源VS的正極與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與開關(guān)管SW1的漏極和同步整流管SR1的漏極相連，開關(guān)管SW1的源極與直流電源VS的負極相連，濾波電容C1與負載RL并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與同步整流管SR1的源極相連，而其并聯(lián)的另一端與直流電源VS的負極相連；(2)所述的控制電路單元包含脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE、開關(guān)管SW1的控制電路和同步整流管SR1的控制電路，其中開關(guān)管SW1的控制電路又包含偏置電阻R3、偏置電阻R4、同相緩沖器U3、限流電阻R5和光耦U1，同步整流管SR1的控制電路又包含偏置電阻R1、偏置電阻R2、反相緩沖器U4、限流電阻R6和光耦U2；脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE的脈沖輸出端又分兩條支路，第一條支路與同相緩沖器U3的輸入端相連，同相緩沖器U3的輸出端與限流電阻R5的一端相連，限流電阻R5的另一端與光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陽極相連，光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陰極與所述直流電源VS的負極相連，光耦U1輸出級的集電極與所述直流電源VS的正極相連，光耦U1輸出級的發(fā)射極與偏置電阻R3的一端相連，偏置電阻R3的另一端與開關(guān)管SW1的柵極和偏置電阻R4的一端相連，偏置電阻R4的另一端與開關(guān)管SW1的源極相連；脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE的脈沖輸出端的第二條支路與反相緩沖器U4的輸入端相連，反相緩沖器U4的輸出端與限流電阻R6的一端相連，限流電阻R6的另一端與光耦U2輸入級的發(fā)光二極管陽極相連，光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陰極與所述直流電源VS的負極相連，光耦U2輸出級的集電極與偏置電阻R1的一端相連，偏置電阻R1的另一端與同步整流管SR1的柵極和偏置電阻R2的一端相連，偏置電阻R2的另一端與同步整流管SR1的源極相連，光耦U2輸出級的發(fā)射極與所述直流電源VS的負極相連。優(yōu)選的，在所述偏置電阻R2或所述偏置電阻R4的兩端并聯(lián)電容C2，以利于調(diào)節(jié)所述開關(guān)管SW1和所述同步整流管SR1之間的死區(qū)時間。優(yōu)選的，在所述偏置電阻R4的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW1，以利于所述開關(guān)管SW1的柵極與源極之間的電壓限幅，即穩(wěn)壓二極管DW1的陰極與開關(guān)管SW1的柵極相連，穩(wěn)壓二極管DW1的陽極與開關(guān)管SW1的源極相連；在所述偏置電阻R2的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW2，以利于所述同步整流管SR1的柵極與源極之間的電壓限幅，即穩(wěn)壓二極管DW2的陰極與同步整流管SR1的源極相連，穩(wěn)壓二極管DW2的陽極與同步整流管SR1的柵極相連。本技術(shù)的有益效果是，提供緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源，設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)建方便，不但能夠克服現(xiàn)有的BOOST型同步整流電源通用性不強的缺陷，不需要專用的同步整流控制驅(qū)動IC，使得有關(guān)驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換的電路相對容易，既適合驅(qū)動電壓12V以下的BOOST型同步整流電源，又適合驅(qū)動電壓12V以上的BOOST型同步整流電源。附圖說明為了更清楚地說明本技術(shù)實施例或技術(shù)方案，下面將對實施例或技術(shù)方案描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)的較典型實施例結(jié)構(gòu)組成或電路圖的說明，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本技術(shù)緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源一種典型示意圖。圖2是本技術(shù)緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源附加死區(qū)調(diào)節(jié)電容的一種典型示意圖。圖3是本技術(shù)緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源附加穩(wěn)壓二極管的一種典型示意圖。圖4是本技術(shù)緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源附加死區(qū)調(diào)節(jié)電容和穩(wěn)壓二極管的一種典型示意圖。具體實施方式為使本技術(shù)實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本技術(shù)實施例中的附圖，對本技術(shù)技術(shù)組成、技術(shù)方案和實施例進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術(shù)的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他實施例，都屬于本技術(shù)保護的范圍。現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式對本技術(shù)進一步說明。如附圖1所示，是本技術(shù)緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源一種典型示意圖，包括主電路單元和控制電路單元兩大部分。(1)所述的主電路單元包含直流電源VS、開關(guān)管SW1、同步整流管SR1、電感L1、濾波電容C1和負載RL，其中開關(guān)管SW1為N溝道MOSFET管，同步整流管SR1為P溝道MOSFET管，并且其內(nèi)部含有體二極管，直流電源VS的正極與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與開關(guān)管SW1的漏極和同步整流管SR1的漏極相連，開關(guān)管SW1的源極與直流電源VS的負極相連，濾波電容C1與負載RL并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與同步整流管SR1的源極相連，而其并聯(lián)的另一端與直流電源VS的負極相連；(2)所述的控制電路單元包含脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE、開關(guān)管SW1的控制電路和同步整流管SR1的控制電路，其中開關(guān)管本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源，包括主電路單元和控制電路單元兩大部分，其特征是：(1)所述的主電路單元包含直流電源VS、開關(guān)管SW1、同步整流管SR1、電感L1、濾波電容C1和負載RL，其中開關(guān)管SW1為N溝道MOSFET管，同步整流管SR1為P溝道MOSFET管，并且其內(nèi)部含有體二極管，直流電源VS的正極與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與開關(guān)管SW1的漏極和同步整流管SR1的漏極相連，開關(guān)管SW1的源極與直流電源VS的負極相連，濾波電容C1與負載RL并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與同步整流管SR1的源極相連，而其并聯(lián)的另一端與直流電源VS的負極相連；(2)所述的控制電路單元包含脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE、開關(guān)管SW1的控制電路和同步整流管SR1的控制電路，其中開關(guān)管SW1的控制電路又包含偏置電阻R3、偏置電阻R4、同相緩沖器U3、限流電阻R5和光耦U1，同步整流管SR1的控制電路又包含偏置電阻R1、偏置電阻R2、反相緩沖器U4、限流電阻R6和光耦U2；脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE的脈沖輸出端又分兩條支路，第一條支路與同相緩沖器U3的輸入端相連，同相緩沖器U3的輸出端與限流電阻R5的一端相連，限流電阻R5的另一端與光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陽極相連，光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陰極與所述直流電源VS的負極相連，光耦U1輸出級的集電極與所述直流電源VS的正極相連，光耦U1輸出級的發(fā)射極與偏置電阻R3的一端相連，偏置電阻R3的另一端與開關(guān)管SW1的柵極和偏置電阻R4的一端相連，偏置電阻R4的另一端與開關(guān)管SW1的源極相連；脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE的脈沖輸出端的第二條支路與反相緩沖器U4的輸入端相連，反相緩沖器U4的輸出端與限流電阻R6的一端相連，限流電阻R6的另一端與光耦U2輸入級的發(fā)光二極管陽極相連，光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陰極與所述直流電源VS的負極相連，光耦U2輸出級的集電極與偏置電阻R1的一端相連，偏置電阻R1的另一端與同步整流管SR1的柵極和偏置電阻R2的一端相連，偏置電阻R2的另一端與同步整流管SR1的源極相連，光耦U2輸出級的發(fā)射極與所述直流電源VS的負極相連。...

【技術(shù)特征摘要】
1.緩沖器匹配光耦隔離自驅(qū)BOOST型同步整流電源，包括主電路單元和控制電路單元兩大部分，其特征是：(1)所述的主電路單元包含直流電源VS、開關(guān)管SW1、同步整流管SR1、電感L1、濾波電容C1和負載RL，其中開關(guān)管SW1為N溝道MOSFET管，同步整流管SR1為P溝道MOSFET管，并且其內(nèi)部含有體二極管，直流電源VS的正極與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與開關(guān)管SW1的漏極和同步整流管SR1的漏極相連，開關(guān)管SW1的源極與直流電源VS的負極相連，濾波電容C1與負載RL并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與同步整流管SR1的源極相連，而其并聯(lián)的另一端與直流電源VS的負極相連；(2)所述的控制電路單元包含脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE、開關(guān)管SW1的控制電路和同步整流管SR1的控制電路，其中開關(guān)管SW1的控制電路又包含偏置電阻R3、偏置電阻R4、同相緩沖器U3、限流電阻R5和光耦U1，同步整流管SR1的控制電路又包含偏置電阻R1、偏置電阻R2、反相緩沖器U4、限流電阻R6和光耦U2；脈沖驅(qū)動器PWM_DRIVE的脈沖輸出端又分兩條支路，第一條支路與同相緩沖器U3的輸入端相連，同相緩沖器U3的輸出端與限流電阻R5的一端相連，限流電阻R5的另一端與光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陽極相連，光耦U1輸入級的發(fā)光二極管陰極與所述直流電源VS的負極相連，光耦U1輸出級的集電極與所述直流電源VS的正極相連，光耦U1輸出級的發(fā)射極與偏置電阻R3的一端相連，偏置電阻R3的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡志文，賈紅艷，李斌，童俊，
申請(專利權(quán))人：湖南信息職業(yè)技術(shù)學院，
類型：新型
國別省市：湖南;43