本實(shí)用新型涉及同步整流電源，更具體地說(shuō)，是一種涉及他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源。

背景技術(shù)：

同步整流技術(shù)就是采用低導(dǎo)通電阻的功率MOSFET管代替開(kāi)關(guān)變換器中的快恢復(fù)二極管，起整流管的作用，從而達(dá)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(kāi)關(guān)電源應(yīng)用較廣，但是存在諸多問(wèn)題有待進(jìn)一步解決：

(1)通常低壓大電流全波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(dòng)電壓一般在20V以下，另外，其驅(qū)動(dòng)電壓的損耗又與驅(qū)動(dòng)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(dòng)電壓12V以下的開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域占有的比例較高，以致在驅(qū)動(dòng)電壓12V以上的全波型同步整流電源領(lǐng)域難以發(fā)揮出同步整流技術(shù)的優(yōu)勢(shì)；

(2)當(dāng)前全波型同步整流電源的一次側(cè)主電路常用的有半橋式、全橋式和推挽式結(jié)構(gòu)，并且具有兩路相差180度的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)特性，難以找到通用的同步整流驅(qū)動(dòng)電路；

(3)同步整流的驅(qū)動(dòng)方式可以分為自驅(qū)和外驅(qū)兩種形式，相對(duì)而言，自驅(qū)式雖然電路簡(jiǎn)單，成本節(jié)約，但是因?yàn)轵?qū)動(dòng)電壓和時(shí)序不好安排，存在驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路多采用專用的控制驅(qū)動(dòng)IC，且外圍與之對(duì)應(yīng)的檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提供一種他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源，能夠克服現(xiàn)有的全波型同步整流電源的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本實(shí)用新型具體提供他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源技術(shù)方案是：

包括主電路單元和同步整流控制電路單元兩大部分。

(1)所述的主電路單元包含變壓器T1、變壓器T1一次側(cè)主電路和變壓器T1二次側(cè)主電路，其中變壓器T1是具有1個(gè)一次側(cè)繞組和2個(gè)二次側(cè)繞組的正激式結(jié)構(gòu)的高頻變壓器，用于承擔(dān)變壓器T1一次側(cè)主電路和變壓器T1二次側(cè)主電路之間的電氣隔離，以及電源能量的轉(zhuǎn)換，把變壓器T1一次側(cè)主電路看作全波型同步整流電源能量輸入的脈沖源，變壓器T1一次側(cè)主電路接其一次側(cè)繞組兩端，變壓器T1的2個(gè)二次側(cè)繞組共有2組出線端，即4個(gè)出線端口，分別設(shè)置端口T1_1-1、端口T1_1-2、端口T1_2-1和端口T1_2-2，并且端口T1_1-1和端口T1_1-2為其中的一組二次側(cè)繞組出線端，端口T1_2-1和端口T1_2-2為其中的另一組二次側(cè)繞組出線端，端口T1_1-1和端口T1_1-2為異名端，端口T1_2-1和端口T1_2-2為異名端，端口T1_1-1與端口T1_2-1為同名端，端口T1_1-2和端口T1_2-2為同名端，端口T1_1-2和端口T1_2-1相連于公共端口T1_2-∑，變壓器T1二次側(cè)主電路又包含同步整流管SR1、同步整流管SR2、濾波電容C1和負(fù)載RL，而同步整流管SR1和同步整流管SR2均為N溝道MOSFET管，且其內(nèi)部均含有體二極管，進(jìn)一步，同步整流管SR1的漏極與端口T1_1-1相連，同步整流管SR1的源極與同步整流管SR2的源極相連，濾波電容C1與負(fù)載RL并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與公共端口T1_2-∑相連，而其并聯(lián)的另一端與同步整流管SR2的源極相連，同步整流管SR2的漏極與端口T1_2-2相連；

(2)所述的同步整流控制電路單元包含脈沖驅(qū)動(dòng)器PWM_DRIVE、輔助電源VCC、輔助電源地、同步整流管SR1的控制電路和同步整流管SR2的控制電路，其中同步整流管SR1的控制電路又包含隔離二極管D1、偏置電阻R1、偏置電阻R2、限流電阻R6、開(kāi)關(guān)管Q2和光耦U2，同步整流管SR2的控制電路又包含隔離二極管D2、偏置電阻R3、偏置電阻R4、限流電阻R5、開(kāi)關(guān)管Q1和光耦U1，進(jìn)一步，開(kāi)關(guān)管Q1和開(kāi)關(guān)管Q2均為N溝道MOSFET管；

脈沖驅(qū)動(dòng)器PWM_DRIVE的脈沖輸出端又分兩路，且輸出端脈沖信號(hào)的相位相差180度，第一路與開(kāi)關(guān)管Q1的柵極相連，開(kāi)關(guān)管Q1的漏極與光耦U1輸入級(jí)的發(fā)光二極管陰極相連，光耦U1輸入級(jí)的發(fā)光二極管陽(yáng)極與限流電阻R5的一端相連，限流電阻R5的另一端與輔助電源VCC相連，開(kāi)關(guān)管Q1的源極與輔助電源地相連，隔離二極管D2的陽(yáng)極與所述的公共端口T1_2-∑相連，隔離二極管D2的陰極與光耦U1輸出級(jí)的集電極相連，光耦U1輸出級(jí)的發(fā)射極與偏置電阻R3的一端相連，偏置電阻R3的另一端與偏置電阻R4的一端和所述同步整流管SR2的柵極相連，偏置電阻R4的另一端與同步整流管SR2的源極相連；

脈沖驅(qū)動(dòng)器PWM_DRIVE的脈沖輸出端的第二路與開(kāi)關(guān)管Q2的柵極相連，開(kāi)關(guān)管Q2的漏極與光耦U2輸入級(jí)的發(fā)光二極管陰極相連，光耦U1輸入級(jí)的發(fā)光二極管陽(yáng)極與限流電阻R6的一端相連，限流電阻R6的另一端與輔助電源VCC相連，開(kāi)關(guān)管Q2的源極與開(kāi)關(guān)管Q1的源極相連，隔離二極管D1的陽(yáng)極與所述的公共端口T1_2-∑相連，隔離二極管D1的陰極與光耦U2輸出級(jí)的集電極相連，光耦U2輸出級(jí)的發(fā)射極與偏置電阻R1的一端相連，偏置電阻R1的另一端與偏置電阻R2的一端和所述同步整流管SR1的柵極相連，偏置電阻R2的另一端與同步整流管SR1的源極相連。

優(yōu)選的，所述變壓器T1的2個(gè)二次側(cè)繞組變?yōu)楹兄醒氤轭^的1個(gè)二次側(cè)繞組，即共有3個(gè)出線端口，分別設(shè)置端口T1_1-1、公共端口T1_2-∑和端口T1_2-2，其中公共端口T1_2-∑為變壓器T1二次側(cè)繞組中央抽頭的出線端口。

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)所述同步整流管SR1和所述同步整流管SR2之間的死區(qū)時(shí)間。

優(yōu)選的，在所述偏置電阻R2的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW1，以利于所述同步整流管SR1柵極與源極之間的電壓限幅，即穩(wěn)壓二極管DW1的陰極與同步整流管SR1的柵極相連，穩(wěn)壓二極管DW1的陽(yáng)極與同步整流管SR1的源極相連；

在所述偏置電阻R4的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW2，以利于所述同步整流管SR2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SR2的柵極相連，穩(wěn)壓二極管DW2的陽(yáng)極與同步整流管SR2的源極相連。

本實(shí)用新型的有益效果是，提供他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)建方便，不但能夠克服現(xiàn)有的全波型同步整流電源通用性不強(qiáng)的缺陷，不需要專用的同步整流控制驅(qū)動(dòng)IC，使得有關(guān)驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換的電路相對(duì)容易，既適合驅(qū)動(dòng)電壓12V以下的全波型同步整流電源，又適合驅(qū)動(dòng)電壓12V以上的全波型同步整流電源。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或技術(shù)方案描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的較典型實(shí)施例結(jié)構(gòu)組成或電路圖的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源一種典型示意圖。

圖2是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源中的變壓器二次側(cè)繞組含有中央抽頭的一種典型示意圖。

圖3是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波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4是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源附加穩(wěn)壓二極管的一種典型示意圖。

圖5是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波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(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)組成、技術(shù)方案和實(shí)施例進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如附圖1所示，是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源一種典型示意圖，包括主電路單元和同步整流控制電路單元兩大部分。

(1)所述的主電路單元包含變壓器T1、變壓器T1一次側(cè)主電路和變壓器T1二次側(cè)主電路，其中變壓器T1是具有1個(gè)一次側(cè)繞組和2個(gè)二次側(cè)繞組的正激式結(jié)構(gòu)的高頻變壓器，用于承擔(dān)變壓器T1一次側(cè)主電路和變壓器T1二次側(cè)主電路之間的電氣隔離，以及電源能量的轉(zhuǎn)換，把變壓器T1一次側(cè)主電路看作全波型同步整流電源能量輸入的脈沖源，變壓器T1一次側(cè)主電路接其一次側(cè)繞組兩端，變壓器T1的2個(gè)二次側(cè)繞組共有2組出線端，即4個(gè)出線端口，分別設(shè)置端口T1_1-1、端口T1_1-2、端口T1_2-1和端口T1_2-2，并且端口T1_1-1和端口T1_1-2為其中的一組二次側(cè)繞組出線端，端口T1_2-1和端口T1_2-2為其中的另一組二次側(cè)繞組出線端，端口T1_1-1和端口T1_1-2為異名端，端口T1_2-1和端口T1_2-2為異名端，端口T1_1-1與端口T1_2-1為同名端，端口T1_1-2和端口T1_2-2為同名端，端口T1_1-2和端口T1_2-1相連于公共端口T1_2-∑，變壓器T1二次側(cè)主電路又包含同步整流管SR1、同步整流管SR2、濾波電容C1和負(fù)載RL，而同步整流管SR1和同步整流管SR2均為N溝道MOSFET管，且其內(nèi)部均含有體二極管，進(jìn)一步，同步整流管SR1的漏極與端口T1_1-1相連，同步整流管SR1的源極與同步整流管SR2的源極相連，濾波電容C1與負(fù)載RL并聯(lián)，其并聯(lián)的一端與公共端口T1_2-∑相連，而其并聯(lián)的另一端與同步整流管SR2的源極相連，同步整流管SR2的漏極與端口T1_2-2相連；

(2)所述的同步整流控制電路單元包含脈沖驅(qū)動(dòng)器PWM_DRIVE、輔助電源VCC、輔助電源地、同步整流管SR1的控制電路和同步整流管SR2的控制電路，其中同步整流管SR1的控制電路又包含隔離二極管D1、偏置電阻R1、偏置電阻R2、限流電阻R6、開(kāi)關(guān)管Q2和光耦U2，同步整流管SR2的控制電路又包含隔離二極管D2、偏置電阻R3、偏置電阻R4、限流電阻R5、開(kāi)關(guān)管Q1和光耦U1，進(jìn)一步，開(kāi)關(guān)管Q1和開(kāi)關(guān)管Q2均為N溝道MOSFET管；

脈沖驅(qū)動(dòng)器PWM_DRIVE的脈沖輸出端又分兩路，且輸出端脈沖信號(hào)的相位相差180度，第一路與開(kāi)關(guān)管Q1的柵極相連，開(kāi)關(guān)管Q1的漏極與光耦U1輸入級(jí)的發(fā)光二極管陰極相連，光耦U1輸入級(jí)的發(fā)光二極管陽(yáng)極與限流電阻R5的一端相連，限流電阻R5的另一端與輔助電源VCC相連，開(kāi)關(guān)管Q1的源極與輔助電源地相連，隔離二極管D2的陽(yáng)極與所述的公共端口T1_2-∑相連，隔離二極管D2的陰極與光耦U1輸出級(jí)的集電極相連，光耦U1輸出級(jí)的發(fā)射極與偏置電阻R3的一端相連，偏置電阻R3的另一端與偏置電阻R4的一端和所述同步整流管SR2的柵極相連，偏置電阻R4的另一端與同步整流管SR2的源極相連；

脈沖驅(qū)動(dòng)器PWM_DRIVE的脈沖輸出端的第二路與開(kāi)關(guān)管Q2的柵極相連，開(kāi)關(guān)管Q2的漏極與光耦U2輸入級(jí)的發(fā)光二極管陰極相連，光耦U1輸入級(jí)的發(fā)光二極管陽(yáng)極與限流電阻R6的一端相連，限流電阻R6的另一端與輔助電源VCC相連，開(kāi)關(guān)管Q2的源極與開(kāi)關(guān)管Q1的源極相連，隔離二極管D1的陽(yáng)極與所述的公共端口T1_2-∑相連，隔離二極管D1的陰極與光耦U2輸出級(jí)的集電極相連，光耦U2輸出級(jí)的發(fā)射極與偏置電阻R1的一端相連，偏置電阻R1的另一端與偏置電阻R2的一端和所述同步整流管SR1的柵極相連，偏置電阻R2的另一端與同步整流管SR1的源極相連。

如附圖2所示，是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源中的變壓器二次側(cè)繞組含有中央抽頭的一種典型示意圖，是在附圖1所述的他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源基礎(chǔ)上，所述變壓器T1的2個(gè)二次側(cè)繞組變?yōu)楹兄醒氤轭^的1個(gè)二次側(cè)繞組，即共有3個(gè)出線端口，分別設(shè)置端口T1_1-1、公共端口T1_2-∑和端口T1_2-2，其中公共端口T1_2-∑為變壓器T1二次側(cè)繞組中央抽頭的出線端口。

如附圖3所示，是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波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，是在附圖1或附圖2所述的他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源基礎(chǔ)上，在所述偏置電阻R4的兩端并聯(lián)電容C2，以利于調(diào)節(jié)所述同步整流管SR1和所述同步整流管SR2之間的死區(qū)時(shí)間。

如附圖4所示，是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源附加穩(wěn)壓二極管的一種典型示意圖，是在附圖1或附圖2所述的他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源基礎(chǔ)上，在所述偏置電阻R2的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW1，以利于所述同步整流管SR1柵極與源極之間的電壓限幅，即穩(wěn)壓二極管DW1的陰極與同步整流管SR1的柵極相連，穩(wěn)壓二極管DW1的陽(yáng)極與同步整流管SR1的源極相連；

在所述偏置電阻R4的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW2，以利于所述同步整流管SR2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SR2的柵極相連，穩(wěn)壓二極管DW2的陽(yáng)極與同步整流管SR2的源極相連。

如附圖5所示，是本實(shí)用新型他控式光耦隔離自驅(qū)全波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，是在附圖1、附圖2、附圖3和附圖4的綜合應(yīng)用，即在附圖1或附圖2所述的他控式光耦隔離自驅(qū)全波型同步整流電源基礎(chǔ)上，在所述偏置電阻R2的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW1，以利于所述同步整流管SR1柵極與源極之間的電壓限幅，即穩(wěn)壓二極管DW1的陰極與同步整流管SR1的柵極相連，穩(wěn)壓二極管DW1的陽(yáng)極與同步整流管SR1的源極相連；

在所述偏置電阻R4的兩端并聯(lián)穩(wěn)壓二極管DW2和電容C2，不但利于調(diào)節(jié)同步整流管SR1和同步整流管SR2之間的死區(qū)時(shí)間，而且利于同步整流管SR2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SR2的柵極相連，穩(wěn)壓二極管DW2的陽(yáng)極與同步整流管SR2的源極相連。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。倘若對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式進(jìn)行各種變形和修改，但尚在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。