專利名稱:Buck驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電路，具體地說涉及一種實(shí)用的BUCK驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
隨著電源市場的發(fā)展，對開關(guān)電源的需求越來越大，在各種開關(guān)電源中，對于非隔離型的電源通常采用BUCK、BOOST電路進(jìn)行設(shè)計。其中，BUCK電路指降壓斬波電路，BOOST電路指升壓斬波電路。而在BUCK電路拓?fù)湓O(shè)計中，整流管的驅(qū)動是設(shè)計難點(diǎn)。整流管驅(qū)動主要有隔離驅(qū)動和自舉驅(qū)動等形式，在自舉驅(qū)動中現(xiàn)有很多集成芯片，分為低壓和高壓兩種，但大部分價格較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了克服以上的不足，提出了一種價格低廉的實(shí)用BUCK驅(qū)動電路。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的BUCK驅(qū)動電路，包括整流管，用于將開關(guān)電源的電壓由電壓輸入端整流輸出到電壓輸出端，還包括整流管充電電路，用于在PWM開通信號控制時對所述整流管進(jìn)行充電使所述BUCK驅(qū)動電路處于整流工作狀態(tài)；整流管放電電路，用于在PWM關(guān)斷信號控制時對所述整流管進(jìn)行放電使所述BUCK驅(qū)動電路處于續(xù)流工作狀態(tài)。
其中，所述整流管充電電路包括第一驅(qū)動管和第二驅(qū)動管；所述第一驅(qū)動管基極與PWM信號電連接，發(fā)射極接地；所述第二驅(qū)動管基極與所述第一區(qū)動管集電極電連接，集電極經(jīng)第三二級管與所述整流管的門極電連接，發(fā)射極與供電電源電連接。
其中，所述整流管放電電路包括第三驅(qū)動管；所述第三驅(qū)動管基極與所述第二驅(qū)動管集電極相連接于第一節(jié)點(diǎn)，集電極與所述整流管的源極電連接于第二節(jié)點(diǎn)，發(fā)射極與所述整流管的門極電連接。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一驅(qū)動管基極與PWM信號之間串接有由第一電阻和第一二級管組成的并聯(lián)驅(qū)動電路，所述第一二極管的陰極與PWM信號相連，陽極與第一驅(qū)動管基極相連。
作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，所述第一驅(qū)動管集電極與所述第二驅(qū)動管基極間串接有電容；所述第二驅(qū)動管基極與第二二極管陽極相連，發(fā)射極與所述第二二極管陰極相連；所述第一驅(qū)動管集電極與所述第二驅(qū)動管發(fā)射極之間還連接有第二電阻，所述電容兩端并接有第三電阻，所述第二二極管兩端并接有第四電阻。
本發(fā)明的BUCK驅(qū)動電路，所述第二驅(qū)動管發(fā)射極經(jīng)第二電容與所述第二節(jié)點(diǎn)相連；所述第三驅(qū)動管集電極與所述整流管源極之間還串接有第四二極管，所述第四二極管陽極與所述第三驅(qū)動管集電極相連，陰極與所述整流管源極相連于所述第二節(jié)點(diǎn)；所述第三驅(qū)動管的發(fā)射極與第三二極管的陰極相連，基極與所述第二驅(qū)動管的集電極、第三二極管的陽極共接于所述第一節(jié)點(diǎn)；所述第四二極管的陽極與所述第一節(jié)點(diǎn)之間還跨接有第五電阻。
本發(fā)明的第一驅(qū)動管還可以用MOS管替代。
本發(fā)明利用常用的三極管實(shí)現(xiàn)了整流管的自舉驅(qū)動，成本較低，通過調(diào)節(jié)三極管的耐壓規(guī)格，可以滿足高壓和低壓自舉驅(qū)動的要求。
尤其是第一驅(qū)動管基極與PWM信號之間串接有第一電阻和第一二級管的并聯(lián)驅(qū)動電路，當(dāng)PWM信號由高變低時，第一二極管的存在可以使處于飽和導(dǎo)通或放大狀態(tài)的第一驅(qū)動管迅速關(guān)斷，有利于信號的快速傳遞。
第一驅(qū)動管集電極與第二驅(qū)動管基極間串接加速電容可加快第二驅(qū)動管開通和關(guān)斷的速度，從而維持電路的正常工作。而第二二極管可以保護(hù)第二驅(qū)動管的BE極不至于承受反壓。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例二電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一給定驅(qū)動PWM，Vgs整流MOS管Q4的Vgs波形圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一Q1的BE波形(CH2)，CE波形(CH1)圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例一大占空比時Q4的Vgs波形(CH1)圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例一小占空比時Q4的Vgs波形(CH1)圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具體實(shí)施例一參看圖1所示，其中第一驅(qū)動管Q1、第二驅(qū)動管Q2及兩者的外圍電路構(gòu)成整流管充電電路1。第三驅(qū)動管Q3及其外圍電路構(gòu)成整流管放電電路2。整流MOS管Q4漏極與輸入電壓端VIN相連，門極通過第六電阻R6與第三驅(qū)動管Q3發(fā)射極相連，源極與第二節(jié)點(diǎn)B相連，第二節(jié)點(diǎn)B經(jīng)第二電容C2與第二驅(qū)動管Q2發(fā)射極相連，經(jīng)第四二極管D4與第三驅(qū)動管Q3集電極相連。其中，第四二極管陽極與第三驅(qū)動管Q3集電極相連，陰極與第二節(jié)點(diǎn)B相連。第二節(jié)點(diǎn)B通過由電感L1、第三電容C3和第六二極管D6組成的網(wǎng)絡(luò)與輸出電壓端VOUT相連。電感L1串接在第二節(jié)點(diǎn)B與電壓輸出端VOUT之間，第二節(jié)點(diǎn)B經(jīng)第六二極管D6接地，第六二極管D6陰極與第二節(jié)點(diǎn)B相連；電壓輸出端VOUT通過第三電容C3接地。電源控制芯片的PWM信號通過由第一電阻R1和第一二極管D1組成的并聯(lián)驅(qū)動電路與第一驅(qū)動管Q1基極相連。其中，第一二極管D1的陽極與第一驅(qū)動管的基極相連，陰極與PWM信號端相連。第一驅(qū)動管Q1發(fā)射極接地，集電極通過加速電容C1與第二驅(qū)動管Q2基極相連。第二驅(qū)動管Q2借助于并接于基極與發(fā)射極之間的第二二極管D2來保證其不承受反壓，該第二二極管D2的陽極與第二驅(qū)動管Q2的基極相連，陰極與第二驅(qū)動管Q2的發(fā)射極相連。第二電阻R2接于第二驅(qū)動管發(fā)射極與第一驅(qū)動管集電極之間。第三電阻R3并接于加速電容C1兩端，第四電阻R4并接于第二驅(qū)動管D2兩端。R2，C1，D2的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了C1的放電回路。電源VCC經(jīng)過第五二極管D5向第二驅(qū)動管Q2發(fā)射極供電。其中，第五二極管D5陽極與電源端相連，陰極與第二驅(qū)動管D2發(fā)射極相連。第三驅(qū)動管Q3基極與第二驅(qū)動管Q2集電極共接于第一節(jié)點(diǎn)A，第一節(jié)點(diǎn)A經(jīng)第五電阻R5與第三驅(qū)動管Q3集電極相連，經(jīng)第三二極管D3與第六電阻R6相連，第三二極管D3的陽極與第一節(jié)點(diǎn)A相連，陰極與電阻R6相連。
在本發(fā)明實(shí)施例一中，當(dāng)電源控制芯片的PWM信號加到驅(qū)動電路時具體的工作過程如下所述1.開通過程開通信號有效時，PWM信號為高電平，通過電阻R1可以使第一驅(qū)動關(guān)Q1快速飽和導(dǎo)通，通過加速電容C1的作用，Q2的基極被迅速拉為低電平，Q2飽和導(dǎo)通，自舉電容電壓通過Q2、D3加到整流MOS管Q4的G-S上，Q4的結(jié)電容充電，整流MOS管Q4導(dǎo)通，此時Q3由于D3的嵌位作用處于截至狀態(tài)，BUCK電路處于整流工作狀態(tài)。
2.關(guān)斷過程當(dāng)關(guān)斷信號有效時，PWM信號為低電平，通過D1的快速放電，可以使Q1快速退出飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q1關(guān)斷，此時加速電容C1上充有電荷，由于Q1的關(guān)斷可以使Q2的BE極形成反壓，Q2關(guān)斷，同時C1通過R2放電。D2可以保護(hù)Q2的BE極反壓幅值，不至于超出Q2的反壓降額。當(dāng)Q2關(guān)斷后，由于BUCK電路的整流MOS管Q4的Vgs充有電荷，Vgs為高電平，此時R5，D4的存在，會使Q3導(dǎo)通，導(dǎo)通的速度由R3的阻值決定，當(dāng)Q3導(dǎo)通后，把Q4的GS之間電容電壓放掉，使Q4關(guān)斷，BUCK電路整流狀態(tài)結(jié)束，進(jìn)入續(xù)流狀態(tài)，D6導(dǎo)通。當(dāng)PWM信號為高時，重復(fù)過程1。
在PWM信號由高變低時，R1，D1的并聯(lián)驅(qū)動電路中，D1的存在可以使處于飽和導(dǎo)通或放大狀態(tài)的Q1迅速關(guān)斷，有利于信號的快速傳遞。加速電容C1可以加快Q2的開關(guān)速度，從而維持電路的正常工作。
加速電容C1，它的作用可以使第二驅(qū)動管Q2開關(guān)，加快開通和關(guān)斷的速度，從而維持電路的正常工作。R2，R3，R4，C1，D2組成的網(wǎng)絡(luò)，D2可以保護(hù)Q2的BE極不至于承受反壓，R2和C1，D2組成加速電容C1的放電回路。
在由D3、R5、Q3、D4構(gòu)成的整流管放電電路2中，R5決定了Q3的開通速度，D4則主要起到阻截主功率回路干擾的作用。
在本發(fā)明實(shí)施例二中，第一驅(qū)動管Q1也可用MOS管替代。
本發(fā)明利用常用的三極管等元件實(shí)現(xiàn)了BUCK驅(qū)動，成本低廉，同時通過調(diào)整三極管的耐壓規(guī)格，可以滿足高壓和低壓自舉驅(qū)動的要求。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種BUCK驅(qū)動電路，包括整流管(Q4)，用于將開關(guān)電源的電壓由電壓輸入端(VIN)整流輸出到電壓輸出端(VOUT)，其特征在于，還包括整流管充電電路(1)，用于在PWM開通信號控制時對所述整流管(Q4)進(jìn)行充電使所述BUCK驅(qū)動電路處于整流工作狀態(tài)；整流管放電電路(2)，用于在PWM關(guān)斷信號控制時對所述整流管(Q4)進(jìn)行放電使所述BUCK驅(qū)動電路處于續(xù)流工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求
1所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于所述整流管充電電路(1)包括第一驅(qū)動管(Q1)和第二驅(qū)動管(Q2)；所述第一驅(qū)動管(Q1)基極與PWM信號電連接，發(fā)射極接地；所述第二驅(qū)動管(Q2)基極與所述第一驅(qū)動管(Q1)集電極電連接，集電極經(jīng)第三二級管(D3)與所述整流管(Q4)的門極電連接，發(fā)射極與供電電源(VCC)電連接。
3.如權(quán)利要求
2所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于所述整流管放電電路(2)包括第三驅(qū)動管(Q3)；所述第三驅(qū)動管(Q3)基極與所述第二驅(qū)動管(Q2)集電極相連接于第一節(jié)點(diǎn)(A)，集電極與所述整流管(Q4)的源極電連接于第二節(jié)點(diǎn)(B)，發(fā)射極與所述整流管(Q4)的門極電連接。
4.如權(quán)利要求
2或3所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一驅(qū)動管(Q1)基極與PWM信號之間串接有由第一電阻(R1)和第一二級管(D1)組成的并聯(lián)驅(qū)動電路，所述第一二極管(D1)的陰極與PWM信號相連，陽極與第一驅(qū)動管(Q1)基極相連。
5.如權(quán)利要求
2或3所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一驅(qū)動管(Q1)集電極與所述第二驅(qū)動管(Q2)基極間串接有電容(C1)；所述第二驅(qū)動管(Q2)基極與第二二極管(D2)陽極相連，發(fā)射極與所述第二二極管(D2)陰極相連；所述第一驅(qū)動管(Q1)集電極與所述第二驅(qū)動管(Q2)發(fā)射極之間還連接有第二電阻(R2)，所述電容(C1)兩端開接有第三電阻(R3)，所述第二二極管(D2)兩端并接有第四電阻(R4)。
6.如權(quán)利要求
3所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二驅(qū)動管(Q2)發(fā)射極經(jīng)第二電容(C2)與所述第二節(jié)點(diǎn)(B)相連；所述第三驅(qū)動管(Q3)集電極與所述整流管(Q4)源極之間還串接有第四二極管(D4)，所述第四二極管(D4)陽極與所述第三驅(qū)動管(Q3)集電極相連，陰極與所述整流管(Q4)源極相連于所述第二節(jié)點(diǎn)(B)；所述第三驅(qū)動管(Q3)的發(fā)射極與第三二極管(D3)的陰極相連，基極與所述第二驅(qū)動管(Q2)的集電極、第三二極管(D3)的陽極共接于所述第一節(jié)點(diǎn)(A)；所述第四二極管(D4)的陽極與所述第一節(jié)點(diǎn)(A)之間還跨接有第五電阻(R5)。
7.如權(quán)利要求
1所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于，所述整流管充電電路(1)包括第一驅(qū)動管(Q1)和第二驅(qū)動管(Q2)；所述第一驅(qū)動管(Q1)為MOS管，門極與PWM信號電連接，源極接地；所述第二驅(qū)動管(Q2)基極與所述第一驅(qū)動管(Q1)漏極電連接，集電極經(jīng)第三二級管(D3)與所述整流管(Q4)的門極電連接，發(fā)射極與供電電源(VCC)電連接。
8.如權(quán)利要求
7所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一驅(qū)動管(Q1)門極與PWM信號之間串接有第一電阻(R1)和第一二級管(D1)的并聯(lián)驅(qū)動電路，所述第一二極管(D1)的陰極與PWM信號相連，陽極與第一驅(qū)動管(Q1)門極相連。
9.如權(quán)利要求
7或8所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一驅(qū)動管(Q1)漏極與所述第二驅(qū)動管(Q2)基極間串接有電容(C1)，所述第二驅(qū)動管(Q2)基極與第二二極管(D2)陽極相連，發(fā)射極與所述第二二極管(D2)陰極相連，集電極通過第三二極管(D3)與所述整流管(Q4)的門極電連接；所述第一驅(qū)動管(Q1)漏極與所述第二驅(qū)動管(Q2)發(fā)射極之間還連接有第二電阻(R2)，所述電容(C1)兩端并接有第三電阻(R3)，所述第二二極管(D2)兩端并接有第四電阻(R4)。
10.如權(quán)利要求
9所述的BUCK驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二驅(qū)動管(Q2)發(fā)射極經(jīng)第二電容(C2)與第四二極管(D4)的陰極、所述整流管(Q4)的源極共接于第二節(jié)點(diǎn)(B)，所述第四二極管(D4)陽極與所述第三驅(qū)動管(Q3)集電極相連，所述第三驅(qū)動管(Q3)的發(fā)射極與第三二極管(D3)的陰極相連，所述第三二極管(D3)的陽極與第三驅(qū)動管(Q3)的基極、所述第二驅(qū)動管(Q2)的集電極共接于第一節(jié)點(diǎn)(A)；所述第四二極管(D4)的陽極與所述第一節(jié)點(diǎn)(A)之間跨接有第五電阻(R5)。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種BUCK驅(qū)動電路，包括整流管(Q4)，用于將開關(guān)電源的電壓由電壓輸入端(VIN)整流輸出到電壓輸出端(VOUT)，還包括整流管充電電路(1)，用于在PWM開通信號控制時對所述整流管(Q4)進(jìn)行充電使所述BUCK驅(qū)動電路處于整流工作狀態(tài)；整流管放電電路(2)，用于在PWM關(guān)斷信號控制時對所述整流管(Q4)進(jìn)行放電使所述BUCK驅(qū)動電路處于續(xù)流工作狀態(tài)。本發(fā)明的BUCK驅(qū)動電路，利用常用的三極管等器件并可通過調(diào)整三極管的耐壓規(guī)格實(shí)現(xiàn)整流管的低壓或高壓自舉驅(qū)動，電路簡單，成本低廉。
文檔編號H02M3/04GK1996731SQ200610064547
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月27日
發(fā)明者王德昌 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan