一种低成本的同步整流器驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种低成本的同步整流器驱动电路，其特点是，包括一同步整流管Q3、一同步续流管Q1、整流管栅极驱动电路和续流管栅极驱动电路；整流管栅极驱动电路包括三极管Q4、二极管D3、电阻R2和稳压管D4；续流管栅极驱动电路包括三极管Q2、二极管D1、电阻R1和稳压管D2；整流管Q3的漏极接变压器次级绕组的异名端，续流管Q1的漏极接变压器次级绕组的同名端；三极管Q4和Q2的发射极分别接MOSFET管Q3和Q1的栅极，三极管Q4和Q2的基极分别接稳压管D4和D2的阴极，三极管Q4和Q2的集电极分别接二极管D3和D1的阴极。本发明专利技术提出的同步整流器驱动电路由分立器件组成，能够实现专用同步整流驱动芯片的功能，工作于宽范围的输入电压，同时降低了电路的设计成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，特别涉及一种低成本的同步整流器驱动电路。
技术介绍
为了降低功耗，各种高性能微处理器的供电电压越来越低，因此低压大电流DC/DC 变换器日益成为重要的研宄方向。由于次级输出大电流，整流损耗成为影响效率的主要因 素。传统的肖特基二极管导通电阻大，不能满足高效率变换器的设计要求；而采用低导通电 阻的MOSFET管可以有效地降低损耗，即为同步整流电路。同步整流器可以大幅提高变换器 的转换效率，目前已经普遍应用于低压大电流变换器的设计。不同于常规的整流二极管，同 步整流管需要设计专门的驱动电路，以控制MOSFET管的导通和关断。 同步整流器的驱动电路可以分为自驱动和外驱动两种方式。自驱动方式利用变压 器次级绕组或辅助绕组的电压进行驱动，如图1所示为变压器次级绕组驱动电路。通过控 制MOSFET管Q1和Q2的导通，降低了输出的整流损耗。Q2为正向整流管，Q1和二极管D1 并联，起到续流二极管的作用。初级开关管导通时，变压器次级绕组输出电压，正向整流管 Q2导通；初级开关管关断时，变压器的复位电压在Q2的栅源极施加负电压导致Q2关断，而 在Q1的栅源极施加正电压使Q1导通续流。由图1可见，自驱动方式电路简单，成本低。但 MOSFET栅源可允许的最大电压限制了变换器的输入电压范围，针对宽范围的输入电压必须 调节电路以保护栅极。而且自驱动方式还具有以下缺点：存在死区，驱动波形差，驱动电压 时序无法控制等。 外驱动工作方式采用专用的同步整流器驱动芯片搭建驱动电路，输出随变压器次 级电压相应时序的驱动信号。驱动信号电压幅值恒定，不随变压器次级电压幅值变化，驱动 波形好。外驱动方式可以弥补自驱动方式的缺点，提供高质量的输出驱动电压，但是专用驱 动芯片的采用提高了电路的设计成本。为了降低成本，可以采用分立器件的方案来替代专 用驱动芯片，本专利技术就是基于这样的背景展开研宄的。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种低成本的同步整流器驱动电路。 为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种低成本的同步整流器驱动电路，包 括一同步整流管、一同步续流管、整流管栅极驱动电路和续流管栅极驱动电路，其中：所述同步整流管包括MOSFET管Q3。所述同步续流管包括MOSFET管Q1。所述整流管栅极驱动电路包括三极管Q4、二极管D3、电阻R2和稳压管D4。 所述续流管栅极驱动电路包括三极管Q2、二极管D1、电阻R1和稳压管D2。 进一步，所述整流管Q3的漏极接变压器次级绕组的异名端；所述续流管Q1的漏极 接变压器次级绕组的同名端。 进一步，所述整流管Q3的源极接地；所述续流管Q1的源极接地。 进一步，所述三极管Q4的发射极接整流管Q3的栅极；所述三极管Q4的基极接稳 压管D4的阴极；所述三极管Q4的集电极接二极管D3的阴极。 进一步，所述三极管Q2的发射极接续流管Q1的栅极；所述三极管Q2的基极接稳 压管D2的阴极；所述三极管Q2的集电极接二极管D1的阴极。 进一步，所述二级管D3的阳极接整流管Q3的栅极；所述二级管D1的阳极接续流 管Q1的栅极。 进一步，所述整流管Q3采用N沟道MOSFET管；所述续流管Q1采用N沟道MOSFET 管。 进一步，所述三极管Q4采用NPN型三极管；所述三极管Q2采用NPN型三极管。 进一步，所述稳压管D2采用5. IV稳压二极管；所述稳压管D4采用5. IV稳压二极 管。 本专利技术实施例提供了一种低成本的同步整流器驱动电路。驱动电路由分立器件搭 建组成，可以工作于宽范围的输入电压。和现有技术相比，本专利技术基于分立器件的方案可以 实现专用同步整流驱动芯片的功能，同时降低了电路的设计成本。【附图说明】 为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进 一步的详细描述，其中： 图1为变压器次级绕组自驱动电路的原理图； 图2为本专利技术同步整流器驱动电路的原理图。【具体实施方式】 以下结合附图，对本专利技术所述的方法做进一步的详细说明。 图2为本专利技术实施例提供的同步整流器驱动电路的原理图。如图所示，本专利技术实 施例提供了一种低成本的同步整流器驱动电路，包括一同步整流管、一同步续流管、整流管 栅极驱动电路和续流管栅极驱动电路，其中： 所述同步整流管包括MOSFET管Q3。 所述同步续流管包括MOSFET管Q1。 所述整流管栅极驱动电路包括三极管Q4、二极管D3、电阻R2和稳压管D4。 所述续流管栅极驱动电路包括三极管Q2、二极管D1、电阻R1和稳压管D2。 进一步，所述整流管Q3的漏极接变压器次级绕组的异名端；所述续流管Q1的漏极 接变压器次级绕组的同名端。 进一步，所述整流管Q3的源极接地；所述续流管Q1的源极接地。 进一步，所述三极管Q4的发射极接整流管Q3的栅极；所述三极管Q4的基极接稳 压管D4的阴极；所述三极管Q4的集电极接二极管D3的阴极。 进一步，所述三极管Q2的发射极接续流管Q1的栅极；所述三极管Q2的基极接稳 压管D2的阴极；所述三极管Q2的集电极接二极管D1的阴极。 进一步，所述二级管D3的阳极接整流管Q3的栅极；所述二级管D1的阳极接续流 管Q1的栅极。 进一步，所述整流管Q3采用N沟道MOSFET管；所述续流管Q1采用N沟道MOSFET 管。 进一步，所述三极管Q4采用NPN型三极管；所述三极管Q2采用NPN型三极管。 进一步，所述稳压管D2采用5.IV稳压二极管；所述稳压管D4采用5.IV稳压二极 管。 本专利技术实施例中的驱动电路由分立元件搭建而成，可以适应宽范围的输入电压。 初级开关管导通时，变压器次级输出正电压，基极电流流经R2,三极管Q4导通，驱动整流管 Q3开启，变压器初级输入能量传输到次级并储存在磁化电感中。二极管D4将栅极驱动电压 限制在5V左右，防止栅极电压超出额定值。初级开关管关断时，变压器次级输出负电压，整 流管Q3关闭，变压器初级能量到次级的传输中断，续流管Q1开启，维持负载所需的输出功 率。二极管D1和D3起保护作用。整流管和Q3续流管Q1具有很小的栅极电感，开启和关 断之间的转换非常迅速。对于更大功率的M0SFET，一般采用PNP晶体管对绕组进行栅极电 容去親以提尚开关速度。 变换器转换效率的一般表达式为：【主权项】1. 一种低成本的同步整流器驱动电路，其特征在于：包括一同步整流管、一同步续流 管、整流管栅极驱动电路和续流管栅极驱动电路；所述同步整流管包括MOSFET管Q3 ;所述 同步续流管包括MOSFET管Ql ;所述整流管栅极驱动电路包括三极管Q4、二极管D3、电阻R2 和稳压管D4 ;所述续流管栅极驱动电路包括三极管Q2、二极管D1、电阻Rl和稳压管D2。2. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述整流管Q3的漏极接变压器次级 绕组的异名端；所述续流管Ql的漏极接变压器次级绕组的同名端；所述整流管Q3的源极 接地；所述续流管Ql的源极接地。3. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述三极管Q4的发射极接整流管Q3 的栅极；所述三极管Q4的基极接稳压管D4的阴极；所述三极管Q4的集电极接二极管D3的 阴极。4. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述三极管Q2的发射极接续流管Ql 的栅极；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本的同步整流器驱动电路，其特征在于：包括一同步整流管、一同步续流管、整流管栅极驱动电路和续流管栅极驱动电路；所述同步整流管包括MOSFET管Q3；所述同步续流管包括MOSFET管Q1；所述整流管栅极驱动电路包括三极管Q4、二极管D3、电阻R2和稳压管D4；所述续流管栅极驱动电路包括三极管Q2、二极管D1、电阻R1和稳压管D2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85