功率变换器的半桥驱动电路及功率变换器制造技术

技术编号:42663273 阅读:10 留言:0更新日期:2024-09-10 12:20
一种功率变换器的半桥驱动电路及功率变换器,半桥驱动电路包括:第一驱动模块,与第一采样电阻的两端连接,接收表征流经第一采样电阻电流的第一采样电压;第一驱动模块接收功率变换器的输出信号的反馈信号;第一驱动模块与第二采样电阻两端中的一端耦接,接收第一电压;第一驱动模块根据第一采样电压、反馈信号以及第一电压,输出第一控制信号控制第一功率管,以及输出第二控制信号至第二驱动模块;第二驱动模块,与第二采样电阻的两端连接,接收表征流经第二采样电阻电流的第二采样电压;根据接收的第二采样电压和第二控制信号,输出第三控制信号,第三控制信号控制第二功率管。上述方案能够对功率变换器中的两个功率管均进行电流保护。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子电力,尤其涉及一种功率变换器的半桥驱动电路及功率变换器


技术介绍

1、传统的半桥llc驱动电路中,通过有源功率因数校正(active power factorcorrection,apfc)将交流电转化为高压直流电,通过llc拓扑将高压直流电转化为低压直流电,为后级电路供电。apfc常采用boost升压拓扑,需要的元器件个数较多,成本较高。

2、为降低成本,现有技术中,存在一种功率变换器,采用低成本电荷泵功率因数校正(power factor correction,pfc)方案。如图1所示,由电容二极管电路12与功率电路14组成电荷泵pfc电路。当功率管q1导通时,电容二极管电路12、变压器t1、电感lr、功率管q1、采样电阻rs形成回路。当功率管q2导通时,电容二极管电路12、电感lr以及变压器t1形成回路。

3、图1中所示的功率变换器中,由于采样电阻rs仅能够采样功率管q1的电流,无法采样功率管q2的电流,故无法实现对功率管q2的电流保护。


技术实现思路

1、本技术解决的问题是无法对功率变换器中的两个功率管均进行电流保护的技术问题。

2、为解决上述问题,本技术提供一种功率变换器的半桥驱动电路,所述功率变换器包括依次串联在直流母线和接地端之间的第二功率管、第二采样电阻、第一功率管以及第一采样电阻;所述半桥驱动电路包括:第一驱动模块,所述第一驱动模块与所述第一采样电阻的两端连接,接收表征流经所述第一采样电阻的电流的第一采样电压;所述第一驱动模块接收所述功率变换器的输出信号的反馈信号;所述第一驱动模块与所述第二采样电阻两端中的一端耦接,接收第一电压;所述第一驱动模块根据所述第一采样电压、所述反馈信号以及所述第一电压,输出第一控制信号控制所述第一功率管,以及输出第二控制信号至第二驱动模块;第二驱动模块,所述第二驱动模块与第二采样电阻的两端连接,接收表征流经所述第二采样电阻的电流的第二采样电压;所述第二驱动模块根据接收的所述第二采样电压和所述第二控制信号,输出第三控制信号,所述第三控制信号控制所述第二功率管。

3、可选的,所述第二驱动模块包括:第二电流保护模块,接收电平移位信号和所述第二采样电压,在所述第二采样电压大于或等于峰值阈值电压时,或者在所述第二采样电压小于或等于容性区阈值电压时,输出无效状态的第二保护信号;所述电平移位信号与所述第二控制信号同相位;第一与门,所述第一与门的第一输入端输入所述电平移位信号,所述第一与门的第二输入端与所述第二电流保护模块连接,接收所述第二保护信号,所述第一与门的输出端输出所述第三控制信号,所述第一与门在所述电平移位信号为有效状态且所述第二保护信号翻转为无效状态时,输出无效状态的所述第三控制信号控制第二功率管关断。

4、可选的,所述第二驱动模块还包括:电平移位模块,接收第二控制信号并对所述第二控制信号进行电平移位,输出所述电平移位信号。

5、可选的,所述第二电流保护模块包括:峰值保护单元,接收所述电平移位信号和所述第二采样电压,在所述第二采样电压大于或等于峰值阈值电压时,输出无效状态的第一指示信号,所述峰值保护单元的输出端与第二与门的第一输入端连接,输出所述第一指示信号至所述第二与门;容性区保护单元,接收所述电平移位信号和所述第二采样电压,在所述第二采样电压小于或等于容性区阈值电压时,输出无效状态的第二指示信号,所述容性区保护单元的输出端与所述第二与门的第二输入端连接,输出所述第二指示信号至所述第二与门;所述第二与门,接收所述第一指示信号和所述第二指示信号,所述第二与门的输出端与所述第一与门的第二输入端连接,在所述第一指示信号为无效状态或所述第二指示信号为无效状态时,输出无效状态的第二保护信号至所述第一与门。

6、可选的,所述第二电流保护模块包括:峰值保护单元,接收所述电平移位信号和所述第二采样电压,在所述第二采样电压大于或等于峰值阈值电压时,输出无效状态的第二保护信号,所述峰值保护单元的输出端与所述第一与门的第二输入端连接,输出所述第二保护信号至所述第一与门。

7、可选的,所述第二电流保护模块包括:容性区保护单元,接收所述电平移位信号和所述第二采样电压,在所述第二采样电压小于或等于容性区阈值电压时,输出无效状态的第二保护信号,所述容性区保护单元的输出端与所述第一与门的第二输入端连接,输出所述第二保护信号至所述第一与门。

8、可选的,所述第一驱动模块包括:第一电流保护模块,接收所述第一采样电压,并在所述第一采样电压超过阈值时,输出表征流经第一功率管的电流过流的第一保护信号至时钟信号产生模块;保护检测模块,接收所述第一电压和所述第二控制信号,输出第三指示信号至所述时钟信号产生模块,所述保护检测模块在检测到所述第一电压的分压低于峰值阈值电压,且所述第二控制信号为有效状态时,生成表征第二驱动模块触发电流保护的第三指示信号;所述时钟信号产生模块,接收所述反馈信号、所述第一保护信号以及所述第三指示信号,输出第二时钟信号至所述控制模块,在时钟信号产生模块中的电容电压超过反馈信号时,在所述第三指示信号表征第二驱动模块触发电流保护时,或者在第一保护信号表征流经第一功率管的电流过流时,所述第二时钟信号产生脉冲;控制模块,根据所述第二时钟信号,输出相互反相且具有死区时间间隔的所述第一控制信号和所述第二控制信号。

9、可选的,所述峰值保护单元包括:第一比较器以及第一rs触发器:所述第一比较器的第一输入端输入所述第二采样电压,所述第一比较器的第二输入端输入所述峰值阈值电压,所述第一比较器的输出端与所述第一rs触发器的复位端耦接;所述第一比较器对所述第二采样电压与所述峰值阈值电压进行比较,当所述第二采样电压大于所述峰值阈值电压时,触发所述第一rs触发器复位;所述第一rs触发器的置位端输入所述电平移位信号,所述第一rs触发器的输出端与所述第一与门的第二输入端耦接。

10、可选的,所述容性区保护单元包括:第二比较器、第二rs触发器、第三rs触发器、第三与门以及第一非门:所述第二比较器的第一输入端输入所述第二采样电压,所述第二比较器的第二输入端输入所述容性区阈值电压,所述第二比较器的输出端与所述第一非门的输入端、所述第二rs触发器的置位端耦接;所述第二比较器对所述第二采样电压与所述容性区阈值电压进行比较,当所述第二采样电压小于所述容性区阈值电压时,触发所述第二rs触发器置位;所述第二rs触发器的复位端输入所述电平移位信号,所述第二rs触发器的输出端与所述第三与门的第一输入端耦接;所述第一非门的输出端与所述第三与门的输入端耦接;所述第三与门的输出端与所述第三rs触发器的复位端耦接;所述第三rs触发器的复位端输入所述电平移位信号,所述第三rs触发器的输出端与所述第一与门的第二输入端耦接。

11、可选的,所述保护检测模块,包括:第一分压电阻、第二分压电阻、第三比较器以及第四与门,其中:所述第一分压电阻的第一端与所述第二采样电阻的第二端耦接,所述第一分压本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述功率变换器包括依次串联在直流母线和接地端之间的第二功率管、第二采样电阻、第一功率管以及第一采样电阻;所述半桥驱动电路包括:

2.如权利要求1所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二驱动模块包括:

3.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二驱动模块还包括:

4.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

5.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

6.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

7.如权利要求4或5所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述峰值保护单元包括:第一比较器以及第一RS触发器:

8.如权利要求4或6所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述容性区保护单元包括:第二比较器、第二RS触发器、第三RS触发器、第三与门以及第一非门:

9.如权利要求1所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第一驱动模块包括:

10.如权利要求9所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述保护检测模块,包括:第一分压电阻、第二分压电阻、第三比较器以及第四与门,其中:

11.如权利要求9所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述时钟信号产生模块,包括:电流源、第四比较器、第一或门、第三电容以及第三功率管:

12.如权利要求1所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第一驱动模块与所述第二采样电阻与第一功率管之间的连接节点连接,或者所述第一驱动模块与所述第二采样电阻与第二功率管之间的连接节点连接。

13.一种功率变换器,其特征在于,包括:半桥驱动电路、电容二极管电路、功率电路以及反馈控制电路,其中:

14.如权利要求13所述的功率变换器,其特征在于,所述第二驱动模块包括:

15.如权利要求14所述的功率变换器,其特征在于,所述第二驱动模块还包括:

16.如权利要求14所述的功率变换器,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

17.如权利要求14所述的功率变换器,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

18.如权利要求14所述的功率变换器,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

19.如权利要求16或17所述的功率变换器,其特征在于,所述峰值保护单元包括:第一比较器以及第一RS触发器:

20.如权利要求16或18所述的功率变换器,其特征在于,所述容性区保护单元包括:第二比较器、第二RS触发器、第三RS触发器、第三与门以及第一非门:

21.如权利要求13所述的功率变换器,其特征在于,所述第一驱动模块包括:

22.如权利要求21所述的功率变换器,其特征在于,所述保护检测模块,包括:第一分压电阻、第二分压电阻、第三比较器以及第四与门,其中:

23.如权利要求21所述的功率变换器,其特征在于,所述时钟信号产生模块,包括:电流源、第四比较器、第一或门、第三电容以及第三功率管:

24.如权利要求13所述的功率变换器,其特征在于,所述第一驱动模块与所述第二采样电阻与第一功率管之间的连接节点连接,或者所述第一驱动模块与所述第二采样电阻与第二功率管之间的连接节点连接。

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【技术特征摘要】

1.一种功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述功率变换器包括依次串联在直流母线和接地端之间的第二功率管、第二采样电阻、第一功率管以及第一采样电阻;所述半桥驱动电路包括:

2.如权利要求1所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二驱动模块包括:

3.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二驱动模块还包括:

4.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

5.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

6.如权利要求2所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第二电流保护模块包括:

7.如权利要求4或5所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述峰值保护单元包括:第一比较器以及第一rs触发器:

8.如权利要求4或6所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述容性区保护单元包括:第二比较器、第二rs触发器、第三rs触发器、第三与门以及第一非门:

9.如权利要求1所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第一驱动模块包括:

10.如权利要求9所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述保护检测模块,包括:第一分压电阻、第二分压电阻、第三比较器以及第四与门,其中:

11.如权利要求9所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述时钟信号产生模块,包括:电流源、第四比较器、第一或门、第三电容以及第三功率管:

12.如权利要求1所述的功率变换器的半桥驱动电路,其特征在于,所述第一驱动模块与所述第二采样电阻与第一功率管之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶美盼林继认王斌斌张韬
申请(专利权)人:杭州士兰微电子股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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