全桥式转换电路及全桥驱动控制电路制造技术

本发明专利技术揭露了一种具有软开关功能的全桥式转换电路及全桥驱动控制电路，以提供一直流输出。本发明专利技术是利用全桥式转换电路中的谐振单元，使电路上的电流以谐振频率波动。而全桥驱动控制电路则以高于谐振频率的一操作频率进行全桥式晶体管开关的切换，借此达到软开关的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于ー种全桥驱动控制电路及全桥式转换电路，尤指ー种具有软开关功能的全桥驱动控制电路及全桥式转换电路。
技术介绍
已知的直流转直流转换电路的种类包含升压转换电路(St印-UpConverter)、降压转换电路(Step-Down Converter)、反激式转换电路(FlybackConverter)、正激式转换电路(Forward Converter)、半桥式转换电路(Half-BridgeConverter)、全桥式转换电路(Full-Bridge Converter)等。请參见图1，为已知的全桥式转换电路的电路示意图。全桥式转换电路包含一第一晶体管开关Ml、一第二晶体管开关M2、一第三晶体管开关M3、一第四晶体管开关M4、ー变压 器T、第一整流ニ极管D1、第二整流ニ极管D2、ー电感L及ー输出电容Co。第一晶体管开关Ml及第三晶体管开关M3的一端连接ー输入电源VIN，而另一端分别连接变压器T 一次侧的两端。第二晶体管开关M2及第四晶体管开关M4的一端接地，而另一端也分别连接变压器T一次侧的两端。变压器T的二次侧两端分别连接第一整流ニ极管Dl及第ニ整流ニ极管D2，以将整流后的电カ储存于电感L及输出电容Co。第一控制信号SI、第二控制信号S2、第三控制信号S3以及第四控制信号S4分别控制上述四个晶体管开关Ml M4的切換。请同时參见图2，为图I所示全桥式转换电路中晶体开关切换的时序示意图。第一控制信号SI及第四控制信号S4同相位而第二控制信号S2及第三控制信号S3也同相位。因此，第一晶体管开关Ml及第四晶体管开关M4会同时导通以提供一导电路径由输入电源VIN通过第一晶体管开关Ml、变压器T 一次侧、第四晶体管开关M4而到地。此时，变压器T 二次侧产生ー感应电流经第一晶体管Dl而至电感L及输出电容Co以储能。当第二晶体管开关M2及第三晶体管开关M3同时导通时，也形成另ー导电路径由输入电源VIN通过第三晶体管开关M3、变压器T 一次侧、第二晶体管开关M2而到地。此时，变压器T 二次侧产生一感应电流经第ニ晶体管D2而至电感L及输出电容Co以储能。切换式转换电路虽然转换效率高,然而实际操作时能会有导通损失(ConductionLoss)、切换损失(Switch Loss)等。而在目前节能的趋势下,各国纷纷订立严谨的电源效率的法规及认证(例如美国的80PLUS认证)，这些规范及认证所要求的转换效率已非已知的转换电路所能轻易达到。因此，如何提供更高效率的切换式转换电路已成为目前重要的课题。
技术实现思路
鉴于现有技术中的切换式转换电路转换效率不足法规要求及无法通过ー些认证规范，本专利技术的目的在于提供ー种全桥式转换电路及全桥驱动控制电路，通过零电压切换及零电流切換的方式，使全桥式转换电路以软开关方式进行开关切换而达到降低切换损失的优点，以提供符合法规及认证的要求。为达上述目的，本专利技术提供了一种全桥式转换电路，用以提供一直流输出。全桥式转换电路包含一谐振单元、一第一晶体管开关、一第二晶体管开关、一第三晶体管开关、一第四晶体管开关、一整流单元以及一全桥驱动控制电路。谐振单元包含一一次侧及一二次侦U。第一晶体管开关耦接一输入电源及一次侧的ー第一端。第二晶体管开关耦接一次侧的第一端以及一共同电位。第三晶体管开关耦接输入电源及一次侧的ー第二端。第四晶体管开关耦接一次侧的第二端以及共同电位。整流单元耦接谐振单元的二次侧，用以对谐振单元的电カ进行整流而输出直流输出。全桥驱动控制电路，以ー操作频率控制第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关的导通及关闭，使第一晶体管开关及第ニ晶体管开关不同时导通且第三晶体管开关及第四晶体管开关不同时导通，其中操作频率高于谐振単元的一谐振频率。本专利技术同时提供了一种全桥驱动控制电路，包含一反馈控制电路及一全桥驱动电路。反馈控制电路根据一反馈检测信号产生ー脉宽控制信号。全桥驱动电路根据脉宽控制信号产生ー第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号以及ー第四控制信号，用以分别控制一全桥式开关电路中的第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关的导通及关闭，其中第一晶体管开关及第四晶体管开关控制一第一导通路径，第二晶体管开关及第三晶体管开关控制一第二导通路径，第一晶体管开关与第二晶体管开 关形成一第一直臂且第三晶体管开关与第四晶体管开关形成一第二直臂。其中，全桥驱动电路于第一导通路径关闭后才导通第二晶体管开关及第三晶体管开关其中之一，于第二导通路径关闭后才导通第一晶体管开关及第四晶体管开关其中之一，第一晶体管开关与第二晶体管开关不同时导通且第二晶体管开关与第三晶体管开关不同时导通。本专利技术同时提供了一种全桥驱动控制电路，包含一反馈控制电路、一频率产生器及一全桥驱动电路。反馈控制电路根据一反馈检测信号产生ー脉宽控制信号，而频率产生器产生ー频率信号。全桥驱动电路根据脉宽控制信号及频率信号产生ー第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号以及ー第四控制信号，用以分别控制ー全桥式开关电路中的第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关及第四晶体管开关的导通及关闭，其中第一晶体管开关及第四晶体管开关控制一第一导通路径，第二晶体管开关及第三晶体管开关控制一第二导通路径，第一晶体管开关与第二晶体管开关形成一第一直臂且第三晶体管开关与第四晶体管开关形成一第二直臂。其中，全桥驱动电路于第一导通路径关闭后才导通第二晶体管开关及第三晶体管开关其中之一，于第二导通路径关闭后才导通第一晶体管开关及第四晶体管开关其中之一，第一晶体管开关与第二晶体管开关不同时导通且第二晶体管开关与第三晶体管开关不同时导通。本专利技术通过零电压切换或/及零电流切換的方式，使全桥式转换电路以软开关方式进行开关切换而达到降低切换损失的优点，以提供符合法规及认证的要求。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进ー步说明本专利技术的申请专利范围。而有关本专利技术的其它目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。附图说明图I为已知的全桥式转换电路的电路示意图；图2为图I所不全桥式转换电路中晶体开关切换的时序不意图3a 3d为根据本专利技术ー第一较佳实施例的全桥式转换电路中的一次侧的晶体管开关的切换时序示意图；图4为实施图3a 3d所示切换时序的全桥式转换电路的电路示意图；图5a 5h为根据本专利技术ー第二较佳实施例的全桥式转换电路中的一次侧的晶体管开关的切换时序示意图；图6为实施图5a 5h所示切换时序的全桥式转换电路的电路示意图；图7a 7h为根据本专利技术ー第三较佳实施例的全桥式转换电路中的一次侧的晶体管开关的切换时序示意图；图8为实施图7a 7h所示切换时序的全桥式转换电路的电路示意图；图9根据本专利技术的另ー实施例的全桥式转换电路的电路示意图； 图10根据本专利技术的再一实施例的全桥式转换电路的电路示意图；图11为根据图10所示实施例加入软开关电容的电路示意图。主要组件符号说明现有技术第一晶体管开关Ml第二晶体管开关M2第三晶体管开关M3第四晶体管开关M4变压器T第一整流ニ极管Dl第二整流ニ极管D2电感 L输出电容Co输入电源VIN第一控制信号SI第二控制信号S2第三控制信号S3第四控制信号S4本专利技术全桥驱动控制电路100、2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.08 TW 1001076341.ー种全桥式转换电路，用以提供一直流输出，其特征在于，包含 一谐振单元，包含一一次侧及一二次侧； 一第一晶体管开关，耦接一输入电源及该一次侧的ー第一端； 一第二晶体管开关，耦接该一次侧的该第一端以及一共同电位； 一第三晶体管开关，稱接该输入电源及该一次侧的ー第二端； 一第四晶体管开关，耦接该一次侧的该第二端以及该共同电位； 一整流単元，耦接该谐振单元的该二次侧，用以对该谐振单元的电カ进行整流而输出该直流输出；以及 ー全桥驱动控制电路，以ー操作频率控制该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关及该第四晶体管开关的导通及关闭，使该第一晶体管开关及该第二晶体管开关不同时导通且该第三晶体管开关及该第四晶体管开关不同时导通，其中该操作频率高于该谐振単元的一谐振频率。2.根据权利要求I所述的全桥式转换电路，其特征在干，该全桥驱动控制电路包含一谐振频率检测电路，该谐振频率检测电路耦接该谐振単元以检测该谐振単元的输入端电压或谐振电流，并据此调整该操作频率。3.根据权利要求I所述的全桥式转换电路，其特征在干，该全桥驱动控制电路包含一输入电压检测电路及一斜坡产生器，该输入电压检测电路根据该输入电源产生一振幅调整信号，该斜坡产生器根据该振幅调整信号调整所产生的ー斜坡信号的振幅大小。4.根据权利要求I 3中任ー权利要求所述的全桥式转换电路,其特征在于,该第一晶体管开关以及该第二晶体管开关其中之一被关闭后，另ー于ー预定时间后被导通，而该第三晶体管开关以及该第四晶体管开关其中之一被关闭后，另ー于该预定时间后被导通。5.根据权利要求4所述的全桥式转换电路，其特征在干，当该第二晶体管开关及该第三晶体管开关同时导通时，该第二晶体管开关及该第三晶体管开关其中之ー于流经该第二晶体管开关及该第三晶体管开关的一电流小于ー预定电流值时被关闭。6.根据权利要求4所述的全桥式转换电路，其特征在干，当该第一晶体管开关及该第四晶体管开关同时导通时，该第一晶体管开关及该第四晶体管开关其中之ー于流经该第一晶体管开关及该第四晶体管开关的一电流小于ー预定电流值时被关闭。7.根据权利要求4所述的全桥式转换电路，其特征在干，该第一晶体管开关及该第三晶体管开关每一次被导通的时间长度固定，或者该第二晶体管开关及该第四晶体管开关每一次被导通的时间长度固定。8.根据权利要求I 3中任ー权利要求所述的全桥式转换电路,其特征在于,还包含一发光二极管模块耦接该整流単元，其中该全桥式驱动控制器根据该直流输出的ー输出电压控制该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关及该第四晶体管开关导通及关闭，于该输出电压大于ー过高压值或低于ー过低压值时，同时关闭该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关及该第四晶体管开关。9.根据权利要求I 3中任ー权利要求所述的全桥式转换电路,其特征在于,还包含一发光二极管模块以及一均流単元，其中该发光二极管模块耦接该整流单元并具有多个发光ニ极管串，该均流単元具有多个均流端用以对应耦接该多个发光二极管串使每ー发光二极管串流经大致相同的电流值，该全桥式驱动控制器根据该多个均流端的电压控制该第一晶体管开关、该第二晶体管开关、该第三晶体管开关及该第四晶体管开关导通及关闭。10.根据权利要求9所述的全桥式转换电路，其特征在于，该整流単元包含一同步整流控制器及两晶体管开关，该两晶体管开关耦接该谐振単元的该二次侧，该同步整流控制器根据该二次侧的电压、电流或其组合控制该两晶体管开关的导通与关闭。11.根据权利要求I所述的全桥式转换电路，其特征在干，还包含一第一电容及一第ニ电容，其中该第一电容与该第一晶体管开关并联以及该第二电容与该第三晶体管开关并联；或者该第一电容与该第二晶体开关并联以及该第二电容与该第四晶体开关并联。12.—种全桥驱动控制电路，其特征在于，包含 一反馈控制电路，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：余仲哲，徐献松，李立民，
申请(专利权)人：登丰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：