[实用新型]自带动态电源的谐振驱动模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源，特别是一种自带动态电源的谐振驱动模块。

背景技术

开关电源最重要的部位是电力电子开关，这是弱电控制强电的关键部位，可以用代表强电开关的D极、S极和代表弱电驱动的G极来表达，如图1所示。当栅极施加高电平驱动电压Ugs(一般不超过20伏)时段，见图1(C)中的t₁至t₂、T₃至t₄、t₅至t₆时段，使电力电子开关强电受控，于是有ids表示电力电子开关是导通(ON)的，而在没有驱动电压Ugs(无控制讯号)的时段，见图1(C)中的时段t₁、T₂至t₃、t₄至t₅、t₆以后等，常开的电力电子是断路(OFF)的。

电力电子开关的S极允许接地(零电位)称为共地控制，这时驱动电压Ugs的联接比较简单，可以用并联的方法联接。但是，对于非共地的电力电子开关，例如桥式或半桥式的上管，又例如BUCK、CUK拓扑中S极不共地的电力电子开关的驱动就十分麻烦了。为了解决非共地的电力电子开关驱动问题，促进电力电子技术的发展，大致有三种类型：变压器隔离方式、光耦隔离方式、悬浮电容泵隔离方式，如图2所示。

图2所示的典型驱动方式中，成本最低，最广泛应用的是(a)变压器TR隔离驱动拓扑。特别适应高频率小功率驱动方式；如果需扩大驱动电流，往往习惯用NPN-PNP互补射随图腾柱方式。见图3所示。

图3中非共地悬浮电源Vcc(一般为12伏至18V)，驱动电流流过限流电阻Rg，消耗了驱动功率，称为驱动功耗电量ΔPg，用下式表达：

ΔPg＝Ci·U²gs·f

上式中显然可见：驱动损耗电量ΔPg，正比于频率f，正比于输入电容Ci，还正比于驱动电压Ugs的平方。如何减小驱动损耗电量ΔPg？选择Ci小的电力电子开关管，可能导致开关管饱和导通电阻Rds(ON)较高，导通损耗也加大；减小频率可能导致电感磁芯加大加重；积极的方法应关注降低驱动电压Ugs。由图4看出，驱动电压Ugs取决于电源Vcc，在电力电子开关饱和导通允许前提下，选用尽量低的电源Vcc是有积极意义的。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种自带动态电源的谐振驱动模块，既可解决非共地电力电子开关的隔离式高频驱动方法，又区别于传统硬开关互补射随图腾柱驱动方法的缺点。是一种专为非共地的电力电子开关驱动专用的低损耗谐振式驱动模块。

本实用新型采用的技术方案为：电源由输入隔离变压器、整流电路、电力电子器件(V_Q)组成，整流电路由晶体管(V_S01)和晶体管(V_S02)的EB端与电容(C₁、C₂)组成，且C₁、C₂分别并联稳压二极管D_Z1和D_Z2在整流电路、电力电子器件(V_Q)之间并联电容(Ci)、串联电感(Lr)。输入栅极电感Lr与输入电容Ci串联谐振，电容(Ci)两端并联有稳压二极管D_Z11和D_Z2，以免过激励而损坏栅极G。

附图说明

图1是弱电G极控制强电D极和S极通断的电力电子开关示意图。

图2是非共地的电力电子开关隔离驱动的典型拓扑示意图。

图3是传统硬开关互补射随圈腾柱驱动拓扑示意图。

图4是本实用新型所述自带动态电源的谐振驱动模块拓扑示意图。

图5是本实用新型所述自带动态电源的谐振驱动模块控制方法示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。