[发明专利]一种不对称半桥磁耦合驱动电路

说明书

技术领域

本发明属于一种驱动功率开关管的电子电路，用于占空比变化范围较大的场合。

背景技术

目前，常用的电路驱动芯片的价格较高，在不同的特殊应用场合存在一定的局限性。传统的磁耦合MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）驱动电路包括两个三极管、一个隔直电容、一个变压器、一个栅极输入电阻和一个稳压管，两个三极管组成图腾柱输出，经过隔直电容连接到变压器原边，变压器副边经过一个栅极输入电阻连接到MOSFET管的栅极，MOSFET管的栅极和源极之间接一个稳压二极管。这种传统的磁耦合驱动电路，一定条件时起到升压的作用，且占空比变化时，驱动的关断能力不受影响，但是其缺陷是：输出脉冲电压幅值会随着占空比的变化而变化，当占空比较小时，负向电压小，电路的抗干扰能力变差，正向电压较高，此时应使其幅值不超过MOSFET栅极的允许电压；当占空比大于0.5时，驱动电压正向电压小于其负向电压，此时应使其负电压值不超过MOSFET栅极的允许电压；所以传统的磁耦合驱动电路只适用于占空比固定或变化不大的场合，不适用于占空比变化范围较大的场合，例如太阳能电池最大功率跟踪电路等。

发明内容

针对传统的磁耦合驱动电路只适用于占空比固定或变化不大的场合的不足，本发明提出一种带高频变压器隔离的不对称半桥磁耦合驱动电路，能适用于占空比变化范围较大的场合。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：NPN型三极管集电极接正电源、其发射极和PNP型三极管集电极相连，组成图腾柱输出， NPN型三极管和NPN型三极管的两端分别反并联两个相同续流二极管，图腾柱输出连接一个原边隔直电容正极端，原边隔直电容另一端连接高频隔离变压器原边，高频隔离变压器副边连接一个副边电容，副边电容正极端连接栅极输入电阻，栅极输入电阻连接功率MOSFET管栅极，栅极输入电阻的两端并联二极管，稳压二极管一端连接于副边电容和栅极输入电阻之间，另一端连接功率MOSFET管源极，在MOSFET管栅极和源极间连接保护电阻。 

本发明的有益效果是：输出驱动电压保持不变，不随输入信号占空比的变化而变化，对太阳能电池最大功率跟踪电路等占空比变化范围较大的场合有很好的驱动效果，结构简单，成本低廉。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明；

图1是本发明的电路原理图；

图2是图1中高频隔离变压器T的铁芯处于交变磁化时磁通的波形；

图3是图1中的实验结果波形；

图1中：Vg.电源；T_r1.NPN型三极管；T_r2.PNP型三极管；D₁、D₂.续流二极管；C₁.原边隔直电容；T.高频隔离变压器；C₂.副边电容；D₃.稳压二极管；D₄.二极管；R₁.栅极输入电阻；R₂.保护电阻；Q.功率MOSFET管；

图2中：D为占空比；T为开关周期；DT为导通时间；V_in为输入脉冲电压幅值；S₊为正向导通时间内的伏秒面积；S_-为反向导通时间内的伏秒面积；Φ_m为磁通；

图3中：V_g为驱动电路的输入PWM波形，V_GS为驱动电路的输出驱动波形，图3（a）中驱动电路的占空比为0.2，图3（b）中驱动电路的占空比为0.8。

具体实施方式