一種能量回饋電流型自驅動整流電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自驅動整流電路，尤其涉及一種能量回饋電流型自驅動整流電路。
【背景技術】
[0002]隨著現代高速超大規模集成電路尺寸的不斷減小，一些芯片的功耗不斷降低，其供電電壓也不斷下降。如某些筆記本電腦、高速數據處理系統的電源電壓已經下降到3.3V，甚至1.5V。一般情況下低電壓輸出的DC/DC開關變換器常采用肖特基二極管作為輸出整流管，其正向壓降約為0.4?0.6V，在低電壓大電流輸出時，占變換器的總損耗很大，因而，如何減小肖特基整流管帶來的損耗，是提高功率變換器效率的關鍵。同步整流技術的出現，正好順應了這個要求，該技術采用了低導通阻抗的功率M0S管代替肖特基管，使得整流管上的損耗得以大大的降低。
[0003]常用的同步整流電路有外驅動同步整流、電壓型自驅動同步整流以及電流型自驅動同步整流三種方式。外驅動同步整流可以提供較為準確的控制時序，實現較高的整流效率，但缺點是驅動電路復雜，需要有控制檢測、定時邏輯、同步變壓器等，且驅動電路有損耗，成本升高；電壓型自驅動同步整流電路簡單，但適應性較差，效率低，不適合并聯；傳統的電流型自驅動同步整流電路其缺點在于電流檢測元件有附加損耗，降低電路效率。
【實用新型內容】
[0004]針對以上問題本實用新型提供了一種新型的具有能量回饋功能的電流型自驅動同步整流電路，其通過檢測電流方向，從而產生驅動電壓，控制半導體開關器件的開通和關斷，并且能夠將電流檢測元件損耗回饋給驅動電源。該同步整流電路具有損耗小、成本低的優點，可應用于正激、反激、推挽和半橋式PWM變換器及諧振變換器等各種拓撲。
[0005]為了解決以上問題本實用新型提供了一種能量回饋電流型自驅動整流電路，其特征在于:包括電流檢測電路、能量回饋電路、驅動電路和同步整流管M0SFET、直流電壓源Vo ；
[0006]所述電流檢測電路、能量回饋電路、驅動電路由一個電流互感器實現，它有四個繞組:電流檢測繞組N1、驅動繞組N2、能量回饋繞組N3、磁復位繞組N4，能量回饋繞組N3和磁復位繞組N4的回路中分別串聯二極管D1、D2，驅動電源Vo為直流電壓源；
[0007]電流檢測繞組N1的同名端(同名端為繞組上標記有點的一端，其他繞組的同名端相同)連接至同步整流管M0SFET的漏極；
[0008]驅動繞組N2的同名端連接至同步整流管M0SFET的門極，驅動繞組N2的非同名端(非同名端為繞組上未標記點的一端，其他繞組的非同名端相同)連接至同步整流管M0SFET的源極；
[0009]能量回饋繞組N3的同名端連接至二極管D1的陽極，能量回饋繞組N3的非同名端和磁復位繞組N4的同名端同時連接至直流電壓源Vo的負極，磁復位繞組N4的非同名端連接至二極管D2的陽極；二極管D1和D2的陰極同時連接至直流電壓源Vo的正極。
[0010]所述電流檢測繞組N1用于檢測流過整流管M0SFET體二極管的電流方向，電流正方向如圖示箭頭方向。
[0011]所述驅動繞組N2中通過感應電流檢測繞組N1中的電流從而產生驅動電壓，當同步整流管M0SFET中正向電流上升或反向電流下降時，同步整流管M0SFET柵源極電壓變正，同步整流管M0SFET導通；反之當同步整流管M0SFET中正向電流降為零并趨于反向或反向電流上升時，同步整流管M0SFET柵源極電壓變負，整流管關斷。
[0012]所述能量回饋繞組N3在同步整流管M0SFET中正向電流上升或反向電流下降時，其繞組電壓上升使二極管D1導通，將能量饋送到直流電壓源Vo:反之當同步整流管M0SFET中正向電流降為零并趨于反向或反向電流上升時，二極管D1關斷。
[0013]所述磁復位繞組N4在同步整流管M0SFET中正向電流降為零并趨于反向或反向電流上升時，其繞組電壓使二極管D2導通，二極管D1封鎖，電流互感器磁芯復位，磁場儲能回饋到直流電壓源Vo。
[0014]本實用新型應用于DC-DC變換器中，用于取代肖特基二極管或快恢復二極管整流電路，能夠提高DC-DC變換器的效率。本實用新型電路檢測流過整流管的電流，通過電流互感器感應產生驅動電壓，控制整流管的開通和關斷，并能夠實現能量回饋。本實用新型電路實現簡單，成本低、損耗小，其特點是驅動波形無死區，驅動運行不受輸入電壓影響，驅動電路工作與電路拓撲無關，可應用于并聯運行的DC-DC變換器，不會出現某個變換器吸收功率，而導致電路損壞。
【附圖說明】
[0015]圖1為能量回饋電流型自驅動框圖。
[0016]圖2為能量回饋電流型自驅動整流電路圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。
[0018]如圖1、2所示，本實用新型提供了一種能量回饋電流型自驅動整流電路，包括電流檢測電路、能量回饋電路、驅動電路和同步整流管M0SFET、直流電壓源Vo ;
[0019]所述電流檢測電路、能量回饋電路、驅動電路由一個電流互感器實現，它有四個繞組:電流檢測繞組N1、驅動繞組N2、能量回饋繞組N3、磁復位繞組N4，能量回饋繞組N3和磁復位繞組N4的回路中分別串聯二極管D1、D2，驅動電源Vo為直流電壓源:
[0020]電流檢測繞組N1的同名端(同名端為繞組上標記有點的一端，其他繞組的同名端相同)連接至同步整流管M0SFET的漏極；
[0021]驅動繞組N2的同名端連接至同步整流管M0SFET的門極，驅動繞組N2的非同名端(非同名端為繞組上未標記點的一端，其他繞組的非同名端相同)連接至同步整流管M0SFET的源極；
[0022]能量回饋繞組N3的同名端連接至二極管D1的陽極，能量回饋繞組N3的非同名端和磁復位繞組N4的同名端同時連接至直流電壓源Vo的負極，磁復位繞組N4的非同名端連接至二極管D2的陽極；二極管D1和D2的陰極同時連接至直流電壓源Vo的正極。
[0023]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不限制于本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的權利要求范圍之內。
【主權項】
1.一種能量回饋電流型自驅動整流電路，其特征在于:包括電流檢測電路、能量回饋電路、驅動電路和同步整流管MOSFET、直流電壓源Vo ； 所述電流檢測電路、能量回饋電路、驅動電路由一個電流互感器實現，它有四個繞組:電流檢測繞組N1、驅動繞組N2、能量回饋繞組N3、磁復位繞組N4，能量回饋繞組N3和磁復位繞組N4的回路中分別串聯二極管D1、D2，驅動電源Vo為直流電壓源: 電流檢測繞組NI的同名端連接至同步整流管MOSFET的漏極； 驅動繞組N2的同名端連接至同步整流管MOSFET的門極，驅動繞組N2的非同名端連接至同步整流管MOSFET的源極； 能量回饋繞組N3的同名端連接至二極管Dl的陽極，能量回饋繞組N3的非同名端和磁復位繞組N4的同名端同時連接至直流電壓源Vo的負極，磁復位繞組N4的非同名端連接至二極管D2的陽極；二極管Dl和D2的陰極同時連接至直流電壓源Vo的正極。
【專利摘要】本實用新型涉及一種能量回饋電流型自驅動整流電路，其電流檢測繞組N1的同名端連接至同步整流管MOSFET的漏極；驅動繞組N2的同名端連接至同步整流管MOSFET的門極，繞組N2的非同名端連接至同步整流管MOSFET的源極；能量回饋繞組N3的同名端連接至二極管D1的陽極，繞組N3的非同名端和磁復位繞組N4的同名端同時連接至直流電壓源Vo的負極，繞組N4的非同名端連接至二極管D2的陽極；二極管D1和D2的陰極同時連接至直流電壓源Vo的正極。本實用新型電路檢測流過整流管的電流，通過電流互感器感應產生驅動電壓，控制整流管的開通和關斷，并能夠實現能量回饋。
【IPC分類】H02M3/335
【公開號】CN204993065
【申請號】CN201520519564
【發明人】王淑惠
【申請人】中國電子科技集團公司第十四研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月17日