專利名稱：一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源具有體積小，效率高和電流大的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于手機(jī)充電器和筆記本電腦適配器等場合。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源的電路原理圖。控制調(diào)制器115通過功率開關(guān)管108連接到變壓器的原邊線圈104。控制調(diào)制器115控制功率開關(guān)管108在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)導(dǎo)通，將變壓器的原邊線圈103的能量傳遞到副邊線圈105輸出。控制調(diào)制器115通過功率開關(guān)管108的開關(guān)周期或開關(guān)頻率從而再副邊繞組得到穩(wěn)定的輸出電壓。 控制調(diào)節(jié)器115的供電端為Vcc，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路模塊112的供電也為Vcc。因此不管開關(guān)周期的占空比為任何，功率開關(guān)管108的驅(qū)動(dòng)電壓恒定為Vcc。如圖1所示的反激式電源，其工作損耗主要表現(xiàn)為=MOSFET開關(guān)管108的導(dǎo)通損耗，MOSFET開關(guān)管108的寄生電容損耗，開關(guān)管108的開關(guān)交疊損耗，PWM控制器115的損耗，輸出整流管損耗，箝位保護(hù)電路損耗，反饋電路損耗等。其中前三個(gè)損耗與頻率成正比關(guān)系，即與單位時(shí)間內(nèi)器件開關(guān)次數(shù)成正比。在待機(jī)狀態(tài)，主電路電流較小，MOSFET導(dǎo)通時(shí)間ton很小，電路工作在DCM模式，故相關(guān)的導(dǎo)通損耗，次級整流管損耗等較小，此時(shí)損耗主要由開關(guān)管的寄生電容損耗和開關(guān)交疊損耗。開關(guān)管的寄生電容損耗不僅和開關(guān)頻率相關(guān)，還和開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電壓相關(guān)。開關(guān)頻率越高，損耗越大；驅(qū)動(dòng)電壓越高，損耗越大。在環(huán)保意識日益受到重視的綠色時(shí)代，有效利用有限的能源已經(jīng)成為人們的共識。歐美國家對于電器產(chǎn)品在空載待機(jī)時(shí)的功耗定義了明確的規(guī)范，從2001年7月起美國就規(guī)定政府機(jī)構(gòu)不得購買待機(jī)功耗超過IW的電器產(chǎn)品。由此可見，開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器低待機(jī)功耗將成為基本要求，這也是電源設(shè)計(jì)工程師必須面臨的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，采用該驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)電源，可以減小的損耗，有效提升系統(tǒng)待機(jī)時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，該開關(guān)電源包括一變壓器組件、第一電阻、一功率開關(guān)管以及驅(qū)動(dòng)該功率開關(guān)管的控制單元，控制單元包括一驅(qū)動(dòng)模塊，用于輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓到功率開關(guān)管，所述驅(qū)動(dòng)電路的一端與驅(qū)動(dòng)模塊相連接，另一端與第一電阻相連接；該驅(qū)動(dòng)電路包括一占空比檢測模塊，用于檢測功率開關(guān)管的占空比；一電壓切換模塊，用于提供兩種或者多種輸出電壓，并根據(jù)占空比檢測模塊所檢測到的占空比輸出相應(yīng)的電壓。作為優(yōu)選，所述占空比檢測模塊包括第三電阻、第三電容及一緩沖器，第三電阻的輸入端與第一電阻相連接，第三電阻的輸出端分別與第三電容、緩沖器的輸入端相連接，第三電容的輸出端接地，緩沖器的輸出端與電壓切換模塊相連接。作為優(yōu)選，所述電壓切換模塊包括第一比較器、第二比較器、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、反相器；第一比較器、第二比較器的輸入端分別與占空比檢測模塊相連接；第一比較器、第二比較器的輸出端通過或非門與第三開關(guān)管相連接；第一比較器的輸出端與反相器的輸入端相連接，反相器的輸出端及第二比較器的輸出端均通過與門與第二開關(guān)管相連接；第一比較器的輸出端直接與第一開關(guān)相連接；第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊相連接。作為優(yōu)選，所述功率開關(guān)管為N溝道增強(qiáng)型M0SFET。作為優(yōu)選，所述的第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管均為N溝道增強(qiáng)型 MOSFET。本發(fā)明的具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過增加占空比檢測模塊和電壓切換模塊，能顯著的降低系統(tǒng)損耗，提高系統(tǒng)的待機(jī)效率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源的電路原理圖。圖2是本發(fā)明的開關(guān)電源的電路原理圖。圖3為本發(fā)明的占空比檢測模塊的電路原理圖。圖4為本發(fā)明的電壓切換模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。如圖2所示，一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，該開關(guān)電源包括一變壓器組件、第一電阻 209、一功率開關(guān)管208以及驅(qū)動(dòng)該功率開關(guān)管的控制單元218，控制單元218包括一驅(qū)動(dòng)模塊212，用于輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓到功率開關(guān)管208，控制單元218通過功率開關(guān)管208連接到變壓器的原邊線圈104。控制單元208控制功率開關(guān)管208在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)導(dǎo)通，將變壓器的原邊線圈103的能量傳遞到副邊線圈輸出。驅(qū)動(dòng)電路的一端與驅(qū)動(dòng)模塊212相連接，另一端與第一電阻209相連接；該驅(qū)動(dòng)電路包括一占空比檢測模塊216，用于檢測功率開關(guān)管的占空比；一電壓切換模塊217，用于提供兩種或者多種輸出電壓，并根據(jù)占空比檢測模塊檢測到的占空比輸出相應(yīng)的電壓。如圖3所示，在本實(shí)施例中，占空比檢測模塊216包括第三電阻301、第三電容302 及一緩沖器303，第三電阻301的輸入端與第一電阻209相連接，第三電阻301的輸出端分別與第三電容302、緩沖器303的輸入端相連接，第三電容302的輸出端接地，緩沖器303的輸出端與電壓切換模塊相連接。圖4所示，電壓切換模塊217包括第一比較器401、第二比較器402、第一開關(guān)管406、第二開關(guān)管407、第三開關(guān)管408、反相器403 ；第一比較器401、 第二比較器402的輸入端分別與占空比檢測模塊相連接；第一比較器401、第二比較器402 的輸出端通過或非門405與第三開關(guān)管408相連接；第一比較器401的輸出端與反相器403 的輸入端相連接，反相器403的輸出端及第二比較器402的輸出端均通過與門404與第二開關(guān)管407相連接；第一比較器401的輸出端直接與第一開關(guān)406相連接；第一開關(guān)406、 第二開關(guān)407及第三開關(guān)408的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊201相連接。占空比檢測模塊216檢測電流采樣第一電阻209上電壓的占空比，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，電壓切換模塊217將所轉(zhuǎn)換到的電壓按設(shè)定規(guī)則輸出不同的電壓到驅(qū)動(dòng)模塊212， 驅(qū)動(dòng)模塊212按照PWM信號輸出相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電壓到功率開關(guān)管208。在占空比較小時(shí)，電壓切換模塊217輸出較低的驅(qū)動(dòng)電壓到功率開關(guān)管208，當(dāng)占空比較大時(shí)，電壓切換模塊217輸出比較高的驅(qū)動(dòng)電壓到功率開關(guān)管208。由于在占空比比較小時(shí)，功率開關(guān)管208的寄生電容損耗占到整個(gè)系統(tǒng)損耗的大部分，因此降低此時(shí)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電壓可以顯著的降低系統(tǒng)損耗，提高系統(tǒng)的待機(jī)效率。如圖3、圖4所示，第三電阻301和第三電容302組成濾波網(wǎng)絡(luò)，將占空比轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電壓，并通過緩沖器303輸出反映占空比的電壓Vr。圖4中Vrefl和Vref2是芯片根據(jù)系統(tǒng)要求預(yù)設(shè)的兩個(gè)參考電壓，VccU Vcc2和Vcc3為預(yù)設(shè)的三個(gè)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電壓。當(dāng)Vr 低于Vrefl和Vref2時(shí)，從或非門405輸出，驅(qū)動(dòng)電壓Vcc3通過第三開關(guān)管408輸出到驅(qū)動(dòng)模塊212驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管208。當(dāng)Vr高于Vrefl且低于Vref2時(shí)，通過與門404輸出，驅(qū)動(dòng)電壓Vcc2通過第二開關(guān)管407輸出到驅(qū)動(dòng)模塊212驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管208。當(dāng)所述Vr高于Vrefl和Vref2時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓Vccl通過第一開關(guān)管406輸出到驅(qū)動(dòng)模塊212驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管208。在本實(shí)施例中，功率開關(guān)管為N溝道增強(qiáng)型M0SFET。第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、 第三開關(guān)管均為N溝道增強(qiáng)型M0SFET。因此，驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電壓隨著占空比的變化而變化，在占空比較小時(shí)，占到整個(gè)系統(tǒng)損耗的大部分的功率開關(guān)管208的寄生電容損耗大幅度降低，因此利用本發(fā)明可以顯著的降低系統(tǒng)損耗，提高系統(tǒng)的待機(jī)效率。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)施例任何形式上限制。任何熟悉本領(lǐng)域的人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或者修改為等同變化的等效實(shí)施例，例如將所述電壓切換模塊217的驅(qū)動(dòng)電壓分為3級或者更多。因此，凡是未脫離本發(fā)明的內(nèi)容， 依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，該開關(guān)電源包括一變壓器組件、第一電阻009)、一功率開關(guān)管Q08)以及驅(qū)動(dòng)該功率開關(guān)管的控制單元018)，控制單元(218)包括一驅(qū)動(dòng)模塊 012)，用于輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓到功率開關(guān)管，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路的一端與驅(qū)動(dòng)模塊相連接，另一端與第一電阻(209)相連接；該驅(qū)動(dòng)電路包括一占空比檢測模塊，用于檢測功率開關(guān)管的占空比；一電壓切換模塊，用于提供兩種或者多種輸出電壓，并根據(jù)占空比檢測模塊檢測到的占空比輸出相應(yīng)的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述占空比檢測模塊包括第三電阻(301)、第三電容(302)及一緩中器(303)，第三電阻(301)的輸入端與第一電阻(209)相連接，第三電阻(301)的輸出端分別與第三電容(302)、緩沖器(303)的輸入端相連接，第三電容(302)的輸出端接地，緩沖器(303)的輸出端與電壓切換模塊相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述電壓切換模塊包括第一比較器(401)、第二比較器(40 、第一開關(guān)管(406)、第二開關(guān)管(407)、第三開關(guān)管008)、反相器003)；第一比較器001)、第二比較器002)的輸入端分別與占空比檢測模塊相連接；第一比較器G01)、第二比較器(402)的輸出端通過或非門(405)與第三開關(guān)管(408)相連接；第一比較器001)的輸出端與反相器003)的輸入端相連接，反相器 (403)的輸出端及第二比較器(402)的輸出端均通過與門(404)與第二開關(guān)管(407)相連接；第一比較器G01)的輸出端直接與第一開關(guān)(406)相連接；第一開關(guān)006)、第二開關(guān) (407)及第三開關(guān)008)的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊(201)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述功率開關(guān)管為N溝道增強(qiáng)型MOSFET。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述的第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管均為N溝道增強(qiáng)型M0SFET。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路，該開關(guān)電源包括一變壓器組件、第一電阻、一功率開關(guān)管以及驅(qū)動(dòng)該功率開關(guān)管的控制單元，控制單元包括一驅(qū)動(dòng)模塊，用于輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓到功率開關(guān)管，所述驅(qū)動(dòng)電路的一端與驅(qū)動(dòng)模塊相連接，另一端與第一電阻相連接；該驅(qū)動(dòng)電路包括一占空比檢測模塊，用于檢測功率開關(guān)管的占空比；一電壓切換模塊，用于提供兩種或者多種輸。本發(fā)明通過增加占空比檢測模塊和電壓切換模塊，能顯著的降低系統(tǒng)損耗，提高系統(tǒng)的待機(jī)效率。
文檔編號H02M3/335GK102545632SQ201210007359
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者吳偉江, 張亮, 朱振東, 田劍彪 申請人:紹興光大芯業(yè)微電子有限公司