專利名稱:一種新型的llc諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種新型的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，包括第一肖特基二極管、第二肖特基二極管、以及LLC諧振變換器，LLC諧振變換器由第一MOSFET開關(guān)管、第二MOSFET開關(guān)管、電容、以及變壓器組成，第一肖特基二極管負(fù)端連接第一MOSFET開關(guān)管G極，第一肖特基二極管正端連接第一MOSFET開關(guān)管S極。本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型避免了LLC諧振變換器之功率MOSFET在做零電壓切換期間，MOSFET之寄生電容Cgd的放電路徑流經(jīng)IC內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路push?pull圖騰柱之下臂MOSFET的體二極管，從而杜絕控制IC內(nèi)部之push?pull圖騰柱上下臂MOSFET同時(shí)導(dǎo)通的可能。
【專利說明】
一種新型的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的LLC(由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱)半橋諧振專用驅(qū)動(dòng)集成電路，其內(nèi)部的上下橋臂驅(qū)動(dòng)電路都是由兩個(gè)N溝道的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)組成圖騰柱輸出。
[0003]LLC(由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱)半橋諧振電路之上下橋臂功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)從關(guān)斷到開通期間是零電壓切換，SP圖騰柱驅(qū)動(dòng)電路輸出低電平時(shí)，諧振電路的功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)由關(guān)斷到開通，與此同時(shí)，Cgd(M0SFET之D極和G極之間的結(jié)電容)開始放電，其放電路徑經(jīng)過功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的D、S極，驅(qū)動(dòng)IC(集成電路)內(nèi)部圖騰柱驅(qū)動(dòng)回路之下臂MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的S、D極溝道及S、D極的寄生體二極管。
[0004]目前技術(shù)的缺陷是:LLC(由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱)諧振電路之上下臂功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)在做零電壓切換期間，功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的Cgd(M0SFET之D極和G極之間的結(jié)電容)上儲存的能量需要泄放，其放電的路徑經(jīng)過諧振電路功率MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的D、S極，驅(qū)動(dòng)IC(集成電路)內(nèi)部push-pul I圖騰柱之下臂MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的S、D溝通及其寄生的體二極管。因?yàn)镮C(集成電路)內(nèi)部push-pull圖騰柱驅(qū)動(dòng)電路之MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的Rds(on)(M0SFET之導(dǎo)通狀態(tài)下D、S極之間的導(dǎo)通電阻)一般較大，所以功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)之Cgd(MOSFET之D極和G極之間的結(jié)電容)的放電電流經(jīng)過時(shí)，其Rds(on) (MOSFET之導(dǎo)通狀態(tài)下D、S極之間的導(dǎo)通電阻)上的壓降會超過其體二極管的壓降，從而其體二極管導(dǎo)通。而IC(集成電路)內(nèi)部push-pull圖騰柱電路的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的寄生體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間一般較大，所以關(guān)斷時(shí)間較長。如果此關(guān)斷時(shí)間超過LLC(由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱)半橋諧振驅(qū)動(dòng)IC (集成電路)所設(shè)定的死區(qū)時(shí)間，則在驅(qū)動(dòng)脈沖輸出高電平時(shí)，會造成IC(集成電路)內(nèi)部之push-pull圖騰柱上下臂MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)同時(shí)導(dǎo)通。從而造成IC(集成電路)失效。
[0005]如圖1所示，Q9101，Q9102，T9101，C9132組成LLC(由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱)諧振變換器的主回路，LLC(由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱)諧振變換器初級上下橋臂開關(guān)管都具有零電壓開通的特性。以下臂Q9102為例，當(dāng)Q9101在開通狀態(tài)時(shí)，Q9102之DS，DG間的寄生電容上的電壓將近V_bus，即給LLC(由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱)變換器供電電壓；當(dāng)Q9101關(guān)斷時(shí)，進(jìn)入死區(qū)時(shí)間，此時(shí)Ql關(guān)斷，Q2導(dǎo)通，Q9102之Coss(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管之輸出電容)電容通過T9101的初級電感放電，與此同時(shí)，Q9102的Cgd(MOSFET之D極和G極之間的結(jié)電容)也經(jīng)Q9102之DS極放電，其放電路徑從Q9102之D極到S極，再到IC9101的地COM端，再經(jīng)Q2之S、D之間的溝道電阻，再經(jīng)IC9101之？1~11，￥61^端，再經(jīng)1?9111到09102的63七6極。如果Q910 2的Qgd (MOSFET之G極和D極之間的電荷量)參數(shù)較大，則放電電流也較大，而IC9101內(nèi)部之圖騰柱驅(qū)動(dòng)回路Ql，Q2，Q3，Q4的Rds(on)(M0SFET之導(dǎo)通狀態(tài)下D、S極之間的導(dǎo)通電阻)一般較大，達(dá)幾歐姆，此電流流經(jīng)Q2之S、D極溝道時(shí)，在Q2之Rds (on) (M0SFET之導(dǎo)通狀態(tài)下D、S極之間的導(dǎo)通電阻)上產(chǎn)生的壓降可能大于Q2之S、D極間寄生的體二極管的管壓降，則Q9102之Cgd (M0SFET之D極和G極之間的結(jié)電容)的放電電流將流經(jīng)Q2的體二極管。而Ql，Q2，Q3，Q4之寄生體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間trr一般較大，500ns以上，所以一旦Q2之體二極管導(dǎo)通，將延續(xù)較長時(shí)間才能關(guān)斷。而當(dāng)IC9101檢測到死區(qū)時(shí)間結(jié)束時(shí)，將使Ql之Gate高電平，Q2之Gate低電平，則Ql導(dǎo)通，但Q2可能由于其體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間的關(guān)系，仍然導(dǎo)通，則此時(shí)出現(xiàn)Q1，Q2同時(shí)導(dǎo)通。此狀態(tài)將增加IC9101的損耗，嚴(yán)重的將引起IC9101失效。上臂Q9101也是同樣的道理。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型提供了一種新型的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，包括第一肖特基二極管、第二肖特基二極管、以及LLC諧振變換器，所述LLC諧振變換器由第一MOSFET開關(guān)管、第二MOSFET開關(guān)管、電容、以及變壓器組成，所述第一肖特基二極管負(fù)端連接所述第一MOSFET開關(guān)管G極，所述第一肖特基二極管正端連接所述第一 MOSFET開關(guān)管S極，所述第二肖特基二極管負(fù)端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管G極，所述第二肖特基二極管正端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管S極。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括第一電阻，所述第一電阻是所述第一MOSFET開關(guān)管柵極的泄放電阻，所述第一電阻兩端分別連接所述第一 MOSFET開關(guān)管G極和S極。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括所述第一MOSFET開關(guān)管柵極的第一驅(qū)動(dòng)電路，所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括第二電阻、第三電阻、第一二極管，所述第一二極管正端連接所述第一 MOSFET開關(guān)管柵極，所述第一二極管負(fù)端連接所述第二電阻一端，所述第二電阻另一端與所述第三電阻一端相連，所述第三電阻另一端與所述第一二極管正端連接。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括第四電阻，所述第四電阻是所述第二MOSFET開關(guān)管柵極的泄放電阻，所述第四電阻兩端分別連接所述第二 MOSFET開關(guān)管G極和S極。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括所述第二MOSFET開關(guān)管柵極的第二驅(qū)動(dòng)電路，所述第二驅(qū)動(dòng)電路包括第五電阻、第六電阻、第二二極管，所述第二二極管正端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管柵極，所述第二二極管負(fù)端連接所述第五電阻一端，所述第五電阻另一端與所述第六電阻一端相連，所述第六電阻另一端與所述第二二極管正端連接。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括處理芯片，所述處理芯片VGH端與所述第一驅(qū)動(dòng)電路相連，所述處理芯片VS端與所述第一 MOSFET開關(guān)管S極相連，所述處理芯片VGL端與所述第二驅(qū)動(dòng)電路相連，所述處理芯片COM端與所述第二MOSFET開關(guān)管S極相連。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述處理芯片VGH端與所述第三電阻一端相連。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述處理芯片VGL端與所述第六電阻一端相連。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型避免了LLC諧振變換器之功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)在做零電壓切換期間，MOSFET之寄生電容Cgd的放電路徑流經(jīng)IC(集成電路)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路push-pull圖騰柱之下臂MOSFET的體二極管，從而杜絕了控制IC(集成電路)內(nèi)部之push-pul I圖騰柱上下臂MOSFET同時(shí)導(dǎo)通的可能。
【附圖說明】

[0015]圖1是目前技術(shù)的電路圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖3所示，本實(shí)用新型公開了一種新型的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，包括第一肖特基二極管D9312、第二肖特基二極管D9313、以及LLC諧振變換器，所述LLC諧振變換器由第一MOSFET開關(guān)管Q9101、第二MOSFET開關(guān)管Q9102、電容C9132、以及變壓器T9101組成，所述第一肖特基二極管D9312負(fù)端連接所述第一 MOSFET開關(guān)管Q9101的G極，所述第一肖特基二極管D9312正端連接所述第一MOSFET開關(guān)管Q9101的S極，所述第二肖特基二極管D9313負(fù)端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管Q9102的G極，所述第二肖特基二極管D9313正端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管Q9102的S極。
[0019]該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括第一電阻R9109，所述第一電阻R9109是所述第一 MOSFET開關(guān)管Q9101柵極的泄放電阻，所述第一電阻R9109兩端分別連接所述第一MOSFET開關(guān)管Q9101的G極和S極。
[0020]該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括所述第一 MOSFET開關(guān)管Q9101柵極的第一驅(qū)動(dòng)電路，所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括第二電阻R9107、第三電阻R9108、第一二極管D9310，所述第一二極管D9310正端連接所述第一 MOSFET開關(guān)管Q9101柵極，所述第一二極管D9310負(fù)端連接所述第二電阻R9107—端，所述第二電阻R9107另一端與所述第三電阻R9108—端相連，所述第三電阻R9108另一端與所述第一二極管D9310正端連接。
[0021]該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括第四電阻R9112，所述第四電阻R9112是所述第二 MOSFET開關(guān)管Q9102柵極的泄放電阻，所述第四電阻R9112兩端分別連接所述第二MOSFET開關(guān)管Q9102的G極和S極。
[0022]該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括所述第二 MOSFET開關(guān)管Q9102柵極的第二驅(qū)動(dòng)電路，所述第二驅(qū)動(dòng)電路包括第五電阻R9110、第六電阻R9111、第二二極管D9311，所述第二二極管D9311正端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管Q9102柵極，所述第二二極管D9311負(fù)端連接所述第五電阻R9110—端，所述第五電阻R9110另一端與所述第六電阻R9111—端相連，所述第六電阻R9111另一端與所述第二二極管D9311正端連接。
[0023]該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括處理芯片IC9101，所述處理芯片IC9101的VGH端與所述第一驅(qū)動(dòng)電路相連，所述處理芯片IC9101的VS端與所述第一 MOSFET開關(guān)管Q9101的S極相連，所述處理芯片IC9101的VGL端與所述第二驅(qū)動(dòng)電路相連，所述處理芯片IC9101的COM端與所述第二 MOSFET開關(guān)管Q9102的S極相連。
[0024]所述處理芯片IC9101的VGH端與所述第三電阻R9108—端相連。
[0025]所述處理芯片IC9101的VGL端與所述第六電阻R9111—端相連。
[0026]如圖2所示，本實(shí)用新型在第二MOSFET開關(guān)管Q9102的G、S極間并接第二肖特基二極管D9313，肖特基二極管的管壓降為0.3V，遠(yuǎn)小于Q2之S、D極間的體二極管的管壓降。所以第二 MOSFET開關(guān)管Q9102之Cgd的放電電流之絕大部份將流經(jīng)D9313，從而保證Q2的體二極管不會導(dǎo)通，也就沒有體二極管之反向恢復(fù)時(shí)間的問題。第一 MOSFET開關(guān)管Q9101也是同樣的道理。從而確保處理芯片IC9101驅(qū)動(dòng)回路正常動(dòng)作，提高其可靠性。
[0027]LLC:由兩個(gè)電感和一個(gè)電容組成的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡稱。
[0028]在LLC諧振變換器中，第一MOSFET開關(guān)管Q9101是上臂開關(guān)管，第二MOSFET開關(guān)管Q9102是下臂開關(guān)管。
[0029]本實(shí)用新型避免了 LLC諧振變換器之功率MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)在做零電壓切換期間，MOSFET之寄生電容Cgd的放電路徑流經(jīng)IC(集成電路)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路push-pul I圖騰柱之下臂MOSFET的體二極管，從而杜絕了控制IC(集成電路)內(nèi)部之push-pul I 圖騰柱上下臂 MOSFET 同時(shí)導(dǎo)通的可能。
[0030]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:包括第一肖特基二極管(D9312)、第二肖特基二極管(D9313)、以及LLC諧振變換器，所述LLC諧振變換器由第一MOSFET開關(guān)管(Q9101)、第二MOSFET開關(guān)管(Q9102)、電容(C9132)、以及變壓器(T9101)組成，所述第一肖特基二極管(D9312)負(fù)端連接所述第一 MOSFET開關(guān)管(Q9101 )G極，所述第一肖特基二極管(D9312)正端連接所述第一 MOSFET開關(guān)管(Q9101) S極，所述第二肖特基二極管(D9313)負(fù)端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管(Q9102)G極，所述第二肖特基二極管(D9313)正端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管(Q9102) S極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括第一電阻(R9109)，所述第一電阻(R9109)是所述第一 MOSFET開關(guān)管(Q9101)柵極的泄放電阻，所述第一電阻(R9109)兩端分別連接所述第一 MOSFET開關(guān)管(Q9101)G極和 S極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括所述第一 MOSFET開關(guān)管(Q9101)柵極的第一驅(qū)動(dòng)電路，所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括第二電阻(R9107)、第三電阻(R9108)、第一二極管(D9310)，所述第一二極管(D9310)正端連接所述第一 MOSFET開關(guān)管(Q9101)柵極，所述第一二極管(D9310)負(fù)端連接所述第二電阻(R9107)—端，所述第二電阻(R9107)另一端與所述第三電阻(R9108)—端相連，所述第三電阻(R9108)另一端與所述第一二極管(D9310)正端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括第四電阻(R9112)，所述第四電阻(R9112)是所述第二 MOSFET開關(guān)管(Q9102)柵極的泄放電阻，所述第四電阻(R9112)兩端分別連接所述第二 MOSFET開關(guān)管(Q9102)G 極和 S 極。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括所述第二 MOSFET開關(guān)管(Q9102)柵極的第二驅(qū)動(dòng)電路，所述第二驅(qū)動(dòng)電路包括第五電阻(R9110)、第六電阻(R9111)、第二二極管(D9311)，所述第二二極管(D9311)正端連接所述第二 MOSFET開關(guān)管(Q9102)柵極，所述第二二極管(D9311)負(fù)端連接所述第五電阻(R9110)—端，所述第五電阻(R9110)另一端與所述第六電阻(R9111)—端相連，所述第六電阻(R9111)另一端與所述第二二極管(D9311)正端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:該LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路還包括處理芯片(IC9101)，所述處理芯片(IC9101)VGH端與所述第一驅(qū)動(dòng)電路相連，所述處理芯片(IC9101)VS端與所述第一 MOSFET開關(guān)管(Q9101)S極相連，所述處理芯片(IC9101)VGL端與所述第二驅(qū)動(dòng)電路相連，所述處理芯片(IC9101)⑶M端與所述第二MOSFET開關(guān)管(Q9102) S極相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:所述處理芯片(IC9101)VGH端與所述第三電阻(R9108)—端相連。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LLC諧振電源驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，其特征在于:所述處理芯片(IC9101)VGL端與所述第六電阻(R9111)—端相連。
【文檔編號】H02M1/32GK205725443SQ201620367870
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】何春龍, 張?jiān)婄? 黃磊, 錢恭斌, 王星光, 李強(qiáng), 劉超文
【申請人】深圳大學(xué)