[发明专利]用于隔离变换器的MOSFET分级驱动控制电路及控制方法

说明书

本发明公开用于隔离变换器的MOSFET分级驱动控制电路及方法，涉及电力电子领域，原边和副边电路接入多级MOSFET，通过原边采样检测电阻周期采样，经由斜坡补偿电路、比较控制电路进行电压比较和基准电压的大小，通过RS触发器输出使能信号，数字隔离器的输入输出分别连接原边和副边驱动电路，原边和副边驱动电路分别连接原副边电路的MOSFET，基于使能信号控制接入电路的MOSFET数量及工作状态。实现了原边检测MOSFET分级控制，从而根据电路导通和驱动总损耗确定不同工作频率下轻载重载的状态切换点，以降低隔离变换器电路导通损耗，提高工作效率。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种应用于隔离变换器的MOSFET 分级驱动控制电路及控制方法。

背景技术

隔离式变换器以其抗干扰能力强、安全性较高、易实现升降压转换和易实现多路输出等诸多优点而被广泛应用于开关电源领域。隔离式变换器通常包括整流电路、原边电路和副边电路等。通过原副边控制电路的精准控制，使隔离式变换器能够安全稳定地进行输出。

随着隔离变换器工作频率越来越高，用以实现高功率密度，MOSFET的驱动损耗逐渐可以与导通损耗相比拟。在两个以及多个器件并联的应用场景中，在轻载场景时同时驱动多个器件会造成器件的驱动损耗增加大于导通损耗减少的情况。所以在这种背景下就需要一种分级驱动控制方法，以实现在轻载时单组MOSFET工作以降低损耗，重载时多组器件工作降低损耗，总体提高变换器轻载时效率。

发明内容

本申请提供一种用于隔离变换器的MOSFET分级驱动控制电路及控制方法，解决隔离变换器在轻载或重载工作状态下电路导通和驱动总损耗过大的问题。

一方面，本申请提供一种用于隔离变换器的MOSFET分级驱动控制电路，包括原边电路、副边电路和分级控制电路；所述原边电路包括至少两组相互并联的同步整流MOSFET场效应管，以及采样检测电阻Rsense；所述副边电路包含至少一组并联的同步整流MOSFET，以及接入负载；所述分级控制电路包括斜坡补偿电路、比较控制电路、RS触发器、数字隔离器、原边驱动电路和副边驱动电路；

采样检测电阻的输入端为采样检测点，连接到所述斜坡补偿电路中，用于检测原边采样电压和电流；所述比较控制电路连接所述斜坡补偿电路的输出，用于将补偿后的采样电压进行比较生成驱动所述RS触发器的使能信号；数字隔离器连接所述RS触发器，用于将原边使能信号传输到副边，其输入和输出端分别连接到原边和副边驱动电路；原边和副边驱动电路分别连接原边和副边电路的同步整流MOSFET，用于控制接入电路的MOSFET数量及工作状态。

具体的，所述原边电路包括MOSFET QH和MOSFET QH’、 MOSFET QL和MOSFET QL’；其中，MOSFET QH和MOSFET QH’的栅极与漏极相互并联；MOSFET QL和MOSFET QL’的栅极与漏极相互并联；MOSFET QL、MOSFET QL’、和所述采样检测电阻组成所述原边电路的接地支路；

所述副边电路包括MOSFET SR和MOSFET SR’，且对应栅极和漏极相互并联。

具体的，所述原边驱动电路包括两个相互连接的第一半桥驱动和第二半桥驱动；所述第一半桥驱动连接的两个输出端分别连接MOSFET QH’和MOSFET QL’，所述第二半桥驱动连接的两个输出端分别连接MOSFET QH和MOSFET QL；

所述副边驱动电路包括两个相互连接的第一副边驱动和第二副边驱动；所述第一副边驱动的输出端连接MOSFET SR，所述第二副边驱动的输出端连接MOSFET SR’。

具体的，所述第一半桥驱动的第一输入端与所述RS触发器的输出端连接，第二输入端与所述第二半桥驱动的第二输入端相互连接；所述第二半桥驱动的第一输入端接入原边驱动电压Vcc；

所述第一副边驱动的第一输入端接入副边驱动电压VDD，第二输入端与所述第二副边驱动的第二输入端连接；所述第二副边驱动的第一输入端连接所述数字隔离器的输出端。