本發(fā)明專利技術(shù)公開基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法及電路，屬于發(fā)電、變電或配電的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)提供一種四開關(guān)升降壓變換器的同步整流方法及電路，通過采樣輸入端輸出端兩側(cè)橋臂中點電壓，判斷同步整流管源漏兩端電壓的過零點，產(chǎn)生相符時序的驅(qū)動信號完成對整流管的控制，最終實現(xiàn)對同步整流管的零電壓開啟和關(guān)斷，減少電路導(dǎo)通及開關(guān)損耗，進(jìn)而提高整體效率的發(fā)明專利技術(shù)目的。本發(fā)明專利技術(shù)提出的控制方法避免了對高側(cè)開關(guān)管兩側(cè)電壓的直接采樣，采樣電路簡潔且對耐壓要求不高，符合電源電路小型化的設(shè)計思路。小型化的設(shè)計思路。小型化的設(shè)計思路。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法及電路
[0001]本專利技術(shù)公開基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法及電路，涉及電能變換裝置的直流
?
直流變換器技術(shù)，屬于發(fā)電、變電或配電的
技術(shù)介紹
[0002]隨著各種電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代，直流電源向著更高效率、更高集成度且寬輸入范圍等技術(shù)要求發(fā)展。同步整流是用通態(tài)電阻極低的電力MOSFET來取代整流二極管以降低整流損耗的一項新技術(shù)。低壓大電流的電力MOSFET的導(dǎo)通壓降與二極管相比要低得多，且電力MOSFET的導(dǎo)通電阻僅為毫歐級別。因此，采用低壓電力MOSFET作為整流器件可提高電路效率，減輕散熱壓力，有利于實現(xiàn)電源的小型化。
[0003]在四管升降壓變換器中，同步整流管的作用是將電感中儲存的能量傳遞到輸出端，并實現(xiàn)反向電流的控制。當(dāng)前橋臂上管關(guān)斷時，同步整流管打開，電感中儲存的能量開始流向輸出端，此時，同步整流開關(guān)管與輸出端電容開始充電，并將電感中儲存的能量傳遞到輸出端，在此期間，后橋臂下管仍然關(guān)閉，避免反向電流的損失和開關(guān)噪聲的產(chǎn)生。當(dāng)同步整流管關(guān)閉時，輸出電容開始放電，將電感中的能量傳遞到輸出端，此時，輸出電容與電感共振并形成一個諧振回路，電感中的能量被快速傳遞到輸出端，并且輸出電壓的波動幅度也會減小。四管升降壓變換器中的同步整流技術(shù)通過控制同步整流管的導(dǎo)通時間，實現(xiàn)了能量的傳遞和反向電流的控制，從而提高了四管升降壓變換器的轉(zhuǎn)換效率和輸出電壓的穩(wěn)定性。
[0004]現(xiàn)有的應(yīng)用于四管升降壓變換器的同步整流方案，主要是通過采樣同步整流管源漏兩端電壓的過零點實現(xiàn)對同步整流管的控制，當(dāng)漏源電壓由正值下降到零時生成開啟邏輯信號，打開同步整流管，而當(dāng)漏源電壓由負(fù)值上升到0以時生成關(guān)斷邏輯信號，將同步整流管關(guān)斷，這種采樣方式涉及高壓側(cè)電壓的浮地采樣技術(shù)，其采樣電路往往設(shè)計復(fù)雜，不利于電源設(shè)備的小型化，同時當(dāng)變換器輸出電壓比較高時，對采樣電路的耐壓要求比較高，采樣精度也會隨采樣電阻的誤差出現(xiàn)偏差，可能出現(xiàn)同步整流相位的偏移，從而對整體的效率有一定的影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0005]本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的是針對上述
技術(shù)介紹
的不足，提供基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法及電路，通過采樣變換器橋臂中點電壓的方式判斷同步整流管源漏兩端電壓的過零點，在摒棄直接采樣同步整流管兩端電壓的情形下，實現(xiàn)產(chǎn)生與時序相符的驅(qū)動信號進(jìn)而控制同步整流管零電壓開啟和關(guān)斷的專利技術(shù)目的，解決現(xiàn)有同步整流管漏源兩端電壓采樣電路復(fù)雜且對耐壓要求高的技術(shù)問題。
[0006]本專利技術(shù)為實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的采用如下技術(shù)方案：基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法，采樣四管升降壓變換器前橋臂中點電壓，在所述前橋臂中點電壓采樣值正向過零時生成同步整流管關(guān)斷脈沖信號；采
樣四管升降壓變換器后橋臂中點電壓，在所述后橋臂中點電壓采樣值超過變換器輸出電壓時生成同步整流管開啟脈沖信號；根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號、同步整流管開啟脈沖信號生成同步整流管控制信號。
[0007]作為基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在前橋臂中點電壓采樣值正向過零時生成同步整流管關(guān)斷脈沖信號的方法為：在四管升降壓變換器處于BUCK模式時，根據(jù)前橋臂中點電壓采樣值與零電壓參考值的比較結(jié)果生成同步整流管關(guān)斷脈沖信號；在四管升降壓變換器處于BOOST模式時，以前橋臂上管關(guān)斷脈沖信號的延時信號為同步整流管關(guān)斷脈沖信號。
[0008]作為基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法的再進(jìn)一步優(yōu)化方案，根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號、同步整流管開啟脈沖信號生成同步整流管控制信號的方法為：根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號生成最小關(guān)斷時間，根據(jù)同步整流管開啟脈沖信號生成最小開啟時間，依據(jù)最小關(guān)斷時間內(nèi)不開啟同步整流管以及最小開啟時間內(nèi)不關(guān)斷同步整流管的原則，生成同步整流管控制信號。
[0009]基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流電路，包括：關(guān)斷信號產(chǎn)生模塊、開啟信號產(chǎn)生模塊、控制信號產(chǎn)生模塊。關(guān)斷信號產(chǎn)生模塊，用于采樣四管升降壓變換器前橋臂中點電壓，在前橋臂中點電壓采樣值正向過零時產(chǎn)生同步整流管關(guān)斷脈沖信號；開啟信號產(chǎn)生模塊，用于采樣四管升降壓變換器后橋臂中點電壓，在后橋臂中點電壓采樣值超過變換器輸出電壓時生成同步整流管開啟脈沖信號； 控制信號產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號、同步整流管開啟脈沖信號生成同步整流管控制信號。
[0010]作為基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流電路的再進(jìn)一步優(yōu)化方案，關(guān)斷信號產(chǎn)生模塊包括前橋臂中點采樣比較電路，前橋臂中點采樣比較電路包括：第一比較器、第一與門、第一或門。第一比較器的正極輸入端接入前橋臂中點電壓采樣信號，第一比較器的負(fù)極輸入端接入零電壓參考值，第一比較器輸出前橋臂中點電壓采樣值與零電壓參考值的比較結(jié)果；第一與門的第一輸入端連接所述第一比較器輸出端，第一與門的第二輸入端在無信號接入時置1；第一或門的第一輸入端連接所述第一與門輸出端，第一或門的第二輸入端在無信號接入時置1，第一或門輸出同步整流管關(guān)斷脈沖信號。
[0011]作為基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流電路的進(jìn)一步優(yōu)化方案，關(guān)斷信號產(chǎn)生模塊還包括輸入輸出采樣比較電路，輸入輸出采樣比較電路包括：第二比較器、第二與門。第二比較器的正極輸入端接入變換器輸入電壓，第二比較器的負(fù)極輸入端接入變換器輸出電壓，第二比較器的正向輸出端在變換器輸入電壓大于變換器輸出電壓時向第一與門的第二輸入端傳輸BUCK模式信號，第二比較器的負(fù)向輸出端在變換器輸入電壓小于變換器輸出電壓時輸出BOOST模式信號； 第二與門的第一輸入端連接所述第二比較器負(fù)向輸出端，第二與門的第二輸入端接入前橋臂上管關(guān)斷脈沖信號，第二與門在接收到BOOST模式信號時向第一或門的第二輸入端傳輸前橋臂上管關(guān)斷脈沖信號。
[0012]作為基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流電路的再進(jìn)一步優(yōu)化方案，開啟信號產(chǎn)生單元包括后橋臂中點采樣比較電路，后橋臂中點采樣比較電路包括：第三比較器。第三比較器的負(fù)極輸入端接入后橋臂中點電壓采樣信號，第三比較器的正極輸入端接入變換器輸出電壓信號，第三比較器在后橋臂中點電壓采樣值超過變換器輸出電壓時輸出同步整流管開啟脈沖信號。
[0013]作為基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流電路的再進(jìn)一步優(yōu)化方案，控制信號產(chǎn)生模塊包括：最小關(guān)斷時間控制單元、第三與門、最小開啟時間控制單元、第四與門、RS觸發(fā)器。最小關(guān)斷時間控制單元的輸入端連接第一或門的輸出端，最小關(guān)斷時間控制單元輸出最小關(guān)斷時間；第三與門的第一輸入端連接所述最小關(guān)斷時間控制單元的輸出端，第三與門的第二輸入端接入同步整流管開啟脈沖信號；最小開啟時間控制單元的輸入端連接第三比較器的輸出端，最小開啟時間控制單元輸出最小開啟時間；第四與門的第一輸入端接入同步整流管關(guān)斷脈沖信號，第四與門的第二輸入端連接所述最小開啟時間控制單元的輸出端； RS觸發(fā)器的置位端連接所述第三與門的輸出端，RS觸發(fā)器的復(fù)位端連接所述第四與本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法，其特征在于，采樣四管升降壓變換器前橋臂中點電壓，在所述前橋臂中點電壓采樣值正向過零時生成同步整流管關(guān)斷脈沖信號；采樣四管升降壓變換器后橋臂中點電壓，在所述后橋臂中點電壓采樣值超過變換器輸出電壓時生成同步整流管開啟脈沖信號；根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號、同步整流管開啟脈沖信號生成同步整流管控制信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法，其特征在于，在所述前橋臂中點電壓采樣值正向過零時生成同步整流管關(guān)斷脈沖信號的方法為：在四管升降壓變換器處于BUCK模式時，根據(jù)前橋臂中點電壓采樣值與零電壓參考值的比較結(jié)果生成同步整流管關(guān)斷脈沖信號；在四管升降壓變換器處于BOOST模式時，以前橋臂上管關(guān)斷脈沖信號的延時信號為同步整流管關(guān)斷脈沖信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流方法，其特征在于，所述根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號、同步整流管開啟脈沖信號生成同步整流管控制信號的方法為：根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號生成最小關(guān)斷時間，根據(jù)同步整流管開啟脈沖信號生成最小開啟時間，依據(jù)最小關(guān)斷時間內(nèi)不開啟同步整流管以及最小開啟時間內(nèi)不關(guān)斷同步整流管的原則，生成同步整流管控制信號。4.基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流電路，其特征在于，包括：關(guān)斷信號產(chǎn)生模塊，用于采樣四管升降壓變換器前橋臂中點電壓，在所述前橋臂中點電壓采樣值正向過零時產(chǎn)生同步整流管關(guān)斷脈沖信號；開啟信號產(chǎn)生模塊，用于采樣四管升降壓變換器后橋臂中點電壓，在所述后橋臂中點電壓采樣值超過變換器輸出電壓時生成同步整流管開啟脈沖信號；及，控制信號產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)同步整流管關(guān)斷脈沖信號、同步整流管開啟脈沖信號生成同步整流管控制信號。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于低電側(cè)采樣的四管升降壓變換器同步整流電路，其特征在于，所述關(guān)斷信號產(chǎn)生模塊包括前橋臂中點采樣比較電路，所述前橋臂中點采樣比較電路包括：第一比較器，其正極輸入端接入前橋臂中點電壓采樣信號，其負(fù)極輸入端接入零電壓...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉琦，徐奇，白浩，翟唯唯，陳韶，時雷雷，
申請(專利權(quán))人：南京杰芯源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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