開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，包括輸入電路、開關(guān)變換器、輸出電路、MOS開關(guān)管以及控制電路，所述輸入電路通過開關(guān)變換器電連接所述輸出電路，所述MOS開關(guān)管的DRAIN引腳連接所述開關(guān)變換器，所述MOS開關(guān)管的GATE引腳連接控制電路，還包括第一開關(guān)、第二開關(guān)；MOS開關(guān)管的SOURCE引腳連接所述第一開關(guān)的一極和所述第二開關(guān)的一極；所述第一開關(guān)的另一極接地，所述第二開關(guān)的另一極連接電容，并且所述電容接地；所述控制電路電連接所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)用于控制所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的開、閉。本發(fā)明之技術(shù)方案簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了變換器的損耗。
【專利說明】開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)變換器電路領(lǐng)域，尤其是涉及開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，包括輸入電路、開關(guān)變換器、輸出電路、MOS開關(guān)管、第一開關(guān)、第二開關(guān)以及控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]變換器中，較高的電流變化率會(huì)使功率開關(guān)器件在硬關(guān)斷時(shí)承受很高的感應(yīng)電壓，不但增大了功率開關(guān)器件開關(guān)損耗，而且導(dǎo)致瞬間電壓超過功率開關(guān)管的安全工作區(qū)。
[0003]常用的開關(guān)變換器在未啟動(dòng)時(shí)，需要從輸入電路引入啟動(dòng)電壓。常用的方式是在輸入電路與控制電路間接入降壓電阻器，來為控制電路提供啟動(dòng)電壓，這種電路的電阻器一直在消耗能量，不利于節(jié)能。
[0004]針對(duì)這些狀況，中國專利號(hào)為:201220374592.X，名為“DC/DC變換器的無損緩沖電路”，其基本的技術(shù)方案，包括位于主電路中的主電路二極管，主電路二極管兩端并聯(lián)的支路中包括兩個(gè)相同容量的諧振電容，諧振電感和三個(gè)二極管。本無損緩沖電路利用開關(guān)管開通時(shí)緩沖電容與緩沖電感的諧振，可在全功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)開關(guān)管VS的零電壓關(guān)斷，大大減小了開關(guān)管的電壓應(yīng)力。此無損緩沖電路適用于各種單晶體管DC/DC變換器。目的是提高電路工作的可靠性，減小功率開關(guān)器件的開關(guān)損耗。
[0005]上述的無損緩沖電路解決了轉(zhuǎn)換電路耗能的問題，但是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還是不能很好的解決耗能的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明正是鑒于上述的技術(shù)缺陷，提出一種新的技術(shù)方案:開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，其目的是提供結(jié)構(gòu)簡單的開關(guān)變換器無損啟動(dòng)電路，降低開關(guān)轉(zhuǎn)換器的耗能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。
[0007]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的基本解決技術(shù)方案是:開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，包括輸入電路、開關(guān)變換器、輸出電路、MOS開關(guān)管以及控制電路，所述輸入電路通過開關(guān)變換器電連接所述輸出電路，所述MOS開關(guān)管的DRAIN引腳連接所述開關(guān)變換器，所述MOS開關(guān)管的GATE引腳連接控制電路，還包括第一開關(guān)、第二開關(guān)；M0S開關(guān)管的SOURCE引腳連接所述第一開關(guān)的一極和所述第二開關(guān)的一極；所述第一開關(guān)的另一極接地，所述第二開關(guān)的另一極連接電容，并且所述電容接地；所述控制電路電連接所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)用于控制所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的開、閉。
[0008]本發(fā)明所述的開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路中，所述MOS開關(guān)管的GATE引腳與DRAIN引腳存在分布電容CGD，所述MOS開關(guān)管的GATE引腳與SOURCE引腳存在分布電容CGS。
[0009]本發(fā)明所述的開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路中，所述分布電容CGD的容量小于所述電容CGS的容量。
[0010]本發(fā)明所述的開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路中，所述控制電路包括電壓檢測電路、振蕩電路和開關(guān)控制電路，所述電壓檢測電路電連接所述開關(guān)控制電路，所述振蕩電路通過一第三開關(guān)連接所述MOS開關(guān)管的GATE引腳，所述開關(guān)控制電路連接第三開關(guān)并控制該第三開關(guān)的開、閉，所述檢測電壓電路連接所述電容，所述開關(guān)控制電路還分別電連接所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明之開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，省去了開關(guān)變換器的啟動(dòng)電阻器，而是利用開關(guān)變換器的主MOS開關(guān)管的分布電容，為主MOS開關(guān)管的GATE引腳提供開通電壓，使主MOS開關(guān)管開通為電容充電，簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了變換器的損耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明所述之開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路的電路原理圖；
[0013]圖2為圖1所述之開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路的MOS開關(guān)管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為圖1所述之開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路的控制電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖1和附圖2對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]對(duì)照圖1和圖2，本發(fā)明之開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路包括輸入電路10、開關(guān)變換器20、輸出電路30、M0S開關(guān)管40以及控制電路50、第一開關(guān)60和第二開關(guān)70。所述輸入電路10通過開關(guān)變換器20電連接所述輸出電路30，所述MOS開關(guān)管40的DRAIN引腳401連接所述開關(guān)變換器20，所述MOS開關(guān)管40的GATE引腳402連接控制電路50 ;所述第一開關(guān)60的一極連接所述MOS開關(guān)管40的SOURCE引腳403，所述第一開關(guān)60的另一極接地；所述第二開關(guān)70的一極電連接所述MOS開關(guān)管40的的SOURCE引腳403，所述第二開關(guān)70的另一極電連接有電容701，該電容701的另一端接地；另外，所述控制電路50電連接所述第一開關(guān)60和所述第二開關(guān)70。
[0017]再看圖1，所述DRAIN引腳401和所述GATE引腳402之間電連接有分布電容CGD80，所述GATE引腳402和所述SOURCE引腳403之間連接有分布電容CGS90。
[0018]對(duì)照圖3，所述控制電路50包括電壓檢測電路501、振蕩電路502和開關(guān)控制電路503，所述電壓檢測電路501電連接所述開關(guān)控制電路503，所述振蕩電路502通過第三開關(guān)504連接所述MOS開關(guān)管的GATE引腳402，所述開關(guān)控制電路503電連接所述第三開關(guān)504并控制該第三開關(guān)504的開、閉；所述開關(guān)控制電路503還電連接所述第一開關(guān)60和所述第二開關(guān)70，另所述電壓檢測電路501的一端電連接所述電容701。其中所述開關(guān)控制電路503會(huì)輸出有三路開關(guān)控制信號(hào)，其中一路控制第三開關(guān)504的開、閉，另外兩路開關(guān)信號(hào)分別為DK1和DK2，其中DK1用于控制第一開關(guān)的開、閉，其中DK2用于控制第二開關(guān)的開、閉。
[0019]工作原理說明:
[0020]當(dāng)輸入電路上電時(shí)，MOS開關(guān)管40的GATE引腳402懸空，第一開關(guān)60斷開，第二開關(guān)70接通，輸入電路10的電壓經(jīng)開關(guān)變換器20加到MOS開關(guān)管40的DRAIN引腳401上，再由分布電容CGD80與分布電容CGS90分壓加到MOS開關(guān)管40的GATE引腳402上，當(dāng)GATE引腳402上的電壓超過MOS開關(guān)管40的開啟電壓VT時(shí)，MOS開關(guān)管40開通，MOS開關(guān)管40的DRAIN引腳401電流流向SOURCE引腳403，由于第一開關(guān)60斷開，第二開關(guān)70接通，電流將通過第二開關(guān)70流入與第二開關(guān)70相連接的電容701，當(dāng)電容701電壓達(dá)到設(shè)定電壓時(shí)，控制電路50將MOS開關(guān)管70的GATE引腳402接地，MOS開關(guān)管40關(guān)斷，電路完成了上電的啟動(dòng)。這里需要說明的是，控制電路如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，電壓檢測電路501檢測到電容701的電壓低于設(shè)定的電壓時(shí)，將發(fā)送信號(hào)給開關(guān)控制電路503，該開關(guān)控制電路503輸出三路開關(guān)控制信號(hào)，其中一路控制第三開關(guān)504開路，以使振蕩電路502的輸出端斷開，另外兩路開關(guān)信號(hào)分別為DK1和DK2，此時(shí)DK1輸出開路信號(hào)，DK2輸出接通信號(hào)，第一開關(guān)60斷開，第二開關(guān)70接通，通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)電容701的充電；當(dāng)電容701電量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開關(guān)控制電路503控制第三開關(guān)504接通，DK1輸出接通信號(hào)，DK2輸出開路信號(hào)，第一開關(guān)60閉合，第二開關(guān)70開路。
[0021]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，包括輸入電路、開關(guān)變換器、輸出電路、MOS開關(guān)管以及控制電路，所述輸入電路通過開關(guān)變換器電連接所述輸出電路，所述MOS開關(guān)管的DRAIN引腳連接所述開關(guān)變換器，所述MOS開關(guān)管的GATE引腳連接控制電路，其特征在于:還包括第一開關(guān)、第二開關(guān)；M0S開關(guān)管的SOURCE引腳連接所述第一開關(guān)的一極和所述第二開關(guān)的一極；所述第一開關(guān)的另一極接地，所述第二開關(guān)的另一極連接電容，并且所述電容接地；所述控制電路電連接所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)用于控制所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的開、閉。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，其特征在于:所述MOS開關(guān)管的GATE引腳與DRAIN引腳存在分布電容CGD，所述MOS開關(guān)管的GATE引腳與SOURCE引腳存在分布電容CGS。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，其特征在于:所述分布電容CGD的容量小于和所述電容CGS的容量。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)變換器的無損啟動(dòng)電路，其特征在于:所述控制電路包括電壓檢測電路、振蕩電路和開關(guān)控制電路，所述電壓檢測電路電連接所述開關(guān)控制電路，所述振蕩電路通過一第三開關(guān)連接所述MOS開關(guān)管的GATE引腳，所述開關(guān)控制電路連接第三開關(guān)并控制該第三開關(guān)的開、閉，所述檢測電壓電路連接所述電容，所述開關(guān)控制電路還分別電連接所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)。
【文檔編號(hào)】H02M1/36GK103973093SQ201410216430
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】謝勇 申請人:深圳東科半導(dǎo)體有限公司