本實用新型屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種同步整流電路。
背景技術(shù):
同步整流技術(shù)(Synchronous Rectification,SR)采用低電壓功率MOS管作為整流器件。利用其較低的正向壓降和很小的通態(tài)電阻,可以很好的降低整流器模塊的整體功耗。采用同步整流技術(shù)的主要難度在于其整流管的柵極控制。
整流管的驅(qū)動主要采用PWM方式,其實現(xiàn)較為復(fù)雜,需要建立空間矢量數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行復(fù)雜的變換求解。電路組成上需要大量的邏輯處理,增加技術(shù)難度和成本。采用外部供電驅(qū)動的方式應(yīng)用上較為復(fù)雜,而單獨的電荷泵自驅(qū)動方式充電速度較慢,不利于同步整流技術(shù)的推廣與應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的,就是針對上述問題,提出一種新型的同步整流電路,以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本實用新型的技術(shù)方案:一種同步整流電路,它包括低壓電荷泵模塊、Boost模塊、外連接電容C和整流管M1;
其中,低壓電荷泵模塊由振蕩器模塊、電荷泵單元構(gòu)成;Boost模塊由邏輯控制1模塊、電壓檢測1模塊、PWM產(chǎn)生模塊、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊、開關(guān)管PM1、續(xù)流管NM2、隔離管NM1、電感L和取樣電阻R1與 R2構(gòu)成;
其中,隔離管NM1的漏極連接整流管M1的漏極,其源極分別連接續(xù)流管NM2的源極、電阻R2下端和電容C的下極板,其柵極分別連接整流管M1的源極和電感L的一端;開關(guān)管PM1的源極分別連接振蕩器、外連接電容C和電壓檢測模塊2的輸入端,其漏極連接電感L的另一端;電容C的上極板分別連接電壓檢測模塊1的輸入端和電荷泵模塊的輸出端,電阻R1與R2串聯(lián)分壓后產(chǎn)生的電壓Vf與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生電壓Vref作為PWM模塊的輸入端;該邏輯控制1模塊的第一輸入端為電壓檢測1模塊的輸出端,該邏輯控制1模塊的第二輸入端為PWM模塊輸出端,該邏輯控制1模塊的第三輸入端為邏輯控制2的輸出端;該邏輯控制1模塊的第一輸出端分別連接在續(xù)流管NM2的柵極,第二輸出端連接在開關(guān)管的柵極,該邏輯控制1模塊第三輸出端連接到振蕩器;電壓檢測2模塊輸入端連連接電容C上極板,輸入端連連接邏輯控制2輸入端;邏輯控制2輸出端分別連接邏輯控制1和整流管M1的柵極。
前述的同步整流電路中,所述邏輯控制1模塊控制Boost模塊的開關(guān)管PM1和續(xù)流管NM2的開或關(guān),所述邏輯控制2模塊控制整流管M1的開或關(guān)。
前述的同步整流電路中,開關(guān)管PM1為P型mos管或PNP雙極型晶體管;續(xù)流管NM2為N型mos管或NPN雙極型晶體管。
前述的同步整流電路中,所述整流管M1為VDMOS或LDMOS。
本實用新型的有益效果為:本實用新型的低壓電荷泵+boost相結(jié)合的自驅(qū)動方式,不需要外部額外供電,同時加快給電容充電的速度,降低整流電路的占空比,降低平均導(dǎo)通壓降,大大降低了應(yīng)用復(fù)雜度,提高了應(yīng)用范圍。
附圖說明
圖1所示是本實用新型的架構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述:
如圖1所示,一種同步整流電路,它包括低壓電荷泵模塊、Boost模塊、外連接電容C和整流管M1;其中該低壓電荷泵模塊由振蕩器模塊、電荷泵單元構(gòu)成;Boost模塊由邏輯控制1模塊、電壓檢測1模塊、PWM產(chǎn)生模塊、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊、開關(guān)管PM1、續(xù)流管NM2、隔離管NM1、電感L和取樣電阻R1與 R2構(gòu)成;
其中,隔離管NM1的漏極連接整流管M1的漏極,其源極分別連接續(xù)流管NM2的源極、電阻R2下端和電容C的下極板,其柵極分別連接整流管M1的源極和電感L的一端;開關(guān)管PM1的源極分別連接振蕩器、外連接電容C和電壓檢測模塊2的輸入端,其漏極連接電感L的另一端;電容C的上極板分別連接電壓檢測模塊1的輸入端和電荷泵模塊的輸出端,電阻R1與R2串聯(lián)分壓后產(chǎn)生的電壓Vf與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生電壓Vref作為PWM模塊的輸入端;該邏輯控制1模塊的第一輸入端為電壓檢測1模塊的輸出端,該邏輯控制1模塊的第二輸入端為PWM模塊輸出端,該邏輯控制1模塊的第三輸入端為邏輯控制2的輸出端;該邏輯控制1模塊的第一輸出端分別連接在續(xù)流管NM2的柵極,第二輸出端連接在開關(guān)管的柵極,該邏輯控制1模塊第三輸出端連接到振蕩器;電壓檢測2模塊輸入端連連接電容C上極板,輸入端連連接邏輯控制2輸入端;邏輯控制2輸出端分別連接邏輯控制1和整流管M1的柵極。
而該邏輯控制1模塊控制Boost模塊的開關(guān)管PM1和續(xù)流管NM2的開或關(guān),所述邏輯控制2模塊控制整流管M1的開或關(guān),開關(guān)管PM1為P型mos管或PNP雙極型晶體管;續(xù)流管NM2為N型mos管或NPN雙極型晶體管,該整流管M1為VDMOS或LDMOS。
工作過程如下:
(1)當(dāng)整流管反向體二極管導(dǎo)通,低壓電荷泵模塊開始工作,電容C上電壓為0,電荷泵在振蕩器的驅(qū)動下使電容C上的電壓逐漸上升,進(jìn)行低壓啟動,設(shè)此階段的工作時間為T1。
(2)當(dāng)電容C上的電位到達(dá)到Boost模塊的工作條件時,電壓檢測1模塊輸出控制信號,關(guān)閉低壓電荷泵模塊,同時啟動Boost模塊,繼續(xù)給電容C升壓,電壓檢測2模塊檢測電容C上的電壓值,當(dāng)電容上電壓值達(dá)到預(yù)設(shè)的上限值VH時,邏輯控制2模塊打開整流管,同時關(guān)閉Boost模塊,停止對電容充電。設(shè)此階段工作時間為T2
(3)該階段,Boost模塊和低壓電荷泵模塊停止工作,電容C的能量維持整流管導(dǎo)通,同時電壓檢測2模塊檢測電容上的電壓,當(dāng)電容上的電壓下降到預(yù)設(shè)的下限值VL時,邏輯控制模塊關(guān)斷整流管,此時低壓電荷泵模塊啟動,對電容繼續(xù)充電升壓。設(shè)此階段的工作時間為T3。
(4)重復(fù)上述過程,依次循環(huán),在整流管S與D之間形成占空比為m的方波。
設(shè)電流流過整流管的體二極管時,其S與D之間的電壓為VF,則平均電壓
綜上所述,本方案的同步整流電路采用低壓電荷泵+boost相結(jié)合的自驅(qū)動方式,不需要外部額外供電,同時加快給電容充電的速度,降低整流電路的占空比,降低平均導(dǎo)通壓降,大大降低了應(yīng)用復(fù)雜度,提高了應(yīng)用范圍。
上述方案的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用的發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對實施方案做出各種修改。因此,本發(fā)明不限于上述實方案,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的方法,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。