基于BUCK拓扑的开关电源控制电路及太阳能控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于BUCK拓扑的开关电源控制电路；BUCK拓扑包括第一开关管、第二开关管、电感和第一电容，其中电感的第一端经第一开关管与预置电源正极连接，并经第二开关管与预置电源的负极连接，电感的第二端经第一电容与预置电源的负极连接；开关电源控制电路包括：互感检测器、过零比较器、电压检测电路以及控制器；当接收到过零比较器检测互感检测器由正电压变化到零电压时，控制第二开关管关断，在经过预置死区时间后控制第一开关管导通第一预置时间，并在第一开关管关断后经过预置死区时间时控制第二开关管导通第二预置时间。本发明专利技术还公开了一种太阳能控制器。本发明专利技术降低了开关管上的开关损耗，提高了太阳能控制器的工作效率。

Switching power supply control circuit and solar controller based on BUCK topology

The invention discloses a switching power supply control circuit based on BUCK topology; BUCK topology includes a first switch, a second switch tube, the inductor and the first capacitor, wherein the first end of the inductor by the first switch tube is connected with the preset power anode, and the cathode of the second switches with preset power connections, the inductance of the second end of the anode the first capacitor with preset power connections; switching power supply control circuit comprises a transformer, zero crossing detector comparator, voltage detection circuit and a controller; when receiving zero detection transformer detector is composed of positive voltage change to zero voltage control, second switch off, after a preset dead time control after the first switch tube conduction the first preset time, and the first switch turned off after a preset dead time control of second switch tube conduction second preset time. The invention also discloses a solar controller. The invention reduces the switching loss on the switch tube and improves the working efficiency of the solar controller.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源
，尤其涉及一种基于BUCK拓扑的开关电源控制电路及太阳能控制器。
技术介绍
众所周知，现有太阳能控制器中常采用非隔离的降压型BUCK拓扑，BUCK拓扑包括第一开关管、第二开关管、电感和第一电容，其中电感的第一端经所述第一开关管与预置电源正极连接，并经所述第二开关管与所述预置电源的负极连接，所述电感的第二端经所述第一电容与所述预置电源的负极连接。在对第一开关管和第二开关管的控制通常是采用控制器输出驱动信号，以控制第一开关管关断的同时控制第二开关管导通，以实现连续电流模式的工作方式，但是由于开关管上寄生的电容存有电荷，因此开通属于硬开通，造成在开通时，电能存在损耗，影响太阳能控制器的工作效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于BUCK拓扑的开关电源控制电路及太阳能控制器，旨在降低开关管上的开关损耗，提高太阳能控制器的工作效率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，所述BUCK拓扑包括第一开关管、第二开关管、电感和第一电容，其中电感的第一端经所述第一开关管与预置电源正极连接，并经所述第二开关管与所述预置电源的负极连接，所述电感的第二端经所述第一电容与所述预置电源的负极连接；所述开关电源控制电路包括：原边绕组串接与所述电感与第一电容之间的互感检测器、用于检测所述互感检测器的过零电压的过零比较器、用于检测所述第一电容两端输出电压的电压检测电路以及用于输出驱动信号控制第一开关管和第二开关管工作的控制器；所述当接收到所述过零比较器检测互感检测器由正电压变化到零电压时，控制第二开关管关断，在r>经过预置死区时间后控制所述第一开关管导通第一预置时间，并在第一开关管关断后经过所述预置死区时间时控制第二开关管导通第二预置时间。优选地，所述控制器还用于根据所述电压检测电路检测的输出电压以及预置的基准电压计算所述第一预置时间的时间长度。优选地，所述控制器还用于根据所述第一预置时间、预置死区时间和预置周期时间计算所述第二预置时间的时间长度；或者，根据第一预置时间、预置电源的输入电压以及所述电压检测电路检测的输出电压计算所述第二预置时间的时间长度。优选地，所述根据第一预置时间、预置死区时间和预置周期时间计算所述第二预置时间的时间长度具体为：第二预置时间Ton1满足：Ton1＝Tperid-Ton-2Tdead，其中Tperid为预置周期时间，Ton为第一预置时间，Tdead为预置死区时间。优选地，所述根据第一预置时间、预置电源的输入电压以及所述电压检测电路检测的输出电压计算所述第二预置时间的时间长度具体为：第二预置时间Ton1满足其中Vin中为所述输入电压，Vo为所述输出电压，Ton为第一预置时间，K为常数。优选地，所述开关电源控制电路还包括微分电路，所述微分电路的输入端与所述过零比较器的输出端连接，所述微分电路的输出端与所述控制器连接；当接收到所述过零比较器检测互感检测器由正电压变化到零电压时，所述微分电路输出脉冲信号至控制器；所述控制器具体用于在接收到所述脉冲信号时确定所述互感检测器由正电压变化到零电压。优选地，所述第一开关管为场效应管或者GaN开关管。优选地，所述第二开关管为场效应管或者GaN开关管。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种太阳能控制器，所述太阳能控制器包括基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，所述BUCK拓扑包括第一开关管、第二开关管、电感和第一电容，其中电感的第一端经所述第一开关管与预置电源正极连接，并经所述第二开关管与所述预置电源的负极连接，所述电感的第二端经所述第一电容与所述预置电源的负极连接；所述开关电源控制电路包括：原边绕组串接与所述电感与第一电容之间的互感检测器、用于检测所述互感检测器的过零电压的过零比较器、用于检测所述第一电容两端输出电压的电压检测电路以及用于输出驱动信号控制第一开关管和第二开关管工作的控制器；所述当接收到所述过零比较器检测互感检测器由正电压变化到零电压时，控制第二开关管关断，在经过预置死区时间后控制所述第一开关管导通第一预置时间，并在第一开关管关断后经过所述预置死区时间时控制第二开关管导通第二预置时间。优选地，所述BUCK拓扑包括由主相BUCK和从相BUCK构成的两相交错并联的BUCK拓扑或三相交错并联的BUCK拓扑，所述主相BUCK和从相BUCK均对应设有所述开关电源控制电路。本专利技术实施例在接收到所述过零比较器检测互感检测器T由正电压变化到零电压时，控制第二开关管Q2关断，在经过预置死区时间后控制所述第一开关管Q1导通第一预置时间，并在第一开关管Q1关断后经过所述预置死区时间时控制第二开关管Q2导通第二预置时间。从而实现了在第一开关管Q1和第二开关管Q2在零电压的状态下进行开通，因此有效降低了开关管上的开关损耗，提高了太阳能控制器的工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术基于BUCK拓扑的开关电源控制电路一实施例的电路结构示意图；图2为本专利技术基于BUCK拓扑的开关电源控制电路一实施例中第一开关管、第二开关管和电感的电压及电流变化时序状态示例图；图3为本专利技术基于BUCK拓扑的开关电源控制电路一实施例中电感电流与开关管控制时序状态图；图4为本专利技术太阳能控制器一实施例中两相交错并联的BUCK拓扑的结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提供一种基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，参照图1，在一实施例中，该BUCK拓扑包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、电感L和第一电容C1，其中电感L的第一端经所述第一开关管Q1与预置电源正极连接，并经所述第二开关管Q2与所述预置电源U的负极连接，所述电感L的第二端经所述第一电容C1与所述预置电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，所述BUCK拓扑包括第一开关管、第二开关管、电感和第一电容，其中电感的第一端经所述第一开关管与预置电源正极连接，并经所述第二开关管与所述预置电源的负极连接，所述电感的第二端经所述第一电容与所述预置电源的负极连接；其特征在于，所述开关电源控制电路包括：原边绕组串接与所述电感与第一电容之间的互感检测器、用于检测所述互感检测器的过零电压的过零比较器、用于检测所述第一电容两端输出电压的电压检测电路以及用于输出驱动信号控制第一开关管和第二开关管工作的控制器；所述当接收到所述过零比较器检测互感检测器由正电压变化到零电压时，控制第二开关管关断，在经过预置死区时间后控制所述第一开关管导通第一预置时间，并在第一开关管关断后经过所述预置死区时间时控制第二开关管导通第二预置时间。

【技术特征摘要】
1.一种基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，所述BUCK拓扑包括第一开关管、第二开关管、电感和第一电容，其中电感的第一端经所述第一开关管与预置电源正极连接，并经所述第二开关管与所述预置电源的负极连接，所述电感的第二端经所述第一电容与所述预置电源的负极连接；其特征在于，所述开关电源控制电路包括：原边绕组串接与所述电感与第一电容之间的互感检测器、用于检测所述互感检测器的过零电压的过零比较器、用于检测所述第一电容两端输出电压的电压检测电路以及用于输出驱动信号控制第一开关管和第二开关管工作的控制器；所述当接收到所述过零比较器检测互感检测器由正电压变化到零电压时，控制第二开关管关断，在经过预置死区时间后控制所述第一开关管导通第一预置时间，并在第一开关管关断后经过所述预置死区时间时控制第二开关管导通第二预置时间。2.如权利要求1所述的基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，其特征在于，所述控制器还用于根据所述电压检测电路检测的输出电压以及预置的基准电压计算所述第一预置时间的时间长度。3.如权利要求2所述的基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，其特征在于，所述控制器还用于根据所述第一预置时间、预置死区时间和预置周期时间计算所述第二预置时间的时间长度；或者，根据第一预置时间、预置电源的输入电压以及所述电压检测电路检测的输出电压计算所述第二预置时间的时间长度。4.如权利要求3所述的基于BUCK拓扑的开关电源控制电路，其特征在于，所述根据第一预置时间、预置死区时间和预置周期时间计算所述第二预置时间的时间长度具体为：第二预置时间Ton1满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明金，程志荣，王静思，杨运东，王鸿，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44