一种开关电路的控制方法及开关电路技术

本发明专利技术公开了一种开关电路的控制方法及开关电路，通过设置同步开关管的体二极管的连接方式，从而改变同步开关管的体二极管的指向，然后通过控制功率开关管和同步开关管的栅极电压，可以实现：一是开关电路在启动工作过程中，输出电压由零开始上升，没有启动冲击电流，可以避免损坏电路中器件；二是在开关电路的正常工作过程中，可以控制输出电压高于输入电压，也可以控制输出电压低于输入电压；三是在电路关机状态下，输入端与输出端完全阻断，即使电路发生故障，也可以有效保护电路，提高电路的效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电路的控制方法及开关电路
本专利技术涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种开关电路的控制方法及开关电路。
技术介绍
现有技术中的同步整流升压电路的原理图如图1所示，所述升压电路的功率级电路包括电感L1、功率开关管M1(以NMOS开关管为例)和同步开关管M2(以PMOS开关管为例)、输入电容C1和输出电容C2，电感L1两端分别接在直流输入电压VIN正极和NMOS开关管M1的漏极，NMOS开关管M1的源极接地，PMOS开关管M2的漏极接NMOS开关管M1的漏极，PMOS开关管M2的源极接输出电压VOUT正极，输出电压VOUT的负极接地，开关管M1、M2通过PWM信号控制开关状态以达到控制输出电压VOUT的目的。然而，上述的升压电路存在以下缺点：第一，在系统上电时刻，输入电压VIN和输出电压VOUT压差比较大，输入电压VIN通过电感L1、PMOS开关管M2的体二极管向输出电容C2充电，较大的输入电压会形成冲击电流，对电路元件可能造成损伤，降低了系统可靠性；第二，电路在工作过程中只能控制输出电压VOUT高于输入电压VIN；第三，当系统停止工作时，由于PMOS开关管M2的体二极管的存在，使得输入端到输出端的低阻抗回路无法完全切断。如果发生故障(例如输出短路)，将导致电流不受控，威胁到系统安全。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种开关电路的控制方法及开关电路，通过设置同步开关管的体二极管的连接方式以及控制同步开关管的开通电压，可以解决上述现有技术中的开关电路存在的问题。依据本专利技术的开关电路的控制方法，所述开关电路包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间；在所述开关电路启动阶段，当输出电压小于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，所述功率开关管的控制端接收PWM控制信号，所述同步开关管的控制端接收所述输入电压信号；当输出电压等于大于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，所述功率开关管的控制端和所述同步开关管的控制端均接收所述PWM控制信号。依据本专利技术的开关电路的控制方法，所述开关电路包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，在所述开关电路正常工作过程中，如需控制输出电压小于输入电压，则控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，所述功率开关管的控制端接收PWM控制信号，所述同步开关管的控制端接收所述输入电压信号；如需控制输出电压等于大于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，所述功率开关管的控制端和所述同步开关管的控制端均接收所述PWM控制信号。依据本专利技术的开关电路的控制方法，所述开关电路包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，当所述开关电路停止工作时，控制所述功率开关管的控制端接地；如此时输出电压大于输入电压，则控制所述同步开关管的控制端接收输出电压信号，并控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，如此时输出电压小于输入电压，则控制所述同步开关管的控制端接收输入电压信号，并控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点。依据本专利技术的开关电路，包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，所述同步开关管的体二极管包括第一二极管和第二二极管，第一二极管和第二二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极连接所述输出端，所述第二二极管的阳极连接所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，在所述开关电路启动阶段，当输出电压小于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，所述功率开关管的控制端接收PWM控制信号，所述同步开关管的控制端接收所述输入电压信号；当输出电压等于大于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，所述功率开关管的控制端和所述同步开关管的控制端均接收所述PWM控制信号。进一步地，在所述开关电路正常工作过程中，如需控制输出电压小于输入电压，则控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，所述功率开关管的控制端接收PWM控制信号，所述同步开关管的控制端接收所述输入电压信号；如需控制输出电压等于大于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，所述功率开关管的控制端和所述同步开关管的控制端均接收所述PWM控制信号。进一步地，当所述开关电路停止工作时，控制所述功率开关管的控制端接地；若输出电压大于输入电压，则控制所述同步开关管的控制端接收输出电压信号，并控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，若输出电压小于输入电压，则控制所述同步开关管的控制端接收输入电压信号，并控制所述同步开关管的衬底悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点。进一步地，所述开关电路进一步包括第一开关管，所述第一开关管并联在所述第一二极管的两端。进一步地，所述开关电路进一步包括第二开关管，所述第二开关管并联在所述第二二极管的两端。进一步地，所述开关电路进一步包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管并联在所述第一二极管的两端，所述第四开关管并联在所述第二二极管的两端。综上所述，依据本专利技术的一种开关电路的控制方法及开关电路，通过设置同步开关管的体二极管的连接方式，从而改变同步开关管的体二极管的指向，然后通过控制功率开关管和同步开关管的栅极电压，可以实现：一是开关电路在启动工作过程中，输出电压由零开始上升，没有启动冲击电流，可以避免损坏电路中器件；二是在开关电路的正常工作过程中，可以控制输出电压高于输入电压，也可以控制输出电压低于输入电压；三是在电路关机状态下，输入端与输出端完全阻断，即使电路发生故障，也可以有效保护电路，提高电路的效率和可靠性。图说明图1所示为现有技术中的同步整流的开关电路的原理图；图2a所示为现有技术中的减小冲击电流的开关电路第一种实现方式；图2b所示为现有技术中的减小冲击电流的开关电路第二种实现方式；图2c所示为现有技术中的减小冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电路的控制方法，所述开关电路包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，其特征在于，在所述开关电路启动阶段，当输出电压小于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，所述功率开关管的控制端接收PWM控制信号，所述同步开关管的控制端接收所述输入电压信号；当输出电压等于大于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，所述功率开关管的控制端和所述同步开关管的控制端均接收所述PWM控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种开关电路的控制方法，所述开关电路包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，其特征在于，在所述开关电路启动阶段，当输出电压小于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，所述功率开关管的控制端接收PWM控制信号，所述同步开关管的控制端接收所述输入电压信号；当输出电压等于大于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，所述功率开关管的控制端和所述同步开关管的控制端均接收所述PWM控制信号。2.一种开关电路的控制方法，所述开关电路包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，其特征在于，在所述开关电路正常工作过程中，如需控制输出电压小于输入电压，则控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点，所述功率开关管的控制端接收PWM控制信号，所述同步开关管的控制端接收所述输入电压信号；如需控制输出电压等于大于输入电压时，则将所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，所述功率开关管的控制端和所述同步开关管的控制端均接收所述PWM控制信号。3.一种开关电路的控制方法，所述开关电路包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，其特征在于，当所述开关电路停止工作时，控制所述功率开关管的控制端接地；如此时输出电压大于输入电压，则控制所述同步开关管的控制端接收输出电压信号，并控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从所述功率开关管和同步开关管的公共连接点指向输出端，如此时输出电压小于输入电压，则控制所述同步开关管的控制端接收输入电压信号，并控制所述同步开关管的体二极管悬空或是控制所述同步开关管的体二极管的方向为从输出端指向所述功率开关管和同步开关管的公共连接点。4.一种开关电路，包括电感、功率开关管和同步开关管，所述电感连接在所述开关电路的输入电压和所述功率开关管与同步开关管的公共连接点之间，其特征在于，所述同步开关管的体二极管包括第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦训金，张安羊，黄必亮，任远程，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32