同步整流时序控制器、无线充电全桥同步整流电路及系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种同步整流时序控制器、无线充电全桥同步整流电路及系统，其中所述同步整流时序控制器包括：第一比较器，用于比较第一交流信号和整流信号，输出第一交流高采样信号；第二比较器，用于比较第二交流信号和整流信号，输出第二交流高采样信号；第三比较器，用于比较第一交流信号和预定低电压阈值，输出第一交流低采样信号；第四比较器，用于比较第二交流信号和预定低电压阈值，输出第二交流低采样信号；逻辑组合电路，用于对四个采样信号进行逻辑组合运算，产生控制控制对应整流开关的四个驱动控制信号。可见，本实用新型专利技术中对两个交流信号进行了高低采样，由硬件电路对采样数据进行时序处理，可以提高同步整流效率及可靠性。

Synchronous rectifier timing controller, wireless charging full bridge synchronous rectification circuit and system

The utility model discloses a synchronous rectifier circuit and a synchronous rectifier system timing controller, wireless charging full bridge synchronous rectifier, wherein the timing controller includes a first comparator for comparing the first AC signal and the signal output of the first AC rectifier, high sampling signal; a second comparator for comparing second AC signal and the output signal of rectifier, second a high AC sampling signal; comparator for comparing the third, the first AC signal and a predetermined low threshold voltage, low output of the first AC sampling signal; fourth comparator for comparing second AC signal and a predetermined low threshold voltage, low output second AC sampling signal; combinational logic circuit, sampling signal to the four generation logic combination operations. Control four corresponding rectifier switch drive control signal. In the utility model, two alternating signals are sampled at high and low levels, and the timing data of the sampling data are processed by the hardware circuit, so that the synchronous rectification efficiency and reliability can be improved.

【技术实现步骤摘要】
同步整流时序控制器、无线充电全桥同步整流电路及系统
本技术涉及无线充电领域，特别涉及一种同步整流时序控制器、无线充电全桥同步整流电路及系统。
技术介绍
图1示意出了现有的基于二极管的无线充电全桥同步整流系统100。所述无线充电全桥同步整流系统100包括发送端Tx和接收端Rx。所述发送端Tx包括脉宽调制(PulsewidthModulation,PWM)单元、直流-交流功率转换单元和初级线圈(PrimaryCoil)。所述接收端Rx包括次级线圈(SecondaryCoil)、电容CS和Cd、由二极管D1-D4组成的全桥电路和稳压电容C，所述接收端Rx也可以被称为无线充电全桥同步整流电路。然而，由于二极管D1-D4导通压降约为0.7V，在整流输出端Rect带载大电流1A时，整流系统由于导通压降产生的发热损耗较大，整流效率偏低。采用NLDMOS(N-typeLaterallyDiffusedMetalOxideSemiconductor，N型LDMOS管)管全桥同步整流技术可以降低整流电路自身损耗，提高整机效率。目前，对整流效率要求高的电路应用中常用同步整流技术。图2示意出了一种基于N型LDMOS管的无线充电全桥同步整流系统200。如图2所示，其与图1不同的是，所述无线充电全桥同步整流系统200中的全桥电路由四个N型LDMOS整流管N1、N2、N3和N4组成，而不是由四个二极管组成，另外其还包括同步整流时序控制器来控制四个N型LDMOS管N1、N2、N3和N4的导通或截止，从而实现整流。现有无线充电全桥同步整流电路为了获取较高的系统效率，一般是在整流前的交流信号AC1和AC2为零时，将所述整流管N1、N2、N3和N4进行切换，即尽量将整流管N1、N2、N3和N4工作在AC交流信号的断续模式(DiscontinuousConductionMode，简称DCM)。为了实现DCM的控制，需要高性能的AC过零检测电路，这就对AC过零检测电路中的比较器的偏移量控制提出较高的要求，提高了无线充电全桥同步整流电路的成本和复杂度。另外，现有同步整流电路仅对整流前的AC交流信号做过零检测，当被采样的交流信号有干扰时，过零检测输出会出现毛刺等错误波形，此时需要通过数字信号处理调整所述AC过零检测电路的输出信号的占空比，并滤除信号中出现的毛刺；最终将处理后的信号送入同步整流驱动电路。此外，由于AC交流信号在同步整流过程中会出现过冲现象(高于整流输出电平或低于交流地电平)，对于受到干扰的AC交流信号，仅通过AC过零检测做硬件采样，并依靠软件处理产生同步整流驱动控制信号，既增加了硬件采样设计难度，也增加了软件处理的复杂度，同时软件信号处理必然带来相对于硬件处理而言更长的时序延迟，进而影响同步整流效率。另外，在无线充电Qi标准中，发送端Tx与接收端Rx之间还可以进行通讯，通讯是以2FSK(二进制频移键控)方式传输，通讯包络数据叠加于AC交流信号中，为了解调出所述通讯包络数据，需要事先解调出FSK解调所需的参考频率，现有技术中需要单独设计硬件电路来解调出FSK解调所需的参考频率，无形中也增大了版图面积，抬高了硬件成本。因此，有必要提供一种新的解决方案来解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的之一在于提供一种同步整流时序控制器，其可以提高了同步整流效率及可靠性。本技术的目的之二在于提供一种无线充电全桥同步整流电路，其可以提高了同步整流效率及可靠性。本技术的目的之三在于提供一种无线充电全桥同步整流系统，其可以提高了同步整流效率及可靠性。为实现上述目的，根据本技术的一个方面，本技术提供一种同步整流时序控制器，用于对全桥电路中的第一整流开关、第二整流开关、第三整流开关和第四整流开关的导通或关断进行时序控制，其包括：第一比较器，用于比较第一交流输入端的第一交流信号和整流输出端的整流信号，输出第一交流高采样信号；第二比较器，用于比较第二交流输入端的第二交流信号和整流输出端的整流信号，输出第二交流高采样信号；第三比较器，用于比较第一交流输入端的第一交流信号和预定低电压阈值，输出第一交流低采样信号；第四比较器，用于比较第二交流输入端的第二交流信号和预定低电压阈值，输出第二交流低采样信号；逻辑组合电路，用于对第一交流高采样信号、第一交流低采样信号、第二交流高采样信号、第二交流低采样信号进行逻辑组合运算，产生控制第一整流开关导通或截止的第一驱动控制信号、控制第二整流开关导通或截止的第二驱动控制信号、控制第三整流开关导通或截止的第三驱动控制信号，以及控制第四整流开关导通或截止的第四驱动控制信号。进一步的，第一驱动控制信号和第四驱动控制信号驱动第一整流开关和第四整流开关同步导通或截止，第二驱动控制信号和第三驱动控制信号驱动第二整流开关和第三整流开关同步导通或截止，第一整流开关和第四整流开关的导通时段与第二整流开关和第三整流开关的导通时段不交叠。进一步的，第一交流信号和第二交流信号中加载有通讯包络数据，基于各个驱动控制信号的频率得到解调所述通讯包络数据时所需的参考频率。进一步的，所述同步整流时序控制器还包括：连接于第一交流输入端和第一比较器的第一输入端之间的第一电阻；连接于第一比较器的第一输入端和接地端之间的第一可调整电流源；连接于所述整流输出端和第一比较器的第二输入端之间的第二电阻；连接于第一比较器的第二输入端和接地端之间的第二可调整电流源；连接于第二交流输入端和第二比较器的第一输入端之间的第三电阻；连接于第二比较器的第一输入端和接地端之间的第三可调整电流源；连接于所述整流输出端和第二比较器的第二输入端之间的第四电阻；连接于第二比较器的第二输入端和接地端之间的第四可调整电流源。更进一步的，通过调整各个可调整电流源的电流值，能够调整第一整流开关和第三整流开关之间的导通死区。进一步的，所述预定低电压阈值高于且接近地电平，其取值范围为0.1至0.4V。优选的，所述预定低电压阈值为0.25V。进一步的，所述逻辑组合电路包括第一与非门、第二与非门、第一或非门、第二或非门、第一与门和第二与门，其中第一与非门的两个输入端分别与第一比较器的输出端和第四比较器的输出端相连，第一与非门的输出端与第一或非门的一个输入端相连，第二与非门的两个输入端分别与第二比较器的输出端和第三比较器的输出端相连，第二与非门的输出端与第二或非门的一个输入端相连，第一或非门的输出端与第二或非门的另一个输入端相连，第一或非门的输出端输出第四驱动控制信号，第二或非门的输出端与第一或非门的另一个输入端相连，第二或非门的输出端输出第三驱动控制信号，第一与门的三个输入端分别与第一比较器的输出端、第四比较器的输出端和第一或非门的输出端相连，第一与门的输出端输出第一驱动控制信号，第二与门的三个输入端分别与第二比较器的输出端、第三比较器的输出端和第二或非门的输出端相连，第二与门的输出端输出第二驱动控制信号。进一步的，所述同步整流时序控制器还包括整流驱动电路，第一驱动控制信号、第二驱动控制信号、第三驱动控制信号和第四驱动控制信号通过所述整流驱动电路分别驱动第一整流开关、第二整流开关、第三整流开关、第四整流开关。根据本技术的另一个方面，本技术提供一种无线充电全桥同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步整流时序控制器，用于对全桥电路中的第一整流开关、第二整流开关、第三整流开关和第四整流开关的导通或关断进行时序控制，其特征在于，所述的同步整流时序控制器包括：第一比较器，用于比较第一交流输入端的第一交流信号和整流输出端的整流信号，输出第一交流高采样信号；第二比较器，用于比较第二交流输入端的第二交流信号和整流输出端的整流信号，输出第二交流高采样信号；第三比较器，用于比较第一交流输入端的第一交流信号和预定低电压阈值，输出第一交流低采样信号；第四比较器，用于比较第二交流输入端的第二交流信号和预定低电压阈值，输出第二交流低采样信号；逻辑组合电路，用于对第一交流高采样信号、第一交流低采样信号、第二交流高采样信号、第二交流低采样信号进行逻辑组合运算，产生控制第一整流开关导通或截止的第一驱动控制信号、控制第二整流开关导通或截止的第二驱动控制信号、控制第三整流开关导通或截止的第三驱动控制信号，以及控制第四整流开关导通或截止的第四驱动控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种同步整流时序控制器，用于对全桥电路中的第一整流开关、第二整流开关、第三整流开关和第四整流开关的导通或关断进行时序控制，其特征在于，所述的同步整流时序控制器包括：第一比较器，用于比较第一交流输入端的第一交流信号和整流输出端的整流信号，输出第一交流高采样信号；第二比较器，用于比较第二交流输入端的第二交流信号和整流输出端的整流信号，输出第二交流高采样信号；第三比较器，用于比较第一交流输入端的第一交流信号和预定低电压阈值，输出第一交流低采样信号；第四比较器，用于比较第二交流输入端的第二交流信号和预定低电压阈值，输出第二交流低采样信号；逻辑组合电路，用于对第一交流高采样信号、第一交流低采样信号、第二交流高采样信号、第二交流低采样信号进行逻辑组合运算，产生控制第一整流开关导通或截止的第一驱动控制信号、控制第二整流开关导通或截止的第二驱动控制信号、控制第三整流开关导通或截止的第三驱动控制信号，以及控制第四整流开关导通或截止的第四驱动控制信号。2.根据权利要求1所述的同步整流时序控制器，其特征在于，第一驱动控制信号和第四驱动控制信号驱动第一整流开关和第四整流开关同步导通或截止，第二驱动控制信号和第三驱动控制信号驱动第二整流开关和第三整流开关同步导通或截止，第一整流开关和第四整流开关的导通时段与第二整流开关和第三整流开关的导通时段不交叠。3.根据权利要求1所述的同步整流时序控制器，其特征在于，第一交流信号和第二交流信号中加载有通讯包络数据，基于各个驱动控制信号的频率得到解调所述通讯包络数据时所需的参考频率。4.根据权利要求1所述的同步整流时序控制器，其特征在于，所述的同步整流时序控制器还包括：连接于第一交流输入端和第一比较器的第一输入端之间的第一电阻；连接于第一比较器的第一输入端和接地端之间的第一可调整电流源；连接于所述整流输出端和第一比较器的第二输入端之间的第二电阻；连接于第一比较器的第二输入端和接地端之间的第二可调整电流源；连接于第二交流输入端和第二比较器的第一输入端之间的第三电阻；连接于第二比较器的第一输入端和接地端之间的第三可调整电流源；连接于所述整流输出端和第二比较器的第二输入端之间的第四电阻；连接于第二比较器的第二输入端和接地端之间的第四可调整电流源。5.根据权利要求4所述的同步整流时序控制器，其特征在于，通过调整各个可调整电流源的电流值，能够调整第一整流开关和第三整流开关之间的导通死区。6.根据权利要求1所述的同步整流时序控制器，其特征在于，所述预定低电压阈值高于且接近地电平，其取值范围为0.1至0.4V。7.根据权利要求6所述的同步整流时序控制器，其特征在于，所述预定低电压阈值为0.25V。8.根据权利要求1所述的同步整流时序控制器，其特征在于，所述逻辑组合电路包括第一与非门、第二与非门、第一或非门、第二或非门、第一与门和第二与门，其中第一与非门的两个输入端分别与第一比较器的输出端和第四比较器的输出端相连，第一与非门的输出端与第一或非门的一个输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁巍，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32