软开关电压转换电路及用户终端制造技术

本发明专利技术实施例提供一种软开关电压转换电路，包括第一电感、谐振电容、n个开关桥臂、n个谐振电感及控制电路；所述第一电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述谐振电容的第二端接地；所述开关桥臂包括上开关管和下开关管，上开关管的漏极与所述谐振电容的第一端连接，上开关管的源极与下开关管的漏极连接，下开关管的源极接地；每一个谐振电感的第一端分别与一个开关桥臂的中点电连接，所述n个谐振电感的第二端相连；所述控制电路与每一个上开关管及下开关管的栅极电连接，用于生成n对控制信号以控制所述上开关管和下开关管的导通或关断。另，本发明专利技术实施例还提供一种用户终端。所述软开关电压转换电路可以提高转换效率。

Soft switching voltage conversion circuit and user terminal

The embodiment of the invention provides a soft switching voltage conversion circuit includes a first inductor, resonant capacitor, n switches, n bridge resonant inductor and a control circuit; the end of the first inductor and the second end of the resonant capacitor is connected, the resonant capacitor second connected to the switch; the bridge arm includes a switch and switch on the switch tube, pipe leakage first end pole and the resonant capacitor connected on the switch of the source electrode is connected to the switch tube leakage, switch tube source grounding; the one end of each of the resonant inductor is respectively and electrically connected to the midpoint a bridge arm switch, the N resonant inductor is connected with the end of second; the control circuit and each switch transistor and gate electric switches connected to n for generating a control signal to control the switch tube and the lower switch on or off Broken. In addition, an embodiment of the invention also provides a user terminal. The soft switching voltage conversion circuit can improve the conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】
软开关电压转换电路及用户终端
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种软开关电压转换电路及一种应用所述软开关电压转换电路的用户终端。
技术介绍
随着手机通信技术的发展，手机已从功能机时代进入智能机时代，功能越来越多，耗电也随之迅速增加。为保证良好的续航时间，电池容量变得越来越大。市场上已存在电池容量达到5000mAh的手机，功能机时代的小电流充电技术已无法满足智能机大容量电池的充电需求。功能机时代，充电电流一般为500mA，如果给5000mAh的电池充电，所需要的充电时间将超过10个小时。目前，市面上已存在的具备快速充电功能的手机，通常在手机内部设置闭环降压电路，用于将充电器输出的较高的电压降压转换为需要的充电电压，同时，将充电器输出的电流转换为较大的充电电流，以提升充电效率。然而，现有的手机中内置的闭环降压电路大都为传统的硬开关闭环降压电路，在开关管的导通或者关断时，开关桥臂两端的电压不为零，当开关频率增大时，存在严重的开关损耗，不利于提升电压转换效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种软开关电压转换电路及一种应用所述软开关电压转换电路的用户终端，以降低电压转换时的开关损耗，提升开关频率和电压转换效率，并增加充电电流，提高充电速度。本专利技术实施例第一方面提供一种软开关电压转换电路，包括第一电感、谐振电容、n个开关桥臂、n个谐振电感及控制电路；所述第一电感的第一端形成所述软开关电压转换电路的第一节点，所述第一电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述谐振电容的第二端接地；所述开关桥臂包括上开关管和下开关管，所述上开关管的漏极与所述谐振电容的第一端连接，所述上开关管的源极与所述下开关管的漏极连接，形成所述开关桥臂的中点，所述下开关管的源极接地；每一个所述谐振电感的第一端分别与一个所述开关桥臂的中点电连接，所述n个谐振电感的第二端相连，形成所述软开关电压转换电路的第二节点；所述控制电路与每一个所述上开关管及每一个所述下开关管的栅极电连接，用于生成n对控制信号，每一对所述控制信号分别用于控制一个所述开关桥臂的上开关管和下开关管的导通或关断；其中，每一对所述控制信号包括两个互补的控制信号，所述控制信号的占空比为1/n，且相邻的两对所述控制信号的相位差为360/n度。所述软开关电压转换电路通过设置所述第一电感和所述谐振电容，并通过所述控制电路生成n对控制信号，以通过每一对所述控制信号分别控制一个所述开关桥臂的上开关管和下开关管的导通或关断，从而实现分时切换所述n个谐振电感中的每一个谐振电感分别与所述第一电感和所述谐振电容形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压。因此，可以通过设置述开关管的开关频率，从而使得所述开关管在开关状态切换时刚好处于所述谐振电压振荡至零的时刻，即开关管在切换开关状态时两端的电压为零，从而实现零电压开关切换，可以极大地降低开关损耗，并可以方便地提升开关频率，从而提高电压转换效率，并显著提升充电速度。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，n＝2，所述n个开关桥臂包括第一开关桥臂和第二开关桥臂，所述n个谐振电感包括第一谐振电感和第二谐振电感，所述软开关电压转换电路还包括变压器，所述变压器包括原边绕组与副边绕组，所述原边绕组的第一端与所述第二开关桥臂的中点电连接，所述原边绕组的第二端与所述第一开关桥臂的中点电连接，所述副边绕组的第一端与所述第二谐振电感的第一端连接，所述副边绕组的第二端与所述第一谐振电感的第一端连接。结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述软开关电压转换电路还包括同步整流电路，所述同步整流电路包括第一整流开关管和第二整流开关管，所述第一整流开关管的漏极与所述副边绕组的第二端连接，所述第一整流开关管的源极接地，所述第二整流开关管的漏极与所述副边绕组的第一端连接，所述第二整流开关管的源极接地。结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述控制电路还与所述第一整流开关管的栅极及所述第二整流开关管的栅极电连接，用于生成互补的第一整流控制信号与第二整流控制信号，所述第一整流控制信号用于控制所述第一整流开关管的导通或关断，且所述第一整流控制信号与所述第一开关桥臂的下开关管及所述第二开关桥臂的上开关管的控制信号同相，所述第二整流控制信号用于控制所述第二整流开关管的导通或关断，且所述第二整流控制信号与所述第一开关桥臂的上开关管及所述第二开关桥臂的下开关管的控制信号同相。结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式至第一方面第三种可能的实现方式中任意一种实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述n个谐振电感中的第j谐振电感的第一端与所述n个开关桥臂中的第j开关桥臂的中点电连接，当所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第j开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断时，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第j谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压；当所述谐振电压振荡至零时，所述第j开关桥臂的上开关管关断，下开关管导通，所述第j谐振电感与所述谐振电容之间的连接被切断，同时，所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第j+1开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第j+1谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压；其中，1≤j＜n；当所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第n开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断时，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第n谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压；当所述谐振电压振荡至零时，所述第n开关桥臂的上开关管关断，下开关管导通，所述第n谐振电感与所述谐振电容之间的连接被切断，同时，所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第一开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第一谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压。通过所述控制电路控制所述n个开关桥臂分时导通，从而控制所述n个谐振电感分时与所述第一电感及所述谐振电容形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成周期性振荡的谐振电压。当所述谐振电压振荡至零时，通过所述控制电路控制对应的开关桥臂切换开关状态，从而使得所述开关桥臂的开关管在导通或者关断时，开关桥臂两端的电压为零，从而实现零电压开关切换，可以极大地降低开关损耗，并可以方便地提升开关频率，从而提高电压转换效率，并显著提升充电速度。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述开关管的开关频率fsw＝kf*fr，其中，fr为所述谐振电路的谐振频率，kf为比例系数，且0.2≤kf≤1.5。通过将所述开关管的开关频率设定为所述谐振电路的谐振频率的一定倍数，从而可以保证所述开关管在切换开关状态时，对应的开关桥臂两端的电压为零，从而实现零电压开关切换，降低开关损耗。结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式至第一方面第五种可能的实现方式中任意一种实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述n个谐振电感的电感量相同。通过将所述n个谐振电感的电感量设置为相同，从而可以保证在分时切换所述n个谐振电感依次与所述第一电感及所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软开关电压转换电路，其特征在于，包括第一电感、谐振电容、n个开关桥臂、n个谐振电感及控制电路；所述第一电感的第一端形成所述软开关电压转换电路的第一节点，所述第一电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述谐振电容的第二端接地；所述开关桥臂包括上开关管和下开关管，所述上开关管的漏极与所述谐振电容的第一端连接，所述上开关管的源极与所述下开关管的漏极连接，形成所述开关桥臂的中点，所述下开关管的源极接地；每一个所述谐振电感的第一端分别与一个所述开关桥臂的中点电连接，所述n个谐振电感的第二端相连，形成所述软开关电压转换电路的第二节点；所述控制电路与每一个所述上开关管及每一个所述下开关管的栅极电连接，用于生成n对控制信号，每一对所述控制信号分别用于控制一个所述开关桥臂的上开关管和下开关管的导通或关断；其中，每一对所述控制信号包括两个互补的控制信号，所述控制信号的占空比为1/n，且相邻的两对所述控制信号的相位差为360/n度。

【技术特征摘要】
1.一种软开关电压转换电路，其特征在于，包括第一电感、谐振电容、n个开关桥臂、n个谐振电感及控制电路；所述第一电感的第一端形成所述软开关电压转换电路的第一节点，所述第一电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述谐振电容的第二端接地；所述开关桥臂包括上开关管和下开关管，所述上开关管的漏极与所述谐振电容的第一端连接，所述上开关管的源极与所述下开关管的漏极连接，形成所述开关桥臂的中点，所述下开关管的源极接地；每一个所述谐振电感的第一端分别与一个所述开关桥臂的中点电连接，所述n个谐振电感的第二端相连，形成所述软开关电压转换电路的第二节点；所述控制电路与每一个所述上开关管及每一个所述下开关管的栅极电连接，用于生成n对控制信号，每一对所述控制信号分别用于控制一个所述开关桥臂的上开关管和下开关管的导通或关断；其中，每一对所述控制信号包括两个互补的控制信号，所述控制信号的占空比为1/n，且相邻的两对所述控制信号的相位差为360/n度。2.如权利要求1所述的软开关电压转换电路，其特征在于，n＝2，所述n个开关桥臂包括第一开关桥臂和第二开关桥臂，所述n个谐振电感包括第一谐振电感和第二谐振电感，所述软开关电压转换电路还包括变压器，所述变压器包括原边绕组与副边绕组，所述原边绕组的第一端与所述第二开关桥臂的中点电连接，所述原边绕组的第二端与所述第一开关桥臂的中点电连接，所述副边绕组的第一端与所述第二谐振电感的第一端连接，所述副边绕组的第二端与所述第一谐振电感的第一端连接。3.如权利要求2所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述软开关电压转换电路还包括同步整流电路，所述同步整流电路包括第一整流开关管和第二整流开关管，所述第一整流开关管的漏极与所述副边绕组的第二端连接，所述第一整流开关管的源极接地，所述第二整流开关管的漏极与所述副边绕组的第一端连接，所述第二整流开关管的源极接地。4.如权利要求3所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述控制电路还与所述第一整流开关管的栅极及所述第二整流开关管的栅极电连接，用于生成互补的第一整流控制信号与第二整流控制信号，所述第一整流控制信号用于控制所述第一整流开关管的导通或关断，且所述第一整流控制信号与所述第一开关桥臂的下开关管及所述第二开关桥臂的上开关管的控制信号同相，所述第二整流控制信号用于控制所述第二整流开关管的导通或关断，且所述第二整流控制信号与所述第一开关桥臂的上开关管及所述第二开关桥臂的下开关管的控制信号同相。5.如权利要求1-4任意一项所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述n个谐振电感中的第j谐振电感的第一端与所述n个开关桥臂中的第j开关桥臂的中点电连接，当所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第j开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断时，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第j谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压；当所述谐振电压振荡至零时，所述第j开关桥臂的上开关管关断，下开关管导通，所述第j谐振电感与所述谐振电容之间的连接被切断，同时，所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第j+1开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第j+1谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压；其中，1≤j＜n；当所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第n开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断时，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第n谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压；当所述谐振电压振荡至零时，所述第n开关桥臂的上开关管关断，下开关管导通，所述第n谐振电感与所述谐振电容之间的连接被切断，同时，所述控制电路控制所述n个开关桥臂中的第一开关桥臂的上开关管导通，下开关管关断，所述第一电感、所述谐振电容与所述n个谐振电感中的第一谐振电感之间形成谐振电路，并在所述谐振电容上形成谐振电压。6.如权利要求5所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述开关管的开关频率fsw＝kf*fr，其中，fr为所述谐振电路的谐振频率，kf为比例系数，且0.2≤kf≤1.5。7.如权利要求1-6任意一项所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述n个谐振电感的电感量相同。8.如权利要求1-7任意一项所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述软开关电压转换电路还包括滤波电容，所述滤波电容的第一端与所述软开关电压转换电路的第二节点连接，所述滤波电容的第二端接地。9.如权利要求8所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述滤波电容的电容量远大于所述谐振电容的电容量。10.如权利要求1-9任意一项所述的软开关电压转换电路，其特征在于，所述第一节点用于连接输入电源，所述第二节点用于连接负载，所述软开关电压转换电路为降压转换电路；或者，所述第一节点用于连接负载，所述第二节点用于连接输入电源，所述软开关电压转换电路为升压转换电路。11.一种软开关电压转换电路，其特征在于，包括第一电感、谐振电容、n个正激变换器、n个谐振电感及控制电路；所述第一电感的第一端形成所述软开关电压转换电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭君，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44