一种直流-直流变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种直流‑直流变换器，包括：电流输出电路、防倒灌开关模块、电感、负载电容和开关控制电路；电流输出电路的输出端逐一经防倒灌开关模块的第一端、电感和负载电容的第一端连接负载的第一端；防倒灌开关模块的第二端逐一经负载电容的第二端和负载的第二端接地；电流输出电路，用于依据基准电压和负载上施加的电压，向负载提供负载电流；开关控制电路，用于检测防倒灌开关模块第一端的电压；当防倒灌开关模块第一端的电压大于或等于零时，控制防倒灌开关模块关断，截止了流向地的倒灌电流，避免了电流倒灌的发生，减少了功率的损耗。

A DC-DC Converter

【技术实现步骤摘要】
一种直流-直流变换器
本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种直流-直流变换器。
技术介绍
直流-直流(DC-DC)变换器是电源管理单元的重要组成部分，由于其功率开关管工作在开关状态，所以也被称之为开关电源。DC-DC变换器的基本原理是通过调节功率开关管导通和关断的时间比率(即占空比)，控制功率从输入电源到输出负载的动态传递，从而得到稳定的输出电压。DC-DC变换器具有转换效率高、输入电压范围宽、稳压范围宽、功率密度比大等优点，因此获得了广泛应用，涉及领域包括数据通讯、计算机、自动化设备、仪器仪表、军事等行业。然而，现有的DC-DC变换器在电感放电过程中存在电流倒灌的问题，产生较大的功率损耗，影响转换效率。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种流-直流变换器，能够解决现有技术中电流倒灌的问题。本申请实施例提供的一种直流-直流变换器，包括：电流输出电路、防倒灌开关模块、电感、负载电容和开关控制电路；所述电流输出电路的输出端逐一经所述防倒灌开关模块的第一端、所述电感和所述负载电容的第一端连接负载的第一端；所述防倒灌开关模块的第二端逐一经所述负载电容的第二端和所述负载的第二端接地；所述电流输出电路，用于依据基准电压和所述负载上施加的电压，向所述负载提供负载电流；所述开关控制电路，用于检测所述防倒灌开关模块第一端的电压；当所述防倒灌开关模块第一端的电压大于或等于零时，控制所述防倒灌开关模块关断。可选的，所述开关控制电路，包括：比较模块和控制模块；所述比较模块的第一输入端连接所述防倒灌开关模块的第一端，所述比较模块的第二输入端接地，所述比较模块的输出端连接所述控制模块；所述控制模块的输出端连接所述防倒灌开关模块的控制端；所述比较模块，用于比较所述防倒灌开关模块第一端的电压是否大于零；当所述防倒灌开关模块第一端的电压大于零时，输出第一比较信号至所述控制模块；所述控制模块，用于在接收到所述第一比较信号时，输出第一控制信号至所述防倒灌开关模块的控制端，以控制所述防倒灌开关模块关断。可选的，所述比较模块，包括：电流镜、第一NMOS管、第二NMOS管和第三NMOS管；所述电流镜为所述第一NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极提供相等的电流；所述第一NMOS管的栅极连接所述第一NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极接地；所述第二NMOS管的源极连接所述防倒灌开关模块的第一端；所述第三NMOS管的栅极连接所述第二NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三NMOS管的漏极连接供电电源和所述控制模块。可选的，所述比较模块，还包括：逻辑放大子模块；所述逻辑放大子模块的两个输入端分别连接所述第三NMOS管的漏极和所述防倒灌开关模块的控制端；所述逻辑放大子模块，用于将所述第三NMOS管的漏极输出的电压放大输出。可选的，所述逻辑放大子模块，包括：第一反相器和与门；所述第三NMOS管的漏极经所述第一反相器连接所述与门的第一输入端；所述与门的第二输入端连接所述防倒灌开关模块的控制端。可选的，所述开关控制电路，还包括：使能模块；所述使能模块，用于基于所述防倒灌开关模块的通断状态，使能所述比较模块。可选的，所述使能模块，包括：第一开关管和/或第二开关管；所述第一开关管的第一端连接所述第二NMOS管的源极，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的控制端连接所述防倒灌开关模块的控制端；所述第二开关管的第一端连接所述第三NMOS管的栅极，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的控制端连接所述防倒灌开关模块的控制端。可选的，所述使能模块，还包括：第三开关管；所述第三开关管的第一端和第二端分别连接所述防倒灌开关模块的第一端和所述第二NMOS管的源极，所述第三开关管的控制端连接所述防倒灌开关模块的控制端。可选的，所述比较模块，还包括：电阻；所述电阻连接在所述防倒灌开关模块的第一端和所述第二NMOS管的源极之间。可选的，所述电流镜为共源共栅电流镜结构，包括：电流输入支路、第一镜像支路、第二镜像支路和第三镜像支路；所述电流输入支路的输入端连接输入电流，将所述输入电流镜像至所述第一镜像支路、所述第二镜像支路和所述第三镜像支路；所述第一镜像支路、所述第二镜像支路和所述第三镜像支路分别连接所述第一NMOS管的漏极、所述第二NMOS管的漏极和所述第三NMOS管的漏极。与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：在本申请实施例中，利用防倒灌开关模块和开关控制电路防止电感放电时电流倒灌到地引起功率损耗，在电感放电过程中，电感首先向负载输出正向电流为负载提供负载电流，电感电流线性下降，防倒灌开关模块第一端的电压小于零。电感电流持续下降，防倒灌开关模块第一端的电压随之下降，当电感上电流持续下降转为反向电流时，若防倒灌开关模块仍然导通，则会出现电流经防倒灌开关模块倒灌至地的情况，此时防倒灌开关模块第一端的电压大于零，开关控制电路控制防倒灌开关模块关断，截止了流向地的倒灌电流，避免了电流倒灌的发生，减少了功率的损耗。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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获得其它的附图。图1为一种现有的降压型DC-DC变换器的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种直流-直流变换器的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种直流-直流变换器中电流输出电路的结构示意图；图4为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图5为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图6为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图7为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图8为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图9为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图10为本申请具体实施例提供的一种直流-直流变换器中开关控制电路的具体电路拓扑；图11为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图12为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图13为本申请具体实施例提供的一种充电控制电路的结构示意图；图14为本申请具体实施例中第一时钟信号、第二时钟信号及对应的控制信号的示意图；图15为本申请具体实施例提供的一种控制信号输出模块的结构示意图；图16为本申请实施例提供的另一种直流-直流变换器的结构示意图；图17为本申请具体实施例提供的一种基准输出电路的结构示意图；图18为本申请具体实施例提供的一种直流-直流变换器的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流‑直流变换器，其特征在于，包括：电流输出电路、防倒灌开关模块、电感、负载电容和开关控制电路；所述电流输出电路的输出端逐一经所述防倒灌开关模块的第一端、所述电感和所述负载电容的第一端连接负载的第一端；所述防倒灌开关模块的第二端逐一经所述负载电容的第二端和所述负载的第二端接地；所述电流输出电路，用于依据基准电压和所述负载上施加的电压，向所述负载提供负载电流；所述开关控制电路，用于检测所述防倒灌开关模块第一端的电压；当所述防倒灌开关模块第一端的电压大于或等于零时，控制所述防倒灌开关模块关断。

【技术特征摘要】
1.一种直流-直流变换器，其特征在于，包括：电流输出电路、防倒灌开关模块、电感、负载电容和开关控制电路；所述电流输出电路的输出端逐一经所述防倒灌开关模块的第一端、所述电感和所述负载电容的第一端连接负载的第一端；所述防倒灌开关模块的第二端逐一经所述负载电容的第二端和所述负载的第二端接地；所述电流输出电路，用于依据基准电压和所述负载上施加的电压，向所述负载提供负载电流；所述开关控制电路，用于检测所述防倒灌开关模块第一端的电压；当所述防倒灌开关模块第一端的电压大于或等于零时，控制所述防倒灌开关模块关断。2.根据权利要求1所述的直流-直流变换器，其特征在于，所述开关控制电路，包括：比较模块和控制模块；所述比较模块的第一输入端连接所述防倒灌开关模块的第一端，所述比较模块的第二输入端接地，所述比较模块的输出端连接所述控制模块；所述控制模块的输出端连接所述防倒灌开关模块的控制端；所述比较模块，用于比较所述防倒灌开关模块第一端的电压是否大于零；当所述防倒灌开关模块第一端的电压大于零时，输出第一比较信号至所述控制模块；所述控制模块，用于在接收到所述第一比较信号时，输出第一控制信号至所述防倒灌开关模块的控制端，以控制所述防倒灌开关模块关断。3.根据权利要求2所述的直流-直流变换器，其特征在于，所述比较模块，包括：电流镜、第一NMOS管、第二NMOS管和第三NMOS管；所述电流镜为所述第一NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极提供相等的电流；所述第一NMOS管的栅极连接所述第一NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极接地；所述第二NMOS管的源极连接所述防倒灌开关模块的第一端；所述第三NMOS管的栅极连接所述第二NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三NMOS管的漏极连接供电电源和所述控制模块。4.根据权利要求3所述的直流-直流变换器，其特征在于，所述比较模块，还包括：逻辑放大子模块；所述逻辑放大子模块的两个输入端分别连接所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健萍，陈岚，
申请(专利权)人：佛山中科芯蔚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44