一种能量回收电路、方法及开关电源技术

本发明专利技术涉及集成电路技术领域，涉及一种能量回收电路和能量回收方法，以及采用了该能量回收电路或能量回收方法的开关电源。能量回收电路具有一电感储能单元，包括：第一开关管、第二开关管、切换电路、驱动控制电路，以及第一电容器和电源转换电路；其中，所述能量回收电路对电感储能单元的充电包括两个部分，第一部分是充电电流通过第一开关管和第二开关管流到地，第二部分是充电电流通过第一开关管、切换电路和第一电容器流到地，通过第一电容器的储能来实现对电感储能单元充电电流的能量回收，通过回收利用电感储能单元的充电电流给系统供电，可以节约成本，提升系统效率。提升系统效率。提升系统效率。

【技术实现步骤摘要】
一种能量回收电路、方法及开关电源


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别地，涉及一种能量回收电路和能量回收方法，以及采用了该能量回收电路或能量回收方法的开关电源。

技术介绍

[0002]开关电源通过开关管的导通与关断将输入信号转换成输出信号。一般地，开关电源采用控制芯片来控制开关管的导通与关断，该控制芯片需要直流电压供电。
[0003]图1为现有的一种开关电源电路，输入电压源(通常包括整流器，滤波电路等)输出一个不控直流母线电压Vbus，在开关管MP导通时，Vbus电压对电感LP的充电电流流过LP和开关管MP到GND，在M1关断时，电感LP上的能量通过二极管D续流传递给负载，给负载提供所需的电压或电流。
[0004]以上传统的开关电源电路中，电感的充电电流都直接流到了GND，并没有加以利用，造成了能量浪费和效率降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种能量回收电路和能量回收方法，以及采用了该能量回收电路或能量回收方法的开关电源，通过对电感储能单元的充电电流进行能量回收，给系统供电，可以有效利用资源，节约成本，提升开关电源的系统转换效率。
[0006]根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，具有一电感储能单元，包括：第一开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端电耦接至电感储能单元第一端；第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端电耦接至第一开关管的第二端，第二端电耦接至地；切换电路，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端电耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端；驱动控制电路，电耦接至第一开关管、第二开关管和切换电路的控制端，控制第一开关管、第二开关管和切换电路的导通和关断；第一电容器，具有第一端和第二端，其第一端电耦接至切换电路的第二端，第二端电耦接到地；以及电源转换电路，电耦接至驱动控制电路，为驱动控制电路提供一供电电压；其中，所述能量回收电路对电感储能单元的充电包括两个部分，第一部分是充电电流通过第一开关管和第二开关管流到地，第二部分是充电电流通过第一开关管、切换电路和第一电容器流到地，通过第一电容器的储能来实现对电感储能单元充电电流的能量回收。
[0007]根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，所述电源转换电路内部通过一高压隔离单元的高压端与外部高压供电端电耦接，高压隔离单元的低压端与一电压调节器电耦接，所述电压调节器输出的电压作为电源转换电路输出到驱动控制电路的供电电压，且该电压的电平高于第一电容器上的电压的电平。
[0008]根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，所述电压调节器是一线性电压调节器，包括调整管，误差放大器和反馈电路。根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，所述电源转换电路内部包括一升压电路，第一电容器上的电压为所述升压电路的输入电压，所
述升压电路的输出电压作为电源转换电路输出到驱动控制电路的供电电压，升压电路输出电压的电平高于其输入电压的电平。
[0009]根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，所述切换电路为一开关，其第一端电耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端，第二端电耦接至第一电容器的第一端，控制端电耦接至驱动控制电路。
[0010]根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，所述切换电路为一二极管，其第一端阳极电耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端，第二端阴极电耦接至第一电容器的第一端。
[0011]根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，所述驱动电路具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端，其中第一输入端电耦接至电源转换电路的输出端，第二输入端电耦接至第一电容器的第一端，第三输入端电耦接一电压脉冲控制信号，产生的第一输出端信号、第二输出端信号和第三输出端信号，分别控制第一开关管、第二开关管和切换电路的导通和关断，其中第一输出端信号的电压脉冲高电平高于第一电容器上电压的电平，或至少有一部分时间的高电平高于第一电容器上电压的电平，第三输出端信号的电压脉冲高电平高于第一电容器上电压的电平。
[0012]根据本专利技术一实施例的一种能量回收电路，所述驱动电路具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端，其中第一输入端电耦接至电源转换电路的输出端，第二输入端电耦接至第一电容器的第一端，第三输入端电耦接一电压脉冲控制信号，产生的第一输出端信号和第二输出端信号，分别控制第一开关管和第二开关管的导通和关断，其中第一输出端信号的电压脉冲高电平高于第一电容器上电压的电平，或至少有一部分时间的高电平高于第一电容器上电压的电平。
[0013]根据本专利技术一实施例的一种能量回收方法，包括：在一个控制周期的第一阶段，第一开关管保持关断，电感储能单元不充电；在一个控制周期的第二阶段，第一开关管保持导通，第二开关管保持关断，切换电路导通可通过电流，电感储能单元充电电流通过第一开关管，切换电路和第一电容器流到地，通过第一电容器的储能实现对电感储能单元充电电流的能量回收；在一个控制周期的第三阶段，第一开关管保持导通，第二开关管保持导通，切换电路关断不通过电流，电感储能单元充电电流通过第一开关管和第二开关管直接流到地，或经过电流检测电阻流到地。
[0014]根据本专利技术一实施例的一种能量回收方法，包括：在一个控制周期的第一阶段，第一开关管保持关断，电感储能单元不充电；在一个控制周期的第二阶段，第一开关管保持导通，第二开关管保持导通，切换电路关断不通过电流，电感储能单元充电电流通过第一开关管和第二开关管直接流到地，或经过电流检测电阻流到地；在一个控制周期的第三阶段，第一开关管保持导通，第二开关管保持关断，切换电路导通可通过电流，电感储能单元充电电流通过第一开关管，切换电路和第一电容器流到地，通过第一电容器的储能实现对电感储能单元充电电流的能量回收；在一个控制周期的第四阶段，第一开关管保持导通，第二开关管保持导通，切换电路关断不通过电流，电感储能单元充电电流通过第一开关管和第二开关管直接流到地，或经过电流检测电阻流到地。
[0015]根据本专利技术一实施例的一种能量收回模块，包括有所述的能量回收电路或采用了所述的能量回收方法。
[0016]根据本专利技术一实施例的一种能量收回系统，包括有所述的能量回收模块；还包括有辅助电源模块，所述辅助电源模块将第一电容器上回收的能量转换输出一辅助电源电压。
[0017]根据本专利技术一实施例的一种开关电源，包括输入电路、输出电路和负载，还包括有所述的能量回收模块。
[0018]根据本专利技术一实施例的一种智能控制开关电源，包括输入电路、输出电路和负载、所述的能量收回系统；还包括一智能控制模块，与所述能量收回系统电耦接，智能控制模块接收所述辅助电源电压供电，输出一智能控制信号反馈控制所述能量收回系统，实现开关电源的智能化控制。
[0019]根据本专利技术一实施例的智能控制模块，可为蓝牙模块，WIFI模块，雷达模块或红外模块等无线控制模块。
[0020]通过回收利用电感储能单元的充电电流给系统供电，可以节约成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量回收电路，具有一电感储能单元，其特征在于，包括：第一开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端电耦接至电感储能单元第一端；第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端电耦接至第一开关管的第二端，第二端电耦接至地；切换电路，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端电耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端；驱动控制电路，电耦接至第一开关管、第二开关管和切换电路的控制端，控制第一开关管、第二开关管和切换电路的导通和关断；第一电容器，具有第一端和第二端，其第一端电耦接至切换电路的第二端，第二端电耦接到地；以及电源转换电路，电耦接至驱动控制电路，为驱动控制电路提供一供电电压；其中所述能量回收电路对电感储能单元的充电包括两个部分，第一部分是充电电流通过第一开关管和第二开关管流到地，第二部分是充电电流通过第一开关管、切换电路和第一电容器流到地，通过第一电容器的储能来实现对电感储能单元充电电流的能量回收。2.如权利要求1所述的能量回收电路，其特征在于，所述电源转换电路内部通过一高压隔离单元的高压端与外部高压供电端电耦接，高压隔离单元的低压端与一电压调节器电耦接，所述电压调节器输出的电压作为电源转换电路输出到驱动控制电路的供电电压，且该电压的电平高于第一电容器上的电压的电平。3.如权利要求2所述的能量回收电路，其特征在于，所述电压调节器是一线性电压调节器，包括调整管，误差放大器和反馈电路。4.如权利要求1所述的能量回收电路，其特征在于，所述电源转换电路内部包括一升压电路，第一电容器上的电压为所述升压电路的输入电压，所述升压电路的输出电压作为电源转换电路输出到驱动控制电路的供电电压，升压电路输出电压的电平高于其输入电压的电平。5.如权利要求1所述的能量回收电路，其特征在于，所述切换电路为一开关，其第一端电耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端，第二端电耦接至第一电容器的第一端，控制端电耦接至驱动控制电路。6.如权利要求1所述的能量回收电路，其特征在于，所述切换电路为一二极管，其第一端阳极电耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端，第二端阴极电耦接至第一电容器的第一端。7.如权利要求1所述的能量回收电路，其特征在于，所述驱动控制电路具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端，其中第一输入端电耦接至电源转换电路的输出端，第二输入端电耦接至第一电容器的第一端，第三输入端电耦接一电压脉冲控制信号，产生的第一输出端信号、第二输出端信号和第三输出端信号，分别控制第一开关管、第二开关管和切换电路的导通和关断，其中第一输出端信号的电压脉冲高电平高于第一电容器上电压的电平，或至少有一部分时间的高电平高于第一电容器上电压的电平，第三输出端信号的电压脉冲高电平高于第一电容器上电压的电平。8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：芯好半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：