一种GaN充电器控制电路制造技术

本发明专利技术提供了一种GaN充电器控制电路，包括：充电电路和GaN驱动电路，所述充电电路与GaN驱动电路电连接；其中，所述GaN驱动电路包括PWM控制器和GaN MOS管；其中，所述PWM控制器用于控制所述充电电路的运行频率；所述GaN MOS管用于根据所述运行频率驱动所述充电电路启动。本发明专利技术有益效果在于：本发明专利技术为一种GaN(第三代器件)氮化镓搭配高频率高效率PWM驱动芯片控制电路，实现了一种更低的驱动损耗，更低的米勒效应/更低的开关损耗，很小振荡，相应的开关损耗及EMI会更好。将氮化镓技术运用到高功率充电器中具有转换效率更高93％以上，更快的开关速度及工作频率100

【技术实现步骤摘要】
一种GaN充电器控制电路


[0001]本专利技术涉及充电
，特别涉及一种GaN充电器控制电路。

技术介绍

[0002]目前，随着技术的发展，电子产品及器件得到了广泛的应用，并且随着便携式电子产品的普及，大功率高密度高效率的充电器是未来的趋势。
[0003]为了达到大功率高效率的充电器需求，目前市面上通常采用如下控制方案解决需求：
[0004]1>PWM控制器+MOSFET金属氧化物半导体场效应管开关损耗高导通电阻较大；工作效率低。
[0005]2>PFC+PWM控制器+MOSFET金属氧化物半导体场效应管效率较高，但成本高，体积大。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种GaN充电器控制电路，用以解决现有技术中充当建设被开关损耗高、导通电阻大、工作效率低、成本高、体积大的问题的情况。
[0007]一种GaN充电器控制电路，包括：充电电路和GaN驱动电路，所述充电电路与GaN驱动电路电连接；其中
[0008]所述GaN驱动电路包括PWM控制器和GaN MOS管；其中，
[0009]所述PWM控制器用于控制所述充电电路的运行频率；
[0010]所述GaN MOS管用于根据所述运行频率驱动所述充电电路启动。
[0011]作为本专利技术的一种实施例：所述充电电路包括：AC市电接入端、整流滤波电路、EMI电路、变压器、输出整流电路、TYPE
‑
C控制器和充电器输出接口；其中，
[0012]所述AC市电接入端与整流滤波电路的输入端电连接，所述整流滤波电路用于将所述AC市电接入端输入的交流电进行整流滤波，输出直流电；
[0013]所述整流滤波电路的输出端与EMI电路的输入端电连接，所述EMI电路用于进行电磁滤波；
[0014]所述EMI电路的输出端与变压器的输入端电连接，所述的变压器用于进行降压变压；
[0015]所述变压器的输出端与所述输出整流电路电连接，所述输出整流电路用于将所述变压器变压后的电压进行整流，并输出；
[0016]所述输出整流电路的输出端与所述充电器输出接口电连接，所述充电器输出接口用于进行充电；
[0017]所述输出整流电路和充电器输出接口均与所述TYPE
‑
C控制器电连接，所述TYPE
‑
C控制器用于控制所述充电器输出接口进行充电。
[0018]作为本专利技术的一种实施例：所述GaN驱动电路包括：高压绕组供电电路、低压绕组
供电电路、和驱动控制电路；其中，
[0019]所述PWM控制器的电压输出端口分别与所述高压绕组供电电路和低压绕组供电电路，所述PWM控制器的电压输出端口用于为所述高压绕组供电电路和低压绕组供电电路提供供电电源；
[0020]所述高压绕组供电电路用于控制所述充电电路高压输出；
[0021]所述低压绕组供电电路用于控制所述充电电路低压输出；
[0022]所述PWM控制器的信号输出口与所述驱动控制电路电连接，所述PWM控制器的信号输出端口与所述驱动控制电路电连接，所述PWM控制器的信号输出端口用于向所述驱动控制电路提供驱动控制信号。
[0023]作为本专利技术的一种实施例：所述PWM控制器连接于所述整流滤波电路和EMI电路之间，所述PWM控制器通过所述整流滤波电路输出的直流电控制所述GaN驱动电路运行。
[0024]作为本专利技术的一种实施例：所述高压绕组供电电路包括：第一二级管、第二二极管、第一三极管、第一稳压二极管和第一电阻；其中，
[0025]所述PWM控制器与所述第一稳压二极管的正极连接，所述第一稳压二极管的负极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第一三级管的基极；
[0026]所述PWM控制器的电压输出端口分别与所述第一二极管和第二二极管的负极电连接，所述第二二极管的正极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第一三极管的集电极与所述第一三极管的基极电连接；其中，
[0027]所述第一三极管的集电极外接第三二极管电连接。
[0028]作为本专利技术的一种实施例：所述低压绕组供电电路包括：第三二极管、第四二极管、第二三极管、第二稳压二极管和第三稳压二极管；其中，
[0029]所述PWM控制器与所述第三二极管的正极电连接，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的负极电连接；
[0030]所述第二三极管的集电极和发射极通过第三二极管电连接；
[0031]所述第二三极管的基极与所述第三稳压三极管电连接，所述第三稳压二极管的负极与所述第四二极管的正极电连接，所述第四二极管的正极与所述变压器电连接。
[0032]作为本专利技术的一种实施例：所述驱动控制电路包括：第一驱动电阻、第二驱动电阻、第五二极管、第一电容和第三驱动电阻；其中，
[0033]所述第一驱动电阻和第二驱动电阻并列连接，所述第一驱动电阻的与所述第五二极管电连接；
[0034]所述第五二极管的正极与所述第二驱动电阻的另一端电连接；
[0035]所述第五二极管的正极通过所述第一电容与所述GaN MOS管的栅极电连接；
[0036]所述第二驱动电阻通过所述第三驱动电阻连接于所述第一电容和GaN MOS管之间。
[0037]作为本专利技术的一种实施例：所述充电电路还连接有报警电路；其中，
[0038]所述报警电路包括电路检测芯片和报警器，所述电路检测芯片和报警器电连接；其中，
[0039]所述电路检测芯片的检测过程如下：
[0040]步骤1：通过所述电路检测芯片采集所述充电电路的电流和电压，确定所述充电电
路的实时功率P
t
，并基于阈值功率PF，确定功率变化集合PB：
[0041][0042]其中，所述P
t
表示t时刻所述充电电路的功率；b
t
表示t时刻所述充电电路的功率变化比；
[0043]步骤2：根据所述电路检测芯片，获取每一时刻所述PWM控制器的输出信号，确定所述PWM控制器的动态控制特征：
[0044][0045]其中，f
i
表示PWM控制器第i次调节时电路的运行频率；T
i
表示第i次控制时电路对应的时刻；E
i
表示PWM控制器第i次调节时电路的总势能；P
i
表示PWM控制器第i次调节时电路的总功率；
[0046]步骤3：基于所述动态控制特征和功率变化集合PB，确定所述充电电路的电流和电压是否需要进行报警：
[0047][0048]其中，γ
i
表示PWM控制器第i次调节时电路的功率系数；PF检测时功率检测阀值；当所述H＜1时，通过所述报警器执行报警，当所述H≥1时，通过所述报警器执行报警。
[0049]作为本专利技术的一种实施例：所述电路检测芯片还用于根据所述PWM控制器判断运行频率是否超过临本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaN充电器控制电路，其特征在于，包括：充电电路和GaN驱动电路，所述充电电路与GaN驱动电路电连接；其中所述GaN驱动电路包括PWM控制器和GaN MOS管；其中，所述PWM控制器用于控制所述充电电路的运行频率；所述GaN MOS管用于根据所述运行频率驱动所述充电电路启动。2.如权利要求1所述的一种GaN充电器控制电路，其特征在于，所述充电电路包括：AC市电接入端、整流滤波电路、EMI电路、变压器、输出整流电路、TYPE
‑
C控制器和充电器输出接口；其中，所述AC市电接入端与整流滤波电路的输入端电连接，所述整流滤波电路用于将所述AC市电接入端输入的交流电进行整流滤波，输出直流电；所述整流滤波电路的输出端与EMI电路的输入端电连接，所述EMI电路用于进行电磁滤波；所述EMI电路的输出端与变压器的输入端电连接，所述的变压器用于进行降压变压；所述变压器的输出端与所述输出整流电路电连接，所述输出整流电路用于将所述变压器变压后的电压进行整流，并输出；所述输出整流电路的输出端与所述充电器输出接口电连接，所述充电器输出接口用于进行充电；所述输出整流电路和充电器输出接口均与所述TYPE
‑
C控制器电连接，所述TYPE
‑
C控制器用于控制所述充电器输出接口进行充电。3.如权利要求2所述的一种GaN充电器控制电路，其特征在于，所述GaN驱动电路包括：高压绕组供电电路、低压绕组供电电路、和驱动控制电路；其中，所述PWM控制器的电压输出端口分别与所述高压绕组供电电路和低压绕组供电电路，所述PWM控制器的电压输出端口用于为所述高压绕组供电电路和低压绕组供电电路提供供电电源；所述高压绕组供电电路用于控制所述充电电路高压输出；所述低压绕组供电电路用于控制所述充电电路低压输出；所述PWM控制器的信号输出口与所述驱动控制电路电连接，所述PWM控制器的信号输出端口与所述驱动控制电路电连接，所述PWM控制器的信号输出端口用于向所述驱动控制电路提供驱动控制信号。4.如权利要求2所述的一种GaN充电器控制电路，其特征在于，所述PWM控制器连接于所述整流滤波电路和EMI电路之间，所述PWM控制器通过所述整流滤波电路输出的直流电控制所述GaN驱动电路运行。5.如权利要求2所述的一种GaN充电器控制电路，其特征在于，所述高压绕组供电电路包括：第一二级管、第二二极管、第一三极管、第一稳压二极管和第一电阻；其中，所述PWM控制器与所述第一稳压二极管的正极连接，所述第一稳压二极管的负极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第一三级管的基极；所述PWM控制器的电压输出端口分别与所述第一二极管和第三二极管的负极电连接，所述第一二极管的正极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第一三极管的集电极与所述第一三极管的基极电连接；其中，
所述第一三极管的集电极外接第二二极管电连接。6.如权利要求2所述的一种GaN充电器控制电路，其特征在于，所述低压绕组供电电路包括：第三二极管、第四二...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵智星，冷昭君，詹海峰，杨譓鹏，
申请(专利权)人：湖南炬神电子有限公司，
类型：发明
国别省市：