电流单向导通电路及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种电流单向导通电路及其工作方法，电流单向导通电路包括：输入端Vin、输出端Vout、MOS管、电流互感模块、电压比较器及分压模块，输入端Vin与分压模块连接，输入端Vin与MOS管的漏极连接，MOS管的源极与电流互感模块连接，电流互感模块与输出端Vout连接，电压比较器与分压模块连接，电压比较器与电流互感模块连接，电压比较器与MOS管的栅极连接。由此，能够实现电流的单向导通，并且能够减少能量损耗，提高充电效率。提高充电效率。提高充电效率。

【技术实现步骤摘要】
电流单向导通电路及其工作方法


[0001]本专利技术涉及电路
，尤其涉及一种电流单向导通电路及其工作方法。

技术介绍

[0002]在实际应用中，有很多低压电源输入场景，例如，多电源输入总线、锂电池充电总线等等，这些应用场景都需要防止因反向电流倒灌输入端而造成输入端损坏的情况发生。目前，最常用的方式是利用肖基特二极管的单向导通特性，将肖基特二极管串联在电源输入总线上(如图1所示)。但是，这种方式在二极管正向导通后，存在正向压降(例如硅管为0.7V，锗管为0.3V)，并且，电流越大，压降越大。压降一方面会造成明显的功率损耗，导致充电效率降低，另一方面，压降会造成充电时间变长，且锂电池会出现充不满电的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中利用二极管实现单向导通的方式，导致功率损耗增加、充电效果变差的技术问题，本专利技术提供一种电流单向导通电路及其工作方法，在实现单向导通的同时可以减少能量损耗。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电流单向导通电路，包括：输入端Vin、输出端Vout、MOS管、电流互感模块、电压比较器及分压模块，所述输入端Vin与所述分压模块连接，所述输入端Vin与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极与所述电流互感模块连接，所述电流互感模块与所述输出端Vout连接，所述电压比较器与所述分压模块连接，所述电压比较器与所述电流互感模块连接，所述电压比较器与所述MOS管的栅极连接。由此，能够实现电流的单向导通，并且能够减少能量损耗，提高充电效率。
[0005]进一步地，所述电流互感模块包括：电流互感器U1、采样电阻R7及转换电阻R8，所述电流互感器U1具有第一引脚、第二引脚及第三引脚，所述采样电阻R7的一端与所述MOS管的源极连接，所述采样电阻R7的另一端与所述输出端Vout连接，所述第二引脚和第二引脚分别与所述采样电阻R7的两端连接，所述第一引脚与所述转换电阻R8的一端连接，所述转换电阻R8的另一端接地。由此，电流互感器U1可以感应流过采样电阻R7的电流，转换电阻R8可以设定空载电压的大小。
[0006]进一步地，所述电流互感模块还包括第二电容C2，所述第二电容C2的一端与所述第一引脚连接，所述第二电容C2的另一端接地。第二电容C2可以提高连接点B处电压的稳定性。
[0007]进一步地，所述分压模块包括：第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端与输入端Vin连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地。第一电阻R1和第二电阻R2可以设定连接点A出的电压幅值。
[0008]进一步地，所述电压比较器包括：正输入引脚IN+、负输入引脚IN
‑
以及输出引脚Cvout，所述负输入端IN
‑
与所述第二电阻R2的一端连接，所述正输入引脚IN+与所述转换电阻R8的一端连接，所述输出引脚Cvout与所述MOS管的栅极连接。由此，电压比较器可以通过
比较连接点A和B处的电压大小来控制MOS管的截止和导通。
[0009]进一步地，所述分压模块还包括：第一电容C1，所述第一电容C1的一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第一电容C1的另一端接地。第一电容C1能够提高连接点A处的电压稳定性。
[0010]进一步地，还包括：稳压二极管VD2，所述稳压二极管VD2的阳极接地，所述稳压二极管VD2的阴极与所述输入端Vin连接。
[0011]进一步地，还包括：上拉电阻R6，所述上拉电阻R6的一端与所述MOS管的栅极连接，所述上拉电阻R6的另一端与所述输出端Vout连接。
[0012]进一步地，还包括：第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述输出端Vout连接，所述第三电容C3的另一端接地。
[0013]本专利技术还提供一种电流单向导通电路的工作方法，采用上述的电流单向导通电路，所述电流单向导通电路的工作方法包括以下步骤：
[0014]当输入端Vin悬空且输出端Vout接电源时，电流单向导通电路未产生电流，此时，电流互感器U1未采集到电流，产生一空载电流，空载电流流过转换电阻R8，在连接点B处产生一空载电压VB1，空载电压VB1加载至电压比较器的正输入端IN+；由于输入端Vin悬空，则第一电阻R1和第二电阻R2在连接点A处产生的电压VA1＝0，电压VA1加载至电压比较器的负输入端IN
‑
，此时VB1>VA1，电压比较器输出高电平，高电平加载至MOS管的栅极，使得MOS管截止；
[0015]当输入端Vin接电源且输出端Vout悬空时，由于Vin>Vout，电流单向导通电路产生充电电流，此时，电流互感器U1采集到反向电流而产生僧感应电流，感应电流流过转换电阻R8，在连接点B处产生电压VB2，电压VB2加载至电压比较器的正输入端IN+，由于输入端Vin连接电源，在连接点A处产生电压VA2，电压VA2加载至电压比较器的负输入端IN
‑
，此时VA2>VB2，电压比较器输出低电平，低电平加载至MOS管的栅极，使得MOS管导通。
[0016]本专利技术的有益效果是，本专利技术通过MOS管、电流互感模块、电压比较器及分压模块的相互配合，能够实现电流的单向导通，并且能够减少能量损耗，提高充电效率。电压比较器通过比较连接点A和B处的电压大小，能够控制MOS管的导通和截止。本专利技术结构简单，成本低，应用范围广。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0018]图1是现有技术的单向导通电路的示意图。
[0019]图2是是本专利技术的电流单向导通电路的示意图。
[0020]图3是本专利技术的电流互感模块的示意图。
[0021]图中：1、MOS管；2、电流互感模块；3、电压比较器；4、分压模块；21、第一引脚；22、第二引脚；23、第三引脚。
具体实施方式
[0022]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0023]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流单向导通电路，其特征在于，包括：输入端Vin、输出端Vout、MOS管(1)、电流互感模块(2)、电压比较器(3)及分压模块(4)，所述输入端Vin与所述分压模块(4)连接，所述输入端Vin与所述MOS管(1)的漏极连接，所述MOS管(1)的源极与所述电流互感模块(2)连接，所述电流互感模块(2)与所述输出端Vout连接，所述电压比较器(3)与所述分压模块(4)连接，所述电压比较器(3)与所述电流互感模块(2)连接，所述电压比较器(3)与所述MOS管(1)的栅极连接。2.如权利要求1所述的电流单向导通电路，其特征在于，所述电流互感模块(2)包括：电流互感器U1、采样电阻R7及转换电阻R8，所述电流互感器U1具有第一引脚(21)、第二引脚(22)及第三引脚(23)，所述采样电阻R7的一端与所述MOS管(1)的源极连接，所述采样电阻R7的另一端与所述输出端Vout连接，所述第二引脚(22)和第三引脚(23)分别与所述采样电阻R7的两端连接，所述第一引脚(21)与所述转换电阻R8的一端连接，所述转换电阻R8的另一端接地。3.如权利要求2所述的电流单向导通电路，其特征在于，所述电流互感模块(2)还包括第二电容C2，所述第二电容C2的一端与所述第一引脚(21)连接，所述第二电容C2的另一端接地。4.如权利要求2所述的电流单向导通电路，其特征在于，所述分压模块(4)包括：第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端与输入端Vin连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地。5.如权利要求4所述的电流单向导通电路，其特征在于，所述电压比较器(3)包括：正输入引脚IN+、负输入引脚IN
‑
以及输出引脚Cvout，所述负输入端IN
‑
与所述第二电阻R2的一端连接，所述正输入引脚IN+与所述转换电阻R8的一端连接，所述输出引脚Cvout与所述MOS管(1)的栅极连接。6.如权利要求4所述的电流单向导通电路，其特征在于，所述分压模块(4)还包括：第一电容C1，所述第一电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：金业勇，包建军，陈贤，罗克，王伟，张立峰，王维，
申请(专利权)人：中煤科工集团常州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：