降压电路、降压电路控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请实施例提供一种降压电路、降压电路控制方法、装置及系统，所述降压电路包括：连接在电压输入端和电压输出端的主开关元件和电感器，所述主开关元件和所述电感器之间串联设置有谐振元件，所述谐振元件和所述电感器还并联设置有辅助开关元件，所述电感器并联设置有开关管，所述开关管一端接地，所述开关管另一端连接在所述谐振元件与所述电感器之间，其中，所述辅助开关元件与所述主开关元件的导通截止状态相反。本申请能够实现更大比例的降压效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
降压电路、降压电路控制方法、装置及系统


[0001]本申请涉及电路拓扑领域，具体涉及一种降压电路、降压电路控制方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]在电子电路中，电源一般分为两类，一类是线性电源，一类是开关电源。线性电源具有噪声小的优点。开关电源虽然噪大，但是具有效率高、热损小的优点。开关电源还可以细分为降压型、升压型和升降压三类。在手机、电脑等消费电子领域，降压型BUCK电路应用非常广泛。其中，基本的BUCK降压电路由开关、电感、二极管和电容组成。
[0003]本领域人员悉知，在低压大电流输出的应用场合，Buck电路工作在电流连续模式，其特点是输出电压由输入电压和主开关管的占空比(即开关管导通的时间与工作周期之比)来决定，即:V
o
＝D
×
V
in
,其中，V
o
是输出电压，V
in
是输入电压，D是主开关的占空比。
[0004]基于现有方案中上述的输入输出电压的关系来看，当需要做大比例降压变换时，主开关的占空比D会变得非常小，一方面增加了实现的难度，另一方面转换效率会大幅降低。
[0005]为了解决上述问题，现有技术中的解决办法是通过两级甚至多级变换来实现大比例的降压变换，但是现有技术中的技术方案仍然存在问题：一方面，增加了成本，另一方面，多级变换降低了整体的能量转换效率。
[0006]由此，本申请提出了一种降压电路、降压电路控制方法、装置及系统，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路
<br/>[0007]针对现有技术中的问题，本申请提供一种降压电路、降压电路控制方法、装置及系统，能够实现更大比例的降压效果。
[0008]为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0009]第一方面，本申请提供一种降压电路，包括：
[0010]连接在电压输入端和电压输出端的主开关元件和电感器，所述主开关元件和所述电感器之间串联设置有谐振元件，所述谐振元件和所述电感器还并联设置有辅助开关元件，所述电感器并联设置有开关管，所述开关管一端接地，所述开关管另一端连接在所述谐振元件与所述电感器之间，其中，所述辅助开关元件与所述主开关元件的导通截止状态相反。
[0011]进一步地，所述谐振元件由至少一个谐振电容和至少一个谐振电感串联而成。
[0012]进一步地，所述电压输出端并联设置有恒压负载。
[0013]进一步地，所述主开关元件和所述辅助开关元件为半导体功率管，所述主开关元件的源极与所述辅助开关元件的漏极连接，所述主开关元件的漏极与所述电压输入端连接，所述辅助开关元件的源极与所述电压输出端连接。
[0014]进一步地，所述半导体功率管为硅的金属氧化物半导体场效应晶体管、碳化硅的金属氧化物半导体场效应晶体管、氮化镓的功率器件中的任意一种。
[0015]第二方面，本申请提供一种降压电路控制方法，包括：
[0016]在第一时刻控制所述主开关元件处于导通状态且所述辅助开关元件处于截止状态，以使所述主开关元件零电压开通；
[0017]在第二时刻控制所述辅助开关元件处于导通状态且所述主开关元件处于截止状态，以使所述谐振元件中的谐振电容和谐振电感产生谐振。
[0018]进一步地，在所述在第二时刻控制所述辅助开关元件处于导通状态且所述主开关元件处于截止状态之前，包括：
[0019]控制所述主开关元件和所述辅助开关元件均处于截止状态，以使流经所述电感器的电路电流给所述辅助开关元件的输出电容放电，直至所述辅助开关元件的体二极管导通并使所述辅助开关元件满足零电压开通条件。
[0020]进一步地，在所述在第二时刻控制所述辅助开关元件处于导通状态且所述主开关元件处于截止状态之后，包括：
[0021]控制所述主开关元件和所述辅助开关元件均处于截止状态，以使流经所述电感器的电路电流给所述主开关元件的输出电容放电，直至所述主开关元件的体二极管导通并使所述主开关元件满足零电压开通条件。
[0022]第三方面，本申请提供一种降压电路控制装置，包括：
[0023]第一开关控制模块，用于在第一时刻控制所述主开关元件处于导通状态且所述辅助开关元件处于截止状态，以使所述主开关元件零电压开通；
[0024]第二开关控制模块，用于在第二时刻控制所述辅助开关元件处于导通状态且所述主开关元件处于截止状态，以使所述谐振元件中的谐振电容和谐振电感产生谐振。
[0025]第四方面，本申请提供一种降压电路控制系统，包括如上所述的降压电路和降压电路控制装置，所述降压电路控制装置与所述降压电路中的主开关元件和辅助开关元件信号连接。
[0026]由上述技术方案可知，本申请提供一种降压电路、降压电路控制方法、装置及系统，通过设置连接在电压输入端和电压输出端的主开关元件和电感器，所述主开关元件和所述电感器之间串联设置有谐振元件，所述谐振元件和所述电感器还并联设置有辅助开关元件，其中，所述辅助开关元件与所述主开关元件的导通截止状态相反，由此通过调控主开关元件的占空比进而控制输出电压，可以实现更大比例的降压变换。
附图说明
[0027]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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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他的附图。
[0028]图1为本申请所述降压电路的结构示意图；
[0029]图2为现有技术中降压电路的结构示意图；
[0030]图3为本申请一具体实施例中所述降压电路在各时刻的状态示意图之一；
[0031]图4为本申请一具体实施例中所述降压电路在各时刻的状态示意图之二；
[0032]图5为本申请一具体实施例中降压电路控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0033]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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
[0034]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0035]在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降压电路，其特征在于，所述降压电路包括：连接在电压输入端和电压输出端的主开关元件和电感器，所述主开关元件和所述电感器之间串联设置有谐振元件，所述谐振元件和所述电感器还并联设置有辅助开关元件，所述电感器并联设置有开关管，所述开关管一端接地，所述开关管另一端连接在所述谐振元件与所述电感器之间，该开关管可以是二极管，也可以是用作同步整流功能的功率管，其中，所述辅助开关元件与所述主开关元件的导通截止状态相反。2.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述谐振元件由至少一个谐振电容和至少一个谐振电感串联而成。3.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述电压输出端并联设置有恒压负载。4.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述主开关元件和所述辅助开关元件为半导体功率管，所述主开关元件的源极与所述辅助开关元件的漏极连接，所述主开关元件的漏极与所述电压输入端连接，所述辅助开关元件的源极与所述电压输出端连接。5.根据权利要求4所述的降压电路，其特征在于，所述半导体功率管为硅的金属氧化物半导体场效应晶体管、碳化硅的金属氧化物半导体场效应晶体管、氮化镓的功率器件中的任意一种。6.一种降压电路控制方法，应用于如权利要求1至5任一项所述的降压电路，其特征在于，所述方法包括：在第一时刻控制所述主开关元件处于导通状态且所述辅助开关元件处于截止状态，以使所述主开关元件零电压开通；在第二时刻控制所述辅助开关元件处于导通状态且所述主开关元件处于截止状态，以使所述谐振元件中的谐振电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王越天，
申请(专利权)人：上海安世博能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：