[实用新型]具有并联移相交错均流控制的同步整流升降压电路及装置

说明书

技术领域

本实用新型公开一种整流升降压电路，特别是一种具有并联移相交错均流控制的同步整流升降压电路及装置。

背景技术

传统的升降压电路拓扑技术。如图1传统升压拓扑电路，如图2传统降压拓扑电路：其均采用开关管和整流二极管，开关损耗大，效率低，且没有专用的控制芯片来实现并联工作。采用整流二极管D为整流元件，由于整流二极管D的正向压降比较大，特别是用于高压转换电路时采用快恢复二极管。因此，开关损耗大，发热量大，效率低，且没有专用的控制芯片来实现并联工作。

带有同步整流功能的升降压拓扑技术。如图3同步整流升压BOOST电路，如图4同步整流降压BUCK电路：如果主开关管采用MOSFET，且有两路相位差180°的驱动脉冲交替控制实现电能转换，这样使得电路中的开关损耗小，发热少，效率高。尽管开关管采用MOSFET，可以做到开关损耗小，效率高。但是只是独立的升、降压变换，不容易做到大功率转换。

在有些场合为了电能转换的需要可以采用如图5所示先升压后降压的同步整流电路组合或者采用如图6所示先降压后升压的同步整流电路组合，这样的目的是：既可以满足所需要的电能转换，又可以做到比较高的转换效率。虽然采用的是同步整流的升压降压或降压升压组合，但是，由于单只功率管如MOSFET的工作电流限制，做到大功率有些困难，必须采用多个功率管并联实现。

目前市场上找到一款能够用于两相升压或降压转换器的脉宽调制器（PWM）相当容易。大多数双通道交错离线控制器或推挽式控制器均可以被用于直接异相地驱动两个升压或降压MOSFET。但是，在四相或更多相解决方案中，控制器的选用范围更加有限。

国际上的知名公司已经研发出具有该功能的多相控制器：例如：TI公司的四相降压控制器TPS40090，其特点是通过检测支路MOSFET中的平衡峰值电流来均匀地分配电力。资料说明，该方法正在申请专利中。应用于车载高频放大器中的四相降压转换器。

还有一家是Intersil公司的ISL78220六相升压变换控制器，其特点是采用无损耗DCR电流感应电路，提供精确的通道电流均衡。应用于汽车工业的多相升压DC-DC转换器。

上述国际知名公司的多相控制芯片，性能优越，使用方便，但是存在采购渠道问题，价格问题，以及使用的局限相等问题。

传统的升压同步整流电路已经有现有方案，如“升压同步整流转换电路” （专利号：200920296829），技术简要说明：本实用新型涉及一种升压同步整流转换电路，其包括ＰＷＭ控制模块、电感Ｌ０２，、电容Ｃ０３、Ｃ０４，电阻Ｒ０５、Ｒ０６，开关管Ｋ０１，因在同步整流管Ｋ０２与ＰＷＭ控制模块之间设置有倒相驱动与回灌抑制模块；在ＰＷＭ控制模块与同步整流管Ｋ０２一端之间设置有升压辅助电路模块，使得升压辅助电路模块将较低的输入电压升压到ＰＷＭ控制模块控制ＩＣ正常工作的电压范围，ＰＷＭ控制模块控制ＩＣ正常工作后，输出的ＰＷＭ脉冲的一路去控制开关管Ｋ０１，另一路经倒相驱动与回灌抑制模块后驱动同步整流管Ｋ０２，在低压输入时，转换电路能可靠工作，同步整流功能也可以实现，提高了转换器的效率，从而达到能满足低输入电压下设计高效率的升压转换器，同时也可以避免同步整流管在关机时出现电流回灌的现象。但是，它只实现了单路升压同步整流转换电路。

还有两相并联升压技术方案：如“一种交错并联BOOST变换器”（专利号：201220067744），本实用新型公开了一种交错并联BOOST变换器，由两相电路组成，一相电路由电源V正端、电感L1、电容C1、二极管D1、负载R和电源V负端依次串联而成，其中电容C2和负载R并联，开关管S1一端置于电感L1和电容C1之间，一端连接电源V负端；另一相电路由电源V正端、电感L2、二极管D2依次相连后接入电容C1和二极管D1之间，其中开关管S2一端置于电感L2和二极管D2之间，一端连接电源V负端。本实用新型电压增益高，适合应用于低压输入高压输出的场合。开关器件的电压应力低，有利于电路选择低耐压、高性能的开关器件来降低电路的损耗。当占空比大于或等于0.5时，由于开关电容C1的作用，能够自动均衡各相电感电流。但是，它只实现了两相交错并联BOOST变换器，各相电感电流的均衡是通过开关电容实现的，离散性的，并且转换功率受到限制。