CN106026625A - 一种电压变换电路及其电流控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电压变换技术领域，提供了一种电压变换电路及其电流控制电路。本发明实施例提供的电压变换电路及其电流控制电路是在第一电感L1与负载的正极之间连接一第二电感L2，利用第一电感L1的最大电流值电流小于第二电感L2的电流时、在第二电感L2两端出现的交流电压，驱动开关控制电路动作，以断开第二开关管Q2，从而避免了电流反向流动的问题，延长电路元器件的使用寿命。

Description

一种电压变换电路及其电流控制电路

技术领域

本发明属于电压变换技术领域，尤其涉及一种电压变换电路及其电流控制电路。

背景技术

目前，现有的电压变换电路中，由于第二开关管Q2在第一开关管Q1关断期间，在第一电感L1中的电流降为零后持续导通，而出现电流反向流动的现象，易造成电路元器件损坏。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电压变换电路的电流控制电路，旨在解决现有的电压变换电路中，由于第二开关管Q2在第一开关管Q1关断期间，在第一电感L1中的电流降为零后持续导通，易造成电路元器件损坏的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电压变换电路的电流控制电路，所述电压变换电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第一电容C1，所述第一电感L1的第一端连接所述第一开关管Q1，所述第一电容C1的第一端作为所述电压变换电路的正输出端，所述电流控制电路包括：

第二电感L2，所述第二电感L2的第一端连接所述第一电感L1的第二端，所述第二电感L2的第二端连接所述第一电容C1的第一端；

检测所述第二电感L2两端的交流电压，当所述第一电感L1的电流小于所述第二电感L2的电流而在所述第二电感L2两端出现交流电压时，向所述第二开关管Q2输出控制信号，以断开所述第二开关管Q2的开关控制电路。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电压变换电路，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第一电容C1，所述第一电感L1的第一端连接所述第一开关管Q1，所述第一电容C1的第一端作为所述电压变换电路的正输出端，所述电压变换电路还包括一电压变换电路的电流控制电路，所述电流控制电路是如上所述的电压变换电路的电流控制电路。

本发明实施例提供的电压变换电路及其电流控制电路是在第一电感L1与负载的正极之间连接一第二电感L2，利用第一电感L1的电流小于第二电感L2的电流时、在第二电感L2两端出现的交流电压，驱动开关控制电路动作，以断开第二开关管Q2，从而避免了电流反向流动的问题，延长电路元器件的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电流控制电路的电路结构图；

图2是实施例第一实施例提供的开关控制电路的电路结构图；

图3是实施例第二实施例提供的开关控制电路的电路结构图；

图4是实施例第三实施例提供的开关控制电路的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

图1是本发明实施例提供的电压变换电路的电流控制电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供的电压变换电路的电路包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第一电容C1、以及控制电路，第一开关管Q1和第二开关管Q2均为N型的MOS管。第一开关管Q1的漏极连接电源BT的正极，第一开关管Q1的源极连接第一电感L1的第一端和第二开关管Q2的漏极，第一开关管Q1的栅极连接控制电路的第一控制端；第二开关管Q2的源极连接电源BT的负极，第二开关管Q2的栅极连接控制电路的第二控制端；第一电容C1的第一端作为电压变换电路的正输出端而连接负载的正输入端，第一电容C1的第二端作为电压变换电路的负输出端而连接负载的负输入端和电源BT的负极。

本发明实施例提供的电压变换电路的电流控制电路包括：第二电感L2和开关控制电路11。其中，第二电感L2的第一端连接第一电感L1的第二端，第二电感L2的第二端连接第一电容C1的第一端；开关控制电路11，用于检测第二电感L2两端的交流电压，当第一电感L1的电流小于第二电感L2的电流而在第二电感L2两端出现交流电压时，向第二开关管Q2输出控制信号，以断开第二开关管Q2。而当第一电感L1的最小电流值大于第二电感L2的电流时，开关控制电路11不动作，第二开关管Q2正常工作。

如图2所示，开关控制电路11包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关管Q3、第二开关管Q4、第一二极管D1、第一电容C2。第一开关管Q3的高电位端作为开关控制电路11的第二端而连接第二电感L2的第二端，第一开关管Q3的控制端连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端作为开关控制电路11的第一端而连接第二电感L2的第一端，第一开关管Q3的低电位端连接第二开关管Q4的控制端、第一电容C2的第一端以及第二电阻R2的第一端；第二开关管Q4的高电位端作为开关控制电路11的第三端而连接第二开关管Q2的栅极，第二开关管Q4的低电位端、第一电容C2的第二端以及第二电阻R2的第二端共同作为开关控制电路11的第四端而连接第一电容C1的第二端。

如图2所示的电路在进行工作时，在第二开关管Q2的导通时间内，若第一电感L1的电流小于第二电感L2的电流，则在第二电感L2两端出现相应大小的交流电压，该交流电压使得第一开关管Q3和第二开关管Q4饱和导通，继而断开第二开关管Q2。若第一电感L1的最小电流值大于第二电感L2的电流，则第二电感L2的电感系数为零，第二电感L2两端不会出现交流电压，第一开关管Q3和第二开关管Q4均截止，第二开关管Q2正常工作。

作为本发明一优选实施例，第一开关管Q3为PNP型的三极管，第一开关管Q3的发射极作为第一开关管Q3的高电位端，第一开关管Q3的集电极作为第一开关管Q3的低电位端，第一开关管Q3的基极作为第一开关管Q3的控制端。第二开关管Q4为N型的MOS管，第二开关管Q4的漏极作为第二开关管Q4的高电位端，第二开关管Q4的源极作为第二开关管Q4的低电位端，第二开关管Q4的栅极作为第二开关管Q4的控制端。

如图3所示，作为本发明另一优选实施例，开关控制电路11包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第三开关管Q5、第四开关管Q6、第二二极管D2、第二电容C3。第三开关管Q5的高电位端作为开关控制电路11的第一端而连接第二电感L2的第一端，第三开关管Q5的控制端连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端作为开关控制电路11的第二端而连接第二电感L2的第二端，第三开关管Q5的低电位端连接第四开关管Q6的控制端、第二电容C3的第一端以及第四电阻R4的第一端；第四开关管Q6的高电位端作为开关控制电路11的第三端而连接第二开关管Q2的栅极，第四开关管Q6的低电位端、第二电容C3的第二端以及第四电阻R4的第二端共同作为开关控制电路11的第四端而连接第一电容C1的第二端。该电路的工作原理与图2所示相似，不赘述。

作为本发明另一优选实施例，第三开关管Q5为PNP型的三极管，第三开关管Q5的发射极作为第三开关管Q5的高电位端，第三开关管Q5的集电极作为第三开关管Q5的低电位端，第三开关管Q5的基极作为第三开关管Q5的控制端。第四开关管Q6为N型的MOS管，第四开关管Q6的漏极作为第四开关管Q6的高电位端，第四开关管Q6的源极作为第四开关管Q6的低电位端，第四开关管Q6的栅极作为第四开关管6的控制端。

作为本发明又一优选实施例，如图4所示，开关控制电路11包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第五开关管Q7、第六开关管Q8、由第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6构成的整流桥电路、第三电容C4、与第二电感L2耦合的线圈L3。第五开关管Q7的高电位端作为开关控制电路11的第二端而连接第二电感L2的第二端，第五开关管Q7的控制端连接第五电阻R5的第一端，第五电阻R5的第二端连接整流桥电路的负输出端，整流桥电路的正输出端连接第二电感L2的第二端，整流桥电路的两个交流输入端分别对应连接线圈L3的两端，第五开关管Q7的低电位端连接第六开关管Q8的控制端、第三电容C4的第一端以及第六电阻R6的第一端；第六开关管Q8的高电位端作为开关控制电路11的第三端而连接第二开关管Q2的栅极，第六开关管Q8的低电位端、第三电容C4的第二端以及第六电阻R6的第二端共同作为开关控制电路11的第四端而连接第一电容C1的第二端。该电路的工作原理与图2所示相似，不赘述。

进一步地，第五开关管Q7为PNP型的三极管，第五开关管Q7的发射极作为第五开关管Q7的高电位端，第五开关管Q7的集电极作为第五开关管Q7的低电位端，第五开关管Q7的基极作为第五开关管Q7的控制端。第六开关管Q8为N型的MOS管，第六开关管Q8的漏极作为第六开关管Q8的高电位端，第六开关管Q8的源极作为第六开关管Q8的低电位端，第六开关管Q8的栅极作为第四开关管6的控制端。

本发明实施例还提供了一种电压变换电路，包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第一电容C1、控制电路、以及如上所述的电压变换电路的电流控制电路，不赘述。

综上所述，本发明实施例提供的电压变换电路及其电流控制电路是在第一电感L1与负载的正极之间连接一第二电感L2，利用第一电感L1的电流小于第二电感L2的电流时、在第二电感L2两端出现的交流电压，驱动开关控制电路11动作，以断开第二开关管Q2，从而避免了反流现象的发生，有效解决预偏置情况下软启动反流问题，提高电路运行稳定性和器件使用寿命，并有效解决空载及轻载条件下的能量双向流动问题，从而提高了转换效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电压变换电路的电流控制电路，所述电压变换电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第一电容C1，所述第一电感L1的第一端连接所述第一开关管Q1，所述第一电容C1的第一端作为所述电压变换电路的正输出端，其特征在于，所述电流控制电路包括：第二电感L2，所述第二电感L2的第一端连接所述第一电感L1的第二端，所述第二电感L2的第二端连接所述第一电容C1的第一端；检测所述第二电感L2两端的交流电压，当所述第一电感L1的电流小于所述第二电感L2的电流而在所述第二电感L2两端出现交流电压时，向所述第二开关管Q2输出控制信号，以断开所述第二开关管Q2的开关控制电路。

2.根据权利要求1所述的电压变换电路的电流控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关管Q3、第二开关管Q4、第一二极管D1、第一电容C2；所述第一开关管Q3的高电位端连接所述第二电感L2的第二端，所述第一开关管Q3的控制端连接所述第一二极管D1的阳极，所述第一二极管D1的阴极连接所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端连接所述第二电感L2的第一端，所述第一开关管Q3的低电位端连接所述第二开关管Q4的控制端、所述第一电容C2的第一端以及所述第二电阻R2的第一端，所述第二开关管Q4的高电位端连接所述第二开关管Q2，所述第二开关管Q4的低电位端、所述第一电容C2的第二端以及所述第二电阻R2的第二端连接所述第一电容C1的第二端，所述第一电容C1的第二端作为所述电压变换电路的负输出端。

3.根据权利要求2所述的电压变换电路的电流控制电路，其特征在于，所述第一开关管Q3为PNP型的三极管，所述第一开关管Q3的发射极作为所述第一开关管Q3的高电位端，所述第一开关管Q3的集电极作为所述第一开关管Q3的低电位端，所述第一开关管Q3的基极作为所述第一开关管Q3的控制端；所述第二开关管Q4为N型的MOS管，所述第二开关管Q4的漏极作为所述第二开关管Q4的高电位端，所述第二开关管Q4的源极作为所述第二开关管Q4的低电位端，所述第二开关管Q4的栅极作为所述第二开关管Q4的控制端。

4.根据权利要求1所述的电压变换电路的电流控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第三开关管Q5、第四开关管Q6、第二二极管D2、第二电容C3；所述第三开关管Q5的高电位端连接所述第二电感L2的第一端，所述第三开关管Q5的控制端连接所述第二二极管D2的阳极，所述第二二极管D2的阴极连接所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端连接所述第二电感L2的第二端，所述第三开关管Q5的低电位端连接所述第四开关管Q6的控制端、所述第二电容C3的第一端以及所述第四电阻R4的第一端，所述第四开关管Q6的高电位端连接所述第二开关管Q2的栅极，所述第四开关管Q6的低电位端、所述第二电容C3的第二端以及所述第四电阻R4的第二端共同连接所述第一电容C1的第二端，所述第一电容C1的第二端作为所述电压变换电路的负输出端。

5.根据权利要求4所述的电压变换电路的电流控制电路，其特征在于，所述第三开关管Q5为PNP型的三极管，所述第三开关管Q5的发射极作为所述第三开关管Q5的高电位端，所述第三开关管Q5的集电极作为所述第三开关管Q5的低电位端，所述第三开关管Q5的基极作为所述第三开关管Q5的控制端；所述第四开关管Q6为N型的MOS管，所述第四开关管Q6的漏极作为所述第四开关管Q6的高电位端，所述第四开关管Q6的源极作为所述第四开关管Q6的低电位端，所述第四开关管Q6的栅极作为所述第四开关管Q6的控制端。

6.根据权利要求1所述的电压变换电路的电流控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第五开关管Q7、第六开关管Q8、由第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6构成的整流桥电路、第三电容C4、与所述第二电感L2耦合的线圈L3；所述第五开关管Q7的高电位端连接所述第二电感L2的第二端，所述第五开关管Q7的控制端连接所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端连接所述整流桥电路的负输出端，所述整流桥电路的正输出端连接所述第二电感L2的第二端，所述整流桥电路的两个交流输入端分别对应连接所述线圈L3的两端，所述第五开关管Q7的低电位端连接所述第六开关管Q8的控制端、所述第三电容C4的第一端以及所述第六电阻R6的第一端，所述第六开关管Q8的高电位端连接所述第二开关管Q2的栅极，所述第六开关管Q8的低电位端、所述第三电容C4的第二端以及所述第六电阻R6的第二端共同连接所述第一电容C1的第二端，所述第一电容C1的第二端作为所述电压变换电路的负输出端。

7.一种电压变换电路，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第一电容C1，所述第一电感L1的第一端连接所述第一开关管Q1，所述第一电容C1的第一端作为所述电压变换电路的正输出端，其特征在于，所述电压变换电路还包括一电压变换电路的电流控制电路，所述电流控制电路是根据权利要求1至6任一项所述的电压变换电路的电流控制电路。

8.根据权利要求7所述的电压变换电路，其特征在于，所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2均为N型的MOS管，所述电压变换电路还包括控制电路；所述第一开关管Q1的漏极连接电源的正极，所述第一开关管Q1的源极连接所述第一电感L1的第一端和所述第二开关管Q2的漏极，所述第一开关管Q1的栅极连接所述控制电路的第一控制端，所述第二开关管Q2的源极连接所述电源的负极，所述第二开关管Q2的栅极连接所述控制电路的第二控制端，所述第一电容C1的第二端作为所述电压变换电路的负输出端。