CN113328641A - 可自适应关断上桥臂的同步调压器系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可自适应关断上桥臂的同步调压器系统及控制方法，其包括三相桥式整流电路，还包括下管控制电路以及上管控制电路，其中，下管控制电路与三相桥式整流电路内所有下桥臂的MOSFET器件适配连接，以通过下管控制电路控制相应下桥臂的MOSFET器件的工作状态；三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，以通过上管控制电路控制所连接上桥臂的MOSFET器件的工作状态；本发明能对全MOS管整流桥上桥臂进行自适应控制，提高器件的使用寿命，降低使用成本，提高效率，降低发热量，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种同步调压器，尤其是一种可自适应关断上桥臂的同步调压器系统及控制方法，具体地是摩托车用可自适应关断上管的同步调压器系统及控制方法。
背景技术
在摩托车整流供电时，所采用的电压转换器多采用可控硅、二极管/可控硅构建的整流电路相控整流输出直流电压，以便给后端负载供电。而目前所采用整流二极管、可控硅等器件整流后的供电方式，会导致导通压降大，损耗发热量大，可靠性降低，效率不高。
为克服发热量大以及效率低的问题，市场上存在采用二极管/MOS管混合整流、全MOS管同步整流的方式，其目的是利用MOS管低导通电阻特性降低摩托车调压器的发热量，提升调压器的可靠性。所述二极管/MOS管组成的混合整流供电电路、全MOS管同步整流供电电路，上桥臂整流元件均工作于二极管状态，下桥臂的MOS管处于低导通电阻状态，能显著减少下桥臂产生的热量，提升了效率；但由于上桥臂的发热量减少不明显，因此，如何进一步降低发热量，减少损耗并提升效率，成为急需研究的方向。
公开号为CN110690814A的文件，公开了一种全MOS管同步调压器，其采用全MOS管实现整流控制，能避免上下桥臂直通，但对于上桥臂MOS管，对其开关控制时，无法实现自适应控制，导致器件的使用寿命较短，发热量无法进一步减少等问题，仍然难以满足具体的使用需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可自适应关断上桥臂的同步调压器系统及控制方法，其能对全MOS管整流桥上桥臂进行自适应控制，提高器件的使用寿命，降低使用成本，提高效率，降低发热量，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，包括三相桥式整流电路，其中，三相桥式整流电路内的上桥臂与下桥臂均采用MOSFET器件；还包括下管控制电路以及上管控制电路，其中，下管控制电路与三相桥式整流电路内所有下桥臂的MOSFET器件适配连接，以通过下管控制电路控制相应下桥臂的MOSFET器件的工作状态；
三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，以通过上管控制电路控制所连接上桥臂的MOSFET器件的工作状态；
上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态时，采集所连接上桥臂MOSFET器件相对应的源漏电压差VSR，当所采集得到的源漏电压差大于第一参考电压时，上管控制电路驱动所连接的上桥臂MOSFET器件导通，并在逻辑驱动时间内使得所述上桥臂MOSFET器件保持当前导通状态，此后，所述上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件进入线性驱动状态；在进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配；且当上管控制电路采集所连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR能与第三参考电压匹配时，上管控制电路立即关断所连接的上桥臂MOSFET器件。
还包括与三相桥式整流电路适配连接的磁电机，所述磁电机的相线与三相桥式整流电路适配连接；
磁电机的每相输出正弦波电压信号，当所述相电压从负到正过零时，三相桥式整流电路内的下桥臂MOSFET器件关断，利用相应上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态；
当上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件关断后，在磁电机的相电压由正到负过零时，利用下管控制电路控制相应下桥臂MOSFET器件的工作状态。
还包括上管供电电路，通过上管供电电路能提供所有上管控制电路工作所需的电压。
所述上管控制电路包括上管采样电路、信号处理电路以及逻辑线性驱动电路；
通过上管采样电路能采集与所述上管控制电路连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR，上管采样电路采集得到的电压差VSR大于信号处理电压内的第一参考电压时，信号处理电路通过逻辑线性驱动电路对所述上桥臂MOSFET器件进行逻辑驱动，并在逻辑驱动时间能均保持所述逻辑驱动状态；在逻辑驱动时间后，通过逻辑线性驱动电路对所述上桥臂MOSFET器件进行线性驱动；
进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配，直至流过所述上桥臂MOSFET器件的电流接近0，且当所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，逻辑线性驱动电路立即关断所述上桥臂MOSFET器件。
还包括欠压保护电路，当上管供电电路提供的供电电压低于保护电压VUVLO2时，通过所述欠压保护电路能使得所述上管控制电路处于睡眠状态；当上管供电电路提供的供电电压大于保护电压VUVLO2且低于保护电压VUVLO1时，与所述上管控制电路所连接的上桥臂MOSFET器件保持关断状态，直至上管供电电路提供的供电电压大于保护电压VUVLO1时，通过上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态。
还包括延时保护电路，通过延时保护电路能提供开启消隐时间以及关断消隐时间，上管控制电路驱动所连接上桥臂MOSFET器件打开时，经过所述开启消隐时间后，所述上桥臂MOSFET器件才能处于打开状态；上管控制电路关断所连接的上桥臂MOSFET器件时，经过关断消隐时间后，所述上桥臂MOSFET器件才会进入关断状态。
所述上桥臂MOSFET器件的关断时间小于100ns，开启消隐时间为0.65μs±20％，关断消隐时间为1.2μs±20％。
所述第一参考电压为260mV±20％，第二参考电压为40mV±20％，第三参考电压为12mv±20％，逻辑驱动时间为400ns±20％。
所述上管供电电路利用LDO电路产生所需的输出电压并采用自举供电方式提供所有上管控制电路的工作电压。
一种可自适应关断上桥臂的同步调压器的控制方法，包括三相桥式整流电路，其中，三相桥式整流电路内的上桥臂与下桥臂均采用MOSFET器件；
通过下管控制电路与三相桥式整流电路内所有下桥臂的MOSFET器件适配连接，以通过下管控制电路控制相应下桥臂的MOSFET器件的工作状态；三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，以通过上管控制电路控制所连接上桥臂的MOSFET器件的工作状态；
上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态时，采集所连接上桥臂MOSFET器件相对应的源漏电压差VSR，当所采集得到的源漏电压差大于第一参考电压时，上管控制电路驱动所连接的上桥臂MOSFET器件导通，并在逻辑驱动时间内使得所述上桥臂MOSFET器件保持当前导通状态，此后，所述上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件进入线性驱动状态；在进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配；且当上管采样电路采集所连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，上管控制电路立即关断所连接的上桥臂MOSFET器件。
本发明的优点：三相桥式整流电路内上桥臂、下桥臂均采用MOSFET器件，从而能降低导通压降、工作温度以及热失效率降，延长器件的寿命；三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，每个上桥臂MOSFET器件的工作状态相互独立，通过上管控制电路能实现对所连接上桥臂MOSFET器件工作状态的自适应控制，从而大大提高开关效率；和其它上桥臂使用分离器件的同步调压器相比电路更加简单，更容易生产并且可靠性更高成本更低。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明上管控制电路的工作时序图。
图3为本发明上管控制电路的原理框图。
图4为本发明等效的电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：为了能对全MOS管整流桥上桥臂进行自适应控制，提高器件的使用寿命，降低使用成本，提高效率，降低发热量，本发明包括三相桥式整流电路，其中，三相桥式整流电路内的上桥臂与下桥臂均采用MOSFET器件；还包括下管控制电路以及上管控制电路，其中，下管控制电路与三相桥式整流电路内所有下桥臂的MOSFET器件适配连接，以通过下管控制电路控制相应下桥臂的MOSFET器件的工作状态；
三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，以通过上管控制电路控制所连接上桥臂的MOSFET器件的工作状态；
上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态时，采集所连接上桥臂MOSFET器件相对应的源漏电压差VSR，当所采集得到的源漏电压差大于第一参考电压时，上管控制电路驱动所连接的上桥臂MOSFET器件导通，并在逻辑驱动时间内使得所述上桥臂MOSFET器件保持当前导通状态，此后，所述上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件进入线性驱动状态；在进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配，且当上管采样电路采集所连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，上管控制电路立即关断所连接的上桥臂MOSFET器件。
具体地，三相桥式整流电路包括上桥臂与下桥臂，且上桥臂与下桥臂相对应的整流元件均采用MOSFET器件，其中，MOSFET器件均为NMOS器件，具体MOSFET器件的类型等可以根据实际需要选择，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
图1中，下桥臂MOSFET器件包括NMOS管M1、NMOS管M2以及NMOS管M3，上桥臂MOSFET器件包括NMOS管M4、NMOS管M5以及NMOS管M6。其中，NMOS管M4的源极端与NMOS管M1的漏极端连接，NMOS管M5的源极端与NMOS管M2的漏极端连接，NMOS管M6的源极端与NMOS管M3的漏极端连接。
本发明实施例中，利用下管控制电路与所有下桥臂MOSFET器件适配连接，即下管控制电路与NMOS管M1的栅极端、NMOS管M2的栅极端以及NMOS管M3的栅极端连接，NMOS管M1的源极端、NMOS管M2的源极端以及NMOS管M3的源极端均接地。
具体实施时，NMOS管M4、NMOS管M5以及NMOS管M6均与一上管控制电路适配电连接，即三个上管控制电路间相互独立。NMOS管M4、NMOS管M5以及NMOS管M6相对应的栅极端与相应的上管控制电路的输出端适配电连接，以通过上管控制电路能控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态。
本发明实施例中，上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态时，采集所连接上桥臂MOSFET器件相对应的源漏电压差VSR，当所采集得到的源漏电压差VSR大于第一参考电压时，上管控制电路驱动所连接的上桥臂MOSFET器件导通，并在逻辑驱动时间内使得所述上桥臂MOSFET器件保持当前导通状态，此后，所述上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件进入线性驱动状态；在进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配，且当上管采样电路采集所连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，上管控制电路立即关断所连接的上桥臂MOSFET器件。
进一步地，还包括与三相桥式整流电路适配连接的磁电机，所述磁电机的相线与三相桥式整流电路适配连接；
磁电机的每相输出正弦波电压信号，当所述相电压从负到正过零时，三相桥式整流电路内的下桥臂MOSFET器件关断，利用相应上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态；
当上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件关断后，在磁电机的相电压由正到负过零时，利用下管控制电路控制相应下桥臂MOSFET器件的工作状态。
本发明实施例中，磁电机为摩托车常用的磁电机，通过磁电机工作能产生交流电，经过三相桥式整流电路整流后，能实现对电瓶等储能元件进行充电。在磁电机转动工作时，磁电机的每相能输出正弦波电压信号，而当所述相电压的正弦波电压信号从负到正过零时，三相桥式整流电路内的下桥臂MOSFET器件关断，即NMOS管M1、NMOS管M2以及NMOS管M3均处于关断状态，而利用相应上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态，如磁电机第一相的相电压从负到正过零时，与NMOS管M4连接的上管控制电路能控制所述NMOS管M4的工作状态，依次类推，磁电机第二相的相电压从负到正过零时，与NMOS管M5连接的上管控制电路能控制所述NMOS管M5的工作状态；而磁电机第三相的相电压从负到正过零时，与NMOS管M6连接的上管控制电路能控制所述NMOS管M6的工作状态，利用上管控制电路控制所述连接上桥臂MOSFET器件工作状态的过程，可以参考上述说明，此处不再赘述。
而磁电机的相电压从正到负过零时，则利用下管控制电路控制相应下桥臂MOSFET器件的工作状态，下管控制电路可以采用现有常用的电路，具体可以参考公开号为CN106155154A公开的“一种摩托车用短路式MOS调压器系统”中的相应说明。由图1以及公开号为CN106155154A的文件可知，下管控制电路内包括磁电机检测电路、第一相过零检测电路、第二相过零检测电路、第三相过零检测电路、电源控制电路和内部电源产生电路、欠压锁定电路、基准电路、过压检测电路、调整电压检测电路以及群波触发控制电路；磁电机检测电路、第一相过零检测电路、第二相过零检测电路、第三相过零检测电路、电源控制电路和内部电源产生电路、欠压锁定电路、基准电路、过压检测电路、调整电压检测电路以及群波触发控制电路间的具体实施情况以及配合过程均可以参考公开号为CN106155154A的文件说明，此处不再赘述。管控制电路根据磁电机的工作状态，具体控制NMOS管M1、NMOS管M2以及NMOS管M3具体工作状态的说明均可以参考公开号为CN106155154A的相应内容，此处不再赘述。
具体实施时，下管控制电路封装后，具有VCC端、TD端、VBAT端、PH1端、PH2端、PH3端、GND端、DRV1端、DRV2端、DRV3端、VCL端、VCH端、VREF端以及VSEN端，其中，所述VCC端与电容C1的一端以及电容C11的一端连接，电容C11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端、电容C1的另一端以及GND端均接地。TD端通过电容C2接地。
具体地，PH1端通过电阻R1与磁电机的第一相电连接，PH2端通过电阻R2与磁电机的第二相电连接，PH3端通过电阻R3与磁电机的第三相电连接。VSEN端与电阻R5的一端以及电容C4的一端连接，电容C4的另一端与BAT-端连接后接地，电阻R5的另一端与BAT+端连接，VREF端与电阻R6的一端以及电容C5的一端连接，电阻R6的另一端与VCH端以及电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与VCL端以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端以及电容C5的另一端均接地。DRV1端与NMOS管M1的栅极端连接，DRV2端与NMOS管M2的栅极端连接，DRV3端与NMOS管M3的栅极端连接。
BAT+端还与二极管D4的阳极端以及电容C12的一端连接，二极管D4的阴极端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端通过电容C3与BAT-端连接，电容C12的另一端与BAT-端连接。BAT+端、BAT-端为待充电电源相应的两端。
进一步地，还包括上管供电电路，通过上管供电电路能提供所有上管控制电路工作所需的电压。
本发明实施例中，所述上管供电电路利用LDO电路产生所需的输出电压并采用自举供电方式提供所有上管控制电路的工作电压，利用上管供电电路具体实现供电的方式与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
具体地，上管供电电路具有VIN端、VOUT端、GND端以及EN端，其中，上管供电电路的VIN端与二极管D5的阴极端以及电容C6的一端连接，二极管D5的阳极端与BAT+端连接，电容C6的另一端以及所述上管供电电路的GND端均接地，EN端与上述下管控制电路封装后的VCC端连接，上管供电电路的VOUT端与电容C7的一端以及相应的上管控制电路连接，电容C7的另一端接地。
进一步地，所述上管控制电路包括上管采样电路、信号处理电路以及逻辑线性驱动电路；
通过上管采样电路能采集与所述上管控制电路连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR，上管采样电路采集得到的电压差VSR大于信号处理电压内的第一参考电压时，信号处理电路通过逻辑线性驱动电路对所述上桥臂MOSFET器件进行逻辑驱动，并在逻辑驱动时间能均保持所述逻辑驱动状态；在逻辑驱动时间后，通过逻辑线性驱动电路对所述上桥臂MOSFET器件进行线性驱动；
进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配，线性驱动电路调整所述上桥臂MOSFET器件的驱动电压，以能使得所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR维持在所述第二参考电压匹配，直至流过所述上桥臂MOSFET器件的电流接近0，且当所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，逻辑线性驱动电路立即关断所述上桥臂MOSFET器件。
本发明实施例中，上管控制电路内包括上管采样电路、信号处理电路、逻辑线性驱动电路，其中，通过上管采样电路能采集与所述上管控制电路连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR，如对于NMOS管M4，通过与NMOS管M4适配连接上管控制电路内的上管采样电路能采集得到NMOS管M4的源漏电压差VSR，对于NMOS管M5、NMOS管M6的具体情况均与NMOS管M4相一致，此处不再一一说明。上管采样电路所采集的源漏电压差，具体是指相对应上桥臂MOSFET器件的源端电压与所述上桥臂MOSFET器件漏端电压的差值，上管采样电路具体可以采用现有常用的形式，具体可以根据实际需要选择，此处不再赘述。上管采样电路可以采用现有常用的电压采样形式，具体电路结构可以根据需要选择，只要能实现对上桥臂MOSFRT器件的源漏电压差VSR采样即可，此处不再列举。
在信号处理器内预设有第一参考电压、第二参考电压以及第三参考电压，上管采样电路能将所采集的源漏电压差VSR传输至信号处理器内。信号处理器将上管采样电路所采集的源漏电压差VSR与第一参考电压、第二参考电压以及第三参考电压比较，以能自适应控制相应上桥臂MOSFET器件的工作状态。第一参考电压、第二参考电压以及第三参考电压一般根据摩托车用磁电机的工作特性相关，具体实施时，所述第一参考电压为260mV±20％，第二参考电压为40mV±20％，第三参考电压为12mv±20％。
当源漏电压差VSR大于第一参考电压时，则能判定所述上桥臂MOSFET器件的体二极管有电流流过，此时，通过逻辑线性驱动电路能驱动上桥臂MOSFET器件导通。在逻辑驱动时间内，上管控制电路对所连接的上桥臂MOSFET器件均保持逻辑驱动状态，所述逻辑驱动状态即对上桥臂MOSFET器件的栅极端加载最大的驱动电压，逻辑驱动时间一般可根据需要选择，如逻辑驱动时间可为400ns±20％。在逻辑驱动时间后，信号处理器通过逻辑线性驱动电路对所述上桥臂MOSFET器件进行线性驱动状态，所述线性驱动状态，具体是指加载到上桥臂MOSFET器件的驱动电压呈线性变化，而非上述逻辑驱动状态时的最大驱动电压。
当进入线性驱动状态后，逻辑线性驱动电路调节加载到所述上桥臂MOSFET器件栅极端的驱动电压，从而流过上桥臂MOSFET器件的电流下降，上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR降低，信号处理器将采集的源漏电压差VSR与第二参考电压比较，源漏电压差VSR与第二参考电压差匹配，具体是指源漏电压差VSR在第二参考电压差的范围内。当所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配后，以能使得所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR维持在第二参考电压。此后，随着流过上桥臂MOSFET器件的电流逐渐变小直至为0时，逻辑线性驱动器无法使得上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR维持在第二参考电压，即所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差为继续下降。
当上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR下降，并与第三参考电压匹配时，逻辑线性驱动电路关断所连接的上桥臂MOSFET器件，此时，小电流通过所述上桥臂MOSFET器件的体二极管流通，不会影响整个三相桥式整流电路的工作状态。上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配，具体是指上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR位于第三参考电压的范围内。
信号处理电路、逻辑线性驱动电路具体可以采用常用的电路形式，对于信号处理电路，主要能实现将源漏电压差VSR与第一参考电压、第二参考电压以及第三参考电压的比较，并根据比较结果，控制逻辑线性驱动电路，而逻辑线性驱动电路能根据信号处理电路的控制信号，能控制对所连接上桥臂MOSFET器件的控制状态，具体电路结构以能实现上述目的为准，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再列举说明。
具体实施时，每个上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态控制过程均与上述说明相一致。当上桥臂MOSFET器件为NMOS管M4时，上管控制电路封装后具有SR1端、VCC1端、GND1端以及SDRV1端，其中，NMOS管M4的漏极端与电阻R9的一端以及BAT+端连接，电阻R9的另一端与上管采样电路连接，即与对应封装后的SR1端口连接。上管供电电路的VOUT端与二极管D1的阳极端连接，二极管D1的阴极端与所述上管控制电路的VCC1端以及电容C8的一端连接，所述VCC1端与上管控制电路内的基准电路连接，电容C8的另一端以及上管控制电路的GND1端均接地。SDRV1端与NMOS管M4的栅极端连接，基准电路可以采用现有常用的形式，具体能根据加载到VCC1端的电压能提供整个上管控制电路所需的工作电压。
上桥臂MOSFET器件为NMOS管M5时，与NMOS管M5适配连接的上管控制电路封装后具有SR2端、VCC2端、GND2端以及SDRV2端，其中，NMOS管M5的漏极端与电阻R10的一端以及BAT+端连接，电阻R10的另一端与SR2端连接，上管供电电路的VOUT端与二极管D2的阳极端连接，二极管D2的阴极端与电容C9的一端以及VCC2端连接，C9的另一端以及GND2端均接地，SDRV2端与NMOS管M5的栅极端连接。
上桥臂MOSFET器件为NMOS管M6时，与NMOS管M6适配连接的上管控制电路封装后具有SR3端、VCC3端、GND3端、SDRV3端，其中，NMOS管M6的漏极端与电阻R11的一端以及BAT+端连接，电阻R11的另一端与SR3端连接，上管供电电路的VOUT端与二极管D3的阳极端连接，二极管D3的阴极端与电容C10的一端以及VCC3端连接，C10的另一端以及GND3端均接地，SDRV3端与NMOS管M6的栅极端连接。当然，与NMOS管M5连接的上管控制电路以及与NMOS管M6连接的上管控制电路内均包含基准电路，具体与上述可以参考上述与NMOS管M4连接上管控制电路的说明，此处不再赘述。
图1中，当三相桥式整流电路与磁电机配合，磁电机的第一相与NMOS管M4的源极端连接，且磁电机的第一相还与GND1端连接；磁电机的第二相与NMOS管M5的源极端以及GND2端连接，磁电机的第三相与NMOS管M6的源极端以及GND3端连接。对于NMOS管M4，上管采样电路采集得到NMOS管M4的源漏电压差VSR，即为磁电机的第一相与BAT+端间的电压差，NMOS管M5、NMOS管M6的情况可以参考NMOS管M4的说明，此处不再一一列举说明。
进一步地，还包括欠压保护电路，当上管供电电路提供的供电电压低于保护电压VUVLO2时，通过所述欠压保护电路能使得所述上管控制电路处于睡眠状态；当上管供电电路提供的供电电压大于保护电压VUVLO2且低于保护电压VUVLO1时，与所述上管控制电路所连接的上桥臂MOSFET器件保持关断状态，直至上管供电电路提供的供电电压大于保护电压VUVLO1时，通过上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态。
本发明实施例中，对于任一上管控制电路，通过与上管供电电路的VOUT连接的端口可以得到供电电压，如对于与NMOS管M4连接的上管控制电路，通过VCC1端能得到上管供电电路的供电电压。通过VCC1端得到供电电压；对于与NMOS管M5连接的上管控制电路，则通过VCC2端得到上管供电电路的供电电压，对于与NMOS管M6连接的上管控制电路，则通过VCC3端得到上管供电电路的供电电压。
具体实施时，在每个上管控制电路内均设置欠压保护电路，欠压保护电路内设置保护电压VUVLO2以及保护电压VUVLO1，其中，VUVLO1的电压值大于VUVLO2对应的电压值，一般地，VUVLO1可为2.8V，VUVLO2可为2.2V，具体与上桥臂MOSFET器件的导通特性相关，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。。当上管供电电路提供的供电电压低于VUVLO2时，上管控制电路处于睡眠模式或睡眠状态，上管控制电路无法加载驱动上桥臂MOSFET器件导通的电压。在初始上电工作后，当上管供电电路的供电电压未达到保护电压VUVLO1时，上桥臂MOSFET器件保持关断状态，当有电流存在时，通过所述上桥臂MOSFET器件的体二极管续流，直到上管供电电路提供的供电电压大于保护电压VUVLO1时，通过上管控制电路能控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态，上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态过程可以参考上述说明，此处不再赘述。
如图3所示，为信号处理电路与欠压保护电路配合的示意图，其中，信号处理电路内包括电压比较器U1、电压比较器U2、电压比较器U3以及信号处理模块，其中，利用电压比较器U1、电压比较器U2以及电压比较器U3相对应的输出端与信号处理模块连接，欠压保护电路也与信号处理模块连接。通过电压比较器U1能实现源漏电压差VSR与第一参考电压的比较，通过电压比较器U2能实现源漏电压差VSR与第二参考电压的比较，通过电压比较器U3能实现源漏电压差VSR与第三参考电压比较，信号处理模块根据欠压保护电路的欠压保护状态以及电压比较器U1、电压比较器U2、电压比较器U3的具体比较状态，能控制逻辑线性驱动电路对所连接的上桥臂MOSFET器件的驱动状态，具体控制上桥臂MOSFET器件的驱动状态可以参考上述说明，此处不再赘述。
进一步地，还包括延时保护电路，通过延时保护电路能提供开启消隐时间以及关断消隐时间，上管控制电路驱动所连接上桥臂MOSFET器件打开时，经过所述开启消隐时间后，所述上桥臂MOSFET器件才能处于打开状态；上管控制嗲怒关断所连接的上桥臂MOSFET器件时，经过关断消隐时间后，所述上桥臂MOSFET器件才会进入关断状态。
本发明实施例中，通过延时保护电路能使得对上桥臂MOSFET器件打开或关断时，均存在一个开启延时与关断延时，确保上桥臂MOSFET器件开启或关断时的可靠性。同时，为了避免同一桥臂的上桥臂MOSFET器件与下桥臂MOSFET器件直通，上桥臂MOSFET器件的关断时间要小于100ns，对于上桥臂MOSFET器件的关断时间，可以通过选择上桥臂MOSFET器件的类型确定。具体实施时，开启消隐时间为0.65μs±20％，关断消隐时间为1.2μs±20％。
如图2所示，综上，利用三相桥式整流电路与磁电机配合工作时，磁电机每相输出正弦波信号，当任一相的相电压从负到正过零时(相电压>5mV)，与所述相电压连接的下桥臂MOSFET器件关断，此时，相电流通过与所述磁电机相连接的上桥臂MOSFET器件的体二极管给BAT+端充电，当电流流过上桥臂MOSFET器件的体二极管时，所述上桥臂MOSFET器件的漏端电压低于所述上桥臂MOSFET器件源端电压260mV时，所述上桥臂MOSFET器件开启，当所述上桥臂MOSFET器件保持开启状态400ns后，自行调节所述上桥臂MOSFET器件栅极端的电压，以便把所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR钳位在40mV；当磁电机输出相电压的上半周下降要结束时，此时，电流会比较小，所述上桥臂MOSFET器件已经无法将相对应的源漏电压差VSR钳位在40mV，当所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR低于12mV时，所述上桥臂MOSFET器件关断，而磁电机输出的相电压继续往下半周走，当磁电机输出的相电压从正到负过零(相电压<-5mV时)，与所述相电压相对应的下桥臂MOSFET器件导通。
如图4所示，为将下管控制电路、上管控制电路进行集成电路封装后的电路原理图，图4中的电路原理图与图1中的结构框图对应，即可采用集成电路封装的形式，能实现将所有的电路封装，从而能方便应用在摩托车领域中。
综上，能得到本发明可自适应关断上桥臂的同步调压器的控制方法，包括三相桥式整流电路，其中，三相桥式整流电路内的上桥臂与下桥臂均采用MOSFET器件；
通过下管控制电路与三相桥式整流电路内所有下桥臂的MOSFET器件适配连接，以通过下管控制电路控制相应下桥臂的MOSFET器件的工作状态；三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，以通过上管控制电路控制所连接上桥臂的MOSFET器件的工作状态；
上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件器件的工作状态时，采集所连接上桥臂MOSFET器件相对应的源漏电压差VSR，当所采集得到的源漏电压差大于第一参考电压时，上管控制电路驱动所连接的上桥臂MOSFET器件导通，并在逻辑驱动时间内使得所述上桥臂MOSFET器件保持当前导通状态，此后，所述上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件进入线性驱动状态；在进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配，且当上管采样电路采集所连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，上管控制电路立即关断所连接的上桥臂MOSFET器件。
具体地，三相桥式整流电路、下管控制电路以及上管控制电路的具体情况，以及与磁电机配合进行整流调压的情况均参考上述说明，此处不再赘述。
Claims (10)
1.一种可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，包括三相桥式整流电路，其中，三相桥式整流电路内的上桥臂与下桥臂均采用MOSFET器件；其特征是：还包括下管控制电路以及上管控制电路，其中，下管控制电路与三相桥式整流电路内所有下桥臂的MOSFET器件适配连接，以通过下管控制电路控制相应下桥臂的MOSFET器件的工作状态；
三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，以通过上管控制电路控制所连接上桥臂的MOSFET器件的工作状态；
上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态时，采集所连接上桥臂MOSFET器件相对应的源漏电压差VSR，当所采集得到的源漏电压差大于第一参考电压时，上管控制电路驱动所连接的上桥臂MOSFET器件导通，并在逻辑驱动时间内使得所述上桥臂MOSFET器件保持当前导通状态，此后，所述上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件进入线性驱动状态；在进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配；且当上管控制电路采集所连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR能与第三参考电压匹配时，上管控制电路立即关断所连接的上桥臂MOSFET器件。
2.根据权利要求1所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：还包括与三相桥式整流电路适配连接的磁电机，所述磁电机的相线与三相桥式整流电路适配连接；
磁电机的每相输出正弦波电压信号，当所述相电压从负到正过零时，三相桥式整流电路内的下桥臂MOSFET器件关断，利用相应上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态；
当上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件关断后，在磁电机的相电压由正到负过零时，利用下管控制电路控制相应下桥臂MOSFET器件的工作状态。
3.根据权利要求1或2所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：还包括上管供电电路，通过上管供电电路能提供所有上管控制电路工作所需的电压。
4.根据权利要求3所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：所述上管控制电路包括上管采样电路、信号处理电路以及逻辑线性驱动电路；
通过上管采样电路能采集与所述上管控制电路连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR，上管采样电路采集得到的电压差VSR大于信号处理电压内的第一参考电压时，信号处理电路通过逻辑线性驱动电路对所述上桥臂MOSFET器件进行逻辑驱动，并在逻辑驱动时间能均保持所述逻辑驱动状态；在逻辑驱动时间后，通过逻辑线性驱动电路对所述上桥臂MOSFET器件进行线性驱动；
进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配，直至流过所述上桥臂MOSFET器件的电流接近0，且当所述上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，逻辑线性驱动电路立即关断所述上桥臂MOSFET器件。
5.根据权利要求4所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：还包括欠压保护电路，当上管供电电路提供的供电电压低于保护电压VUVLO2时，通过所述欠压保护电路能使得所述上管控制电路处于睡眠状态；当上管供电电路提供的供电电压大于保护电压VUVLO2且低于保护电压VUVLO1时，与所述上管控制电路所连接的上桥臂MOSFET器件保持关断状态，直至上管供电电路提供的供电电压大于保护电压VUVLO1时，通过上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态。
6.根据权利要求4所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：还包括延时保护电路，通过延时保护电路能提供开启消隐时间以及关断消隐时间，上管控制电路驱动所连接上桥臂MOSFET器件打开时，经过所述开启消隐时间后，所述上桥臂MOSFET器件才能处于打开状态；上管控制电路关断所连接的上桥臂MOSFET器件时，经过关断消隐时间后，所述上桥臂MOSFET器件才会进入关断状态。
7.根据权利要求6所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：所述上桥臂MOSFET器件的关断时间小于100ns，开启消隐时间为0.65μs±20％，关断消隐时间为1.2μs±20％。
8.根据权利要求4所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：所述第一参考电压为260mV±20％，第二参考电压为40mV±20％，第三参考电压为12mv±20％，逻辑驱动时间为400ns±20％。
9.根据权利要求3所述的可自适应关断上桥臂的同步调压器系统，其特征是：所述上管供电电路利用LDO电路产生所需的输出电压并采用自举供电方式提供所有上管控制电路的工作电压。
10.一种可自适应关断上桥臂的同步调压器的控制方法，包括三相桥式整流电路，其中，三相桥式整流电路内的上桥臂与下桥臂均采用MOSFET器件；其特征是：
通过下管控制电路与三相桥式整流电路内所有下桥臂的MOSFET器件适配连接，以通过下管控制电路控制相应下桥臂的MOSFET器件的工作状态；三相桥式整流电路内上桥臂的MOSFET器件与上管控制电路呈一一对应连接配合，以通过上管控制电路控制所连接上桥臂的MOSFET器件的工作状态；
上管控制电路控制所连接上桥臂MOSFET器件的工作状态时，采集所连接上桥臂MOSFET器件相对应的源漏电压差VSR，当所采集得到的源漏电压差大于第一参考电压时，上管控制电路驱动所连接的上桥臂MOSFET器件导通，并在逻辑驱动时间内使得所述上桥臂MOSFET器件保持当前导通状态，此后，所述上管控制电路对所连接上桥臂MOSFET器件进入线性驱动状态；在进入线性驱动状态后，上管控制电路调整加载到所连接MOSFET器件的驱动电压，使上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第二参考电压匹配，且当上管采样电路采集所连接上桥臂MOSFET器件的源漏电压差VSR与第三参考电压匹配时，上管控制电路立即关断所连接的上桥臂MOSFET器件。
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