CN211063522U - 软硬开关切换电路及软开关电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种软硬开关切换电路及软开关电路，涉及电路技术领域。在本申请实施例中，软硬开关切换电路包括比较电路和控制电路，可以通过比较软开关PWM电路的输出电流或初级电流与基准值的大小，来对应控制软开关PWM电路切换为软开关模式或硬开关模式。使得软开关PWM电路可以在轻载或空载时转换为硬开关模式，使电路中不会出现额外的环流，从而不会产生更多的损耗，提高电路工作效率和电路工作的可靠性。同时，降低电路中各种元件的损坏风险。

Description

软硬开关切换电路及软开关电路
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种软硬开关切换电路及软开关电路。
背景技术
软开关电路应用广泛，能显著提高电源模块的转换效率和抗电磁干扰能力。但如果电路在轻载或空载时，仍然采用软开关模式的话，就会在电路中产生环流，增加电路的损耗，降低电路的工作效率。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种软硬开关切换电路。
本实用新型提供的技术方案如下：
一种软硬开关切换电路，应用于软开关PWM电路，所述软硬开关切换电路包括：比较电路和控制电路，其中：
所述比较电路与所述软开关PWM电路连接，用于比较所述软开关PWM电路的输出电流或初级电流与基准值的大小，并输出比较结果；
所述控制电路与所述比较电路相连接，用于在每个周期开始时，根据所述比较结果输出控制信号，以使所述软开关PWM电路根据所述控制信号保持硬开关模式或者转换为软开关模式。
进一步地，所述比较电路包括比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端用于输入所述输出电流或初级电流，所述第二输入端用于输入所述基准值，所述第一输出端用于输出所述比较结果。
进一步地，所述控制电路包括D触发器，所述D触发器包括第三输入端、时钟信号输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第一输出端连接，所述时钟信号输入端与所述软开关PWM电路连接，用于接收所述软开关PWM电路生成的PWM信号，以使所述D触发器在接收到所述PWM信号的上升沿时，通过所述第二输出端输出所述控制信号。
进一步地，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流大于所述基准值时，输出第一控制信号，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流小于所述基准值时，输出第二控制信号。
进一步地，所述软硬开关切换电路还包括转换动作电路，所述转换动作电路包括多通道或门电路和多通道与门，所述多通道或门电路分别与所述第二输出端连接和所述软开关PWM电路连接，用于将所述软开关PWM电路的输出信号与所述控制信号相或；
所述多通道与门与所述多通道或门电路相连接，用于将所述软开关PWM电路的输出信号与所述控制信号相或后的信号，与对应的PWM信号相与后输出。
进一步地，该软硬开关切换电路还包括与所述软开关PWM电路相连接的取样电路，该取样电路用于将输入电流转换为电压信号，并将转换后的电压信号送入比较器。
本实用新型还提供了一种软开关电路，包括软开关PWM电路，以及与所述软开关PWM电路相连接的软硬开关切换电路，所述软硬开关切换电路用于控制所述软开关PWM电路在软开关模式或硬开关模式之间切换，所述软硬开关切换电路包括：比较电路和控制电路，其中：
所述比较电路与所述软开关PWM电路连接，用于比较所述软开关PWM电路的输出电流或初级电流与基准值的大小，并输出比较结果；
所述控制电路与所述比较电路相连接，用于在每个周期开始时，根据所述比较结果输出控制信号，以使所述软开关PWM电路根据所述控制信号保持硬开关模式或者转换为软开关模式。
进一步地，所述比较电路包括比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端用于输入所述输出电流或初级电流，所述第二输入端用于输入所述基准值，所述第一输出端用于输出所述比较结果。
进一步地，所述控制电路包括D触发器，所述D触发器包括第三输入端、时钟信号输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第一输出端连接，所述时钟信号输入端与所述软开关PWM电路连接，用于接收所述软开关PWM电路生成的PWM信号，以使所述D触发器在接收到所述PWM信号的上升沿时，通过所述第二输出端输出所述控制信号。
进一步地，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流大于所述基准值时，输出第一控制信号，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流小于所述基准值时，输出第二控制信号。
本申请实施例中的软硬开关切换电路包括比较电路和控制电路，可以通过比较软开关PWM电路的输出电流或初级电流与基准值的大小，来对应控制软开关PWM电路切换为软开关模式或硬开关模式。使得软开关PWM电路可以在轻载或空载时转换为硬开关模式，使电路中不会出现额外的环流，从而不会产生更多的损耗，提高电路工作效率和电路工作的可靠性。同时，降低电路中各种元件的损坏风险。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种软硬开关切换电路的示意图。
图2为本实用新型实施例提供的一种软硬开关切换电路中转换动作电路的示意图。
图3为本实用新型实施例提供的一种软硬开关切换电路与软开关PWM电路连接的示意图。
图4为本实用新型实施例提供的一种软开关电路的示意图。
图标：100-软硬开关切换电路；101-比较电路；102-控制电路；103-转换动作电路；200-软开关PWM电路；104-取样电路；300-软开关电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请实施例提供了一种软硬开关切换电路100，如图1所示，应用于软开关PWM电路200，所述软硬开关切换电路100包括：比较电路101和控制电路102。
所述比较电路101与所述软开关PWM电路200连接，用于比较所述软开关PWM电路200的输出电流或初级电流与基准值的大小，并输出比较结果。
在一种实施方式中，比较电路101可以包括比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端用于输入所述输出电流或初级电流，所述第二输入端用于输入所述基准值，所述第一输出端用于输出所述比较结果。
比较器比较的是软开关PWM电路200的输出电流与基准值的大小，或者可以比较软开关PWM电路200的初级电流与基准值的大小。基准值的大小可以根据实际情况设定，例如，基准值可以取软开关PWM电路200在软开关模式和硬开关模式效率相同时的输出电流的大小，使用效率相同时的输出电流的大小作为基准值时，比较器的第一输入端可以输入软开关PWM电路200的输出电流，在输出电流和基准值的大小关系不同时，比较器通过第一输出端输出不同的比较结果。
所述控制电路102与所述比较电路101相连接，用于在每个周期开始时，根据所述比较结果输出控制信号，以使所述软开关PWM电路200根据所述控制信号保持硬开关模式或者转换为软开关模式。
详细的，控制电路102可以包括D触发器，所述D触发器包括第三输入端、时钟信号输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第一输出端连接，所述时钟信号输入端与所述软开关PWM电路200连接，用于接收所述软开关PWM电路200生成的PWM信号，以使所述D触发器在接收到所述PWM信号的上升沿时，通过所述第二输出端输出所述控制信号。
D触发器根据比较器的比较结果输出不同的控制信号。在比较器比较得到输出电流或初级电流大于所述基准值时，D触发器输出第一控制信号，当比较器比较去顶所述输出电流或初级电流小于所述基准值时，D触发器输出第二控制信号。
在本申请实施例中，如图2所示，D触发器可以通过转换动作电路103实现对软开关PWM电路200的输出信号进行不同的控制。所述转换动作电路103包括多通道或门电路和多通道与门，所述多通道或门电路分别与所述第二输出端连接和所述软开关PWM电路200连接，用于将所述软开关PWM电路200的输出信号与所述控制信号相或。
所述多通道与门与所述多通道或门电路相连接，用于将所述软开关PWM电路200的输出信号与所述控制信号相或后的信号，与对应的PWM信号相与后输出。
下面举例说明软硬开关切换电路100的控制流程。
以软开关PWM电路200的输出电流作为比较器的一路输入信号为例，比较器比较该输出电流与基准值的大小关系。在比较得到输出电流大于基准值时，此时应该转换为软开关模式，比较器将输出电流大于基准值的比较结果输入至D触发器，D触发器在PWM信号的上升沿时，输出第一控制信号。该第一控制信号可以为高电平信号，该第一控制信号通过多通道或门电路与PWM信号相或。例如，PWM信号中的PWMA信号与1相或，输出信号为1。多通道或门电路输出的PWM信号再经过多通道与门，使得输入至多通道与门的PWM信号再与1相与。例如，PWM信号中的PWMB信号与信号1相与后，多通道与门输出与PWMB信号相同的输出信号。此时实现将软开关PWM电路200转换为软开关模式。
在比较器比较得到软开关PWM电路200的输出电流小于基准值时，需要将软开关PWM电路200转换为硬开关模式。比较器将输出电流小于基准值的比较结果输入至D触发器，D触发器在PWM信号的上升沿时，输出第二控制信号，该第二控制信号可以为信号0。信号0再输入至多通道或门电路，PWM信号与信号0相或，使得多通道或门电路的输出仍然为PWM信号自身。例如，PWM信号中的PWMA信号与信号0相或后，输出仍然为PWMA信号。PWMA信号再输入至多通道与门，PWM信号中的PWMB信号可以同PWMA信号相与，使得多通道与门的输出为新的PWM信号。从而实现将软开关PWM电路200转换为硬开关模式。
在本申请实施例中，D触发器输出控制信号的时刻是PWM信号的上升沿，可以保证在每个周期开始时刻进行软开关模式或应开关模式的转换，从而可以避免切换时出现PWM信号震荡的情况。
此外，比较的输出还可以是软开关PWM电路200的初级电流，由于软开关PWM电路200中初级电流和次级电流的大小是同变压器的匝数比相对应的，初级电流的峰值可以通过匝数比对应得到输出电感电流的峰值，从而可以将初级电流的峰值作为比较器的输入，与基准值进行比较。
如图3所示，该软硬开关切换电路100还包括与所述软开关PWM电路200相连接的取样电路，该取样电路用于将输入电流转换为电压信号，并将转换后的电压信号送入比较器。
在本申请实施例中，软硬开关切换电路100包括比较电路101和控制电路102，可以通过比较软开关PWM电路200的输出电流或初级电流与基准值的大小，来对应控制软开关PWM电路200切换为软开关模式或硬开关模式。使得软开关PWM电路200可以在轻载或空载时转换为硬开关模式，使电路中不会出现额外的环流，从而不会产生更多的损耗，提高电路工作效率和电路工作的可靠性。
本实用新型还提供了一种软开关电路300，如图4所示，包括软开关PWM电路，以及与所述软开关PWM电路相连接的软硬开关切换电路，所述软硬开关切换电路用于控制所述软开关PWM电路在软开关模式或硬开关模式之间切换，所述软硬开关切换电路包括：比较电路和控制电路，其中：
所述比较电路与所述软开关PWM电路连接，用于比较所述软开关PWM电路的输出电流或初级电流与基准值的大小，并输出比较结果；
所述控制电路与所述比较电路相连接，用于在每个周期开始时，根据所述比较结果输出控制信号，以使所述软开关PWM电路根据所述控制信号保持硬开关模式或者转换为软开关模式。
进一步地，所述比较电路包括比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端用于输入所述输出电流或初级电流，所述第二输入端用于输入所述基准值，所述第一输出端用于输出所述比较结果。
进一步地，所述控制电路包括D触发器，所述D触发器包括第三输入端、时钟信号输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第一输出端连接，所述时钟信号输入端与所述软开关PWM电路连接，用于接收所述软开关PWM电路生成的PWM信号，以使所述D触发器在接收到所述PWM信号的上升沿时，通过所述第二输出端输出所述控制信号。
进一步地，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流大于所述基准值时，输出第一控制信号，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流小于所述基准值时，输出第二控制信号。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种软硬开关切换电路，其特征在于，应用于软开关PWM电路，所述软硬开关切换电路包括：比较电路和控制电路，其中：
所述比较电路与所述软开关PWM电路连接，用于比较所述软开关PWM电路的输出电流或初级电流与基准值的大小，并输出比较结果；
所述控制电路与所述比较电路相连接，用于在每个周期开始时，根据所述比较结果输出控制信号，以使所述软开关PWM电路根据所述控制信号保持硬开关模式或者转换为软开关模式。
2.根据权利要求1所述的软硬开关切换电路，其特征在于，所述比较电路包括比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端用于输入所述输出电流或初级电流，所述第二输入端用于输入所述基准值，所述第一输出端用于输出所述比较结果。
3.根据权利要求2所述的软硬开关切换电路，其特征在于，所述控制电路包括D触发器，所述D触发器包括第三输入端、时钟信号输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第一输出端连接，所述时钟信号输入端与所述软开关PWM电路连接，用于接收所述软开关PWM电路生成的PWM信号，以使所述D触发器在接收到所述PWM信号的上升沿时，通过所述第二输出端输出所述控制信号。
4.根据权利要求3所述的软硬开关切换电路，其特征在于，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流大于所述基准值时，输出第一控制信号，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流小于所述基准值时，输出第二控制信号。
5.根据权利要求3所述的软硬开关切换电路，其特征在于，所述软硬开关切换电路还包括转换动作电路，所述转换动作电路包括多通道或门电路和多通道与门，所述多通道或门电路分别与所述第二输出端连接和所述软开关PWM电路连接，用于将所述软开关PWM电路的输出信号与所述控制信号相或；
所述多通道与门与所述多通道或门电路相连接，用于将所述软开关PWM电路的输出信号与所述控制信号相或后的信号，与对应的PWM信号相与后输出。
6.根据权利要求1所述的软硬开关切换电路，其特征在于，该软硬开关切换电路还包括连接在所述软开关PWM电路与所述比较电路之间的取样电路，该取样电路用于将输入其中的电流转换为电压信号，并将转换后的电压信号送入比较器。
7.一种软开关电路，其特征在于，包括软开关PWM电路，以及与所述软开关PWM电路相连接的软硬开关切换电路，所述软硬开关切换电路用于控制所述软开关PWM电路在软开关模式或硬开关模式之间切换，所述软硬开关切换电路包括：比较电路和控制电路，其中：
所述比较电路与所述软开关PWM电路连接，用于比较所述软开关PWM电路的输出电流或初级电流与基准值的大小，并输出比较结果；
所述控制电路与所述比较电路相连接，用于在每个周期开始时，根据所述比较结果输出控制信号，以使所述软开关PWM电路根据所述控制信号保持硬开关模式或者转换为软开关模式。
8.根据权利要求7所述的软开关电路，其特征在于，所述比较电路包括比较器，所述比较器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端用于输入所述输出电流或初级电流，所述第二输入端用于输入所述基准值，所述第一输出端用于输出所述比较结果。
9.根据权利要求8所述的软开关电路，其特征在于，所述控制电路包括D触发器，所述D触发器包括第三输入端、时钟信号输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第一输出端连接，所述时钟信号输入端与所述软开关PWM电路连接，用于接收所述软开关PWM电路生成的PWM信号，以使所述D触发器在接收到所述PWM信号的上升沿时，通过所述第二输出端输出所述控制信号。
10.根据权利要求9所述的软开关电路，其特征在于，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流大于所述基准值时，输出第一控制信号，所述D触发器用于当所述输出电流或初级电流小于所述基准值时，输出第二控制信号。
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