专利名称：升压同步整流转换电路的制作方法
技术领域：
升压同步整流转换电路
技术领域：
本实用新型涉及一种电路，具体涉及一种用于低输入电压下的升压同步整流转换电路。
背景技术：
请参考图1所示，传统的升压转换电路包括PWM控制模块、连接于PWM控制模块上 的开关管、连接于VOUT端与GND端之间的电容CO及电阻R01、R02，连接于VOUT端与Vin端 之间的电感LO及整流二极管DO，连接于Vin端与GND端之间的电容C02，连接于PWM IC模 块与电感LO —端之间的电阻R03，所述的开关管KO的另外两端分别连接于电感LO及整流 二极管DO之间的及GND端上的。所述的PWM IC模块连接于电阻R01、R02之间。由于采用 整流二极管D0，使得其输出效率较低、电源损耗大及温升高。另外，由于PWMIC模块所控制 的IC单元的工作电压高，使得无法设计较低输入电压的升压转换器。
实用新型内容本实用新型的技术目的是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种能满足 低输入电压下进行高效率的升压转换以及避免同步整流管在关机时出现电流回灌的现象 发生的升压同步整流转换电路。为了实现上述技术问题，本实用新型所提供一种升压同步整流转换电路，其包括 输入端与输出端共地连接的PWM控制模块，连接于Vout端与Vin端之间电感L02，分别连 接于Vout端或Vin端与GND端之间的电容C03、C04，连接于Vout端与GND端之间的电阻 R05、R06，连接于电感L02与同步整流管K02之间的相交点与GND端之间的且连接于PWM控 制模块上的开关管K01，在Vout端与Vin端之间设置有与电感L02串联连接的同步整流管 K02，Vout端与Vin端之间的中间处与两个GND端之间的中间处之间设置有与连接PWM控 制模块上的开关管KOl ；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 —端之间设置有升压辅助电路模块。依据上述主要技术特征，所述的同步整流管K02包括N沟道场效应管Q2，连接于N 沟道场效应管Q2 —端与栅极端之间电阻R6 ；所述的N沟道场效应管Q2的另一端还连接有 电容02丄3丄4、05、(10，电阻R12、R13、R14、R16及电感L2 ；所述的同步整流管K02为N沟 道场效应管的N MOSFET管。依据上述主要技术特征，所述的开关管KOl包括N沟道场效应管Q1、连接于N沟道 场效应管Ql栅极上的电阻R10、二极管Dl及稳压二极管ZDl ；所述的二极管Dl与稳压二极 管ZDl并联连接。依据上述主要技术特征，所述的倒相驱动与回灌抑制模块包括三极管Q6、连接于 三极管Q6的集电极上的电阻R19、连接于三极管Q6基极上的三极管Q5，分别连接于三极管 Q5基极上的电容C18、电阻R21，连接于电阻R21与电容C18之间的电阻R22，连接于电阻R22 上一端的稳压二极管ZD2，连接于稳压二极管ZD2负端与三极管Q6基极之间的电阻R20，与电阻R20连接的三极管Q4，连接于三极管Q4基极上的三极管Q3，连接于三极管Q4上的集 电极与发射极之间的电阻R7及二极管D6，所述的电阻R7与二极管D6串联连接，连接于三 极管Q3基极与发射极之间的电阻R9、电容C17及二极管D7。依据上述主要技术特征，所述的升压辅助电路模块包括内置开关管的集成电路电 压调节器U1，设置于集成电路电压调节器Ul上的引脚1至引脚8，连接于引脚8上的电阻 R1，连接于引脚1上的二极管D3，连接于引脚3上的电容C7、该电容C7另一端连接于引脚 2和引脚4的共同端上的，且接接地端，连接于二极管D3与电阻R4之间的电容C8，连接于 引脚5上的电阻R2、R3，所述的电阻R3 —端连接于二极管D3上的，连接于二极管D3输入 端上的电感L3，连接于电感L3上的电阻R8及二极管D2，连接于该二极管D2上的电阻R5。依据上述主要技术特征，所述的PWM控制模块包括PWM控制器U201，设置于U201 上的引脚1至引脚8，连接于引脚2上的电阻Rll及电容C12，连接于电容C12上的二极管 D4，连接于二极管D4输出端上的电阻R23，该电阻R23的另一端与引脚8连接的，连接于引 脚3上的电阻R15、R17及电容C13、C14，连接于电阻R17与电容C14共有端上的电容C15、 C16及二极管D5，连接于引脚7上的电容C9，连接于引脚4与引脚8之间的电阻R18。本实用新型的有益技术效果因在同步整流管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 —端之间设置有升压辅助电路 模块，使得将传统的升压电路中的整流二极管更换为同步整流管K02，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，所以，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进行高效率的升压转换，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发生。
以下结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1是现有中传统的升压转换电路的结构示意图；图2是本实用新型中升压同步整流转换电路的方框原理示意图；图3是本实用新型中升压同步整流转换电路的电路图；图4是本实用新型中内置开关管的集成电路电压调节器的原理图；图5是本实用新型中PWM控制IC的原理图。
具体实施方式请参考图2至图5所示，下面结合具体实施例来说明一种升压同步整流转换电路， 其包括输入端与输出端共地连接的PWM控制模块，连接于Vout端与Vin端之间电感L02，分 别连接于Vout端或Vin端与GND端之间的电容C03、C04,连接于Vout端与GND端之间的 电阻R05、R06,连接于电感L02与同步整流管K02之间的相交点与GND端之间的且连接于 PWM控制模块上的开关管KOl，在Vout端与Vin端之间设置有与电感L02串联连接的同步 整流管K02，Vout端与Vin端之间的中间处与两个GND端之间的中间处之间设置有与连接 PWM控制模块上的开关管KOl ；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 —端之间设置有升压辅助电路模块。所述的同步整流管K02包括N沟道场效应管Q2，连接于N沟道场效应管Q2 —端与 栅极端之间电阻R6 ；所述的N沟道场效应管Q2的另一端还连接有电容C2、C3、C4、C5、C10， 电阻R12、R13、R14、R16及电感L2 ；所述的同步整流管K02为N沟道场效应管的N MOSFET管。所述的开关管KOl包括N沟道场效应管Q1、连接于Ql栅极上的电阻R10、二极管 Dl及稳压二极管ZDl ；所述的二极管Dl与稳压二极管ZDl并联连接。所述的倒相驱动与回灌抑制模块包括三极管Q6、连接于三极管Q6的集电极上的 电阻R19、连接于三极管Q6基极上的三极管Q5，分别连接于三极管Q5基极上的电容C18、电 阻R21，连接于电阻R21与电容C18之间的电阻R22，连接于电阻R22上一端的稳压二极管 ZD2，连接于稳压二极管ZD2负端与三极管Q6基极之间的电阻R20，与电阻R20连接的三极 管Q4，连接于三极管Q4基极上的三极管Q3，连接于三极管Q4上的集电极与发射极之间的 电阻R7及二极管D6，所述的电阻R7与二极管D6串联连接，连接于三极管Q3基极与发射极 之间的电阻R9、电容C17及二极管D7。倒相驱动与回灌抑制模块中的倒相驱动是指对信号 进行180度反向后再放大，推动后面的功率电路，其中的回灌抑制是并联在驱动电路上的 独立电路。 所述的升压辅助电路模块包括内置开关管的集成电路电压调节器Ul，设置于集成 电路电压调节器Ul上的引脚1至引脚8，连接于引脚8上的电阻R1，连接于引脚1上的二 极管D3，连接于引脚3上的电容C7、该电容C7另一端连接于引脚2和引脚4的共同端上的， 且接接地端，连接于二极管D3与电阻R4之间的电容C8，连接于引脚5上的电阻R2、R3，所 述的电阻R3 —端连接于二极管D3上的，连接于二极管D3输入端上的电感L3，连接于电感 L3上的电阻R8及二极管D2，连接于该二极管D2上的电阻R5。所述的PWM控制模块包括PWM控制器U201，设置于PWM控制器U201上的引脚1至 引脚8，连接于引脚2上的电阻Rll及电容C12，连接于电容C12上的二极管D4，连接于二 极管D4输出端上的电阻R23，该电阻R23的另一端与引脚8连接的，连接于引脚3上的电 阻R15、R17及电容C13、C14，连接于电阻R17与电容C14共有端上的电容C15、C16及二极 管D5，连接于引脚7上的电容C9，连接于引脚4与引脚8之间的电阻R18。升压辅助电路模块中，内置开关管的集成电路电压调节器Ul (MC34063)是集成功 率管的能低压启动工作的PWM控制模块控制芯片。电阻R8、二极管D2提供启动电流，升压 辅助电路模块输出稳定的电压后，PWM控制模块控制电路正常工作，电阻R5再将输出电压 馈送到升压辅助电路模块，维持辅助电源单元的稳定工作。PWM控制模块中，PWM控制器U201(UC2843)的输入电压达到正常的工作范围后， PWM控制器U201启动，输出PWM脉冲的一路经稳压二极管ZDl与并联的Dl去控制开关管 Ql，同时，另一路PWM脉冲经过倒相驱动电路部分进行PWM脉冲倒相变换后驱动同步整流管 K02、开关管Ql和同步整流管K02的交替工作，实现升压同步整流转换。PWM控制器U201采 用普通电流模式的PWM控制IC。倒相驱动与回灌抑制模块中，PWM脉冲分别经过电阻R9、电容C17、三极管Q3、三极 管Q4等元件进行反相变换、整形后，驱动同步整流管K02工作。当PWM脉冲是高电平时，开 关管Ql导通，同步整流管K02截止，电感Ll储存能量；当PWM脉冲是低电平时，开关管Ql截止，同步整流管K02导通，电感Ll储存的能量经同步整流管K02流向负载。其中的回灌抑 制电路作用是断电后，辅助电源电路由于输入端电压降低，输出的辅助电源电压逐渐降低， 当降低到不能维持PWM控制器U201工作时，PWM脉冲输出脚会输出常低电平，三极管Q2会 出现常高电平而导通，此时稳压二极管ZD2、电阻R21、电阻R22、三极管Q5检测到PWM控制 器U201的供电电压接近停止工作电压时，会输出高电平控制三极管Q6饱和导通，使同步整 流管K02为低电平而截止，这样避免出现输出电压高于输入电压时，同步整流管K02持续导 通引起电流回灌现象。基于上述，虽然通过实施例描绘了本发明创造，本领域普通技术人员知道，本发明 创造有许多变形和变化而不脱离本发明创造的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和 变化而不脱离本发明创造的精神。综上所述，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 —端之间设置有升压辅助电路模块，使得将传统 的升压电路中的整流二极管更换为同步整流管K02，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，所以，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进行高效率的升压转换，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发生。
权利要求一种升压同步整流转换电路，其包括输入端与输出端共地连接的PWM控制模块，连接于Vout端与Vin端之间电感L02，分别连接于Vout端或Vin端与GND端之间的电容C03、C04，连接于Vout端与GND端之间的电阻R05、R06，连接于电感L02与同步整流管K02之间的相交点与GND端之间的且连接于PWM控制模块上的开关管K01，其特征在于在Vout端与Vin端之间设置有与电感L02串联连接的同步整流管K02，Vout端与Vin端之间的中间处与两个GND端之间的中间处之间设置有与连接PWM控制模块上的开关管K01；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。
2.根据权利要求1所述的升压同步整流转换电路，其特征在于所述的同步整流管K02 包括N沟道场效应管Q2，连接于N沟道场效应管Q2 —端与栅极端之间电阻R6 ；所述的N沟 道场效应管Q2的另一端还连接有电容C2、C3、C4、C5、C10,电阻R12、R13、R14、R16及电感 L2 ；所述的同步整流管K02为N沟道场效应管的N M0SFET管。
3.根据权利要求1所述的升压同步整流转换电路，其特征在于所述的开关管K01包 括N沟道场效应管Q1、连接于N沟道场效应管Q1栅极上的电阻R10、二极管D1及稳压二极 管ZD1 ；所述的二极管D1与稳压二极管ZD1并联连接。
4.根据权利要求1所述的升压同步整流转换电路，其特征在于所述的倒相驱动与回 灌抑制模块包括三极管Q6、连接于三极管Q6的集电极上的电阻R19、连接于三极管Q6基极 上的三极管Q5，分别连接于三极管Q5基极上的电容C18、电阻R21，连接于电阻R21与电容 C18之间的电阻R22，连接于电阻R22上一端的稳压二极管ZD2，连接于稳压二极管ZD2负端 与三极管Q6基极之间的电阻R20，与电阻R20连接的三极管Q4，连接于三极管Q4基极上的 三极管Q3，连接于三极管Q4上的集电极与发射极之间的电阻R7及二极管D6，所述的电阻 R7与二极管D6串联连接，连接于三极管Q3基极与发射极之间的电阻R9、电容C17及二极 管D7。
5.根据权利要求1所述的升压同步整流转换电路，其特征在于所述的升压辅助电路 模块包括内置开关管的集成电路电压调节器U1，设置于U1上的引脚1至引脚8，连接于引 脚8上的电阻R1，连接于引脚1上的二极管D3，连接于引脚3上的电容C7、该电容C7另一 端连接于引脚2和引脚4的共同端上的，且接接地端，连接于二极管D3与电阻R4之间的电 容C8，连接于引脚5上的电阻R2、R3，所述的电阻R3 —端连接于二极管D3上的，连接于二 极管D3输入端上的电感L3，连接于电感L3上的电阻R8及二极管D2，连接于该二极管D2 上的电阻R5。
6.根据权利要求1所述的升压同步整流转换电路，其特征在于所述的PWM控制模块 包括PWM控制器U201，设置于PWM控制器U201上的引脚1至引脚8，连接于引脚2上的电阻 R11及电容C12，连接于电容C12上的二极管D4，连接于二极管D4输出端上的电阻R23，该 电阻R23的另一端与引脚8连接的，连接于引脚3上的电阻R15、R17及电容C13、C14，连接 于电阻R17与电容Q4共有端上的电容C15、C16及二极管D5，连接于引脚7上的电容C9， 连接于引脚4与引脚8之间的电阻R18。
专利摘要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。
文档编号H02M3/10GK201629669SQ200920296829
公开日2010年11月10日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者李建新 申请人:瑞谷科技(深圳)有限公司