一种非隔离双极性dc-dc电源逻辑控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于逻辑电路【技术领域】，公开了一种非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，包括：控制信号电路、极性切换电路以及同步整流电路；所述控制信号电路的输入端连接使能信号与PWM控制信号；所述极性切换电路的输入端连接极性切换信号SWITCH；所述控制信号电路的输出信号通过所述极性切换电路驱动所述同步整流电路动作，控制非隔离双极性DC-DC电源的AB半桥导通。本实用新型通过逻辑控制电路降低开关损耗，提升工作效率和可靠性。
【专利说明】
—种非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及逻辑电路【技术领域】，特别涉及一种非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路。
【背景技术】
[0002]双极性DC-DC是一种特殊的直流到直流的电源，它的输出极性是可以相互交换的。直流输入，直流输出；输出￥0_八和Vo_B的极性是可以相互交换的，它的输出没有固定的GND，这种极性的切换是由主控制器来控制的。
[0003]如图1所示，非隔离的双极性DC-DC使用的是全桥结构的同步整流结构，常规的双极性结构，他们的控制时序是由专用的控制芯片产生的互补的各自带有死区的4路PWM信号，这4路PWM信号分别作用于QA_H，QA_L和QB_H，QB_L,使AB半桥同时工作。
[0004]此常规结构的不足:首先专用的全桥PWM芯片稀少，价格高；在需要输出为O电压的时候，AB双桥均工作在50%的占空比下,这个时候的全桥的开关损耗很大；任何一个半桥在输入0%占空比的PWM时另外一个半桥的PWM不能为100%，否则半桥的高端开关器件将不能得到自举电压，导致高端开关器件开启不良，降低其可靠性。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种降低DC-DC电源开关损耗，提升其工作效率与可靠性的逻辑控制电路。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，包括:控制信号电路、极性切换电路以及同步整流电路；所述控制信号电路的输入端连接使能信号与PWM控制信号；所述极性切换电路的输入端连接极性切换信号SWITCH ；所述控制信号电路的输出信号通过所述极性切换电路动作，选择驱动所述同步整流电路动作，控制非隔离双极性DC-DC电源的AB半桥通断。
[0007]进一步地，所述控制信号电路包括:相与逻辑电路；所述相与逻辑电路设置两个逻辑输入端与一个逻辑输出端；所述PWM控制信号与所述使能信号分别连接两个逻辑输入端；所述相与逻辑电路的逻辑输出端连接所述极性切换电路的输入端。
[0008]进一步地，所述相与逻辑电路包括:第一与门；所述PWM控制信号与所述使能信号分别连接所述第一与门的两个输入端；所述第一与门的逻辑输出端连接所述极性切换电路的输入端。
[0009]进一步地，所述极性切换电路包括:极性信号转发电路与信号综合电路；所述极性信号转发电路输入端连接极性切换信号SWITCH，所述极性信号转发电路输出极性切换信号SWITCH与极性切换非信号SWITCH非；所述信号综合电路的输入端分别连接极性切换信号SWITCH与极性切换非信号SWITCH非；所述控制信号电路的输出信号分别与接极性切换信号SWITCH和极性切换非信号SWITCH非相与，输出两路驱动信号，驱动所述整流电路控制所述非隔离双极性DC-DC电源的AB半桥导通。
[0010]进一步地，所述信号综合电路包括:第二与门和第三与门；所述第二与门和所述第三与门的输入端分别连接所述控制信号电路的输出端；所述第二与门的另一输入端连接所述极性切换信号SWITCH ;所述第三与门的另一输入端连接极性切换非信号SWITCH非。
[0011]进一步地，所述极性信号转发电路包括:非门；所述非门的输入端连接极性切换信号SWITCH ;所述非门的输出端连接所述第三与门的输入端；所述非门的输入端与所述第二与门的输入端相连。
[0012]进一步地，所述同步整流电路包括:第一整流器件以及第二整流器件；所述第二与门的输出端与所述第一整流器件的输入端相连；所述第三与门的输出端与所述第二整流器件的输入端相连；所述第一整流器件的输出端连接非隔离双极性DC-DC电源的A半桥电位点；所述第二整流器件的输出端连接非隔离双极性DC-DC电源的B半桥电位点。
[0013]进一步地，所述第一整流器件与所述第二整流器件均为半桥同步整流器件。
[0014]进一步地，所述PWM控制信号由DC-DC控制芯片产生。
[0015]本实用新型提供的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路通过逻辑控制电路替代专用的全桥整流芯片，采用PWM信号实现与极性选择信号配合逻辑控制电路实现DC-DC电源的输出的控制；保证AB双桥中任何时候仅其中一个半桥工作，功耗小，效率高，可靠性强；输出OV时，PWM的占空比为O%，AB各半桥均停止整流，待机效率高；通过常用的逻辑器件组合使用替代高成本的全桥PWM芯片，降低使用成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有采用专用PWM全桥整流芯片的DC-DC电源结构示意图；
[0017]图2为本实用新型实施例提供的逻辑控制电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]参见图2，本实用新型实施例提供的一种非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，包括:控制信号电路、极性切换电路以及同步整流电路；控制信号电路的输入端连接使能信号与PWM控制信号，通过使能信号控制PWM信号的通断，从而控制整个逻辑电路的运转；极性切换电路的输入端连接极性切换信号SWITCH ;控制信号电路的输出信号PWM控制信号通过极性切换电路动作，选择驱动所同步整流电路动作，控制非隔离双极性DC-DC电源的AB半桥通断，从而实现DC-DC电源的输出的控制。
[0019]控制信号电路包括:相与逻辑电路；相与逻辑电路设置两个逻辑输入端与一个逻辑输出端；PWM控制信号与0FF/0N使能信号分别连接两个逻辑输入端；相与逻辑电路的逻辑输出端连接极性切换电路的输入端；从而通过使能信号与PWM控制信号的相与操作，实现PWM控制信号的输出。
[0020]相与逻辑电路包括:第一与门S1 ；PWM控制信号与0FF/0N使能信号分别连接第一与门S1的两个输入端；第一与门S1的逻辑输出端连接极性切换电路的输入端。
[0021]极性切换电路包括:极性信号转发电路与信号综合电路；极性信号转发电路输入端连接极性切换信号SWITCH，极性信号转发电路输出极性切换信号SWITCH与极性切换非信号SWITCH非；信号综合电路的输入端分别连接极性切换信号SWITCH与极性切换非信号SWITCH非；控制信号电路的输出信号分别与接极性切换信号SWITCH和极性切换非信号SWITCH非相与，输出两路驱动信号，驱动所述整流电路控制非隔离双极性DC-DC电源的AB半桥导通。
[0022]信号综合电路包括:第二与门S2和第三与门S3 ;第二与门S2和第三与门S3的输入端分别连接控制信号电路的输出端；第二与门S2的另一输入端连接极性切换信号SWITCH ；第三与门S3的另一输入端连接极性切换非信号SWITCH非；从而使得第二与门S2和第三与门S3分别能够实现PWM控制信号与极性切换信号SWITCH和极性切换非信号SWITCH非相与，即形成两路控制信号输出，二两路信号的输出电平相反。
[0023]极性信号转发电路包括:非门NOT ;非门NOT的输入端连接极性切换信号SWITCH ；非门NOT的输出端连接第三与门S3的输入端；非门NOT的输入端与第二与门S2的输入端相连；从而输出极性切换信号SWITCH与极性切换非信号SWITCH非；进而通过信号综合电路输出两路相反的控制信号。
[0024]同步整流电路包括:第一整流器件HD_A以及第二整流器件HD_B ;第二与门S2的输出端与第一整流器件HD_A的输入端相连；第三与门S3的输出端与第二整流器件HD_B的输入端相连；第一整流器件HD_A的输出端连接非隔离双极性DC-DC电源的A半桥电位点相连；第二整流器件的输出端HD_B连接非隔离双极性DC-DC电源的B半桥电位点相连；形成稳定的信号通路。第一整流器件HD_A的输出端连接DC-DC电源的A半桥电位点QA_H以及QA_L相连；第二整流器件HD_B的输出端连接DC-DC电源的B半桥电位点QB_H以及QB_L相连。
[0025]当需要输出Vo_A为正，Vo_B为负(GND)。使能信号0FF/0N被置为1，PWM信号能够通过S1的PIN1输出至IJ S1的PIN3,极性切换信号SWITCH置为I，这个时候NOT的PIN2输出0，S3的PIN2为0，所以其PIN3也为0，因而HD_B连接到QB_L为1，连接到QB_H的为0，B半桥的低端开关器件被连接至GND。而由于S2的PIN2为1，由S1的PIN3脚传输过来的PWM信号顺利通过S2的PIN1输出到S2的PIN3,这个PWM通过HD_A驱动A半桥进行同步整流工作，使Vo_A有相应的电压输出。
[0026]鉴于AB半桥对称，输出Vo_A与Vo_B可互换。
[0027]PWM为常用DC-DC控制芯片产生，0FF/0N信号是使能信号，SWITCH信号是DC-DC的极性切换信号。S1, S2，S3和NOT逻辑器件组成逻辑切换电路，HD_A和HD_B是常见的半桥同步整流器件。此结构任何时候AB半桥只有一个在工作，从而降低消耗，提升工作效率和可靠性；另外，一个半桥被半桥同步整流器件强制输出在0V，当PWM的占空比为0%的时候AB各半桥均停止，他们的输出均为0V，即DC-DC输出0V。
[0028]本是实例中，第一与门S1、第二与门S2以及第三与门S3可以是逻辑与门器件或者采用模拟开关等器件，非门NOT器件可以为逻辑非门器件或者其他分离器件搭建的非门器件。
[0029]实用新型提供的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路通过逻辑控制电路替代专用的全桥整流芯片，采用PWM信号实现与极性选择信号配合逻辑控制电路实现DC-DC电源的输出的控制；保证AB双桥中任何时候仅其中一个半桥工作，功耗小，效率高，可靠性强；输出OV时，PWM的占空比为O %，AB各半桥均停止整流，待机效率高；通过常用的逻辑器件组合使用替代高成本的全桥PWM芯片，降低使用成本。
[0030]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，包括:控制信号电路、极性切换电路以及同步整流电路；所述控制信号电路的输入端连接使能信号与PWM控制信号；所述极性切换电路的输入端连接极性切换信号SWITCH ;所述控制信号电路的输出信号通过所述极性切换电路动作，选择驱动所述同步整流电路输出，控制非隔离双极性DC-DC电源的AB半桥通断。
2.如权利要求1所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于:所述控制信号电路包括:相与逻辑电路；所述相与逻辑电路设置两个逻辑输入端与一个逻辑输出端；所述PWM控制信号与所述使能信号分别连接两个逻辑输入端；所述相与逻辑电路的逻辑输出端连接所述极性切换电路的输入端。
3.如权利要求2所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，所述相与逻辑电路包括:第一与门；所述PWM控制信号与所述使能信号分别连接所述第一与门的两个输入端；所述第一与门的逻辑输出端连接所述极性切换电路的输入端。
4.如权利要求1所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，所述极性切换电路包括:极性信号转发电路与信号综合电路；所述极性信号转发电路输入端连接极性切换信号SWITCH，所述极性信号转发电路输出极性切换信号SWITCH与极性切换非信号SWITCH非；所述信号综合电路的输入端分别连接极性切换信号SWITCH与极性切换非信号SWITCH非；所述控制信号电路的输出信号分别与接极性切换信号SWITCH和极性切换非信号SWITCH非相与，输出两路驱动信号，驱动所述整流电路控制所述非隔离双极性DC-DC电源的AB半桥导通。
5.如权利要求4所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，所述信号综合电路包括:第二与门和第三与门；所述第二与门和所述第三与门的输入端分别连接所述控制信号电路的输出端；所述第二与门的另一输入端连接所述极性切换信号SWITCH ；所述第三与门的另一输入端连接极性切换非信号SWITCH非。
6.如权利要求5所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，所述极性信号转发电路包括:非门；所述非门的输入端连接极性切换信号SWITCH ;所述非门的输出端连接所述第三与门的输入端；所述非门的输入端与所述第二与门的输入端相连。
7.如权利要求5所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，所述同步整流电路包括:第一整流器件以及第二整流器件；所述第二与门的输出端与所述第一整流器件的输入端相连；所述第三与门的输出端与所述第二整流器件的输入端相连；所述第一整流器件的输出端连接非隔离双极性DC-DC电源的A半桥电位点；所述第二整流器件的输出端连接非隔离双极性DC-DC电源的B半桥电位点。
8.如权利要求7所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，所述第一整流器件与所述第二整流器件均为半桥同步整流器件。
9.如权利要求1所述的非隔离双极性DC-DC电源逻辑控制电路，其特征在于，所述PWM控制信号由DC-DC控制芯片产生。
【文档编号】H02M3/155GK203984242SQ201420296178
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】杨兴刚 申请人:武汉森托尼激光有限公司