一种谐振整流装置、谐振整流控制方法及装置制造方法
【专利摘要】本公开是关于一种谐振整流装置、谐振整流控制方法及装置。所述谐振整流装置，将谐振整流装置的次级端中的整流二极管换成MOS管。本公开用于通过谐振整流电路初级端和次级端的谐振和同步整流，实现电量利用率的提高。
【专利说明】一种谐振整流装置、谐振整流控制方法及装置
【技术领域】
[0001] 本公开涉及应用电路【技术领域】，尤其涉及一种谐振整流装置、谐振整流控制方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 随着电子设备的功能越来越复杂，而交互界面越来越简单的趋势，必然导致控制 芯片的集成度越来越高，功耗也越来越大。对芯片的应用电路来说，需要通过更合理的电路 拓扑结构和合理的逻辑控制电路实现提高效率。
[0003] 相关技术中，主要采用使用谐振的方式，将变压器初级能量传递到次级输出的电 路。升压电路将电压升到预设电压后，由两颗场效应晶体管组成的半桥电路控制预设电压 给电容充电。而串联的电容和变压器构成LC谐振电路，谐振电路的能量由变压器从初级传 递到次级，次级接收到能量后，通过整流二极管将能量传递给负载，供负载使用。
[0004] 相关技术中存在如下问题：
[0005] (1)由于变压器有漏感的存在，所以这种将电容和变压器并联的方式，并非真正意 义上的谐振电路，也就是说，LC并未工作在谐振点。而且变压器的漏感不是一个常数，只能 控制在某个区间内，所以该电路如果按照谐振频率
【权利要求】
1. 一种谐振整流装置，其特征在于，包括：初级输入模块、次级输出模块及变压器， 所述初级输入模块将能量通过所述变压器传递到所述次级输出模块； 所述初级输入模块包括，串联于电压源与地之间的第一场效应晶体管和第二场效应晶 体管；连接于第一场效应晶体管的源极和漏极之间的第一结电容；连接于第二场效应晶体 管的源极和漏极之间的第二结电容；连接于所述变压器初级线圈两端的第一电感，所述第 一电感的一端通过第一电容连接于所述第一场效应晶体管和第二场效应晶体管之间，所述 第一电感的另一端与地连接； 所述次级输出模块包括：第三场效应晶体管的源极与所述变压器次级线圈的一端连 接，第四场效应晶体管的源极与所述变压器次级线圈的另一端连接；所述第三场效应晶体 管的漏极与所述第四场效应晶体管的漏极连接，并通过并联的第二电容和第一电阻连接于 所述次级输出模块的输出端。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述初级输入模块还包括：第二电感； 所述第一电感的一端通过串联的第一电容和第二电感连接于所述第一场效应晶体管 和第二场效应晶体管之间。
3. -种谐振整流控制方法，其特征在于，用于对所述述权利要求1或2的谐振整流装置 进行控制，所述方法包括： 在一个工作周期的第一时间段，控制第一场效应晶体管和第二场效应晶体管导通，控 制第三场效应晶体管截止，使得初级输出模块从电源接收能量；控制所述第三场效应晶体 管导通，使得所述初级输出模块存储的能力通过变压器向次级输出模块传递；控制所述第 三场效应晶体管先于所述第一场效应晶体管截止，使得所述初级输出模块不再向所述次级 输出模块传递能量，所述次级输出模块存储能量； 在所述工作周期的第二时间段，控制第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效 应晶体管和第四场效应晶体管截止，使得所述第二场效应晶体管的第二结电容放电，第二 场效应晶体管在下一个导通周期处于零电压切换状态，对所述第一场效应晶体管的第一结 电容充电，直到所述第一结电容两端电压达到所述电源电压； 在所述工作周期的第三时间段，控制第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效 应晶体管和第四场效应晶体管截止，使得所述初级输出模块不再向所述次级输出模块传递 能量，所述次级输出模块输出能量； 在所述工作周期的第四时间段，控制第二场效应晶体管和第四场效应晶体管相继导 通，使得所述初级输出模块向所述次级输出模块传递能量，所述次级输出模块存储能量； 在所述工作周期的第五时间段，控制第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效 应晶体管和第四场效应晶体管截止，使得所述第一场效应晶体管的第一结电容放电，第一 场效应晶体管在下一个导通周期处于零电压切换状态，所述初级输出模块向所述次级输出 模块传递能量，所述次级输出模块输出能量。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 获取所述第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的导通时间，所述导通时间根据以下 公式计算：
其中，T为所述第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的导通时间，L为所述初级输出 模块中第二电感的电感值，(；为所述初级输出模块中第一电容的电容值。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一场效应晶体管和第二场效应晶 体管的导通时间大于所述第三场效应晶体管和第四场效应晶体管的导通时间。
6. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 控制所述第三场效应晶体管和第四场效应晶体管的次级驱动信号的脉宽相对于控制 所述第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的初级驱动信号的脉宽延迟预设延迟时间，所 述预设延迟时间包括：预设导通延迟时间和预设截止延迟时间，所述预设导通延迟时间用 于控制所述第三场效应晶体管和第四场效应晶体管延迟导通，所述预设截止延迟时间用于 控制所述第三场效应晶体管和第四场效应晶体管延迟截止。
7. -种谐振整流控制装置，其特征在于，用于对所述述权利要求1或2的谐振整流装置 进行控制，所述装置包括： 第一控制模块，用于在一个工作周期的第一时间段，控制第一场效应晶体管和第二场 效应晶体管导通，控制第三场效应晶体管截止，使得初级输出模块从电源接收能量；控制所 述第三场效应晶体管导通，使得所述初级输出模块存储的能力通过变压器向次级输出模块 传递；控制所述第三场效应晶体管先于所述第一场效应晶体管截止，使得所述初级输出模 块不再向所述次级输出模块传递能量，所述次级输出模块存储能量； 在所述工作周期的第二时间段，控制第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效 应晶体管和第四场效应晶体管截止，使得所述第二场效应晶体管的第二结电容放电，第二 场效应晶体管在下一个导通周期处于零电压切换状态，对所述第一场效应晶体管的第一结 电容充电，直到所述第一结电容两端电压达到所述电源电压； 在所述工作周期的第三时间段，控制第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效 应晶体管和第四场效应晶体管截止，使得所述初级输出模块不再向所述次级输出模块传递 能量，所述次级输出模块输出能量； 在所述工作周期的第四时间段，控制第二场效应晶体管和第四场效应晶体管相继导 通，使得所述初级输出模块向所述次级输出模块传递能量，所述次级输出模块存储能量； 在所述工作周期的第五时间段，控制第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效 应晶体管和第四场效应晶体管截止，使得所述第一场效应晶体管的第一结电容放电，第一 场效应晶体管在下一个导通周期处于零电压切换状态，所述初级输出模块向所述次级输出 模块传递能量，所述次级输出模块输出能量。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 获取模块，用于获取所述第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的导通时间，所述导 通时间根据以下公式计算：
其中，T为所述第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的导通时间，L为所述初级输出 模块中第二电感的电感值，(；为所述初级输出模块中第一电容的电容值。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第二控制模块，用于控制所述第三场效应晶体管和第四场效应晶体管的次级驱动信号 的脉宽相对于控制所述第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的初级驱动信号的脉宽延 迟预设延迟时间，所述预设延迟时间包括：预设导通延迟时间和预设截止延迟时间，所述预 设导通延迟时间用于控制所述第三场效应晶体管和第四场效应晶体管延迟导通，所述预设 截止延迟时间用于控制所述第三场效应晶体管和第四场效应晶体管延迟截止。
【文档编号】H02M7/217GK104333240SQ201410676697
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】范杰, 石新明, 孙伟 申请人:小米科技有限责任公司