[发明专利]一种自带防倒灌保护的同步整流BOOST电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源转换技术领域，尤其是涉及一种自带防倒灌保护的同步整流BOOST电路。

背景技术

带有同步整流的BOOST升压转换器应用已非常广泛，主开关管和同步整流管工作在互补模式，可以得到很高的转换效率；但是这一传统的做法有个缺陷，当转换器工作在轻载或空载状态时，同步整流管上会出现负电流，此时虽然输出电流很小，但是电感、主开关管、同步整流管上却有较大的电流流过，使能量在输入电容和输出电容之间反复转换，虽然只要控制得当不会对负载造成什么影响，但是反复循环的电流却会白白增加损耗，使得即使空载上述器件仍然会消耗不少功耗；另外，在一些特殊使用场合，例如多个同步BOOST转换器并联工作或者输出端并有蓄电池时，一旦输出端电压被外力太高，就会发生输出向输入端倒灌的现象，严重时会损坏前端电源。

发明内容

本发明在BOOST电路中同步整流上管的源极串入一只检流电阻，用比较器检测电流的正反向，再控制驱动电路，使得当同步整流管正向电流降到0甚至出现反向电流时关断同步管；上述比较器、同步整流上管驱动及控制电路可以简单的自举电路获得电源，能有效克服上述缺陷，实现在BOOST转换器轻载工作时当同步整流上管电流降到零时自动关闭同步整流，无须外加信号进行控制。其设计合理、结构简单、可靠性好、安全节能、成本低廉，有效解决了现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自带防倒灌保护的同步整流BOOST电路，包括PWM发生器，主开关管Q1，同步整流管Q2,BOOST电感L1，输入滤波电容C2，输出滤波电容C3，其特征在于：所述同步整流管Q2增加了电流检测及判断电路和驱动及控制电路，以及给上述电路供电的自举供电电路；所述PWM发生器的一个输出端与驱动及控制电路的一个输入端相连，PWM发生器的另一个输出端通过驱动电路与主开关管Q1栅极相连，所述驱动及控制电路的输出端与同步整流管Q2的栅极相连，所述电流检测及判断电路连接在同步整流管Q2与驱动及控制电路之间，所述BOOST电感L1的一端与电源相连，另一端与自举供电电路相连，所述自举供电电路与主开关管Q1的漏极相连；所述输入滤波电容C2正极与电源相连，负极与主开关管Q1的源极相连；所述同步整流管Q2、主开关管Q1之间连接有电流检测及判断电路，所述输出滤波电容C3与主开关管Q1、电流检测及判断电路同步整流管Q2依次连接组成的串联电路并联。

上述的同步整流BOOST电路，其特征在于，同步整流管电流检测及判断电路包括串联在同步整流管Q2源极的检流电阻R1和电压比较器U1，且检流电阻R1跨接在电压比较器U1的两输入端之间，其中检流电阻R1与同步整流管Q2源极相连的一端接电压比较器U1负极输入端，所述电压比较器U1的输出端与驱动及控制电路的另一个输入端相连。

上述的同步整流BOOST电路，其特征在于，同步整流管驱动及控制电路包括由与门电路控制的驱动电路。

上述的同步整流BOOST电路，其特征在于，自举供电电路中包括自举二极管D1及与自举二极管D1串联的自举电容C1。

上述的同步整流BOOST电路，其特征在于，所述电压比较器U1负极输入端与同步整流管Q2的源极相连，电压比较器U1正极输入端与主开关管Q1的漏极相连。

上述的同步整流BOOST电路，其特征在于，所述输出滤波电容C3正极与同步整流管Q2的漏极相连，输出滤波电容C3负极与主开关管Q1的源极相连，且输出滤波电容C3正极为接负载端。

上述的同步整流BOOST电路，其特征在于，同步整流管驱动及控制电路不限于由与门电路控制的驱动电路。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

1、本发明可以有效降低同步boost转换器在轻载时的转换损耗，提升效率；

2、本发明可以有效防止BOOST转换器电路输出端对输入端的电流倒灌，在某些场合，输出端并联其它电源或者蓄电池的情况下，防止电流倒灌，可有效保护前端电源，尤其是当前端电源是燃料电池等对反向电流敏感的电源的时候。

综上所述，本发明能有效克服BOOST转换器电路输出端对输入端的电流倒灌缺陷，实现在BOOST转换器轻载工作时当同步整流上管电流降到零时自动关闭同步整流，无须外加信号进行控制。其设计合理、结构简单、可靠性好、安全节能、成本低廉，有效解决了现有技术的不足。

附图说明

图1为本发明的同步整流BOOST电路原理图；

图2为常用同步BOOST转换器原理图；

图3为同步整流管电流波形对比图；