一种实现上下管都能ZVS的BUCK降压电路的制作方法

文档序号:42448055发布日期:2025-07-15 22:03阅读:70来源:国知局

本技术涉及buck降压电路,特别是一种实现上下管都能zvs的buck降压电路。


背景技术:

1、目前消费类电子产品种类越来越多,导致需要的充电设备也越来越多,各数码电商配件厂家也相应推出了多口输出充电器。目前消费类电子产品多为快充,且同时充电时,每一个口输出电压不会一样,所以要求每一个口尽量是独立的电路,目前市面上常见的结构如图1所示,主要分两部份组成,首先ac to dc然后再dc to dc,也就是先市电交流经开关电源转换为直流总输出,再直流转不同电压的直流输出,且为了携带方便体积也越来越小,体积越来越小,只能把充电能效越做越高,产品的开关频率也只能越做越高。由于输出到usb端口再到给电子产品供电经过了两级电路,先ac-dc再dc-dc,每一部份电路都有损耗,损耗越大,效率也越低。相同要求下的温度,那产品尺寸也要求越大。

2、目前,dc-dc电路一般使用buck降压电路实现,buck电路如图2所示:又称降压电路,其基本特征是dc-dc转换电路,输出电压低于输入电压。输入电流为脉动的,输出电流为连续的。如图2所示,实现交流电转直流(ac-dc)的开关电源的输出在这里是作为buck的直流输入vin,有两个开关,一般可以采用mos管也可以用其它开关器件实现,这里用k1表示电子开关,由pwm信号控制的电子开关,k2是一二极管,它的作用就是单向导通,很多时候也用电子开关实现,k1、k2在使用mos管实现时,也分别称为上管和下管,

3、目前为了提高效率降低损耗,从而降低发热量,量终减小产品尺寸,研发工程师对电路区块分别进行提升效率。材料上采用先进的高频低损耗材料,电路架构ac-dc采用目前最先进的llc谐振架构,接近完美。dc-dc采用通用的buck降压电路如图2,然而目前buck降压电路存在一个高输入低输出的转换效率低问题,且dc-dc工作频率越高效率越低的问题,这次主要是改进dc--dc转换效率低的问题。

4、如图2所示:buck电路目前主要损耗在开关管k1,开关管k2,电感l上面,电感l损耗由材料决定,与目前的架构影响不大,可以根据成本自行定制,开关管k1,开关管k2为mos半导体器件,材料上可以要求做到最低损耗,但目前的电路架构特性也对损耗决定很大。从图2中看出,目前buck降压电路开关管k2损耗相对较低,工作在软开关状态,能够实现zvs开通,但开关管k确工作在硬开关状态,导致开关损耗异常大,目前市面上现成的buck降压电路无法实现软开关zvs,从而也导致了充电器发热增加,5v档能效不能满足要求。


技术实现思路

1、本实用新型针对目前buck降压电路中能效不能满足用户要求的不足,提供一种实现上下管都能zvs的buck降压电路,该电路中不但开关管k2实现zvs开通,开关管k1也能实现zvs开通,提高能效。

2、本实用新型的技术方案是:一种实现上下管都能zvs的buck降压电路,将输入直流电源vin降压转换成输出直流电源vout;包括上管q1和下管q2、电感l1、电解电容ec1;所述的上管q1和下管q2均采用mos管,输入直流电源vin的阳极接上管q1的漏极,上管q1的源极分别接电感l1的一端和下管q2的漏极,下管q2的源极接输入直流电源vin的阴极;电感l1的另一端接电解电容ec1的阳极,电解电容ec1的阴极接输入直流电源vin的阴极;

3、还包括通过检测电感两端的电压而控制上管q1和下管q2,以使上管q1工作在zvs模式下的控制芯片u1,所述的控制芯片产生控制信号分别接上管q1和下管q2的栅极。

4、进一步的,上述的实现上下管都能zvs的buck降压电路中:所述输入直流电源vin为21vdc,输出直流电源vout在5vdc-20vdc之间。

5、进一步的,上述的实现上下管都能zvs的buck降压电路中:检测电感l1两端电压大于设定值为9v。

6、进一步的,上述的实现上下管都能zvs的buck降压电路中:电感l1过零检测时,采用电感下游与地之间的分压电阻r2、r3,当分压电阻r2和r3之间的电压为0v时,控制芯片判断过零。

7、进一步的,上述的实现上下管都能zvs的buck降压电路中:开通一下下管q2的时间为200ns。

8、进一步的,上述的实现上下管都能zvs的buck降压电路中:电解电容ec1给电感l1反灌电流为84ma。

9、进一步的,上述的实现上下管都能zvs的buck降压电路中:电解ec1设定为470uf;下管q2和上管q1的结电容均设定为200pf。

10、本实用新型中,由于上管也能实现zvs,因此,能效将能提高。

11、下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细地说明。



技术特征:

1.一种实现上下管都能zvs的buck降压电路,将输入直流电源vin降压转换成输出直流电源vout;包括上管q1和下管q2、电感l1、电解电容ec1;其特征在于:所述的上管q1和下管q2均采用mos管,输入直流电源vin的阳极接上管q1的漏极,上管q1的源极分别接电感l1的一端和下管q2的漏极,下管q2的源极接输入直流电源vin的阴极;电感l1的另一端接电解电容ec1的阳极,电解电容ec1的阴极接输入直流电源vin的阴极;

2.根据权利要求1所述的实现上下管都能zvs的buck降压电路,其特征在于:所述输入直流电源vin为21vdc,输出直流电源vout在5vdc-20vdc之间。

3.根据权利要求2所述的实现上下管都能zvs的buck降压电路,其特征在于:检测电感l1两端电压大于设定值为9v。

4.根据权利要求2所述的实现上下管都能zvs的buck降压电路,其特征在于:开通一下下管q2的时间为200ns。

5.根据权利要求2所述的实现上下管都能zvs的buck降压电路,其特征在于:电解电容ec1给电感l1反灌电流为84ma。

6.根据权利要求2所述的实现上下管都能zvs的buck降压电路,其特征在于:电解ec1设定为470uf;下管q2和上管q1的结电容均设定为200pf。


技术总结
本技术是一种实现上下管都能ZVS的BUCK降压电路,还包括控制芯片U1,还包括通过检测电感两端的电压而控制上管Q1和下管Q2,以使上管Q1工作在ZVS模式下的控制芯片U1,所述的控制芯片产生控制信号分别接上管Q1和下管Q2的栅极;所述的控制芯片产生控制信号分别接上管Q1和下管Q2的栅极。本技术中,由于上管也能实现ZVS,因此,能效将能提高。

技术研发人员:任海龙,郭碧松,胡姜宇,曹凯,罗扬
受保护的技术使用者:东莞市优琥电子科技有限公司
技术研发日:20240815
技术公布日:2025/7/14
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!