系数，I 81为维符所还弟二功率管导通的栅极电流，C1S所述第一自举 电容的电容值，V11为所述第一辅助电源提供的隔离型驱动电压，Vfi为所述第一二极管的导 通压降，V nwsl为所述第二功率管的导通压降，V21为维持所述第二功率管导通的最小允许驱 动电压，Q gl为所述第二功率管的栅极电荷，k4为第四系数，R1为所述第一充电回路的等效 电阻值； 在输入电压低于第二输出电压门限值的情况下，所述控制器控制所述第三功率管以第 三开关频率和第三占空比运行； 所述第三开关频率fs3大于或等吁
所述第三占空比大于或者等弓
其中，k5为第五系数，Ig2为维持所述第四功率管导通的栅极电流，（：2为所述第二自举 电容的电容值，V12为所述第二辅助电源提供的隔离型驱动电压，Vf2为所述第二二极管的导 通压降，V ms2为所述第四功率管的导通压降，V22为维持所述第四功率管导通的最小允许驱 动电压，Q g2为所述第四功率管的栅极电荷，k6为第六系数，R2为所述第二充电回路的等效 电阻值。
7. -种两象限DC/DC变换电路，其特征在于，包括：DC/DC变换单元、自举驱动单元和控 制器； 所述DC/DC变换单元包括第一功率管和第二功率管，所述第二功率管的漏极连接至正 输入端，所述第二功率管的源极连接至第一功率管的漏极，所述第一功率管的源极连接至 负输入端，所述第一功率管和所述第二功率管的公共端为所述变换电路的输出端； 所述自举驱动电路包括驱动芯片、二极管和自举电容，所述驱动芯片用于对输入信号 进行放大处理，所述驱动芯片的输入端与所述控制器连接，所述驱动芯片的输出端分别与 所述第一功率管和所述第二功率管的栅极连接，所述自举电容的第一端分别与所述二极管 的阴极以及所述第二功率管的栅极连接，所述自举电容的第二端与所述第一功率管的漏极 连接，所述二极管的阳极连接至辅助电源的正极，所述二极管、所述自举电容和所述第一功 率管构成充电回路，所述自举电容为所述第二功率管提供驱动电荷； 所述控制器在所述两象限DC/DC变换电路工作在第一象限，且输入电压上升至输出电 压门限值的情况下，降低所述第一功率管的开关频率和占空比，并且在所述第一功率管导 通期间向所述自举电容充入的电荷能够维持所述第二功率管所需的驱动电荷，其中，所述 第一功率管和所述第二功率管互补导通。
8. 根据权利要求7所述的两象限DC/DC变换电路，其特征在于，在所述两象限同步整流 DC/DC变换电路工作在第一象限，且输入电压上升至输出电压门限值的情况下，所述控制器 控制所述第一功率管以第四开关频率和第四占空比运行； 所述第四开关频率fs4大于或等于
所述第四占空比大于或等于
其中，k7为第七系数，Ig3为维持所述第二功率管导通的栅极电流，C3为所述自举电容的 电容值，V13为所述辅助电源提供的隔离型驱动电压，Vf3为所述二极管的导通压降， 所述第二功率管的导通压降，V23为维持所述第二功率管导通的最小允许驱动电压，Q g3为所 述第二功率管的栅极电荷，k8为第八系数，R 3为所述充电回路的等效电阻值。
9. 一种四象限DC/DC变换电路，其特征在于，包括：DC/DC变换单元、第一自举驱动单 元、第二自举驱动单元和控制器； 所述DC/DC变换单元包括第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，所述第 二功率管的漏极连接至正输入端，所述第二功率管的源极连接至所述第一功率管的漏极， 所述第一功率管的源极连接至负输入端，所述第一功率管和所述第二功率管的公共端为所 述变换电路的正输出端，所述第四功率管的漏极连接至正输入端，所述第四功率管的源极 连接至所述第三功率管的漏极，所述第三功率管的源极连接至负输入端，所述第三功率管 和所述第四功率管的公共端为所述变换电路的负输出端； 所述第一自举驱动单元包括第一驱动芯片、第一二极管和第一自举电容，所述第一驱 动芯片用于对输入信号进行放大处理，所述第一驱动芯片的输入端与所述控制器连接，所 述第一驱动芯片的输出端分别与所述第一功率管和所述第二功率管的栅极连接，所述第一 自举电容的第一端分别与所述第一二极管的阴极以及所述第二功率管的栅极连接，所述第 一自举电容的第二端与所述第一功率管的漏极连接，所述第一二极管的阳极连接至第一辅 助电源的正极，所述第一二极管、所述第一自举电容和所述第一功率管构成第一充电回路， 所述第一自举电容为所述第二功率管提供驱动电荷； 所述第二自举驱动单元包括第二驱动芯片、第二二极管和第二自举电容，所述第二驱 动芯片对输入信号进行放大处理，所述第二驱动芯片的输入端与所述控制器连接，所述第 二驱动芯片的输出端分别与所述第三功率管和所述第四功率管的栅极连接，所述第二自举 电容的第一端分别与所述第二二极管的阴极以及所述第四功率管的栅极连接，所述第二自 举电容的第二端与所述第三功率管的漏极连接，所述第二二极管的阳极连接至第二辅助电 源的正极，所述第二二极管、所述第二自举电容和所述第三功率管构成第二充电回路，所述 第二自举电容为所述第四功率管提供驱动电荷； 所述控制器在所述四象限同步整流DC/DC变换电路工作在第一象限或第二象限，且输 入电压低于第三输出电压门限值的情况下，降低所述第一功率管的开关频率和占空比，并 且在所述第一功率管导通期间向所述第一自举电容充入的电荷能够维持所述第二功率管 所需的驱动电荷，其中，所述第一功率管和所述第二功率管互补导通；所述控制器在所述四 象限同步整流DC/DC变换电路工作在第三象限或第四象限，且输入电压低于第四输出电压 门限值的情况下，降低所述第三功率管的开关频率和占空比，并且在所述第三功率管导通 期间向所述第二自举电容充入的电荷能够维持所述第四功率管所需的驱动电荷，其中，所 述第三功率管和所述第四功率管互补导通。
10. 根据权利要求9所述的四象限DC/DC变换电路，其特征在于，
在所述四象限同步整流DC/DC变换电路工作在第一象限或第二象限，且输入电压低于 第三输出电压门限值的情况下，所述控制器控制所述第一功率管以第五开关频率和第五占 空比运行； 所述第五开关频率fs5大于或等于 所述第五占空比大于或等于
其中，k9为第九系数，Ig4为维持所述第二功率管导通的栅极电流，（：4为所述第一自举 电容的电容值，V14为所述第一辅助电源提供的隔离型驱动电压，Vf4为所述第一二极管的导 通压降，V ms4为所述第二功率管的导通压降，V24为维持所述第二功率管导通的最小允许驱 动电压，Q g4为所述第二功率管的栅极电荷，k1(l为第十系数，R4为所述第一充电回路的等效 电阻值；
在所述四象限同步整流DC/DC变换电路工作在第三象限或第四象限，且输入电压低于 所述第三输出电压门限值的情况下，所述控制器控制所述第三功率管以第六开关频率和第 六占空比运行； 所述第六开关频率fs6大于或等于 所述第六占空比大于或等=
其中，kn为第十一系数，I g5为维持所述第四功率管导通的栅极电流，C5为所述第二自 举电容的电容值，V15为所述第二辅助电源提供的隔离型驱动电压，Vf5为所述第二二极管的 导通压降，V ms5为所述第四功率管的导通压降，V25为维持所述第四功率管导通的最小允许 驱动电压，Q g5为所述第四功率管的栅极电荷，k12为第十二系数，1?5为所述第二充电回路的 等效电阻值。
【专利摘要】本发明公开了DC/DC变换电路，包括：DC/DC变换单元、自举驱动单元和控制器；DC/DC变换单元包括第一功率管和第二功率管；自举驱动单元包括驱动芯片、二极管和自举电容，其中，二极管、自举电容和第一功率管构成充电回路，且自举电容为第二功率管提供驱动电荷；控制器在输入电压满足预设条件的情况下，降低第一功率管的开关频率和占空比，并且在第一功率管导通期间向自举电容充入的电荷能够维持第二功率管所需的驱动电荷。本发明公开的DC/DC变换电路结构简单、具有较高的转换效率。本发明还公开了双向DC/DC变换电路、两象限DC/DC变换电路和四象限DC/DC变换电路。
【IPC分类】H02M1-08, H02M3-155
【公开号】CN104767381
【申请号】CN201510214399
【发明人】崔开涌, 胡兵, 薛丽英, 刘宝其, 姜安营
【申请人】阳光电源股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月29日