[實(shí)用新型]一種全橋型容差電荷泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022389622.1
• 申請日: 2020-10-25
• 公開（公告）號: CN213846538U
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬東林
• 申請（專利權(quán)）人: 燕超;燕超
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了一種全橋型的容差電荷泵，負(fù)載和容差電荷泵之間由二極管全橋電路連接，二極管一的正端連接到輸入電源的負(fù)端，負(fù)端連接到負(fù)載電路的正端；二極管三的負(fù)端連接到輸入電源的負(fù)端，正端連接到負(fù)載電路的負(fù)端；二極管二的正端連接到容差電荷泵的開關(guān)橋的下端，負(fù)端連接到負(fù)載電路的正端；二極管四的負(fù)端連接到容差電荷泵的開關(guān)橋的下端，正端連接到負(fù)載電路(RL)的負(fù)端。可以在容差電荷泵的C2、C3并聯(lián)充電和C2、C3串聯(lián)放電期間均提供電流給負(fù)載。輸出電壓是電容C2、C3并聯(lián)充電電壓的一半，輸出電流等于并聯(lián)時的充電電流，更適合做恒流電源。全橋容差電荷泵使控制開關(guān)的數(shù)量由5個減少到3個，更容易實(shí)現(xiàn)，控制更簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)屬于電能變換領(lǐng)域，具體實(shí)現(xiàn)DC-DC降壓功能。

背景技術(shù)

在專利容差電荷泵(ZL201310379544.9)，中提出了一種DC-DC降壓型容差電荷泵，可以實(shí)現(xiàn)高壓差的DC-DC降壓功能，其優(yōu)點(diǎn)是降壓倍數(shù)與電容數(shù)量無關(guān)。該電荷泵不足的地方是只能有半周期輸出，即輸出占空比最高只能到50％,原因如下(引述自容差電荷泵的第2頁的最后一段)。

“輸入電源Ui給電容C1、C2//C3串聯(lián)充電，且充電路徑經(jīng)過負(fù)載電阻RL；輸入電源Ui給電容C1、C2、C3串聯(lián)充電，且充電路徑不經(jīng)過負(fù)載電阻RL。這樣在負(fù)載上就會有可持續(xù)的一定的電壓、電流產(chǎn)生。當(dāng)充電電流不經(jīng)過負(fù)載電阻RL時，負(fù)載電阻由濾波電容CL提供電流。”

即在濾波電容CL給負(fù)載RL供電期間，電源的這一部分充電電流并未提供給負(fù)載，所以，輸出占空比最高只能到50％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種全橋型容差電荷泵電路結(jié)構(gòu)，二極管全橋電路連接在容差電荷泵和負(fù)載之間，

二極管一(D1)的正端連接到輸入電源(Ui)的負(fù)端(-)，二極管一(D1)的負(fù)端連接到負(fù)載電路(RL)的正端(+)；

二極管三(D3)的負(fù)端連接到輸入電源(Ui)的負(fù)端(-)，二極管三(D3)的正端連接到負(fù)載電路(RL)的負(fù)端(-)；

二極管二(D2)的正端連接到容差電荷泵的開關(guān)橋(由S1、S2、S3、C2、C3構(gòu)成)的下端(F)，二極管二(D2)的負(fù)端連接到負(fù)載電路(RL)的正端(+)；

二極管四(D4)的負(fù)端連接到容差電荷泵的開關(guān)橋(由S1、S2、S3、C2、C3構(gòu)成)的下端(F)，二極管四(D4)的正端連接到負(fù)載電路(RL)的負(fù)端(-)。

一種全橋型的容差電荷泵，可以在容差電荷泵的充電和放電期間均提供電流給負(fù)載。電路如圖1所示，將容差電荷泵的負(fù)載部分移到了下端，如圖中的二極管全橋電路，根據(jù)串聯(lián)電路的原理其功能與原電路是一樣的。

本全橋型容差電荷泵的發(fā)明點(diǎn)是：將容差電荷泵的負(fù)載開關(guān)S1、S2，改用了一個二極管全橋電路代替，其連接方式是全橋電路的交流輸入端串入原負(fù)載電路的兩個接線端，并且將原負(fù)載接全橋電路的直流輸出端。

改進(jìn)后的技術(shù)特點(diǎn)：控制的開關(guān)由5個減少到3個；輸出占空比可達(dá)100％；負(fù)載電路由全橋電路連接。為敘述簡便，忽略開關(guān)、二極管的壓降，以及電容損耗。

充電，如圖2所示，開關(guān)S2斷開，S1、S3閉合，電容C2、C3是并聯(lián)(或記作C2//C3)關(guān)系，電容C1與C2//C3是串聯(lián)。所以充電路徑：Ui+→C1→C2//C3→D2→CL//RL→D3→Ui-。由此可以計(jì)算充電回路各電容的分壓值。

串聯(lián)后的總?cè)萘吭O(shè)為Cb，則

1/Cb＝1/C1+1/Cb23+1/CL，其中Cb23＝C2+C3；

各電容的分壓值

U1＝Ui*(Cb/C1)，