本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種開(kāi)關(guān)電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的同步整流升壓電路的原理圖如圖1所示，所述升壓電路的功率級(jí)電路包括電感L1、功率開(kāi)關(guān)管M1(以NMOS開(kāi)關(guān)管為例)和同步開(kāi)關(guān)管M2(以PMOS開(kāi)關(guān)管為例)、輸入電容C1和輸出電容C2，電感L1兩端分別接在直流輸入電壓VIN正極和NMOS開(kāi)關(guān)管M1的漏極，NMOS開(kāi)關(guān)管M1的源極接地，PMOS開(kāi)關(guān)管M2的漏極接NMOS開(kāi)關(guān)管M1的漏極，PMOS開(kāi)關(guān)管M2的源極接輸出電壓VOUT正極，輸出電壓VOUT的負(fù)極接地，開(kāi)關(guān)管M1、M2通過(guò)PWM信號(hào)控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)以達(dá)到控制輸出電壓VOUT的目的。

然而，上述的升壓電路存在以下缺點(diǎn)：第一，在系統(tǒng)上電時(shí)刻，輸入電壓VIN和輸出電壓VOUT壓差比較大，輸入電壓VIN通過(guò)電感L1、PMOS開(kāi)關(guān)管M2的體二極管向輸出電容C2充電，較大的輸入電壓會(huì)形成沖擊電流，對(duì)電路元件可能造成損傷，降低了系統(tǒng)可靠性；第二，電路在工作過(guò)程中只能控制輸出電壓VOUT高于輸入電壓VIN；第三，當(dāng)系統(tǒng)停止工作時(shí)，由于PMOS開(kāi)關(guān)管M2的體二極管的存在，使得輸入端到輸出端的低阻抗回路無(wú)法完全切斷。如果發(fā)生故障(例如輸出短路)，將導(dǎo)致電流不受控，威脅到系統(tǒng)安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種開(kāi)關(guān)電路，通過(guò)設(shè)置同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的連接方式以及控制同步開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通電壓，可以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的開(kāi)關(guān)電路存在的問(wèn)題。

依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路，包括電感、功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管，所述電感連接在所述開(kāi)關(guān)電路的輸入電壓和所述功率開(kāi)關(guān)管與同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)之間，

所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管包括第一二極管和第二二極管，第一二極管和第二二極管的陰極連接，所述第一二極管的陽(yáng)極連接所述輸出端，所述第二二極管的陽(yáng)極連接所述功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)，

在所述開(kāi)關(guān)電路啟動(dòng)階段，當(dāng)輸出電壓小于輸入電壓時(shí)，則將所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺妮敵龆酥赶蛩龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端接收PWM控制信號(hào)，所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端接收所述輸入電壓信號(hào)；

當(dāng)輸出電壓等于大于輸入電壓時(shí)，則將所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺乃龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)指向輸出端，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端和所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端均接收所述PWM控制信號(hào)。

進(jìn)一步地，在所述開(kāi)關(guān)電路正常工作過(guò)程中，

如需控制輸出電壓小于輸入電壓，則控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺妮敵龆酥赶蛩龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端接收PWM控制信號(hào)，所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端接收所述輸入電壓信號(hào)；

如需控制輸出電壓等于大于輸入電壓時(shí)，則將所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺乃龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)指向輸出端，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端和所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端均接收所述PWM控制信號(hào)。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)電路停止工作時(shí)，

控制所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端接地；

若輸出電壓大于輸入電壓，則控制所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端接收輸出電壓信號(hào)，并控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺乃龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)指向輸出端，

若輸出電壓小于輸入電壓，則控制所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端接收輸入電壓信號(hào)，并控制所述同步開(kāi)關(guān)管的襯底懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺妮敵龆酥赶蛩龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)電路進(jìn)一步包括第一開(kāi)關(guān)管，所述第一開(kāi)關(guān)管并聯(lián)在所述第一二極管的兩端。

進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)電路進(jìn)一步包括第二開(kāi)關(guān)管，所述第二開(kāi)關(guān)管并聯(lián)在所述第二二極管的兩端。

進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)電路進(jìn)一步包括第三開(kāi)關(guān)管和第四開(kāi)關(guān)管，所述第三開(kāi)關(guān)管并聯(lián)在所述第一二極管的兩端，所述第四開(kāi)關(guān)管并聯(lián)在所述第二二極管的兩端。

綜上所述，依據(jù)本實(shí)用新型的一種開(kāi)關(guān)電路的控制方法及開(kāi)關(guān)電路，通過(guò)設(shè)置同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的連接方式，從而改變同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的指向，然后通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的柵極電壓，可以實(shí)現(xiàn)：一是開(kāi)關(guān)電路在啟動(dòng)工作過(guò)程中，輸出電壓由零開(kāi)始上升，沒(méi)有啟動(dòng)沖擊電流，可以避免損壞電路中器件；二是在開(kāi)關(guān)電路的正常工作過(guò)程中，可以控制輸出電壓高于輸入電壓，也可以控制輸出電壓低于輸入電壓；三是在電路關(guān)機(jī)狀態(tài)下，輸入端與輸出端完全阻斷，即使電路發(fā)生故障，也可以有效保護(hù)電路，提高電路的效率和可靠性。

圖說(shuō)明

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的同步整流的開(kāi)關(guān)電路的原理圖；

圖2a所示為現(xiàn)有技術(shù)中的減小沖擊電流的開(kāi)關(guān)電路第一種實(shí)現(xiàn)方式；

圖2b所示為現(xiàn)有技術(shù)中的減小沖擊電流的開(kāi)關(guān)電路第二種實(shí)現(xiàn)方式；

圖2c所示為現(xiàn)有技術(shù)中的減小沖擊電流的開(kāi)關(guān)電路第三種實(shí)現(xiàn)方式；

圖3a所示為現(xiàn)有技術(shù)中的輸入輸出阻斷的開(kāi)關(guān)電路第一種實(shí)現(xiàn)方式；

圖3b所示為現(xiàn)有技術(shù)中的輸入輸出阻斷的開(kāi)關(guān)電路第二種實(shí)現(xiàn)方式；

圖4a所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的第一種實(shí)現(xiàn)方式；

圖4b所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的第二種實(shí)現(xiàn)方式；

圖4c所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的第三種實(shí)現(xiàn)方式；

圖4d所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的第四種實(shí)現(xiàn)方式；

圖5a所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路工作過(guò)程中第一種電路控制圖；

圖5b所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路工作過(guò)程中第二種電路控制圖；

圖6所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的關(guān)機(jī)工作原理圖；

圖7a所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的啟動(dòng)過(guò)程的控制方法的流程圖；

圖7b所示為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的關(guān)機(jī)過(guò)程的控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施例，但本實(shí)用新型不限于此。

正如背景技術(shù)中所示，傳統(tǒng)的升壓電路由于存在啟動(dòng)沖擊電流的問(wèn)題，為了減小啟動(dòng)沖擊電流對(duì)電路元件造成損傷，現(xiàn)有技術(shù)中有以下幾種解決措施：

1)：在升壓電路的輸入端VIN和輸出端VOUT連接旁路二極管D1，如圖2a所示，輸入電壓VIN上電時(shí)，沖擊電流大部分可以通過(guò)旁路二極管D1向輸出電容C2充電，從而減小對(duì)主電路中元器件的損壞。

2)：在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)段增加限流電阻，如圖2b所示，限流電阻R1串聯(lián)在輸入端VIN和電感L之間，延時(shí)開(kāi)關(guān)M_DELAY與限流電阻R1并聯(lián)。輸入電壓VIN上電時(shí)刻，延時(shí)開(kāi)關(guān)M_DELAY處于關(guān)斷狀態(tài)，限流電阻R1串聯(lián)在主功率回路，輸入電壓VIN通過(guò)限流電阻R1向輸出電容C2充電。延時(shí)一段時(shí)間后，控制延時(shí)開(kāi)關(guān)M_DELAY導(dǎo)通，限流電阻R1被短路而不再起作用，以此減小對(duì)主電路中元器件的損壞。

3)：增加限流控制回路，如圖2c所示，在系統(tǒng)啟動(dòng)階段，電流與電壓檢測(cè)單元檢測(cè)同步整流管M2的壓降和電流，通過(guò)環(huán)路控制功率開(kāi)關(guān)管M1柵極電壓達(dá)到控制M1電流的目的。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管M1壓降較大時(shí)，以較小的恒定電流對(duì)輸出電容C2充電；隨著輸出電壓上升，功率開(kāi)關(guān)管M1壓降下降到一定閾值后，切換為較大的輸出電流，直到輸出電壓VOUT超過(guò)輸入電壓VIN，再轉(zhuǎn)為正常的升壓工作模式。

但是，上述的三種方式均存在不足之處：在升壓電路輸入端和輸出端之間增加旁路二極管的方式并不能減小啟動(dòng)沖擊電流，只是讓旁路二極管分流大部分沖擊電流，因此需要選擇額定電流比較大的二極管，這就導(dǎo)致了系統(tǒng)成本的增加。通過(guò)增加限流電阻和延時(shí)開(kāi)關(guān)的方式也同樣存在系統(tǒng)成本增加的問(wèn)題，并且在啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，延時(shí)開(kāi)關(guān)一直串聯(lián)在主功率回路，這必將導(dǎo)致系統(tǒng)的效率損失。增加限流控制電路的方案可以解決啟動(dòng)沖擊問(wèn)題，但是需要增加反饋控制環(huán)路，系統(tǒng)復(fù)雜，且輸出只能帶較輕載啟動(dòng)。

為了解決傳統(tǒng)的升壓電路為了實(shí)現(xiàn)輸出與輸入完全阻斷，現(xiàn)有技術(shù)通常采用以下幾種措施：

1)在輸入端VIN或者輸出端VOUT串接一個(gè)開(kāi)關(guān)管M_SCP，如圖3a或3b所示中開(kāi)關(guān)管M_SCP所示，當(dāng)需要控制升壓電路停止工作則將開(kāi)關(guān)管M_SCP關(guān)斷，由于M_SCP體二極管與升壓電路同步開(kāi)關(guān)管的體二極管方向相反，因此可以實(shí)現(xiàn)電路輸入與輸出完全關(guān)斷；

2)在電路輸入或者輸出端串接自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F1，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障使流過(guò)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲電流增大發(fā)熱使保險(xiǎn)絲切斷，起到保護(hù)作用，如圖3a或3b所示中F1所示；

但是，上述方案也存在不足：由于需要增加額外的開(kāi)關(guān)管或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，系統(tǒng)的成本較高；或者是由于開(kāi)關(guān)管或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在電路正常工作狀態(tài)下需要一直串聯(lián)在主功率回路，導(dǎo)致了系統(tǒng)的效率較低；另外由于自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是通過(guò)熱效應(yīng)原理來(lái)保護(hù)電路，因此保護(hù)速度比較慢而且不容易做到精準(zhǔn)的控制，降低了系統(tǒng)的可靠性。

因此，實(shí)用新型人在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了一種開(kāi)關(guān)電路，如圖4所示為依據(jù)本實(shí)用新型的一種開(kāi)關(guān)電路的第一實(shí)施例的電路圖，如圖4所示，所述開(kāi)關(guān)電路包括電感L1、功率開(kāi)關(guān)管M1(以NMOS開(kāi)關(guān)管為例)和同步開(kāi)關(guān)管M2(以PMOS開(kāi)關(guān)管為例)，所述電感L1連接在所述開(kāi)關(guān)電路的直流輸入電壓VIN的正極和所述功率開(kāi)關(guān)管M1和同步開(kāi)關(guān)管M2的公共連接點(diǎn)SW，所述功率開(kāi)關(guān)管M1的另一端接所述輸入電壓VIN的負(fù)極，所述同步開(kāi)關(guān)管的另一端接所述開(kāi)關(guān)電路的輸出電壓VOUT的正極，所述輸出電壓VOUT的負(fù)極接地。輸入電容CIN并聯(lián)在所述直流輸入電壓的兩端，輸出電容COUT并聯(lián)在所述輸出電壓的兩端。

如圖4a中所示，所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管包括第一二極管D1和第二二極管D2，第一二極管D1和第二二極管D2的陰極連接，所述第一二極管D1的陽(yáng)極連接所述輸出端，所述第二二極管D2的陽(yáng)極連接所述功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)SW。所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管連接點(diǎn)記為B極，在本實(shí)施例中，所述同步開(kāi)關(guān)管的襯底的B極懸空。

根據(jù)圖4a的電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)電路啟動(dòng)時(shí)，輸出電壓VOUT為零，輸出電壓VOUT小于輸入電壓VIN，此時(shí)可以將所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管B極懸空，同步開(kāi)關(guān)管M2控制端即柵極G接到直流輸入電壓VIN，功率開(kāi)關(guān)管M1的控制端即柵極接收PWM控制信號(hào)，如圖5a所示中所示的功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的柵極連接方式。功率開(kāi)關(guān)管M1的柵源電壓大于其導(dǎo)通電壓，功率開(kāi)關(guān)管M1導(dǎo)通時(shí)，公共連接點(diǎn)SW的電壓被拉低到零。此時(shí)，顯然輸出電壓VOUT小于直流輸入電壓VIN，同步開(kāi)關(guān)管M2柵極相對(duì)于源極和漏極而言電位最高，因此，同步開(kāi)關(guān)管M2關(guān)斷，電感L1電流上升，功率開(kāi)關(guān)管M1導(dǎo)通一定時(shí)間或者當(dāng)電感電流上升到設(shè)定基準(zhǔn)時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管M1關(guān)斷；當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管M1關(guān)斷時(shí)，由于電感電流方向從輸入端到公共連接點(diǎn)SW，因此公共連接點(diǎn)SW的電壓升高，當(dāng)公共連接點(diǎn)SW電壓上升到使同步開(kāi)關(guān)管M2的柵源電壓V_GS低于其開(kāi)啟電壓V_TH時(shí)，即V_GS<V_TH，其中V_TH為同步開(kāi)關(guān)管M2的開(kāi)啟電壓，同步開(kāi)關(guān)管M2導(dǎo)通，容易理解，由于同步開(kāi)關(guān)管M2為PMOS開(kāi)關(guān)管，所以電壓V_GS和電壓V_TH均為負(fù)電壓，然后輸出電壓VOUT開(kāi)始上升，為了維持同步開(kāi)關(guān)管M2導(dǎo)通狀態(tài)，公共連接點(diǎn)SW電壓至少應(yīng)該比直流輸入電壓VIN電壓高出開(kāi)啟電壓V_TH的大小。而此時(shí)由于輸出電壓VOUT仍然小于輸入電壓VIN，因此可以知道同步開(kāi)關(guān)管M2工作在飽和狀態(tài)，同步開(kāi)關(guān)管M2壓降約為VIN+VTH+VDSAT-VOUT，其中，VDSAT為同步開(kāi)關(guān)管M2的飽和電壓，電感電流下降，當(dāng)電感電流下降到設(shè)定基準(zhǔn)值時(shí)，控制功率開(kāi)關(guān)管M1導(dǎo)通，然后再次重復(fù)上述過(guò)程。

之后，當(dāng)輸出電壓VOUT上升到等于或大于輸入電壓時(shí)，同步開(kāi)關(guān)管M2的體二極管的B極懸空，功率開(kāi)關(guān)管M1和同步開(kāi)關(guān)管M2的控制端均接收所述PWM控制信號(hào)，功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的柵極連接方式如圖5b所示。功率開(kāi)關(guān)管M1和同步開(kāi)關(guān)管M2交替通斷，電路進(jìn)入常規(guī)升壓工作模式。

由上述的啟動(dòng)工作模式可以知道，本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路在啟動(dòng)時(shí)可以使輸出電壓VOUT從零開(kāi)始上升，并且啟動(dòng)過(guò)程中的電流是受控的，對(duì)電路不會(huì)產(chǎn)生沖擊，不會(huì)損壞電路中的元器件。依據(jù)上述的電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型實(shí)施例采用PWM控制的方式，無(wú)需額外增加反饋環(huán)路，實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單可靠，并且可實(shí)現(xiàn)輸出端可帶滿載啟動(dòng)。

參考圖4b為依據(jù)本實(shí)用新型的一種開(kāi)關(guān)電路的第二實(shí)施例的電路圖，本實(shí)施例是在圖4a的實(shí)施例上增加了第一開(kāi)關(guān)管S1，所述第一開(kāi)關(guān)管S1并聯(lián)在所述第一二極管D1的兩端。同理地，在電路啟動(dòng)過(guò)程中，輸出電壓VOUT小于輸入電壓VIN，此時(shí)控制第一開(kāi)關(guān)管S1斷開(kāi)；當(dāng)輸出電壓VOUT大于輸入電壓VIN時(shí)，繼續(xù)控制第一開(kāi)關(guān)管S1斷開(kāi)，圖4b中所示實(shí)施例的功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的控制端的連接方式與圖4a中均是相同的，在啟動(dòng)過(guò)程中的，本實(shí)施例的工作過(guò)程與圖4a也是相同的，在此不再贅述。相對(duì)于圖4a而言，在第一二極管D1的兩端并聯(lián)第一開(kāi)關(guān)管，可以提高系統(tǒng)效率，減小閂鎖效應(yīng)發(fā)生的可能性。

參考圖4c為依據(jù)本實(shí)用新型的一種開(kāi)關(guān)電路的第三實(shí)施例的電路圖，本實(shí)施例是在圖4a的實(shí)施例上增加了第二開(kāi)關(guān)管S2，所述第二開(kāi)關(guān)管S2并聯(lián)在所述第二二極管D2的兩端。同理地，在電路啟動(dòng)過(guò)程中，輸出電壓VOUT小于輸入電壓VIN，此時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)管S2閉合；當(dāng)輸出電壓VOUT大于輸入電壓VIN時(shí)，控制第二開(kāi)關(guān)管S2斷開(kāi)，圖4c中所示實(shí)施例的功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的控制端的連接方式與圖4a中均是相同的，在啟動(dòng)過(guò)程中的，本實(shí)施例的工作過(guò)程與圖4a也是相同的，在此不再贅述。

圖4d為依據(jù)本實(shí)用新型的一種開(kāi)關(guān)電路的第四實(shí)施例的電路圖，本實(shí)施例是在圖4a的實(shí)施例上增加了第三開(kāi)關(guān)管S3和第四開(kāi)關(guān)管S4，所述第三開(kāi)關(guān)管S3并聯(lián)在所述第一二極管D1的兩端，所述第四開(kāi)關(guān)管S4并聯(lián)在所述第二二極管D2的兩端。同理地，在電路啟動(dòng)過(guò)程中，輸出電壓VOUT小于輸入電壓VIN，此時(shí)控制第三開(kāi)關(guān)管S3斷開(kāi)，控制第四開(kāi)關(guān)管S4閉合；當(dāng)輸出電壓VOUT大于輸入電壓VIN時(shí)，控制第三開(kāi)關(guān)管S3閉合，控制第四開(kāi)關(guān)管S4斷開(kāi)，圖4d中所示實(shí)施例的功率開(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的控制端的連接方式與圖4a中均是相同的，在啟動(dòng)過(guò)程中的，本實(shí)施例的工作過(guò)程與圖4a也是相同的，在此不再贅述。

圖5a所示為輸出電壓VOUT小于輸入電壓VIN時(shí)功率開(kāi)關(guān)管M1和同步開(kāi)關(guān)管M2的控制端的連接方式以及同步開(kāi)關(guān)管M2的體二極管的控制方式，其中虛線表示輸出電壓VOUT<輸入電壓VIN時(shí)同步開(kāi)關(guān)管M2體二極管并聯(lián)的開(kāi)關(guān)管是可選的；圖5b所示為輸出電壓VOUT大于輸入電壓VIN時(shí)功率開(kāi)關(guān)管M1和同步開(kāi)關(guān)管M2的控制端的連接方式以及同步開(kāi)關(guān)管M2的體二極管的控制方式，虛線表示輸出電壓VOUT≥輸入電壓VIN情況下的同步開(kāi)關(guān)管M2體二極管并聯(lián)的開(kāi)關(guān)管是可選的。根據(jù)圖5a和5b的實(shí)施例可以看出，當(dāng)輸出電壓小于輸入電壓時(shí)，所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺妮敵龆酥赶蛩龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)；當(dāng)輸出電壓等于大于輸入電壓時(shí)，所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺乃龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)指向輸出端。通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的指向控制，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電路在啟動(dòng)時(shí)可以使輸出電壓VOUT從零開(kāi)始上升，并且啟動(dòng)過(guò)程中的電流是受控的，對(duì)電路不會(huì)產(chǎn)生沖擊，不會(huì)損壞電路中的元器件。

上述在依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路在啟動(dòng)過(guò)程中的工作過(guò)程，在電路的正常工作過(guò)程中，如需控制輸出電壓VOUT高于輸入電壓VIN，則電路工作在傳統(tǒng)的升壓模式，如圖5b所示，如需控制輸出電壓VOUT低于輸入電壓VIN，則電路工作模式與圖5a相似。因此本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路既可以使電路工作在輸出電壓高于輸入電壓的狀態(tài)，也可以使電路工作在輸出電壓低于輸入電壓的狀態(tài)。

最后，在開(kāi)關(guān)電路需要進(jìn)入停止工作狀態(tài)時(shí)，則首先控制功率開(kāi)關(guān)管M1的控制端即柵極接地，然后，當(dāng)關(guān)機(jī)時(shí)刻輸出電壓VOUT高于輸入電壓VIN，則先將同步開(kāi)關(guān)管M2的柵極接地，電感電流通過(guò)同步開(kāi)關(guān)管M2續(xù)流，電感電流下降，當(dāng)電感電流下降到零后，此時(shí)，如果輸出電壓VOUT>直流輸入電壓VIN，則將同步開(kāi)關(guān)管M2的柵極接到輸出電壓VOUT，同步開(kāi)關(guān)管M2體二極管B極的連接方式與圖5b相似；當(dāng)電感電流下降到零時(shí)，如果輸出電壓VOUT<直流輸入電壓VIN，則將同步開(kāi)關(guān)管M2的柵極接到輸入電壓VIN，同步開(kāi)關(guān)管M2體二極管B極連接與圖5a相似。

如果在關(guān)機(jī)時(shí)刻，開(kāi)關(guān)電路的輸出電壓VOUT低于輸入電壓VIN，則將同步開(kāi)關(guān)管M2的柵極接直流輸入電壓VIN，同步開(kāi)關(guān)管M2工作在飽和狀態(tài)，電感電流下降到零后，同步開(kāi)關(guān)管M2關(guān)斷。

開(kāi)關(guān)電路的關(guān)機(jī)工作原理如圖6所示，其中虛線部分表示上述輸出電壓VOUT<輸入電壓VIN和輸出電壓VOUT≥輸入電壓VIN兩種情況下的同步開(kāi)關(guān)管M2體二極管并聯(lián)的開(kāi)關(guān)管是可選的，MAX表示選擇電感電流下降到零后選擇輸出電壓VOUT和直流輸入電壓VIN之間的較大值作為同步開(kāi)關(guān)管M2的柵極信號(hào)。由上述關(guān)機(jī)控制電路過(guò)程描述可知，若關(guān)機(jī)時(shí)刻的電感電流方向從輸入端到公共連接點(diǎn)SW，則電感電流將通過(guò)同步開(kāi)關(guān)管M2向輸出電壓VOUT續(xù)流，當(dāng)電感電流下降到零，同步開(kāi)關(guān)管M2完全關(guān)斷，主電路停止工作；若關(guān)機(jī)時(shí)刻電感電流方向由公共連接點(diǎn)SW到輸入端，則電感電流通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管M1的體二極管進(jìn)行續(xù)流，使電感電流下降到零，主電路停止工作。因此依照本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)電路的控制方法及開(kāi)關(guān)電路可以使系統(tǒng)在關(guān)機(jī)過(guò)程中，電感電流始終有續(xù)流回路，而且不會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰，主電路停止工作后，其輸入端與輸出端完全阻斷。即使發(fā)生電路故障，如輸出短路或過(guò)載，由于電路輸入與輸出完全阻斷，因此系統(tǒng)可以得到及時(shí)有效保護(hù)，可靠性好。

參考圖7a為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的啟動(dòng)過(guò)程的控制方法，包括步驟：在所述開(kāi)關(guān)電路啟動(dòng)階段，當(dāng)輸出電壓小于輸入電壓時(shí)，則將所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺妮敵龆酥赶蛩龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端接收PWM控制信號(hào)，所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端接收所述輸入電壓信號(hào)；

當(dāng)輸出電壓等于大于輸入電壓時(shí)，則將所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺乃龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)指向輸出端，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端和所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端均接收所述PWM控制信號(hào)。

參考圖7b為依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路的關(guān)機(jī)過(guò)程的控制方法，包括步驟：當(dāng)所述開(kāi)關(guān)電路停止工作時(shí)，

控制所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端接地；

如此時(shí)輸出電壓大于輸入電壓，則控制所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端接收輸出電壓信號(hào)，并控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺乃龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)指向輸出端，

如此時(shí)輸出電壓小于輸入電壓，則控制所述同步開(kāi)關(guān)管的控制端接收輸入電壓信號(hào)，并控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管懸空或是控制所述同步開(kāi)關(guān)管的體二極管的方向?yàn)閺妮敵龆酥赶蛩龉β书_(kāi)關(guān)管和同步開(kāi)關(guān)管的公共連接點(diǎn)。

以上對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電路的控制方法及開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行了詳盡描述，但關(guān)于該專(zhuān)利的電路和有益效果不應(yīng)該被認(rèn)為僅僅局限于上述所述的，公開(kāi)的實(shí)施例和附圖可以更好的理解本實(shí)用新型，因此，上述公開(kāi)的實(shí)施例及說(shuō)明書(shū)附圖內(nèi)容是為了更好的理解本實(shí)用新型，本實(shí)用新型保護(hù)并不限于限定本公開(kāi)的范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的替換、修改均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。