[发明专利]同步整流电路、无线充电系统以及同步整流方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及无线充电，具体是指一种同步整流电路、无线充电系统以及同步整流方法。

背景技术

相比二极管整流，同步整流技术可以降低整流电路自身损耗，提高整机效率。目前，对效率要求高的电路应用中常常采用同步整流技术。为了避免交替导通的MOS开关管出现同时导通，同步整流控制时序较为复杂，这样牺牲电路结构复杂性和稳定性来换取效率。

现有同步整流技术中，主要是建立在准确采样原边开关管的PWM波时序的基础上，送到副边MOS管驱动器之前，需要采样原边开关管的PWM波时序，然后经过数字信号处理。这些回路会引入较大的时间延迟，对于控制电路提出了更加苛刻的要求，同时会降低整个工作系统的效率。

此外，无主开关管控制的同步整流电路为了获取更高的系统效率，在整流前的交流(AC)电流为零时，将整流开关MOS管进行切换。即尽量将同步整流管工作在AC电流断续模式(Discontinuous Conduction Mode，简称DCM)。为了实现DCM的控制，需要高性能的AC电流过零检测电路，这就对其中比较器的偏移量控制提出较高的要求，提高了同步整流电路的成本和复杂度。

同步整流为准确采样原边控制信号PWM波形，要求过零检测电路响应时间要快。此外，被采样的交流信号有干扰时，过零检测会出现毛刺等错误波形。折中考虑过零检测电路的动态响应、抗干扰能力和复杂度，是同步整流控制电路设计的关键。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中提及的至少一个缺点，提供了一种能够调整过零检测电路输出的采样信号脉宽、并滤除该信号中出现的毛刺、最终将处理后的控制信号送入同步整流驱动电路、提高同步整流电路的整流效率和可靠性的同步整流电路、无线充电系统以及同步整流方法。

为了实现上述目的，本发明的同步整流电路、无线充电系统以及同步整流方法具有如下构成：

该同步整流电路，其主要特点是，所述的同步整流电路包括：

过零比较器，用以将从线圈上获取的信号进行处理，以获取过零比较器第一交流输出信号和过零比较器第一交流输出信号；

FPGA模块，用以根据所述的从线圈上获取的信号获取死区保护时间；

MOS管驱动模块，用以根据所述的FPGA模块获取的死区保护时间形成MOS管整流模块的驱动信号；

MOS管整流模块，用以根据所述的驱动信号实现同步整流，并将同步整流后的信号输出至负载。

进一步地，所述的过零比较器包括两路过零比较器单元，该两路过零比较器单元分别与所述的线圈的第一端和第二端相连接，从而输出过零比较器第一交流输出信号和过零比较器第二交流输出信号，其中每一路过零比较器单元均包括第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第一电容C₁、第二电容C₂、第一二极管D₁以及比较器，所述的第一电阻R₁的第一端、所述的第一电容C₁的第一端均与从线圈的相应端上获取的信号相连接，所述的第一电阻R₁的第二端、所述的第一电容C₁的第二端、所述的第二电阻R₂的第一端以及所述的第一二极管D₁的第一端相连接，所述的第一二极管D₁的第二端接地，所述的第二电阻R₂的第二端、所述的第三电阻R₃的第一端、所述的第二电容C₂的第一端以及所述的比较器的正向输入端相连接，所述的第三电阻R₃的第二端接电源V_dd，所述的第二电容C₂的第二端与所述的比较器的输出端相连接，所述的比较器的反向输入端接一电压Vref，该电压Vref的大小为该比较器正向输入端输入的信号的直流分量，所述的比较器的输出端与所述的FPGA模块相连接。