升压降压型开关功率变换器及其控制电路的制作方法_3

文档序号:9600298阅读:来源:国知局
值信息。由于输出电流Ιο通常可以看作开关电流IHS或者电感电流IL的平均,因而开关电流IHS或者电感电流IL事实上也反映了输出电流Ιο的值。
[0036]根据本公开的一个示例性实施例,升压降压型开关功率变换器100还可以包括容性储能元件Co,其一端耦接输出端OUT,另一端连接至参考地GND,用于对开关单元的输出(例如第一切换信号VSW1或第二切换信号V SW2)滤波(或者可以看作对输出电压Vo滤波)以使输出端OUT提供平滑的输出电压Vo。
[0037]根据本公开的一个示例性实施例,升压降压型开关功率变换器100还可以包括反馈电路,用于检测输出电压Vo并提供表征输出电压Vo的第一反馈信号Vfb。例如,图2中的反馈电路示意为包括串联耦接在输出端OUT与参考地GND之间的第一反馈电阻Rf 1与第一反馈电阻Rf2,在该第一反馈电阻RH与第一反馈电阻Rf2的公共节点处提供第一反馈信号Vfb。在其它的实施例中,也可以采用其它合适的反馈电路,甚至也可以不包括反馈电路,而是可以通过直接反馈输出电压Vo以提供第一反馈信号Vfb。
[0038]以下将参考图2至图10对根据本公开实施例的升压降压型开关功率变换器100和控制电路108进彳丁进一步说明。
[0039]根据本公开的一个示例性实施例,控制电路108可以包括误差放大单元101,用于将第一反馈信号Vfb与参考信号Vref进行运算,以提供表征该第一反馈信号Vfb与该参考信号Vref之差值的差值放大信号Vcomp。
[0040]控制电路108还可以包括电流检测与斜坡补偿单元106,用于检测流过开关单元例如流过第一功率开关SWA的开关电流1吧或者流过感性储能元件Lo的电感电流IL以产生第二反馈信号Vcs,并将该第二反馈信号Vcs进行斜坡补偿,以提供第一电流检测信号VCS1和第二电流检测信号Ves2,其中该第一电流检测信号Vesi表征了升压-降压型开关功率变换器100工作于降压模式/降压周期时的开关电流或者电感电流IL,该第二电流检测信号表征了升压-降压型开关功率变换器100工作于升压模式/升压周期时的开关电流或者电感电流IL。图9示意出了根据本公开一个实施例的电流检测与斜坡补偿单元106的电路示意图。在该示例中电流检测单元106示意为通过检测流过第一功率开关SWA的电流IHS产生第二反馈信号Ves。可以采用电流检测电阻RS和检测放大器CS实现该功能,电流检测电阻RS与第一功率开关SWA串联耦接,检测放大器CS的两个输入端分别耦接电流检测电阻RS的两端,其输出端提供所述第二反馈信号Ves。本领域的技术人员应该理解实现电流检测的电路有多种,其它实施例中也可采用现有的其它电流检测电路。电流检测与斜坡补偿单元106可以接收第一斜坡补偿信号RAMP1和第二斜坡补偿信号RAMP2,用于分别对第二反馈信号Ves进行补偿。如图10所示,在一个实施例中,第二斜坡补偿信号RAMP2可以由第一斜坡补偿信号RAMP1叠加设定的偏压AV得到,使第一斜坡补偿信号RAMP1的峰值与第二斜坡补偿信号RAMP2的谷值相等。也就是说第一斜坡补偿信号RAMP1的峰值刚好与第二斜坡补偿信号RAMP2的谷值相碰,但第一斜坡补偿信号RAMP1与第二斜坡补偿信号RAMP2不交叠。在这种情况下也可以认为所述设定的偏压AV等于第一斜坡补偿信号RAMP1的幅值。本领域的技术人员应该理解图10对于各信号的斜率及幅值仅为示意性的,并不表示其实际大小,也非按实际比例绘制。返回图9,电流检测与斜坡补偿单元106采用第一斜坡补偿信号RAMP1对所述第二反馈信号Vcs进行补偿后得到所述第一电流检测信号Vesi,同时采用第二斜坡补偿信号RAMP2对所述第二反馈信号Vcs进行补偿后得到所述第二电流检测信号VCS2。在一个实施例中,如图8所示意的,可以通过加法电路实现补偿功能,S卩,将所述第一斜坡补偿信号RAMP1和第二斜坡补偿信号RAMP2分别叠加在第二反馈信号Vcs上,从而分别得到所述第一电流检测信号VCS1和所述第二电流检测信号VCS2。因而,再参考图10示意,所述第一电流检测信号vesi和所述第二电流检测信号Ves2之间也具有所述设定的偏压Δν(即,第二电流检测信号Ves2也可看作由第一电流检测信号Vesi叠加所述设定的偏压△ V得到)。
[0041]返回继续参考图2示意,控制电路108还可以包括降压周期脉冲宽度调制单元102和升压周期脉冲宽度调制单元103。降压周期脉冲宽度调制单元102用于接收所述差值放大信号Vcomp和所述第一电流检测信号Vesi,并将该第一电流检测信号Vesi与差值放大信号Vcomp比较以输出第一脉冲宽度调制信号PWM1。升压周期脉冲宽度调制单元103用于接收所述差值放大信号Vcomp和所述第二电流检测信号Ves2,并将该第二电流检测信号Ves2与差值放大信号Vcomp比较以输出第二脉冲宽度调制信号PWM2。
[0042]根据本公开的一个示例性实施例,控制电路108还可以包括逻辑控制单元104。该逻辑控制单元104至少接收所述第一脉冲宽度调制信号PWM1、第二脉冲宽度调制信号PWM2和时钟信号CLK,并至少基于该第一脉冲宽度调制信号PWM1、第二脉冲宽度调制信号PWM2和时钟信号CLK产生所述第一控制信号DR1、第二控制信号DR2、第三控制信号DR3和第四控制信号DR4。该时钟信号CLK可以由例如振荡器提供。在一个实施例中,所述第一控制信号DR1和第二控制信号DR2可以为逻辑互补的方波信号,即若第一控制信号DR1具有逻辑高电平,则第二控制信号DR2具有逻辑低电平,反之亦然。该第一控制信号DR1和第二控制信号DR2分别用于控制所述第一组开关对中的第一功率开关SWA和第二功率开关SWB。所述第三控制信号DR3和第四控制信号DR4也可以为逻辑互补的方波信号,即若第三控制信号DR3具有逻辑高电平,则第四控制信号DR4具有逻辑低电平,反之亦然。该第三控制信号DR3和第四控制信号DR4分别用于控制所述第二组开关对中的第三功率开关SWC和第四功率开关SWD。根据本公开的一个实施例,在降压模式/降压周期,所述第一脉冲宽度调制信号PWM1用于触发所述第一控制信号DR1将所述第一功率开关SWA关断,所述时钟信号CLK用于触发所述第一控制信号DR1将所述第一功率开关SWA导通。在升压模式/升压周期,所述第二脉冲宽度调制信号PWM2用于触发所述第三控制信号DR3将所述第三功率开关SWC关断,所述时钟信号CLK用于触发所述第三控制信号DR3将所述第三功率开关SWC导通。
[0043]根据本公开的一个示例性实施例,控制电路108还可以包括模式切换控制单元105。模式切换控制单元105通过检测降压占空比D1和升压占空比D2,并将降压占空比D1和升压占空比D2的检测值分别与降压占空比阈值DTH1和升压占空比阈值DTH2比较,以分别提供第一模式切换控制信号TR1和第二模式切换控制信号TR2,从而控制升压降压型开关功率变换器100的工作模式切换。在一个示例性的实施例中,若降压占空比D1大于降压占空比阈值DTH1,则第一模式切换控制信号TR1控制升压降压型开关功率变换器100从降压模式切换至升压-降压模式,若降压占空比D1小于降压占空比阈值DTH1,则第一模式切换控制信号TR1控制升压降压型开关功率变换器100从升压-降压模式切换至降压模式。若升压占空比D2大于升压占空比阈值DTH2,则第二模式切换控制信号TR2控制升压降压型开关功率变换器100从升压-降压模式切换至升压模式,若升压占空比D2小于升压占空比阈值DTH2,则第二模式切换控制信号TR2控制升压降压型开关功率变换器100从升压模式切换至升压-降压模式。
[0044]根据本公开的一个不例性实施例,升压降压型开关功率变换器100从降压模式切换至升压-降压模式时,控制电路108将降压周期中第二功率开关和第四功率开关的导通时间增大,即增大BD导通时间。根据本公开的一个实施例,这可以通过降压周期脉冲宽度调制单元102调节降压占空比D1实现。仍参考图2,降压周期脉冲宽度调制单元102具有第一可控迟滞H1。降压周期脉冲宽度调制单元102还具有迟滞控制端,用于接收所述第一模式切换控制信号TR1。当升压降压型开关功率变换器100从降压模式切换至升压-降压模式时,降压周期脉冲宽度调制单元102响应于所述第一模式切换控制信号TR1使所述第一可控迟滞H1有效。这时,可以看作为降压周期脉冲宽度调制单元102所接收的差值放大信号Vcomp或所述第一电流检测信号Vesi叠加了所述第一可控迟滞H1。可以设计该第一可控迟滞H1等效叠加于所述差值放大信号Vcomp时为负,而等效叠加于所述第一电流检测信号Vesi时为正。这样在所述第一可控迟滞H1有效时,降压周期脉冲宽度调制单元102将差值放大信号Vcomp与所述第一电流检测信号Vesi叠加该第一可控迟滞H1的值比较,因而使所述第一脉冲宽度调制信号PWM1的脉冲宽度减小。受该第一脉冲宽度调制信号PWM1的控制,在降压周期中BD导通时间增大。
[0045]根据本公开的一个示例性实施例,升压降压型开关功率变换器100从升压-降压模式切换至降压模式时,控制电路108将降压周期中第二功率开关和第四功率开关的导通时间减小,即减小BD导通时间。根据本公开的一个实施例,这仍可以通过降压周期脉冲宽度调制单元102调节降压占空比D1实现。升压降压型开关功率变换器100从升压-降压模式切换至降压模式时,降压周期脉冲宽度调制单元102响应于所述第一模式切换控制信号TR1使所述第一可控迟滞H1无效。这时,等效叠加于差值放大信号Vcomp或所述第一电流检测信号Vesi的第一可控迟滞H1消失。与所述第一可控迟滞H1有效时相比,降压周期脉冲宽度调制单元102将差值放大信号Vcomp与所述第一电流检测信号Vesi的值比较,使所述第一脉冲宽度调制信号PWM1的脉冲宽度增大。受该第一脉冲宽度调制信号PWM1的控制,在降压周期中BD导通时间减小。
[0046]根据本公开的一个示例性实施例,升压降压型开关功率变换器100从升压-降压模式切换至升压模式时,控制电路108将升压周期中第一功率开关和第三功率开关的导通时间减小,即减小AC导通时间。根据本公开的一个实施例,这可以通过升压周期脉冲宽度调制单元
当前第3页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1