具有能量回收功能的直流-直流转换器的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源转换技术领域，特别涉及一种具有能量回收功能的直流-直流转换器。
【【背景技术】】
[0002]传统的直流-直流转换器通常为单向传输能量，即总是从输入电源向输出负载传输能量，如图1所示。所述直流-直流转换器包括有输出电路110、采样电路120、负反馈控制电路130、电池BAT140和被供电电路150。为了节省能量，很多系统都采用间歇式工作方式，即图1中的直流-直流转换器被间歇式使能和关闭(系统间歇式工作和休眠)，当使能信号EN为高电平(有效)时，负反馈控制电路130工作，将输入电压VIN(例如4V)转换为输出电压VO(例如10V)，为被供电电路150提供工作电压。当使能信号EN为低电平时，负反馈控制电路130停止工作，输出电压VO被采样电阻R2和Rl或被供电电路放电至零负，也有的设计中通过额外连接在电源输出端VO和地节点之间的开关将输出电容C2的电荷放掉。每次使能信号EN重新变为高电平时，输出电容C2被重新充电；每次使能信号EN变为低电平时，输出电容C2被完全放电。这样输出电容C2被反复充电和放电时，能量被完全浪费掉。
[0003]因此需要一种改进方案来克服上述技术问题的影响。
【【实用新型内容】】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种直流-直流转换器，其能够回收输出电容C2上的部分能量，从而可以节省能量。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型提供一种直流-直流转换器，其包括:输出电路，其连接于电源输入端和电源输出端之间，其包括功率开关；采样电路，其采样所述电源输出端的输出电压得到反馈电压；负反馈控制电路，用于基于所述反馈电压输出驱动控制信号给所述功率开关的控制端以控制所述功率开关在导通和截止之间不断交替，进而控制输出电路将电源输入端的输入电压转换为电源输出端的输出电压，所述负反馈控制电路包括可控的设置于电源输入端和电源输出端的能量回收通路，在所述负反馈控制电路的使能信号为无效且电源输出端的输出电压高于电源输入端的输入电压和预定阈值电压之和时，导通该能量回收通路，使得电流能够从电源输出端经过所述能量回收通路流至电源输入端，否贝1J，断开该能量回收通路。
[0006]进一步的，所述直流-直流转换器还包括连接于所述电源输入端和地之间的电池和电容Cl，被供电电路连接于所述电源输出端和地之间。
[0007]进一步的，所述输出电路包括电感L1、功率开关S1、功率开关S2和输出电容C2，电感L1、功率开关S2和输出电容C2依次串联于电源输入端和地之间，功率开关SI的一端与电感LI和功率开关S2的中间节点相连，另一端接地，功率开关S2和输出电容C2的中间节点作为所述电源输出端。
[0008]进一步的，所述负反馈控制电路还包括误差放大器、PWM比较器和输出逻辑驱动电路，所述误差放大器将所述反馈电压和参考电压的差进行放大得到误差放大信号，所述PWM比较器用于比较所述误差放大信号和三角波信号得到PWM控制信号，所述输出逻辑驱动电路基于PWM控制信号生成驱动控制信号，并将所述驱动控制信号输出至所述功率开关的控制端。
[0009]进一步的，所述输出逻辑驱动电路包括控制逻辑、与门AND5、与门AND2、第一驱动单元和第二驱动单元，所述控制逻辑的输入端接收所述PWM控制信号，基于PWM控制信号形成两路信号HDP和LDP，其第一输出端输出信号HDP，第二输出端输出信号LDP，所述与门AND5的一个输入端与控制逻辑的第一输出端相连，另一个输入端连接所述负反馈控制电路的使能信号，所述与门AND2的一个输入端与控制逻辑的第二输出端相连，另一个输入端连接所述负反馈控制电路的使能信号，第一驱动单元的输入端与所述与门AND5的输出端相连，其输出端连接至功率开关SI的控制端，第二驱动单元的输入端与所述与门AND2的输出端相连，其输出端连接至功率开关S2的控制端。
[0010]进一步的，所述能量回收通路包括有串联在电源输入端和电源输出端之间的二极管D3和控制开关S3，该二极管D3的阳极连接电源输出端，该二极管D3的阴极连接电源输输入端，所述预定阈值电压为所述二极管D3的导通阈值电压，在所述负反馈控制电路的使能信号为无效时，控制所述控制开关S3导通，所述负反馈控制电路停止工作，控制所述功率开关持续截止，在所述负反馈控制电路的使能信号为有效时，控制所述控制开关S3截止，所述负反馈控制电路正常工作，控制所述功率开关在导通和截止之间不断交替。
[0011]进一步的，所述能量回收通路包括有连接于电源输入端和电源输出端之间的控制开关S4,所述负反馈控制电路还包括有控制所述控制开关S4的能量回收控制电路，所述能量回收控制电路比较电源输入端的输入电压和电源输出端的输出电压，在所述负反馈控制电路的使能信号为有效时，控制所述控制开关S4截止，所述负反馈控制电路正常工作，控制所述功率开关在导通和截止之间不断交替，在所述负反馈控制电路的使能信号为无效且输出电压高于输入电压时，控制所述控制开关S4导通，所述负反馈控制电路停止工作，所述功率开关持续截止。
[0012]与现有技术相比，本实用新型通过在电源输入端和电源输出端设置可控的能量回收通路，从而可以将输出电容C2上的能量和电荷部分回收，以节省能量。
【【附图说明】】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0014]图1为现有的一种典型的直流-直流转换电路的电路示意图；
[0015]图2为本实用新型中的直流-直流转换电路在一个实施例中的电路示意图；
[0016]图3为图2中的负反馈控制电路在一个实施例中的电路示意图；
[0017]图4为图2中的负反馈控制电路在另一个实施例中的电路示意图。【【具体实施方式】】
[0018]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0019]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
[0020]图2为本实用新型中的直流-直流转换电路在一个实施例中的电路示意图。如图2所示，所述直流-直流转换器200包括输出电路210、采样电路220、负反馈控制电路230。
[0021]所述输出电路210连接于电源输入端VIN和电源输出端VO之间，其包括功率开关。如图2所示，所述输出电路210包括电感L1、功率开关S1、功率开关S2和输出电容C2，其中电感L1、功率开关S2和输出电容C2依次串联于电源输入端VIN和地之间，功率开关SI的一端与电感LI和功率开关S2的中间节点相连，另一端接地，功率开关S2和输出电容C2的中间节点作为所述电源输出端W。
[0022]所述采样电路220采样所述电源输出端VO的输出电压得到反馈电压FB。如图2所示，所述采样电路220包括串联的采样电阻R2和Rl，两个采样电阻之间的中间节点的电压就是反馈电压FB。
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