用于电压转换器的控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型的实施例涉及电子电路，更具体但是并非排它地涉及一种用于电压转换器尤其是DC-DC电压转换器的控制电路。
【背景技术】
[0002]DC-DC电压转换器是一种常用的电压转换器，它是一种接受DC输入电压并向负载提供DC输出电压的电子器件。DC-DC转换器一般被配置成基于在一些未调节的DC源电压向负载提供已调节的DC输出电压或者电流(“负载电压”或者“负载电流”)。例如在许多汽车应用中(其中电池提供具有近似12伏特未调节的电压的DC功率源)，DC-DC转换器可以用来接收未调节的12伏特DC作为源电压并提供已调节的DC输出电压或者电流以驱动车辆中的各种电子电路(仪器、附件、引擎控制、照明设备、无线电/立体声等)。DC输出电压可以比来自电池的源电压更低、更高或者相同。又例如在一些照明应用中，DC-DC转换器可以用来接收未调节的12伏特DC作为源电压并提供已调节的DC输出电流以驱动LED。
[0003]图1示出一款现有的DC-DC转换器10的电路示意图。DC-DC转换器10包括控制电路100和开关电路110。开关电路110包括至少一个功率开关Ml，功率开关Ml具有控制端、第一端和第二端。在控制信号CTRL的作用下，开关电路110将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。开关电路110可以具有多种拓扑结构，例如Buck型降压结构、Boost型升压结构以及正激或反激等拓扑结构。
[0004]控制电路100包括误差放大器101、比较器102和逻辑电路103。误差放大器101具有第一输入端、第二输入端和输出端，基于参考信号VREF和输出电压VOUT在输出端提供误差放大信号VEA0。在另外一个实施例中，误差放大器101还可以基于参考信号VREF和表征负载电流1UT的电压信号的比较结果在输出端提供误差放大信号VEA0。比较器102，具有第一输入端、第二输入端和输出端，基于误差放大信号VEA和电流反馈信号RFLTI的比较结果在输出端提供第一逻辑信号VL1。电流反馈信号RFLTI可以反应功率开关Ml的电流，电感L的电流，例如通过电流感测电路104检测功率开关Ml或者电感的电流，或者是反应功率开关Ml电流的信号与斜坡补偿信号的叠加。逻辑电路103，具有第一输入端、第二输入端和输出端，基于第一逻辑信号VLl和第二逻辑信号VL2在输出端提供开关信号CTRL。第二逻辑信号VL2可以是由振荡器105产生的时钟信号。
[0005]DC-DC转换器10的误差放大器101将输出电压VOUT钳位在参考信号VREF附近，从而使得开关变换器10可以为负载提供稳定的输出电压VOUT或者负载电流1UT。在一些应用中，参考信号VREF的电压值可能比较低，例如200mV。而误差放大器的失调电压(OFFSET)可以高大几十毫伏，例如50mV。此时，就会使得输出电压VOUT或者负载电流1UT产生25%的误差。另外，误差放大器输入晶体管的噪声也会通过环路反应在输出电压VOUT或者负载电流1UT上。如何减小误差放大器输入晶体管的噪声和失调电压的影响，是本领域技术人员面临的难题。【实用新型内容】
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供一种用于电压转换器的控制电路，所述电压转换器具有至少一个功率开关，所述控制电路包括:斩波放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，基于参考信号和反馈信号在输出端提供误差放大信号，其中所述反馈信号反映所述电压转换器的负载电流或者输出电压；采样保持电路，具有控制端、输入端和输出端，在采保控制信号作用下，采样所述误差放大信号并在输出端提供保持信号；第一比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端親接至所述米样保持电路的输出端，其第二输入端接收电流反馈信号，其输出端提供第一逻辑信号；以及逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，基于所述第一逻辑信号和第二逻辑信号在输出端提供开关信号。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，所述功率开关具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压，控制端接收所述开关信号，所述开关转换器还包括:次开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至所述功率开关的第二端，第二端接地，控制端耦接至所述逻辑电路；以及电感器，具有第一端和第二端，其中第一端电耦接至所述功率开关的第二端和次开关管的第一端，其第二端提供所述输出电压。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，所述电流反馈信号反应所述功率开关的电流或者是反映所述功率开关电流的信号与斜坡补偿信号之和；所述第一逻辑信号用以置位所述逻辑电路，所述第二逻辑信号是用以复位所述逻辑电路的时钟信号。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述斩波放大器包括第一斩波调制器、输入级、第二斩波调制器和输出级，所述控制电路还包括分频电路，所述分频电路将所述第二逻辑信号或者所述开关信号分频，在输出端提供斩波调制信号以控制所述第一斩波调制器和所述第二斩波调制器。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述采保控制信号的周期为斩波周期的的整数倍。
[0011]本实用新型还提供一种用于电压转换器的控制电路，所述电压转换器具有至少一个功率开关，所述控制电路包括:斩波放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，基于参考信号和反馈信号在输出端提供误差放大信号，其中所述反馈信号反映所述开关转换器的负载电流或者输出电压；采样保持电路，具有控制端、输入端和输出端，在采保控制信号作用下，采样所述误差放大信号并在输出端提供保持信号；第一比较器，包括第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述采样保持电路的输出端，其第二输入端接收所述反馈信号，其输出端提供导通信号；关断信号产生电路，在其输出端提供关断信号；以及逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，基于所述导通信号和所述关断信号在输出端提供开关信号。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述开关信号用于控制所述功率开关的导通和关断，所述功率开关是Buck型降压电路、或者Boost型升压电路、或者正激变换器、或者反激变换器的主开关管。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述功率开关具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压，控制端接收所述开关信号，所述开关转换器还包括:次开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至所述功率开关的第二端，第二端接地，控制端耦接至所述逻辑电路；以及电感器，具有第一端和第二端，其中第一端电耦接至所述功率开关的第二端和次开关管的第一端，其第二端提供所述输出电压。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，所述斩波放大器包括第一斩波调制器、输入级、第二斩波调制器和输出级，所述控制电路还包括分频电路，所述分频电路将所述关断信号或者所述开关信号分频，在输出端提供斩波调制信号以控制所述第一斩波调制器和所述第二斩波调制器。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述采保控制信号的周期为斩波周期的的整数倍。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，所述控制电路还包括:电流感测电路，具有输入端和输出端，基于所述功率开关的电流产生所述电流感测信号；关断阈值产生电路，具有输入端和输出端，基于所述开关信号的频率和设定频率调整所述关断阈值，使所述开关信号的频率实质上等于或者大于所述设定频率；以及所述关断信号产生电路，基于关断阈值信号和电流感测信号的比较结果在输出端提供所述关断信号。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，所述电流感测电路包括电流检测电路，所述电流检测电路检测所述功率开关上流过的电流，基于所述功率开关上电流产生所述关断阈值信号。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，所述电流感测电路包括电流模拟电路，所述电流模拟电路检测所述功率开关一端的电压或者所述功率开关第一端和第二端电压之差，模拟所述功率开关上流过的电流以产生所述关断阈值信号。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，在所述关断阈值产生电路包括锁相环，所述锁相环接收参考频率信号和所述开关信号，基于所述参考时钟信号和所述开关信号的周期之差或频率之差产生所述关断阈值信号。
[0020]根据本实用新型的一个实施例，在所述关断阈值产生电路包括:第一电容，具有第一端和第二端，其第二端耦接至地；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其第一端通过第一电流源耦接至第一电压，其第二端耦接所述第一电容的第一端；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接所述第一电容的第一端，其第二端耦接至所述地电势；第二电容，具有第一端和第二端，其第二端耦接至地；第三开关，具有第一端、第二端和控制端，其第一端通过第二电流源耦接至第二电压，其第二端耦接至所述第二电容的第一端；第四开关，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接所述第一电容的第一端，其第二端通过第三电流源耦接至所述地电势；第二比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述第一电容的第一端，其第二输入端接收第二参考信号；以及第二逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其第一输入端耦接至所述第二比较器的输出端，其第二