升降压开关电路及其控制电路的制作方法_3

文档序号:9000383阅读:来源:国知局
和输出端,所述第一输入端耦接至第一 RS触发器2202的输出端“Q”接收反馈控制信号FB_ctrl,所述第二输入端接收升压使能信号Boost_en,基于所述反馈控制信号FB_ctrl和升压使能信号Boost_en,所述第二使能逻辑电路2204在输出端输出第一升压控制信号Boost_l ;第三使能逻辑电路2205,具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端親接至第一 RS触发器2202的输出端“Q”接收反馈控制信号FB_ctrl,所述第二输入端接收升降压使能信号Buck-Boost_en,基于所述反馈控制信号FB_ctrl和升降压使能信号Buck-Boost_en,所述第三使能逻辑电路2205在输出端输出第二降压控制信号Buck_2 ;第一固定时长导通电路2206,具有输入端和输出端,所述输入端耦接至第一使能逻辑电路2203的输出端接收第一降压控制信号Buck_l,基于所述第一降压控制信号Buck_l,所述第一固定时长导通电路2206在输出端输出第一降压复位信号Buck_rl ;第二固定时长导通电路2207,具有输入端和输出端,所述输入端耦接至第二使能逻辑电路2204的输出端接收第一升压控制信号Boost_l,基于所述第一升压控制信号Boost_l,所述第二固定时长导通电路2207在输出端输出第一升压复位信号Boost_rl ;第三固定时长导通电路2208,具有输入端和输出端,所述输入端親接至第三使能逻辑电路2205的输出端接收第二降压控制信号Buck_2,基于所述第二降压控制信号Buck_2,所述第三固定时长导通电路2208在输出端输出第二降压复位信号Buck_r2 ;延时电路2209,具有输入端和输出端,所述输入端耦接至第三使能逻辑电路2205的输出端接收第二降压控制信号Buck_2,基于第二降压控制信号Buck_2,所述输出端输出第二降压控制信号Buck_2经过预设延时Dl的延时控制信号Buck_2_D ;第二 RS触发器2210,具有复位端“R”、置位端“S”和输出端“Q”,所述置位端“S”耦接至延时电路2209的输出端接收延时控制信号Buck_2_D,所述输出端“Q”输出第二升压控制信号Boost_2 ;第四固定时长导通电路2211,具有输入端和输出端,所述输入端耦接至第二 RS触发器2210的输出端“Q”接收第二升压控制信号Boost_2,基于所述第二升压控制信号Boost_2,所述输出端输出第二升压复位信号Boost_r2 ;以及复位逻辑电路2212,具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端,所述第一输入端耦接至第一固定时长导通电路2206的输出端接收第一降压复位信号Buck_rl,所述第二输入端耦接至第二固定时长导通电路2207的输出端接收第一升压复位信号B00St_rl,所述第三输入端耦接至第三固定时长导通电路2208的输出端接收第二降压复位信号Buck_r2,基于所述第一降压复位信号Buck_rl、第二降压复位信号Buck_r2和第一升压复位信号B00St_rl,所述复位逻辑电路2212在输出端输出复位信号Rt ;其中所述第一 RS触发器2202的复位端“R”親接至复位逻辑电路2212的输出端接收复位信号Rt,所述第二 RS触发器2210的复位端耦接至第四固定时长导通电路2211的输出端接收第二升压复位信号Boost_r2。
[0038]在一个实施例中,所述反馈信号Vfb为经过斜坡补偿的反馈信号。
[0039]在一个实施例中,第一 RS触发器2202和第二 RS触发器2210均为脉冲触发的RS触发器。
[0040]在一个实施例中,使能逻辑电路2203、2204、2205均为与门电路。当降压使能信号Buck_en有效,升压使能信号Boost_en、升降压使能信号Buck_Boost_en无效时,所述升降压开关电路20工作在降压模式下。此时,第四功率开关PD保持导通,第三功率开关PC保持关断,降压开关对PA和PB在第一降压控制信号Buck_l的控制下有序地通断,以控制输入端传递给输出端的能量。
[0041]图5示出了升降压开关电路20工作于降压模式下的各信号波形图。下面结合图4和图5来说明升降压开关电路20工作于降压模式下的工作原理。如图5所示,当表征升降压开关电路20的输出电压Vout的反馈信号Vfb下降至基准信号Vref时,反馈比较器2201输出置位信号St置位第一 RS触发器2202,输出高电平的反馈控制信号FB_ctrl。由于此时降压使能信号Buck_en为高电平的有效状态,第一降压控制信号Buck_l的波形与反馈控制信号FB_ctrl的波形一致。当第一固定时长导通电路2206接收到高电平的第一降压控制信号Buck_l时,输出具有第一固定导通时长Ton_l的第一降压复位信号Buck_rl。即当经过第一固定导通时长Ton_l后,第一降压复位信号Buck_r I输出高电平,并且通过复位逻辑电路2212复位第一 RS触发器2202,使反馈控制信号FB_ctrl和第一降压控制信号Buck_l跳转为低电平。在第一固定导通时长Ton_l期间,第一降压控制信号Buck_l为高电平,第一功率开关PA导通,第二功率开关PB关断,此时,反馈信号Vfb上升。当第一固定导通时长Ton_l结束后,第一降压控制信号Buck_l为低电平,第一功率开关PA关断,第二功率开关PB导通,此时,反馈信号Vfb下降。当反馈信号Vfb再次低于基准信号Vref时,所述第一RS触发器2202再次被置位,反馈控制信号FB_ctrl和第一降压控制信号Buck_l再次变为高电平。如此循环往复,形成升降压开关电路20在降压模式下的工作过程。
[0042]当升压使能信号B00St_en有效,降压使能信号Buck_en、升降压使能信号Buck-Boost_en无效时,所述升降压开关电路20工作在升压模式下。此时,第一功率开关PA保持导通,第二功率开关PB保持关断,升压开关对PC和H)在第一升压控制信号Boost_l的控制下有序地通断,以控制输入端传递给输出端的能量。
[0043]图6示出了升降压开关电路20工作于升压模式下的各信号波形图。下面结合图4和图6来说明升降压开关电路20工作于升压模式下的工作原理。如图6所示,当表征升降压开关电路20的输出电压Vout的反馈信号Vfb下降至基准信号Vref时,反馈比较器2201输出置位信号St置位第一 RS触发器2202,输出高电平的反馈控制信号FB_ctrl。由于此时升压使能信号B00St_en为高电平的有效状态,第一升压控制信号Boost_l的波形与反馈控制信号FB_ctrl的波形一致。当第二固定时长导通电路2207接收到高电平的第一升压控制信号Boost_l时,输出具有第二固定导通时长Ton_2的第一升压复位信号Boost_rl。即当经过第二固定导通时长Ton_2后,第一升压复位信号Boostjl输出高电平,并且通过复位逻辑电路2212复位第一 RS触发器2202,使反馈控制信号FB_ctrl和第一升压控制信号Boost_l跳转为低电平。在第二固定导通时长Ton_2期间,第一升压控制信号Boost_l为高电平,第三功率开关PC导通,第四功率开关H)关断,此时,反馈信号Vfb上升。当第二固定导通时长Ton_2结束后,第一升压控制信号Boost_l为低电平,第三功率开关PC关断,第四功率开关H)导通,此时,反馈信号Vfb下降。当反馈信号Vfb再次低于基准信号Vref时,所述第一 RS触发器2202再次被置位,反馈控制信号FB_ctrl和第一升压控制信号Boost_l再次变为高电平。如此循环往复,形成升降压开关电路20在升压模式下的工作过程。
[0044]当升降压使能信号Buck_Boost_en有效,降压使能信号Buck_en和升压使能信号B00St_en无效时,所述升降压开关电路20工作在升降压模式下。在本实用新型的实施例中,升降压模式是升压模式和降压模式的结合。即在一个开关周期中,升降压开关电路20中的降压开关对PA和PB工作在降压模式下,升压开关对PC和F1D工作在升压模式下。降压开关对PA和PB在第二降压控制信号Buck_2的控制下有序地通断,升压开关对PC和H)在第二升压控制信号Boost_2的控制下有序地通断,共同控制输入端传递给输出端的能量。
[0045]图7示出了升降压开关电路20工作于升降压模式下的各信号波形图。下面结合图4和图7来说明升降压开关电路20工作于升降压模式下的工作原理。如图7所示,当表征升降压开关电路20的输出电压Vout的反馈信号Vfb下降至基准信号Vref时,反馈比较器2201输出置位信号St置位第一 RS触发器2202,输出高电平的反馈控制信号FB_ctrl。由于此时升降压使能信号Buck-Boost_en为高电平的有效状态,第二降压控制信号Buck_2的信号与反馈控制信号FB_ctrl —致。当第三固定时长导通电路2208接收到高电平的第二降压控制信号Buck_2时,输出具有第三固定导通时长Ton_3的第二降压复位信号Buck_r2o即当经过第三固定导通时长Ton_3后,第二降压复位信号Buck_r2输出高电平,并且通过复位逻辑电路2212复位第一 RS触发器2202,使反馈控制信号FB_ctrl和第二降压控制信号Buck_2跳转为低电平。在第三固定导通时长Ton_3期间,第二降压控制信号Buck_2为高电平,第一功率开关PA导通,第二功率开关PB关断,此时,反馈信号Vfb上升。当第三固定导通时长Ton_3结束后,第二降压控制信号Buck_2为低电平,第一功率开关PA关断,第二功率开关PB导通,此时,反馈信号Vfb下降。同时,在升降压模式下,延时电路2209接收第二降压控制信号Buck_2,并输出相对于第二降压控制信号Buck_2延时Dl的延时信号Buck_2_D。延时信号Buck_2_D从第三固定导通时长Ton_3的开始时刻起,经过延时Dl时,置位第二 RS触发器2210,使其输出高电平(有效)的第二升压控制信号Boost_2。当第四固定时长导通电路2211接收到高电平的第二升压控制信号Boost_2时,输出具有第四固定导通时长Ton_4的第二升压复位信号B00St_r2。即当经过第四固定导通时长Ton_4后,第二升压复位信号B00St_r2输出高电平,并且复位第二 RS触发器2210。在第四固定导通时长Ton_4期间,第三功率开关PC导通,第四功率开关H)关断。而在第四固定导通时长Ton_4之外的时间段,第四功率开关H)导通,第三功率开关PC关断,如图7所示。当反馈信号Vfb再次低于基准信号Vref时,所述第一 RS触发器2202再次被置位,反馈控制信号FB_ctrl和第二降压控制信号Buck_2再次变为高电平。如此循环往复,形成升降压开关电路20在升降压模式下的工作过程。
[0046]在一个实施例中,延时Dl为1/2的开关周期。在一个实施例中,所
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