专利名称：升降压变换器及其控制器和控制方法
技术领域：
本发明涉及电子电路，尤其涉及升降压变换器及其控制器和控制方法。
背景技术：
随着消费类电子产品市场的迅速发展，便携式电子产品不断向小型化、轻型化转变，产品的体积变小使得其电池的体积和容量也随之减小。这就要求尽可能地提高此类产品供电模块的转换效率，减小功耗，并使其能在较宽的电池电压变化范围内提供稳定的输出电压，以便延长电池的使用时间。能在宽输入范围下工作的升降压变换器被广泛用于此类场合。图1是传统四开关升降压变换器的电路原理图。该升降压变换器将输入电压VIN转换为输出电压V0UT，包括开关管SI S4、电感器L以及输出电容器C。当开关管S1、S3导通，开关管S2、S4关断时，电感器L储存能量。当开关管S1、S3关断，开关管S2、S4导通时，电感器L储存的能量被提供至负载。由于四个开关管SI S4均持续工作，传统升降压变换器的功率损耗较大。为了降低功耗，可以根据输入输出电压的不同关系采用不同的工作模式，以减少同时工作的开关数量。当输入电压VIN小于输出电压VOUT时，升降压变换器工作于升压模式，开关管SI恒定导通，开关管S2恒定关断，开关管S3和S4通过脉冲宽度调制进行控制。当输入电压VIN大于输出电压VOUT时，升降压变换器工作于降压模式，开关管S4恒定导通，开关管S3恒定关断，开关管SI和S2通过脉冲宽度调制进行控制。然而，根据输入输出电压关系来判断工作模式，使得控制回路与电压反馈回路之间的关系复杂，加大了系统设计和测试的难度。此外，不同工作模式之间的转换，也会引起各电路参数(例如电压、电流、占空比)的突变，输出电压VOUT上可能会出现跳变尖峰。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、模式转换平滑，且易于设计和测试的升降压变换器及其控制器和控制方法。根据本发明实施例的一种升降压变换器的控制器，该升降压变换器将输入电压转换为输出电压，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电感器，该控制器包括:逻辑控制电路，基于参考信号和代表输出电压的反馈信号产生逻辑控制信号；脉冲宽度增大电路，耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号，并基于逻辑控制信号产生和值控制信号，其中脉冲宽度增大电路将逻辑控制信号的脉冲宽度增大第一预设值，以产生和值控制信号的脉冲宽度；脉冲宽度减小电路，耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号，并基于逻辑控制信号产生差值控制信号，其中脉冲宽度减小电路将逻辑控制信号的脉冲宽度减小第二预设值，以产生差值控制信号的脉冲宽度；第一驱动电路，耦接至脉冲宽度增大电路以接收和值控制信号，并基于和值控制信号产生第一驱动信号和第二驱动信号以控制第一开关管和第二开关管；以及第二驱动电路，耦接至脉冲宽度减小电路以接收差值控制信号，并基于差值控制信号产生第三驱动信号和第四驱动信号以控制第三开关管和第四开关管。根据本发明实施例的一种升降压变换器，包括如前所述的控制器。根据本发明实施例的一种升降压变换器的控制方法，该升降压变换器将输入电压转换为输出电压，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电感器，该控制方法包括:采样输出电压，产生代表输出电压的反馈信号；基于参考信号和反馈信号，产生逻辑控制信号；基于逻辑控制信号，产生和值控制信号，其中和值控制信号的脉冲宽度等于逻辑控制信号的脉冲宽度与第一预设值之和；基于逻辑控制信号，产生差值控制信号，其中差值控制信号的脉冲宽度等于逻辑控制信号的脉冲宽度与第二预设值之差；基于和值控制信号，产生第一驱动信号和第二驱动信号以控制第一开关管和第二开关管；以及基于差值控制信号，产生第三驱动信号和第四驱动信号以控制第三开关管和第四开关管。根据本发明的实施例，分别对逻辑控制信号进行处理，并分别根据处理所得的和值控制信号和差值控制信号产生驱动信号以控制第一至第四开关管，实现了升降压变换器在多个工作模式之间的自动、平滑转换，使得各电路参数在模式转换时连续且平滑，也使电路设计与测试均变得更为容易。此外，在本发明的实施例中，无需额外的输入电压反馈电路与模式判断电路，这无疑使得升降压变换器的结构变得更为简单，且加强了系统的可靠性。
图1为传统四开关升降压变换器的电路原理图；图2为根据本发明一实施例的升降压变换器200的示意性框图；图3为根据本发明一实施例的图2所示脉冲宽度增大电路204的电路原理图；图4为根据本发明一实施例的图3所示脉冲宽度增大电路204的工作波形图；图5为根据本发明一实施例的图2所示脉冲宽度减小电路206的电路原理图；图6为根据本发明一实施例的图5所示脉冲宽度减小电路206的工作波形图；图7为根据本发明一实施例的的升降压变换器700的电路原理图；图8为根据本发明一实施例的升降压变换器控制方法的流程图。
具体实施例方式下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“ 一个实施例”、“实施例”、“ 一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图2为根据本发明一实施例的升降压变换器200的示意性框图。该升降压变换器200包括开关管SI S4、电感器L、输出电容器C、控制器201以及反馈电路202。开关管SI具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压VIN。开关管S2具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关管SI的第二端，第二端接地。电感器L具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关管SI的第二端和开关管S2的第一端。开关管S3具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电感器L的第二端，第二端接地。开关管S4具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电感器L的第二端和开关管S3的第一端，第二端提供输出电压V0UT。输出电容器C耦接在开关管S4的第二端和地之间。开关管SI S4可以是任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。反馈电路202具有输入端和输出端，其中输入端耦接至开关管S4的第二端以接收输出电压VOUT，反馈电路202采样输出电压VOUT，在输出端产生代表输出电压VOUT的反馈信号FB。控制器201耦接至反馈电路202以接收反馈信号FB，并基于反馈信号FB产生驱动信号DRVl DRV4以分别控制开关管SI S4。控制器201可以为集成电路，也可以部分或全部地由分立电子元件组成。如图2所示，控制器201包括逻辑控制电路203、脉冲宽度增大电路204、脉冲宽度减小电路206、第一驱动电路205以及第二驱动电路207。逻辑控制电路203具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端耦接至反馈电路202的输出端以接收反馈信号FB，逻辑控制电路203基于参考信号VREF和反馈信号FB，在输出端产生逻辑控制信号CTRL。逻辑控制电路203可采用任何合适的控制方法，例如定频峰值电流控制、平均电流控制、关断时间控制等。脉冲宽度增大电路204具有输入端和输出端，其中输入端耦接至逻辑控制电路203的输出端以接收逻辑控制信号CTRL，脉冲宽度增大电路204基于逻辑控制信号CTRL，在输出端产生和值控制信号CTRLS。脉冲宽度增大电路204将逻辑控制信号CTRL的脉冲宽度TON与第一预设值TTHl相加，以产生和值控制信号CTRLS的脉冲宽度TONS。脉冲宽度增大电路204可以是任何可实现脉冲宽度增大功能的模拟或者数字电路。由于和值控制信号CTRLS的脉冲宽度TONS必然大于等于零，而小于等于逻辑控制信号CTRL的周期T，因而当T0N+TTH1大于T时，和值控制信号CTRLS的脉冲宽度TONS被限制至等于T。第一驱动电路205具有输入端、第一输出端和第二输出端，其中输入端耦接至脉冲宽度增大电路204以接收和值控制信号CTRLS，第一输出端耦接至开关管SI的控制端，第二输出端耦接至开关管S2的控制端。第一驱动电路205基于和值控制信号CTRLS，在第一输出端和第二输出端产生驱动信号DRVl和DRV2。一般地，驱动信号DRVl与DRV2互补。为了避免开关管SI和S2直通，第一驱动电路205通常包括死区时间控制电路，以在驱动信号DRVl与DRV2之间引入死区时间。脉冲宽度减小电路206具有输入端和输出端，其中输入端耦接至逻辑控制电路203的输出端以接收逻辑控制信号CTRL，脉冲宽度减小电路206基于逻辑控制信号CTRL，在输出端产生差值控制信号CTRLD。脉冲宽度减小电路206将逻辑控制信号CTRL的脉冲宽度TON与第二预设值TTH2相减，以产生差值控制信号CTRLD的脉冲宽度T0ND。脉冲宽度减小电路206可以是任何可实现脉冲宽度减小功能的模拟或者数字电路。由于差值控制信号CTRLD的脉冲宽度TOND必然大于等于零，而小于等于逻辑控制信号CTRL的周期T，因而当T0N-TTH2小于零时，差值控制信号CTRLD的脉冲宽度TOND被限制至等于O。第二驱动电路207具有输入端、第一输出端和第二输出端，其中输入端耦接至脉冲宽度减小电路206以接收差值控制信号CTRLD，第一输出端耦接至开关管S3的控制端，第二输出端耦接至开关管S4的控制端。第二驱动电路207基于差值控制信号CTRLD，在第一输出端和第二输出端产生驱动信号DRV3和DRV4。一般地，驱动信号DRV3与DRV4互补。为了避免开关管S3和S4直通，第二驱动电路207通常包括死区时间控制电路，以在驱动信号DRV3与DRV4之间引入死区时间。以下以工作于电流连续模式下的升降压变换器为例进行说明，但本领域技术人员可知，类似的分析方式对工作于电流断续模式下的升降压变换器也适用。假设升降压变换器200工作于电流连续模式，当逻辑控制信号CTRL的脉冲宽度TON大于TTH2并小于T-TTHl时，即TTH2 < TON < (T-TTHl)，则和值控制信号CTRLS的脉冲宽度TONS等于T0N+TTH1，差值控制信号CTRLD的脉冲宽度TOND等于T0N-TTH2。此时，升降压变换器200工作于升降压模式，开关管SI S4均参与工作。根据电感伏秒平衡定律，可以得到:VIN* (T0N+TTH1) /T = V0UT* (1- (T0N-TTH2) /T) (公式 I)当ton ( TTH2,则和值控制信号CTRLS的脉冲宽度TONS等于T0N+TTH1，而差值控制信号CTRLD的脉冲宽度TOND被限制至等于O。此时，升降压变换器200工作于降压模式，开关管S3恒定关断，而开关管S4恒定导通。根据电感伏秒平衡定律，可以得到:VIN* (T0N+TTH1) /T = VOUT (公式 2)当ton彡T-TTHl，则差值控制信号CTRLD的脉冲宽度TOND等于T0N-TTH2，而和值控制信号CTRLS的脉冲宽度TONS被限制至等于T。此时，升降压变换器200工作于升压模式，开关管SI恒定导通，而开关管S2恒定关断。根据电感伏秒平衡定律，可以得到:VIN = V0UT* (1- (T0N-TTH2) /T) (公式 3)由以上分析可知，升降压变换器200可基于逻辑控制信号CTRL的脉冲宽度TON在降压模式、升降压模式和升压模式之间自动、平滑地进行转换，这使得各电路参数(例如电压、电流、占空比等)在模式切换时连续且平滑，也使电路设计与测试均变得更为容易。此夕卜，升降压变换器200无需额外的输入电压反馈电路与模式判断电路，这无疑降低了系统的体积与成本，也加强了系统的可靠性。第一预设值TTHl和第二预设值TTH2的取值需考虑到效率和平滑模式转换之间的折衷。预设值TTHl和TTH2越大，效率越高；预设值TTHl和TTH2越小，模式转换越平滑。一般地，TTHl和TTH2均大于零，且二者之和小于逻辑控制信号CTRL的周期T。在一个实施例中，为了便于电路设计， 第一预设值TTHl与第二预设值TTH2相等。图3为根据本发明一实施例的图2所示脉冲宽度增大电路204的电路原理图。该脉冲宽度增大电路204包括二极管D1、电阻器R1、电容器Cl以及比较器C0M1。二极管Dl具有阳极和阴极，其中阳极耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号CTRL。电阻器Rl具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二极管Dl的阳极，第二端耦接至二极管Dl的阴极。电容器Cl具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二极管Dl的阴极，第二端接地。比较器COMl具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至电容器Cl的第一端，反相输入端接收阈值电压VTH1，比较器COMl将电容器Cl两端的电压VCl与阈值电压VTHl进行比较，在输出端产生和值控制信号CTRLS。图4为根据本发明一实施例的图3所示脉冲宽度增大电路204的工作波形图。如图4所示，当逻辑控制信号CTRL由低电平变为高电平时，二极管Dl导通，电容器Cl通过二极管Dl被快速充电，其两端的电压VCl迅速增大。当电压VCl增大至阈值电压VTHl时，和值控制信号CTRLS由低电平变为高电平。当逻辑控制信号CTRL由高电平变为低电平时，二极管Dl关断，电容器Cl通过电阻器Rl被缓慢放电，其两端的电压VCl逐渐减小。当电压VCl减小至阈值电压VTHl时，和值控制信号CTRLS由高电平变为低电平。电容器Cl被放电至阈值电压VTHl所需的时间即为预设值TTH1，该预设值TTHl可以通过改变阈值电压VTH1、电阻器Rl的阻值或电容器Cl的容值来进行调节。图5为根据本发明一实施例的图2所示脉冲宽度减小电路206的电路原理图。该脉冲宽度增大电路206包括二极管D2、电阻器R2、电容器C2以及比较器COM2。二极管D2具有阳极和阴极，其中阴极耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号CTRL。电阻器R2具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二极管D2的阴极，第二端耦接至二极管D2的阳极。电容器C2具有第一端和第二端，其中第一端耦接至二极管D2的阳极，第二端接地。比较器COM2具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至电容器C2的第一端，反相输入端接收阈值电压VTH2，比较器COM2将电容器C2两端的电压VC2与阈值电压VTH2进行比较，在输出端产生差值控制信号CTRLD。图6为根据本发明一实施例的图5所示脉冲宽度减小电路206的工作波形图。如图6所示，当逻辑控制信号CTRL由低电平变为高电平时，二极管D2关断，电容器C2通过电阻器R2被缓慢充电，其两端的电压VC2逐渐增大。当电压VCl增大至阈值电压VTH2时，差值控制信号CTRLD由低电平变为高电平。当逻辑控制信号CTRL由高电平变为低电平时，二极管D2导通，电容器C2通过二极管D2被快速放电，其两端的电压VC2迅速减小。当电压VC2减小至阈值电压VTH2时，差值控制信号CTRLD由高电平变为低电平。电容器C2被充电至阈值电压VTH2所需的时间即为预设值TTH2，该预设值TTH2可以通过改变阈值电压VTH2、电阻器R2的阻值或电容器C2的容值来进行调节。图7为根据本发明一实施例的的升降压变换器700的电路原理图。其中开关管SI S4均为N型M0SFET。与图2所示升降压变换器200相比，升降压变换器700还包括电流采样电路708，电流采样电路708采样流过电感器L的电流，并产生代表该电流的电流采样信号ISENSE。电流采样电路708可以采用任何常用的电流采样方法，例如电流采样电阻器，电流传感器，电流镜等。电流采样电路708可以直接采样流过电感器L的电流，也可以通过采样流过开关管SI的电流来获取电流采样信号ISENSE。反馈电路702包括电阻器R3和R4构成的电阻分压器。逻辑控制电路703包括振荡器709、误差放大器EA、加法器710、比较器COM3和RS触发器FF。振荡器709产生周期性的时钟信号CLK和斜坡信号VSL0PE。误差放大器EA具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端接收参考信号VREF，反相输入端耦接至反馈电路702以接收反馈信号FB，误差放大器EA基于参考信号VREF和反馈信号FB，在输出端产生补偿信号COMP。加法器710具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端I禹接至振荡器709以接收斜坡信号VSL0PE，第二输入端耦接至电流采样电路708以接收电流采样信号ISENSE，加法器710将斜坡信号VSLOPE与电流采样信号ISENSE相加，在输出端产生和值信号SUM。比较器COM3具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至加法器710的输出端以接收和值信号SUM，反相输入端耦接至误差放大器EA的输出端以接收补偿信号C0MP，比较器COM3将和值信号SUM与补偿信号COMP进行比较，在输出端产生复位信号RST。触发器FF具有置位端、复位端和输出端，其中置位端耦接至振荡器709以接收时钟信号CLK，复位端耦接至比较器COM3的输出端以接收复位信号RST，触发器FF基于时钟信号CLK和复位信号RST，在输出端产生逻辑控制信号CTRL。逻辑控制电路703采用定频峰值电流控制方式。在时钟信号CLK的上升沿，触发器FF被置位，逻辑控制信号CTRL由低电平变为高电平。当和值信号SUM增大至大于补偿信号COMP时，复位信号RST由低电平变为高电平，触发器FF被复位，逻辑控制信号CTRL由高电平变为低电平。脉冲宽度增大电路704和脉冲宽度减小电路706的结构与图3和图5所示电路的结构基本相同。第一驱动电路705包括延迟电路DL2以及或非门NORl，其连接结构如图7所示。在图7所示实施例中，时钟信号CLK经过延迟电路DLl后方被送入触发器FF。在延迟电路DL1、DL2以及或非门NORl的作用下，第一驱动电路705产生的驱动信号DRVl和DRV2互补，且两者之间存在必要的死区时间。第二驱动电路707包括延迟电路DL3、比较器COM4以及或非门N0R2，其连接结构如图7所示。用于比较器COM4的阈值电压VTH3被设置为略小于阈值电压VTH2。在延迟电路DL3、比较器COM4以及或非门N0R2的作用下，第二驱动电路707产生的驱动信号DRV3和DRV4互补,且两者之间存在必要的死区时间。图8为根据本发明一实施例的升降压变换器控制方法的流程图。该控制方法包括步骤S811 S816。在步骤S811，采样输出电压，产生代表输出电压的反馈信号。在步骤S812，基于参考信号和反馈信号，产生逻辑控制信号。在步骤S813，基于逻辑控制信号，产生和值控制信号，其中和值控制信号的脉冲宽度等于逻辑控制信号的脉冲宽度与第一预设值之和。在步骤S814，基于逻辑控制信号，产生差值控制信号，其中差值控制信号的脉冲宽度等于逻辑控制信号的脉冲宽度与第二预设值之差。在一个实施例中，第一预设值与第二预设值相等。在一个实施例中，第一预设值和第二预设值均大于零，而且二者之和小于逻辑控制信号的周期。在步骤S815,基于和值控制信号,产生第一驱动信号和第二驱动信号以控制第一开关管和第二开关管。一般地，第一驱动信号和第二驱动信号互补，而且在第一驱动信号和第二驱动信号之间设置有死区时间。在步骤S816，基于差值控制信号，产生第三驱动信号和第四驱动信号以控制第三开关管和第四开关管。一般地，第三驱动信号和第四驱动信号互补，而且在第三驱动信号和第四驱动信号之间设置有死区时间。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种升降压变换器的控制器，该升降压变换器将输入电压转换为输出电压，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电感器，该控制器包括: 逻辑控制电路，基于参考信号和代表输出电压的反馈信号产生逻辑控制信号； 脉冲宽度增大电路，耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号，并基于逻辑控制信号产生和值控制信号，其中脉冲宽度增大电路将逻辑控制信号的脉冲宽度增大第一预设值，以产生和值控制信号的脉冲宽度； 脉冲宽度减小电路，耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号，并基于逻辑控制信号产生差值控制信号，其中脉冲宽度减小电路将逻辑控制信号的脉冲宽度减小第二预设值，以产生差值控制信号的脉冲宽度； 第一驱动电路，耦接至脉冲宽度增大电路以接收和值控制信号，并基于和值控制信号产生第一驱动信号和第二驱动信号以控制第一开关管和第二开关管；以及 第二驱动电路，耦接至脉冲宽度 减小电路以接收差值控制信号，并基于差值控制信号产生第三驱动信号和第四驱动信号以控制第三开关管和第四开关管。
2.如权利要求1所述的控制器，其中所述脉冲宽度增大电路包括: 第一二极管，具有阳极和阴极，其中阳极耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号；第一电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一二极管的阳极，第二端耦接至第一二极管的阴极； 第一电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一二极管的阴极，第二端接地；以及 第一比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端稱接至第一电容器的第一端，第二输入端接收第一阈值电压，第一比较器将第一电容器两端的电压与第一阈值电压进行比较，在输出端产生和值控制信号。
3.如权利要求1所述的控制器，其中所述脉冲宽度减小电路包括: 第二二极管，具有阳极和阴极，其中阴极耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号；第二电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二二极管的阴极，第二端耦接至第二二极管的阳极； 第二电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二二极管的阳极，第二端接地；以及 第二比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端稱接至第二电容器的第一端，第二输入端接收第二阈值电压，第二比较器将第二电容器两端的电压与第二阈值电压进行比较，在输出端产生差值控制信号。
4.如权利要求1所述的控制器，其中所述逻辑控制电路包括: 振荡器，产生周期性的时钟信号和斜坡信号； 误差放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端接收反馈信号，误差放大器基于参考信号和反馈信号，在输出端产生补偿信号; 加法器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端I禹接至振荡器以接收斜坡信号，第二输入端接收代表流过电感器电流的电流采样信号，加法器将斜坡信号与电流采样信号相加，在输出端产生和值信号；第三比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端稱接至加法器的输出端以接收和值信号，第二输入端耦接至误差放大器的输出端以接收补偿信号，第三比较器将和值信号与补偿信号进行比较，在输出端产生复位信号；以及 触发器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至振荡器以接收时钟信号，第二输入端耦接至第三比较器的输出端以接收复位信号，触发器基于时钟信号和复位信号，在输出端产生逻辑控制信号。
5.如权利要求1所述的控制器，其中第一预设值与第二预设值相等。
6.如权利要求1所述的控制器，其中第一预设值和第二预设值均大于零，且第一预设值与第二预设值之和小于逻辑控制信号的周期。
7.如权利要求1所述的控制器，其中第一驱动电路和第二驱动电路均包括死区时间控制电路。
8.一种升降压变换器，包括如权利要求1至7中任一项所述的控制器。
9.一种升降压变换器的控制方法，该升降压变换器将输入电压转换为输出电压，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电感器，该控制方法包括: 采样输出电压，产生代表输出电压的反馈信号； 基于参考信号和反馈信号，产生逻辑控制信号； 基于逻辑控制信号，产生和值控制信号，其中和值控制信号的脉冲宽度等于逻辑控制信号的脉冲宽度与第一预设值之和； 基于逻辑控制信号，产生差值控制信号，其中差值控制信号的脉冲宽度等于逻辑控制信号的脉冲宽度与第二预设值之差； 基于和值控制信号，产生第一驱动信号和第二驱动信号以控制第一开关管和第二开关管；以及 基于差值控制信号，产生第三驱动信号和第四驱动信号以控制第三开关管和第四开关管。
10.如权利要求9所述的控制方法，其中产生逻辑控制信号的步骤包括: 采样流过电感器的电流，产生电流采样信号； 产生周期性的时钟信号和斜坡信号； 基于参考信号和反馈信号，产生补偿信号； 将斜坡信号与电流采样信号相加，产生和值信号； 将和值信号与第一阈值电压进行比较，产生复位信号；以及 基于时钟信号和复位信号，产生逻辑控制信号。
11.如权利要求9所述的控制方法，其中第一预设值与第二预设值相等。
12.如权利要求9所述的控制方法，其中第一预设值和第二预设值均大于零，且第一预设值与第二预设值之和小于逻辑控制信号的周期。
13.如权利要求9所述的控制方法，还包括: 在第一驱动信号和第二驱动信号之间设置死区时间；以及 在第三驱动信号和第四驱动信号之间设置死区时间。
全文摘要
公开了升降压变换器及其控制器和控制方法。该控制器包括逻辑控制电路，基于参考信号和代表输出电压的反馈信号产生逻辑控制信号；脉冲宽度增大电路，基于逻辑控制信号产生和值控制信号，其中脉冲宽度增大电路将逻辑控制信号的脉冲宽度增大第一预设值，以产生和值控制信号的脉冲宽度；脉冲宽度减小电路，基于逻辑控制信号产生差值控制信号，其中脉冲宽度减小电路将逻辑控制信号的脉冲宽度减小第二预设值，以产生差值控制信号的脉冲宽度；第一驱动电路，基于和值控制信号产生第一驱动信号和第二驱动信号以控制第一开关管和第二开关管；以及第二驱动电路，基于差值控制信号产生第三驱动信号和第四驱动信号以控制第三开关管和第四开关管。
文档编号H02M3/155GK103199700SQ20131009379
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者邓成刚 申请人:成都芯源系统有限公司