一种升降压型驱动电路的控制电路及控制方法
【专利摘要】一种升降压型驱动电路，包括提供输入电压的输入电压源；与输入电压源耦接的能量传输单元，为负载电路提供电力；与能量传输单元耦接的开关电路；为能量传输单元提供续流的续流二极管和输出电容；其特征在于，所述升降压型驱动电路还包括一控制电路，用于控制与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路，从而控制流经负载电路的电力。
【专利说明】一种升降压型驱动电路的控制电路及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及驱动电路领域，尤其涉及一种升降压型驱动电路的控制电路及控制方法。
【背景技术】
[0002]常用的驱动电路包括恒压型驱动电路，以及恒流型驱动电路。恒压型驱动电路的目的是提供一个不随输入电源电压和输出负载电流变化的恒定电压给负载电路；恒流型驱动电路的目的是提供一个不随输入电源电压和输出负载电压变化的恒定电流给负载电路。常用的驱动电路根据输入电压源的电压以及输出负载的电压的不同情况，可以采用升压型(Boost)电路结构、降压型(Buck)电路结构、升降压型(Buck-boost)电路结构。升压型电路结构主要应用于，在整个负载电压的范围内，输出负载电压都高于输入电源电压的情况；降压型电路结构主要应用于，在整个负载电压的范围内，输出负载电压都低于输入电源电压的情况；升降压型电路结构主要应用于，在整个负载电压的范围内，输出负载电压既可以低于输入电源电压，也可以高于输入电源电压的情况。所以，升降压型电路结构相比起升压型电路结构和降压型电路结构具有更广泛的应用范围。但是由于升降压型电路结构的控制电路比较复杂，传统的升降压型电路难以满足负载电路对其输出电压精度或是输出电流精度的要求，所以在实际工程电路中，升降压型电路结构并没有得到较为广泛的使用。
[0003]总结现有升降压驱动电路的缺点是:驱动电路结构复杂，输出电流精度或是输出电压精度难以满足应用要求。
【发明内容】
[0004]为了解决现有升降压型驱动电路的缺点，本发明提出一种升降压型驱动电路结构和控制电路，采用该方案的驱动电路的输出电压或是输出电流可以得到较为精确的控制。依据本发明一实施例的一种 升降压型驱动电路，包括提供输入电压的输入电压源；与输入电压源耦接的能量传输单元，为负载电路提供电力；与能量传输单元耦接的开关电路?’为能量传输单元提供续流的续流二极管和输出电容；其特征在于，所述升降压型驱动电路还包括一控制电路，用于控制与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路，从而控制流经负载电路的电力。
[0005]优选地，所述升降压型驱动电路的控制电路包括:电流检测电路，用于在所述开关电路接通和断开时，均提供指示流经所述开关电路的电流，并输出电流检测信号；取样电路，与所述负载电路串联耦接，并输出与负载电路上电流相关的取样信号；开关断开控制电路，与所述电流检测信号、取样信号和第一参考电压耦接，并输出一复位信号；零电流检测电路，检测能量传输单元的零电流时刻点，并输出一置位信号；脉冲宽度调制电路，与所述置位信号和复位信号耦接，并输出一脉冲宽度调制信号控制开关电路接通和断开，以维持负载电路上的电流恒定为设定的目标值；其中，升降压型驱动电路的参考地和控制电路的参考地不是同一个参考地。[0006]优选地，所述升降压型驱动电路的控制电路包括:电流检测电路，用于在所述开关电路接通和断开时，均提供指示流经所述开关电路的电流，并输出电流检测信号；取样电路，与所述负载电路并联耦接，并输出与负载电路上电压相关的取样信号；开关断开控制电路，与所述电流检测信号、取样信号和第一参考电压耦接，并输出一复位信号；零电流检测电路，检测能量传输单元的零电流时刻点，并输出一置位信号；脉冲宽度调制电路，与所述置位信号和复位信号耦接，并输出一脉冲宽度调制信号控制开关电路接通和断开，以维持负载电路上的电压恒定为设定的目标值；其中，升降压型驱动电路的参考地和控制电路的参考地不是同一个参考地。
[0007]优选地，所述升降压型驱动电路的输入电压源提供的输入电压包括:交流-直流转换器输出的直流电压、直流-直流转换器输出的直流电压、或是交流电压直接经过整流桥以后的直流电压。
[0008]优选地，所述升降压型驱动电路的开关电路的开关由场效应晶体管(FET)或是双极型晶体管(BJT)组成。
[0009]优选地，所述升降压型驱动电路的能量传输单元为一电感或一变压器。
[0010]优选地，所述升降压型驱动电路的开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与能量传输单元、输出电容、取样电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；能量传输单元的另一端与续流二极管耦接，能量传输单元与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路的公共端耦接；负载电路的另一端与取样电路耦接。
[0011]优选地，所述升降压型驱动电路的开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与能量传输单元、输出电容、取样电路、负载电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；能量传输单元的另一端与续流二极管耦接，能量传输单元与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路、取样电路的公共端耦接。
[0012]优选地，所述控制电路的参考地为能量传输单元和电流检测电路的公共结点，或是电流检测电路与开关电路的公共结点。
[0013]优选地，所述控制电路的电流检测电路串联稱接在开关电路的电流通路上，其一端与开关电路耦接，另一端与能量传输单元耦接，包括，
一电流检测电阻，流过开关电路的电流流过所述电阻，并在所述电流检测电阻上输出指示开关电路瞬时电流的电流检测信号。
[0014]优选地，所述控制电路的取样电路与负载电路串联耦接，包括
第一取样电阻，流过负载电路的负载电流流过所述第一取样电阻，并且在所述第一取样电阻上输出指示负载电路瞬时电流和平均电流的取样信号。
[0015]优选地，所述控制电路的取样电路与负载电路并联耦接，包括
第二取样电阻和第三取样电阻，第二取样电阻和第三取样电阻比例取样负载电路上的负载电压，并且在第二取样电阻和第三取样电阻的公共结点上，输出指示负载电路瞬时电压和平均电压的取样信号。[0016]优选地，所述控制电路的开关断开控制电路包括，
平均值电路，与所述取样信号和第一参考电压耦接，并输出平均值信号；
比较电路，与所述电流检测信号和平均值信号耦接，并输出复位信号。
[0017]优选地，所述开关断开控制电路的平均值电路包括误差放大器，和其输出端的误差积分电容，所述误差放大器的同相输入端与第一参考电压耦接，反相输入端与所述取样信号耦接，其输出为平均值信号；误差积分电容一端与误差放大器的输出端耦接，另一端与控制电路的参考地耦接。
[0018]优选地，所述开关断开控制电路的比较电路包括第一比较器，其同相输入端与电流检测电路输出的电流检测信号耦接，反相输入端与所述平均值信号耦接，输出端输出复位信号，当所述电流检测信号大于等于平均值信号时，复位信号为逻辑高电平，反之，为逻辑低电平。
[0019]优选地，所述控制电路的开关断开控制电路包括，
平均值电路，与所述取样信号和第一参考电压耦接，并输出平均值信号；
锯齿波产生电路，输出一固定频率的锯齿波信号；
比较电路，与所述锯齿波信号和平均值信号耦接，并输出一预复位信号；
过流保护电路，与所述电流检测信号和第二参考电压耦接，并输出一过流保护信号； 一或门，与所述预复位信号和过流保护信号耦接，并输出一复位信号。
[0020]优选地，所述开关断开控制电路的平均值电路包括误差放大器，和其输出端的误差积分电容，所述误差放大器的同相输入端与第一参考电压耦接，反相输入端与所述取样信号耦接，其输出为平均值信号；误差积分电容一端与误差放大器的输出端耦接，另一端与控制电路的参考地耦接。
[0021]优选地，所述开关断开控制电路的比较电路包括第一比较器，其同相输入端与锯齿波产生电路输出锯齿波信号耦接，反相输入端与所述平均值信号耦接，输出端输出预复位信号，当所述锯齿波信号大于等于平均值信号时，预复位信号为逻辑高电平，反之，为逻辑低电平。
[0022]优选地，所述开关断开控制电路的过流保护电路包括第二比较器，其同相输入端与电流检测电路输出的电流检测信号耦接，反相输入端与第二参考电压耦接，输出端输出一过流保护信号；当所述电流检测信号大于等于第二参考电压时，过流保护信号为逻辑高电平，反之，为逻辑低电平。
[0023]优选地，所述控制电路的零电流检测电路可以通过电感与电流检测电路的公共结点，或是开关电路与电流检测电路的公共结点的LC振荡，检测电感电流为零的时刻点。
[0024]优选地，所述控制电路的零电流检测电路可以通过变压器主级绕组与电流检测电路的公共结点，或是通过变压器辅助绕组一端的LC振荡，检测变压器电流为零的时刻点。
[0025]优选地，所述控制电路的零电流检测电路可以通过开关电路的场效应管开关(FET)的Cgd电容或是Cgs电容的充放电检测能量传输单元电流为零的时刻点。
[0026]优选地，所述控制电路的脉冲宽度调制电路包括一 RS触发器，其复位端与所述复位信号耦接，置位端与所述置位信号耦接，Q输出端为脉冲宽度调制信号，输出的脉冲宽度调制信号用于控制和变压器耦接的开关电路接通和断开，以维持负载电路的电压或是电流恒定为设定的目标值。[0027]依据本发明的实施例，还提出一种升降压型驱动电路的控制方法，采用所述控制方法的升降压型驱动电路至少包括开关电路和耦接至所述开关电路的电感或变压器，随着开关电路的接通和断开，所述电感或变压器存储和输出能量，所述控制方法包括以下步骤:
A.开关电流检测步骤:在开关电路接通期间，检测流过所述开关电路的电流，得到一电流检测信号；
B.负载信号取样步骤:取样负载电路的负载信号，得到一与负载电路相关的取样信
号;
C.平均值运算步骤:将取样信号和参考电压进行平均值运算，得到一平均值信号；
D.开关电路断开控制步骤:用平均值信号和电流检测信号相比较，当电流检测信号大于或等于平均值信号时，将开关电路断开；
E.开关电路接通控制步骤，零电流检测电路检测到电感或变压器的零电流时刻点后，输出一置位信号，将开关电路接通；
F.步骤A-E构成运行周期，在所述升降压型驱动电路工作期间，步骤A-E重复循环运行，使升降压型驱动电路的输出为设定的目标值。
[0028]优选地，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路串联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电流相关的取样信号。
[0029]优选地，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路并联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电压相关的取样信号。
[0030]依据本发明的实施例，还提出一种升降压型驱动电路的控制方法，采用所述控制方法的升降压型驱动电路至少包括开关电路和耦接至所述开关电路的电感或变压器，随着开关电路的接通和断开，所述电感或变压器存储和输出能量，所述控制方法包括以下步骤:
A.开关电流检测步骤:在开关电路接通期间，检测流过所述开关电路的电流，得到一电流检测信号；
B.负载信号取样步骤:取样负载电路的负载信号，得到一与负载电路相关的取样信
号;
C.平均值运算步骤:将取样信号和参考电压进行平均值运算，得到一平均值信号；
D.开关电路断开控制步骤:用平均值信号和一固定频率锯齿波信号相比较，当所述锯齿波信号大于或等于平均值信号时，输出一预复位信号，将开关电路断开；
E.开关电路接通控制步骤，零电流检测电路检测到电感或变压器的零电流时刻点后，输出一置位信号，将开关电路接通；
F.步骤A-E构成运行周期，在所述升降压型驱动电路工作期间，步骤A-E重复循环运行，使升降压型驱动电路的输出为设定的目标值。
[0031]优选地，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路串联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电流相关的取样信号。
[0032]优选地，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路并联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电压相关的取样信号。
[0033]优选地，所述控制方法的开关电路断开控制步骤，还包括预复位信号与过流保护电路输出的过流保护信号相或的子步骤，当所述电流检测信号大于或等于第二参考电压时，过流保护电路输出过流保护信号，将开关电路断开。
[0034]优选地，所述控制方法中的升降压型驱动电路还包括输入电压源、续流二极管、输出电容、负载电路、电流检测电路和取样电路；所述开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与电感或变压器的主级绕组、输出电容、取样电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；电感或变压器主级绕组的另一端与续流二极管耦接，电感或变压器主级绕组与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路的公共端耦接；负载电路的另一端与取样电路耦接。
[0035]优选地，所述控制方法中的升降压型驱动电路还包括输入电压源、续流二极管、输出电容、负载电路、电流检测电路和取样电路；所述开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与电感或变压器主级绕组、输出电容、取样电路、负载电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；电感或变压器主级绕组的另一端与续流二极管耦接，电感或变压器主级绕组与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路、取样电路的公共端耦接。
[0036]与现有技术相比，本发明所提供技术的有益性效果是:LED的平均电流将会更精准，且不会受到输入压、电感量、以及LED正向电压降的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1所示为依据本发明升降压型驱动电路的第一实施例的原理图。
[0038]图2所示为依据本发明升降压型驱动电路的部分控制电路原理图。
[0039]图3所示为依据本发明升降压型驱动电路的部分控制电路原理图。
[0040]图4所示为依据本发明升降压型驱动电路的第二实施例的原理图。
[0041]附图标号
100驱动电路第一实施例；101控制电路第一实施例；110输入电压源；111输出电容；112续流二极管；113负载电路；120开关电路；121开关；130取样电路；131第一取样电阻；140能量传输单元；141电感；150电流检测电路；151电流检测电阻；160零电流检测电路；170开关断开控制电路；180脉冲宽度调制电路；200控制电路第二实施例；220平均值电路；221误差积分电容；222误差放大器；230比较电路；231第一比较器；250脉冲宽度调制电路；300控制电路第二实施例；310锯齿波产生电路；350过流保护电路；351第二比较器；360或门；400驱动电路第二实施例；401控制电路第三实施例；432第二取样电阻；433第三取样电阻
【具体实施方式】
[0042]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。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。[0043]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”、“连接到”或“耦接”、“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。
[0044]参考图1，所示为依据本发明一实施例的一种升降压型驱动电路100，包括提供输入电压VIN的输入电压源110;与输入电压源VIN耦接的能量传输单元140，为负载电路113提供电力；与能量传输单元140耦接的开关电路120 ;为能量传输单元140提供续流的续流二极管112和输出电容111。在一个实施例中，所述升降压型驱动电路100还包括一控制电路101，用于控制与能量传输单元140和输入电压源110耦接的开关电路120，从而控制流经负载电路113的电力。
[0045]在一个实施例中，所述升降压型驱动电路100的控制电路101包括:电流检测电路150，用于在所述开关电路120接通和断开时，均提供指示流经所述开关电路120的电流，并输出电流检测信号Vcs ;取样电路130，与所述负载电路113串联耦接，并输出与负载电路113上电流相关的取样信号VFB ;开关断开控制电路170，与所述电流检测信号Vcs、取样信号VFB和第一参考电压VRl耦接，并输出一复位信号Rst ;零电流检测电路160，检测能量传输单元140的零电流时刻点，并输出一置位信号Set ;脉冲宽度调制电路180，与所述置位信号Set和复位信号Rst耦接，并输出一脉冲宽度调制信号PWM控制开关电路120接通和断开，以维持负载电路113上的电流恒定为设定的目标值；其中，升降压型驱动电路100的参考地和控制电路101的参考地不是同一个参考地。
[0046]在一个实施例中，所述升降压型驱动电路400的控制电路401包括:电流检测电路150，用于在所述开关电路120接通和断开时，均提供指示流经所述开关电路120的电流，并输出电流检测信号Vcs ;取样电路130，与所述负载电路113并联耦接，并输出与负载电路113上电压相关的取样信号；开关断开控制电路170，与所述电流检测信号Vcs、取样信号VFB和第一参考电压VRl耦接，并输出一复位信号Rst ;零电流检测电路160，检测能量传输单元140的零电流时刻点，并输出一置位信号Set ;脉冲宽度调制电路180，与所述置位信号Set和复位信号Rst耦接，并输出一脉冲宽度调制信号PWM控制开关电路120接通和断开，以维持负载电路113上的电压恒定为设定的目标值；其中，升降压型驱动电路400的参考地和控制电路401的参考地不是同一个参考地。
[0047]在一个实施例中，所述输入电压源110提供的输入电压VIN包括:交流-直流转换器输出的直流电压、直流-直流转换器输出的直流电压、或是交流电压直接经过整流桥以后的直流电压。在一个实施例中，所述开关电路120的开关121由场效应晶体管(FET)或是双极型晶体管(BJT)组成。在一个实施例总，所述升降压型驱动电路100的能量传输单兀140为一电感141或一变压器。在一个实施例中，所述控制电路101的参考地为能量传输单元140和电流检测电路150的公共结点，或是电流检测电路150与开关电路120的公
共结点。
[0048]在一个实施例中，如图1所示的升降压型驱动电路100的开关电路120第一端与输入电压源Iio耦接，第二端与电流检测电路150耦接，第三端与控制电路101输出的脉冲宽度调制信号PWM耦接；电流检测电路150的另一端与能量传输单元140、输出电容111、取样电路130的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路101的参考地；能量传输单元140的另一端与续流二极管112耦接，能量传输单元140与续流二极管112的公共结点为所述升降压型驱动电路100的参考地；续流二极管112的另一端与输出电容111、负载电路113的公共端耦接；负载电路113的另一端与取样电路130耦接。
[0049]在一个实施例中，如图4所示的升降压型驱动电路400的开关电路120第一端与输入电压源Iio耦接，第二端与电流检测电路150耦接，第三端与控制电路401输出的脉冲宽度调制信号PWM耦接；电流检测电路150的另一端与能量传输单元140、输出电容111、取样电路130、负载电路113的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路401的参考地；能量传输单元140的另一端与续流二极管112耦接，能量传输单元140与续流二极管112的公共结点为所述升降压型驱动电路400的参考地；续流二极管112的另一端与输出电容111、负载电路113、取样电路130的公共端耦接。
[0050]在一个实施例中，如图1所示控制电路101的电流检测电路150串联耦接在开关电路120的电流通路上，其一端与开关电路120耦接，另一端与能量传输单元140耦接，包括，一电流检测电阻151，流过开关电路120的电流流过所述电阻，并在所述电流检测电阻151上输出指示开关电路120瞬时电流的电流检测信号Vcs。
[0051]在一个实施例中，如图1所示控制电路101的取样电路130与负载电路113串联耦接，包括第一取样电阻131，流过负载电路113的负载电流流过所述第一取样电阻131，并且在所述第一取样电阻131上输出指示负载电路113瞬时电流和平均电流的取样信号VFB。
[0052]在一个实施例中，如图4所示控制电路401的取样电路130与负载电路113并联耦接，包括第二取样电阻432和第三取样电阻433，第二取样电阻432和第三取样电阻433比例取样负载电路113上的负载电压，并且在第二取样电阻432和第三取样电阻433的公共结点上，输出指示负载电路113瞬时电压和平均电压的取样信号VFB。
[0053]在一个实施例中，如图2所示部分控制电路200的开关断开控制电路170包括，平均值电路220，与所述取样信号VFB和第一参考电压VRl耦接，并输出平均值信号Veao ；比较电路230，与所述电流检测信号Vcs和平均值信号Veao耦接，并输出复位信号Rst ;在一个实施例中，所述开关断开控制电路170的平均值电路220包括误差放大器222，和其输出端的误差积分电容221，所述误差放大器222的同相输入端与第一参考电压VRl耦接，反相输入端与所述取样信号VFB f禹接,其输出为平均值信号Veao ;误差积分电容221 —端与误差放大器222的输出端耦接，另一端与控制电路101的参考地耦接。在一个实施例中，所述开关断开控制电路170的比较电路230包括第一比较器231，其同相输入端与电流检测电路150输出的电流检测信号Vcs耦接，反相输入端与所述平均值信号Veao耦接，输出端输出复位信号Rst，当所述电流检测信号Vcs大于等于平均值信号Veao时，复位信号Rst为逻辑高电平，反之，为逻辑低电平。
[0054]结合图1和图2可以进入一步明确本发明的工作原理，在开关电路120接通期间，输入电压源Iio通过开关电路120对能量传输单元140充电。在此期间，输出电容111提供负载电路113所需电流；在开关电路120断开期间，能量传输单元140对输出电容111和负载电路113充电；在整个开关周期内，取样电路130取样负载电路113流过的电流信号，并输出取样信号VFB ;平均值电路220中的误差放大器222与所述取样信号VFB和第一参考电压VRl耦接，并将取样信号VFB和第一参考电压VRl的平均值误差累积在误差积分电容221中，输出平均值信号Veao ;当取样信号VFB的平均值小于第一参考电压VRl的平均值时，平均值信号Veao的电平将增加，比较电路230输出的复位信号Rst将延迟，脉冲宽度调制电路180输出的脉冲宽度调制信号PWM占空比将增加，开关电路120接通的时间会同步增加，因此，传递给负载电路113的电流也会增加，取样信号VFB的平均值也将增加，最终等于第一参考电压VRl的平均值，反之亦然。
[0055]在一个实施例中，如图3所示控制电路300的开关断开控制电路170包括，平均值电路220，与所述取样信号VFB和第一参考电压VRl耦接，并输出平均值信号Veao ;锯齿波产生电路310，输出一固定频率的锯齿波信号Vsaw ;比较电路230，与所述锯齿波信号Vsaw和平均值信号Veao耦接，并输出一预复位信号Prst ;过流保护电路350，与所述电流检测信号Vcs和第二参考电压VR2耦接，并输出一过流保护信号OCP ;—或门360，与所述预复位信号Prst和过流保护信号OCP耦接，并输出一复位信号Rst。在一个实施例中，所述开关断开控制电路170的平均值电路220包括误差放大器222，和其输出端的误差积分电容221，所述误差放大器222的同相输入端与第一参考电压VRl耦接，反相输入端与所述取样信号VFB耦接，其输出为平均值信号Veao ;误差积分电容221 —端与误差放大器222的输出端耦接，另一端与控制电路101的参考地耦接。在一个实施例中，所述开关断开控制电路170的比较电路230包括第一比较器231，其同相输入端与锯齿波产生电路310输出锯齿波信号Vsaw耦接，反相输入端与所述平均值信号Veao耦接，输出端输出预复位信号Prst，当所述锯齿波信号Vsaw大于等于平均值信号Veao时，预复位信号Prst为逻辑高电平，反之，为逻辑低电平。在一个实施例中，所述开关断开控制电路170的过流保护电路350包括第二比较器351,其同相输入端与电流检测电路150输出的电流检测信号Vcs稱接,反相输入端与第二参考电压VR2耦接，输出端输出一过流保护信号OCP ;当所述电流检测信号Vcs大于等于第二参考电压VR2时，过流保护信号OCP为逻辑高电平，反之，为逻辑低电平。
[0056]在一个实施例中，所述零电流检测电路160可以通过电感141与电流检测电路150的公共结点，或是开关电路120与电流检测电路150的公共结点的LC振荡，检测电感141电流为零的时刻点。在一个实施例中，所述零电流检测电路160可以通过变压器主级绕组与电流检测电路150的公共结点，或是通过变压器辅助绕组一端的LC振荡，检测变压器电流为零的时刻点。在一个实施例中，所述零电流检测电路160可以通过开关电路120的场效应管开关(FET)的Cgd电容或是Cgs电容的充放电，检测能量传输单元140电流为零的时刻点。
[0057]在一个实施例中，所述脉冲宽度调制电路180包括一 RS触发器250，其复位端与所述复位信号Rst耦接，置位端与所述置位信号Set耦接，Q输出端为脉冲宽度调制信号PWM，输出的脉冲宽度调制信号PWM用于控制和变压器耦接的开关电路120接通和断开，以维持负载电路113的电压或是电流恒定为设定的目标值。
[0058]依据本发明的实施例，还提出一种升降压型驱动电路的控制方法，采用所述控制方法的升降压型驱动电路至少包括开关电路和耦接至所述开关电路的电感或变压器，随着开关电路的接通和断开，所述电感或变压器存储和输出能量，所述控制方法包括以下步骤:
A.开关电流检测步骤:在开关电路接通期间，检测流过所述开关电路的电流，得到一电流检测信号；
B.负载信号取样步骤:取样负载电路的负载信号，得到一与负载电路相关的取样信
号;
C.平均值运算步骤:将取样信号和参考电压进行平均值运算，得到一平均值信号；
D.开关电路断开控制步骤:用平均值信号和电流检测信号相比较，当电流检测信号大于或等于平均值信号时，将开关电路断开；
E.开关电路接通控制步骤，零电流检测电路检测到电感或变压器的零电流时刻点后，输出一置位信号，将开关电路接通；
F.步骤A-E构成运行周期，在所述升降压型驱动电路工作期间，步骤A-E重复循环运行，使升降压型驱动电路的输出为设定的目标值。
[0059]在一个实施例中，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路串联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电流相关的取样信号。
[0060]在一个实施例中，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路并联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电压相关的取样信号。
[0061]依据本发明的实施例，还提出一种升降压型驱动电路的控制方法，采用所述控制方法的升降压型驱动电路至少包括开关电路和耦接至所述开关电路的电感或变压器，随着开关电路的接通和断开，所述电感或变压器存储和输出能量，所述控制方法包括以下步骤:
A.开关电流检测步骤:在开关电路接通期间，检测流过所述开关电路的电流，得到一电流检测信号；
B.负载信号取样步骤:取样负载电路的负载信号，得到一与负载电路相关的取样信
号;
C.平均值运算步骤:将取样信号和参考电压进行平均值运算，得到一平均值信号；
D.开关电路断开控制步骤:用平均值信号和一固定频率锯齿波信号相比较，当所述锯齿波信号大于或等于平均值信号时，输出一预复位信号，将开关电路断开；
E.开关电路接通控制步骤，零电流检测电路检测到电感或变压器的零电流时刻点后，输出一置位信号，将开关电路接通；
F.步骤A-E构成运行周期，在所述升降压型驱动电路工作期间，步骤A-E重复循环运行，使升降压型驱动电路的输出为设定的目标值。
[0062]在一个实施例中，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路串联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电流相关的取样信号。
[0063]在一个实施例中，所述控制方法的负载信号取样步骤，取样电路与负载电路并联耦接，取样电路输出与负载电路的负载电压相关的取样信号。
[0064]在一个实施例中，所述控制方法的开关电路断开控制步骤，还包括预复位信号与过流保护电路输出的过流保护信号相或的子步骤，当所述电流检测信号大于或等于第二参考电压时，过流保护电路输出过流保护信号，将开关电路断开。
[0065]在一个实施例中，所述控制方法中的升降压型驱动电路还包括输入电压源、续流二极管、输出电容、负载电路、电流检测电路和取样电路；所述开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与电感或变压器的主级绕组、输出电容、取样电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；电感或变压器主级绕组的另一端与续流二极管耦接，电感或变压器主级绕组与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路的公共端耦接；负载电路的另一端与取样电路耦接。
[0066]在一个实施例中，所述控制方法中的升降压型驱动电路还包括输入电压源、续流二极管、输出电容、负载电路、电流检测电路和取样电路；所述开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与电感或变压器主级绕组、输出电容、取样电路、负载电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；电感或变压器主级绕组的另一端与续流二极管耦接，电感或变压器主级绕组与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路、取样电路的公共端耦接。
[0067]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、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覆盖。
【权利要求】
1.一种升降压型驱动电路，包括提供输入电压的输入电压源；与输入电压源耦接的能量传输单元，为负载电路提供电力；与能量传输单元耦接的开关电路；为能量传输单元提供续流的续流二极管和输出电容；其特征在于，所述升降压型驱动电路还包括一控制电路，用于控制与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路，从而控制流经负载电路的电力。
2.根据权利要求1所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述升降压型驱动电路的控制电路包括: 电流检测电路，用于在所述开关电路接通和断开时，均提供指示流经所述开关电路的电流，并输出电流检测信号； 取样电路，与所述负载电路串联耦接，并输出与负载电路上电流相关的取样信号；开关断开控制电路，与所述电流检测信号、取样信号和第一参考电压耦接，并输出一复位信号； 零电流检测电路，检测能量传输单元的零电流时刻点，并输出一置位信号； 脉冲宽度调制电路，与所述置位信号和复位信号耦接，并输出一脉冲宽度调制信号控制开关电路接通和断开，以维持负载电路上的电流恒定为设定的目标值； 其中，升降压型驱动电路的参考地和控制电路的参考地不是同一个参考地。
3.根据权利要求1所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述升降压型驱动电路的控制电路包括: 电流检测电路，用于在所述开关电路接通和断开时，均提供指示流经所述开关电路的电流，并输出电流检测信号； 取样电路，与所述负载电路并联耦接，并输出与负载电路上电压相关的取样信号；开关断开控制电路，与所 述电流检测信号、取样信号和第一参考电压耦接，并输出一复位信号； 零电流检测电路，检测能量传输单元的零电流时刻点，并输出一置位信号； 脉冲宽度调制电路，与所述置位信号和复位信号耦接，并输出一脉冲宽度调制信号控制开关电路接通和断开，以维持负载电路上的电压恒定为设定的目标值； 其中，升降压型驱动电路的参考地和控制电路的参考地不是同一个参考地。
4.根据权利要求1所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述升降压型驱动电路的输入电压源提供的输入电压包括:交流-直流转换器输出的直流电压、直流-直流转换器输出的直流电压、或是交流电压直接经过整流桥以后的直流电压。
5.根据权利要求1所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述升降压型驱动电路的开关电路的开关由场效应晶体管(FET)或是双极型晶体管(BJT)组成。
6.根据权利要求1所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述升降压型驱动电路的能量传输单兀为一电感或一变压器。
7.根据权利要求1所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述升降压型驱动电路的开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与能量传输单元、输出电容、取样电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；能量传输单元的另一端与续流二极管耦接，能量传输单元与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路的公共端耦接；负载电路的另一端与取样电路耦接。
8.根据权利要求1所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述升降压型驱动电路的开关电路第一端与输入电压源耦接，第二端与电流检测电路耦接，第三端与控制电路输出的脉冲宽度调制信号耦接；电流检测电路的另一端与能量传输单元、输出电容、取样电路、负载电路的公共结点耦接；所述公共结点也为控制电路的参考地；能量传输单元的另一端与续流二极管耦接，能量传输单元与续流二极管的公共结点为所述升降压型驱动电路的参考地；续流二极管的另一端与输出电容、负载电路、取样电路的公共端耦接。
9.根据权利要求2或3所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述控制电路的参考地为能量传输单元和电流检测电路的公共结点，或是电流检测电路与开关电路的公共结点。
10.根据权利要求2或3所述的升降压型驱动电路，其特征在于，所述控制电路的电流检测电路串联耦接在开关电路的电流通路上，其一端与开关电路耦接，另一端与能量传输单元稱接，包括， 一电流检测电阻，流过开关电路的电流流过所述电阻，并在所述电流检测电阻上输出指示开关电路瞬时电流的电流检 测信号。
【文档编号】H02M3/156GK103427643SQ201310402370
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年9月7日 优先权日:2013年9月7日
【发明者】郑儒富 申请人:郑儒富