一种具有直通模式的降压电路的制作方法

本发明涉及一种电源电压转换电路，具体说是具有直通模式的降压电路。

背景技术：

1、在传统结构的直流开关式降压电路中，当输入电压非常接近或者低于设定的输出电压值时，为了得到尽可能高的输出电压，通常会额外增加一个低压差线性稳压器(即ldo)，让ldo为输出供电。当输入电压上升，大于输出一定值时，即关断ldo，重新让电路工作在开关降压模式。这样在输入电压较低时，尽可能的保证输出到达设定值，同时也保证了输出电压不超过设定值。然而，这种解决方案需要增加了一个ldo，导致整个降压电路的成本较高，同时也增加了设计的复杂度。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种具有直通模式的降压电路，该降压电路的成本较低，设计难度小。

2、为解决上述问题，提供以下技术方案：

3、本发明的具有直通模式的降压电路的特点是包括：

4、驱动电路，用于产生驱动降压电路上功率管mp开关状态的驱动信号hsd_gt和降压电路下功率管mn开关状态的驱动信号lsd_gt。

5、采集电路，用于采集降压电路sw点的电压信号，并输出斜坡信号sw_ramp。

6、第一比较电路，含有误差放大器，用于将降压电路的反馈电压fb与基准电压信号vref比较、并根据比较结果输出信号ea_out。

7、第二比较电路，含有比较器，用于将斜坡信号sw_ramp与信号ea_out比较、并根据比较结果输出信号pwm。

8、计时器，用于计算上功率管mp导通时间，并输出信号ton_end。

9、逻辑电路，用于根据信号ton_end和信号pwm、控制驱动电路产生的驱动信号hsd_gt和驱动信号lsd_gt的类型，进而控制上功率管mp和下功率管mn的开关状态。且所述逻辑电路含有延时单元，其内设置有上功率管mp的最小关断时间min_toff，在输入电压vin略大于输出电压vout时，当输入信号pwm变为高电平后，上功率管mp等待最小关断时间min_toff后开启。当信号pwm为高电平时，逻辑电路控制驱动电路产生的驱动信号hsd_gt为高电平，进而在降压电路的输入电压vin等于或低于输出电压vout时，实现直通。

10、其中，所述逻辑电路含有输入口r、输入口s、输出口hsd_on和输出口lsd_on；所述比较器的输出端与逻辑电路的输入口r相连，用于向逻辑电路输入信号pwm；所述计时器与逻辑电路的输入口s相连，用于向逻辑电路输入信号ton_end；所述逻辑电路的输出口hsd_on和输出口lsd_on均与所述驱动电路相连。

11、所述逻辑电路含有倒相器inv1、倒相器inv2、倒相器inv3、倒相器inv4、倒相器inv5、或非门nor1、或非门nor2、或非门nor3、与非门nand和d触发器；所述d触发器的clk为上升沿触发，当d触发器r端的输入信号为0时，d触发器的q端输出为0。所述倒相器inv1输入端即为所述输入口s，倒相器inv1输出端与或非门nor1的一个输入端相连，或非门nor1的另一输入端为所述输入口r，或非门nor1的输出端与或非门nor2的一个输入端相连，或非门nor2的另一个输入端与所述或非门nor2的输出端相连，或非门nor2的输出端与或非门nor3的一个输入端相连，所述输入口r与或非门nor3的另一个输入端相连，或非门nor3的输出端与倒相器inv2的输入端相连，倒相器inv2的输出端分别与倒相器inv3的输入端和与非门nand的一个输入端相连，所述倒相器inv5的输出端分别与延时单元和与非门nand的另一个输入端相连，延时单元与d触发器的r端相连，输入电压vin与d触发器的d端相连，d触发器的q端与inv5的输入端相连，所述倒相器inv3的输出端即为所述输出口lsd_on，倒相器inv3的输出端与延时单元的clk端相连；所述与非门nand输出端与倒相器inv4的输入端相连，倒相器inv4的输出端即为所述输出口hsd_on。

12、所述采集电路包括电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端与降压电路的sw点相连，电阻r1的另一端与电阻r2的一端相连，电阻r2的另一端接地，电阻r2的两端并联有电容c1。与电阻r2相连的电阻r1一端与所述比较器的反向输入端相连，且与电阻r2相连的电阻r1一端形成所述斜坡信号sw_ramp。

13、所述第一比较电路含有电阻rf1和电阻rf2，输出电压vout与电阻rf1的一端相连，电阻rf1的另一端与电阻rf2的一端相连，电阻rf2的另一端接地；与电阻rf2相连的电阻rf1一端与误差放大器的反相输入端相连，且与电阻rf2相连的电阻rf1一端形成所述反馈电压fb。所述基准电压信号vref与误差放大器的同相输入端相连，误差放大器的输出端与比较器的同相输入端相连。

14、采取以上方案，具有以下优点：

15、由于本发明的具有直通模式的降压电路的逻辑电路含有延时单元，其内设置有上功率管mp的最小关断时间min_toff，在输入电压vin略大于输出电压vout时，当输入信号pwm变为高电平后，上功率管mp等待最小关断时间min_toff后开启，从而实现导通时间的自适应延长。当信号pwm为高电平时，逻辑电路控制驱动电路产生的驱动信号hsd_gt为高电平，进而在降压电路的输入电压vin等于或低于输出电压vout时，从而实现直通。因而，本发明的降压电路当输入接近输出电压时，尽可能的将输出电压维持在设定值。当输入电压等于或者低于输出电压时，本发明的降压电路一直将上功率管mp开启，让输出电压尽可能的接近输入。相对于传统的直流开关式降压电路，无需实用低压差线性稳压器，降低了成本并简化了设计。

技术特征：

1.一种具有直通模式的降压电路，其特征在于包括：

2.如权利要求2所述的具有直通模式的降压电路，其特征在于所述逻辑电路(4)含有输入口r、输入口s、输出口hsd_on和输出口lsd_on；所述比较器(3)的输出端与逻辑电路(4)的输入口r相连，用于向逻辑电路(4)输入信号pwm；所述计时器(6)与逻辑电路(4)的输入口s相连，用于向逻辑电路(4)输入信号ton_end；所述逻辑电路(4)的输出口hsd_on和输出口lsd_on均与所述驱动电路(5)相连。

3.如权利要求3所述的具有直通模式的降压电路，其特征在于所述逻辑电路(4)含有倒相器inv1、倒相器inv2、倒相器inv3、倒相器inv4、倒相器inv5、或非门nor1、或非门nor2、或非门nor3、与非门nand和d触发器(7)；所述d触发器(7)的clk为上升沿触发，当d触发器(7)r端的输入信号为0时，d触发器(7)的q端输出为0；所述倒相器inv1输入端即为所述输入口s，倒相器inv1输出端与或非门nor1的一个输入端相连，或非门nor1的另一输入端为所述输入口r，或非门nor1的输出端与或非门nor2的一个输入端相连，或非门nor2的另一个输入端与所述或非门nor2的输出端相连，或非门nor2的输出端与或非门nor3的一个输入端相连，所述输入口r与或非门nor3的另一个输入端相连，或非门nor3的输出端与倒相器inv2的输入端相连，倒相器inv2的输出端分别与倒相器inv3的输入端和与非门nand的一个输入端相连，所述倒相器inv5的输出端分别与延时单元(8)和与非门nand的另一个输入端相连，延时单元(8)与d触发器(7)的r端相连，输入电压vin与d触发器(7)的d端相连，d触发器(7)的q端与inv5的输入端相连，所述倒相器inv3的输出端即为所述输出口lsd_on，倒相器inv3的输出端与延时单元(8)的clk端相连；所述与非门nand输出端与倒相器inv4的输入端相连，倒相器inv4的输出端即为所述输出口hsd_on。

4.如权利要求1所述的具有直通模式的降压电路，其特征在于所述采集电路包括电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端与降压电路的sw点相连，电阻r1的另一端与电阻r2的一端相连，电阻r2的另一端接地，电阻r2的两端并联有电容c1；与电阻r2相连的电阻r1一端与所述比较器(3)的反向输入端相连，且与电阻r2相连的电阻r1一端形成所述斜坡信号sw_ramp。

5.如权利要求1-5中任一项所述的具有直通模式的降压电路，其特征在于所述第一比较电路含有电阻rf1和电阻rf2，输出电压vout与电阻rf1的一端相连，电阻rf1的另一端与电阻rf2的一端相连，电阻rf2的另一端接地；与电阻rf2相连的电阻rf1一端与误差放大器(2)的反相输入端相连，且与电阻rf2相连的电阻rf1一端形成所述反馈电压fb；所述基准电压信号vref与误差放大器(2)的同相输入端相连，误差放大器(2)的输出端与比较器(3)的同相输入端相连。

技术总结
本发明涉及一种电源电压转换电路，具体说是具有直通模式的降压电路。它包括驱动电路5、采集电路、第一比较电路、第二比较电路、计时器6和逻辑电路4。逻辑电路含有延时单元，其内设置有上功率管MP的最小关断时间MIN_TOFF，在输入电压VIN略大于输出电压VOUT时，当输入信号PWM变为高电平后，上功率管MP等待最小关断时间MIN_TOFF后开启。当信号PWM为高电平时，逻辑电路控制驱动电路产生的驱动信号HSD_GT为高电平，进而在降压电路的输入电压VIN等于或低于输出电压VOUT时，实现直通。该降压电路的成本较低，设计难度小。

技术研发人员：谢凌寒,葛兴杰,王梓旭,孙元良,高铭良
受保护的技术使用者：无锡力芯微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13