变换器的工作状态图；
[0020] 图9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；
[0021] 图10为根据本发明一实施例的升降压变换器300的示意性框图。
【具体实施方式】
[0022] 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。
[0023] 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"親接"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"直接親接到"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。
[0024]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包括晶体管Sl~S4、电感器L、输出电容器C0UT、误差放大器EA、比较器COMl、电流采样电 路201、反馈电路202、第一导通时间控制电路203、第一逻辑电路204、第一驱动电路205、第 二导通时间控制电路206、第二逻辑电路207以及第二驱动电路208。晶体管Sl具有第一端、 第二端和控制端，其中第一端接收输入电压VIN。晶体管S2具有第一端、第二端和控制端，其 中第一端耦接至晶体管Sl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 端耦接至晶体管Sl的第二端和晶体管S2的第一端。晶体管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。晶体管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的第二端和晶体管S3的第一端，第二端提供输出电压V0UT。输出 电容器COUT耦接在晶体管S4的第二端和地之间。晶体管Sl~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。
[0025]电流采样电路201采样流过电感器L的电流，产生电流采样信号ISENSE。上述采样 可以通过采样电阻器、电流互感器或电流镜等方式实现，而且，电流采样电路201也可以通 过采样流过各晶体管(例如晶体管S4)的电流来估算流过电感器L的电流并获取电流采样信 号I SENSE。反馈电路202具有输入端和输出端，其中输入端耦接至晶体管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。
[0026] 误差放大器FA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202的输出端。误差放大器FA基于参考信号VREF和反 馈信号FB，在输出端产生补偿信号COMP。一般地，在误差放大器FA的输出端与参考地之间设 置有类似图2中所示的由电阻器与电容器组成的补偿网络。虽然图2所示实施例采用了误差 放大器FA，但本领域技术人员可知，其他合适的模拟或者数字的电路也同样适用，只要其能 实现误差放大功能即可。
[0027] 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误差 放大器EA的输出端，反相输入端耦接至电流采样电路201的输出端。比较器COMl将电流采样 信号I SENSE与补偿信号⑶MP进行比较，在输出端产生比较信号SET。显而易见地，比较器 COMl并非必需，而可由其他能实现比较功能的模拟或者数字电路所替代。
[0028]第一导通时间控制电路203具有输入端和输出端，其中输入端耦接至比较器COMl 的输出端。第一导通时间控制电路203基于比较信号SET，将晶体管Sl在一个开关周期内的 导通时间与第一时间阈值Tonl进行比较，在输出端产生第一导通时间控制信号C0T1。其中 第一时间阈值Ton 1与输出电压VOUT成正比，且与输入电压VIN成反比，在一个实施例中，可 以表示为：
[0030]其中Tperiod代表期望获得的开关周期。
[0031]第二导通时间控制电路206具有输入端和输出端，其中输入端耦接至比较器COMl 的输出端。第二导通时间控制电路206基于比较信号SET，将晶体管S3在一个开关周期内的 导通时间与第二时间阈值Ton2进行比较，在输出端产生第二导通时间控制信号C0T。其中第 二时间阈值Ton2与输出电压VOUT与输入电压VIN之差成正比，且与输出电压VOUT成反比，在 一个实施例中，可以表不为；
[0033]第一逻辑电路204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 比较器COMl的输出端，第二输入端耦接至第一导通时间控制电路203的输出端。第一逻辑电 路204基于比较信号SET和第一导通时间控制信号COTl，在输出端产生第一控制信号CTRLl。 在一个实施例中，第一逻辑电路204包括如图2所示的RS触发器FFl。
[0034]第二逻辑电路207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 比较器COMl的输出端，第二输入端耦接至第二导通时间控制电路206的输出端。第二逻辑电 路207基于比较信号SET和第二导通时间控制信号C0T2,在输出端产生第二控制信号CTRL2。 在一个实施例中，第二逻辑电路207包括如图2所示的RS触发器FF2。
[0035] 第一驱动电路205耦接至第一逻辑电路204的输出端，基于第一控制信号CTRLl产 生驱动信号DRVl和DRV2以分别控制晶体管Sl和S2。一般地，驱动信号DRVl与DRV2互补。为了 避免晶体管Sl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。
[0036] 第二驱动电路208耦接至第二逻辑电路207的输出端，基于第二控制信号CTRL2产 生驱动信号DRV3和DRV4以分别控制晶体管S3和S4。一般地，驱动信号DRV3与DRV4互补。与第 一驱动电路205类似，第二驱动电路208通常也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。
[0037] 在一些实施例中，为了防止反向电流的出现，变换器200还包括过零检测电路209， 耦接至第一驱动电路205和第二驱动电路208。过零检测电路209检测流过电感器L的电流是 否过零，并在检测到流过电感器L的电流过零时，通过驱动电路205和208将晶体管S2和晶体 管S4均关断，或者将晶体管S2和S3均导通。在实际应用中，过零检测电路209可以通过检测 流过晶体管S2或S4的电流来判断流过电感器L的电流是否过零。
[0038] 根据图2可知，当电流采样信号ISENSE减小至小于补偿信号COMP时，触发器FFl和 FF2均被置位。晶体管S1、S3导通，而晶体管S2、S4关断。当晶体管Sl的导通时间达到第一时 间阈值Tonl，触发器FFl被复位，以关断晶体管Sl并导通晶体管S2。类似地，当晶体管S3的导 通时间达到第二时间阈值Ton2,触发器FF2被复位，以关断晶体管S3并导通晶体管S4。以上 过程不断重复，以实现对输出电压VOUT的调节。
[0039] 当输出电压VOUT小于输入电压VIN时，根据等式(2)可知，此时第二时间阈值Τοη2 小于零。在第二导通时间控制电路206的作用下，晶体管S3的导通时间等于零，也是是说，由 于触发器FF2为复位优先，晶体管S3根本无法导通而保持关断。此时，晶体管S3恒断，而晶体 管S4恒通，晶体管Sl和S2受第一导通时间控制电路203调节，升降压变换器200工作于降压 模式。
[0040] 当输出电压VOUT大于输入电压VIN时，根据等式（I)可知，此时第一时间阈值Tonl 大于TperiocL在第一导通时间控制电路203的作用下，晶体管Sl的导通时间等于开关周期， 也是是说，由于晶体管Sl的导通时间无法到达第一时间阈值Tonl，晶体管Sl将不会关断而 保持导通。此时，晶体管Sl恒通，而晶体管S2恒断，晶体管S3和S4受第二导通时间控制电路 206调节，升降压变换器200工作于升压模式。
[0041