升降压开关变换器的驱动电路、控制电路及驱动方法技术

公开了升降压开关变换器的驱动电路和方法。该驱动电路包括第一自举电容和第二自举电容，分别用于提供第一自举电压信号和第二自举电压信号。当变换器工作在降压模式时，驱动电路根据输入电压、第一自举电压信号的反馈信号和代表第二自举电压信号的反馈信号产生充电电流分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当变换器工作在升压模式时，驱动电路根据输出电压、第一自举电压信号的反馈信号和代表第二自举电压信号的反馈信号产生充电电流分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当变换器工作在升降压模式时，驱动电路根据供电电压信号分别给第一自举电容和第二自举电容充电。

Driving circuit, control circuit and driving method of lift voltage switch converter

A driving circuit and a method for a buck switch converter are disclosed. The driving circuit comprises a first bootstrap capacitor and a second bootstrap capacitor, respectively, for providing the first bootstrap voltage signal and the second bootstrap voltage signal. When the converter operates in the depressurization mode, the driving circuit recharges the charge current to the first bootstrap capacitor and the second bootstrap capacitor according to the input voltage, the feedback signal of the first bootstrap voltage signal and the feedback signal representing the second bootstrap voltage signal, and the drive circuit is based on the output when the converter operates in the boost mode. The feedback signal of the voltage, the first bootstrap voltage signal and the feedback signal representing the second bootstrap voltage signals generate charge current to charge the first self bootstrap capacitor and the second bootstrap capacitor respectively. When the converter operates in the lift mode, the driving circuit is given to the first self lifting capacitor and the second bootstrap capacitor according to the power supply voltage signal. Charge.

【技术实现步骤摘要】
升降压开关变换器的驱动电路、控制电路及驱动方法
本专利技术涉及电子电路，尤其涉及升降压开关变换器的驱动电路和驱动方法。
技术介绍
升降压开关变换器可以将输入电压转换为高于、等于或低于该输入电压的输出电压，输入电压变换范围较宽，因此在电源领域得到很大发展。图1是传统的四开关升降压开关变换器50的电路原理图。该升降压开关变换器50将输入电压VIN转换为输出电压VOUT，包括功率开关11～14、电感器以及电容器。第一功率开关11和第三功率开关13串联耦接在升降压开关变换器50的输入端和逻辑地之间。第一功率开关11和第三功率开关13的公共端形成第一开关节点SW1。第二功率开关12和第四功率开关14串联耦接在升降压开关变换器100的输出端和逻辑地之间。第二功率开关12和第四功率开关14的公共端形成第二开关节点SW2。第一开关节点SW1和第二开关节点SW2之间耦接电感器。电容器电连接在升降压开关变换器50的输出端和逻辑地之间。为了正常地驱动第一功率开关11和第二功率开关12，常需要提供足够高的第一自举电压信号和第二自举电压信号分别用于驱动第一功率开关11和第二功率开关12。通常，第一自举电容耦接第一开关节点SW1，第二自举电容耦接第二开关节点SW2，通过对第一自举电容和第二自举电容充电产生第一自举电压信号和第二自举电压信号。然而在一些工作状态下(如轻载或空载)，由于第三功率开关13和第四功率开关14不导通或导通的时间太短，导致第一自举电容和第二自举电容因充电时间不足进而导致第一自举电压信号和第二自举电压信号不能正常刷新恢复到足够的电压值，升降压开关变换器50不能正常工作。因此，我们期望能提供一种第一自举电压和第二自举电压刷新的驱动电路和驱动方法。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的实施例提供了一种用于升降压开关变换器的驱动电路，该升降压开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，第一开关和第三开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二开关和第四开关耦接于该升降压开关变换器输出端和地之间，该第一开关和第三开关的公共端构成第一节点，该第二开关和第四开关的公共端构成第二节点，第一节点和第二节点通过输出电感耦接，该驱动电路包括：第一自举电容，提供第一自举电压信号用于驱动第一开关；第二自举电容，提供第二自举电压信号用于驱动第二开关；第一充电开关，耦接在一供电电压信号和第一自举电容之间，其中，第一充电开关和第三开关的导通关断同步；第二充电开关，耦接在所述供电电压信号和第二自举电容之间，其中，第二充电开关和第四开关的导通关断同步；第一电流控制电路；以及第二电流控制电路；其中，当升降压开关变换器工作在降压模式时，第一电流控制电路使能，第二电流控制电路不使能，第一电流控制电路接收输入电压、代表第一自举电压信号的第一反馈信号和代表第二自举电压信号的第二反馈信号，并产生第一充电电流信号和第二充电电流信号分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当升降压开关变换器工作在升压模式时，第一电流控制电路不使能，第二电流控制电路使能，第二电流控制电路接收输出电压、第一反馈信号和第二反馈信号，并产生第三充电电流信号和第四充电电流信号分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当升降压开关变换器工作在升降压模式时，第一电流控制电路和第二电流控制电路均不使能。本专利技术的实施例还提供了一种用于升降压开关变换器的控制电路，该控制电路包括以上所述的驱动电路。本专利技术的实施例还提供了一种用于升降压开关变换器的驱动方法，该升降压开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一自举电容和第二自举电容，第一开关和第三开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二开关和第四开关耦接于该升降压开关变换器输出端和地之间，该第一开关和第三开关的公共端构成第一节点，该第二开关和第四开关的公共端构成第二节点，第一节点和第二节点通过输出电感耦接，第一自举电容提供第一自举电压信号用于驱动第一开关，第二自举电容提供第二自举电压信号用于驱动第二开关，所述驱动方法包括：判断升降压开关变换器的工作模式；当升降压开关变换器工作在降压模式，由供电电压信号充电第一自举电容，同时，输入电压信号分别对第一自举电容和第二自举电容充电，其中，供电电压信号小于输入电压信号；当升降压开关变换器工作在升压模式，由供电电压信号充电第二自举电容，同时，输出电压信号分别对第一自举电容和第二自举电容充电；以及当升降压开关变换器工作在升降压模式，由供电电压信号给第一自举电容和第二自举电容充电。附图说明图1所示为传统的四开关升降压开关变换器50的电路原理图；图2所示为根据本专利技术一实施例的带驱动电路的升降压开关变换器100的电路原理图；图3所示为根据本专利技术一实施例的自举电路20的示意性框图；图4所示为根据本专利技术一实施例的第一电流控制电路25和第二电流控制电路26的示意性框图；图5所示为根据本专利技术一实施例的第一充电电路32的电路原理图；图6所示为根据本专利技术一实施例的第二充电电路33的电路原理图；图7所示为根据本专利技术一实施例的第一电流调节电路49的电路原理图；图8所示为根据本专利技术一实施例的第二电流调节电路59的电路原理图；图9所示为根据本专利技术一实施例的第一反馈电路200的电路原理图；图10所示为根据本专利技术一实施例的第二反馈电路300的电路原理图；图11所示为根据本专利技术一实施例的第一电荷泵电路400的电路原理图；图12所示为根据本专利技术另一实施例的第一电荷泵电路500的电路原理图；图13所示为根据本专利技术一实施例的供电电压信号VCC产生电路600的电路原理图；图14所示为根据本专利技术一实施例用于升降压开关变换器的驱动方法700的流程示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，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专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，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专利技术至少一个实施例中。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所示为根据本专利技术一实施例的带驱动电路的升降压开关变换器100的电路原理图。升降压开关变换器100将输入电压VIN转换为输出电压VOUT，包括功率开关11～14、电感器105以及输出电容器106本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于升降压开关变换器的驱动电路，该升降压开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，第一开关和第三开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二开关和第四开关耦接于该升降压开关变换器输出端和地之间，该第一开关和第三开关的公共端构成第一节点，该第二开关和第四开关的公共端构成第二节点，第一节点和第二节点通过输出电感耦接，该驱动电路包括：第一自举电容，提供第一自举电压信号用于驱动第一开关；第二自举电容，提供第二自举电压信号用于驱动第二开关；第一充电开关，耦接在一供电电压信号和第一自举电容之间，其中，第一充电开关和第三开关的导通关断同步；第二充电开关，耦接在所述供电电压信号和第二自举电容之间，其中，第二充电开关和第四开关的导通关断同步；第一电流控制电路；以及第二电流控制电路；其中，当升降压开关变换器工作在降压模式时，第一电流控制电路使能，第二电流控制电路不使能，第一电流控制电路接收输入电压、代表第一自举电压信号的第一反馈信号和代表第二自举电压信号的第二反馈信号，并产生第一充电电流信号和第二充电电流信号分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当升降压开关变换器工作在升压模式时，第一电流控制电路不使能，第二电流控制电路使能，第二电流控制电路接收输出电压、第一反馈信号和第二反馈信号，并产生第三充电电流信号和第四充电电流信号分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当升降压开关变换器工作在升降压模式时，第一电流控制电路和第二电流控制电路均不使能。...

【技术特征摘要】
1.一种用于升降压开关变换器的驱动电路，该升降压开关变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，第一开关和第三开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二开关和第四开关耦接于该升降压开关变换器输出端和地之间，该第一开关和第三开关的公共端构成第一节点，该第二开关和第四开关的公共端构成第二节点，第一节点和第二节点通过输出电感耦接，该驱动电路包括：第一自举电容，提供第一自举电压信号用于驱动第一开关；第二自举电容，提供第二自举电压信号用于驱动第二开关；第一充电开关，耦接在一供电电压信号和第一自举电容之间，其中，第一充电开关和第三开关的导通关断同步；第二充电开关，耦接在所述供电电压信号和第二自举电容之间，其中，第二充电开关和第四开关的导通关断同步；第一电流控制电路；以及第二电流控制电路；其中，当升降压开关变换器工作在降压模式时，第一电流控制电路使能，第二电流控制电路不使能，第一电流控制电路接收输入电压、代表第一自举电压信号的第一反馈信号和代表第二自举电压信号的第二反馈信号，并产生第一充电电流信号和第二充电电流信号分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当升降压开关变换器工作在升压模式时，第一电流控制电路不使能，第二电流控制电路使能，第二电流控制电路接收输出电压、第一反馈信号和第二反馈信号，并产生第三充电电流信号和第四充电电流信号分别给第一自举电容和第二自举电容充电；当升降压开关变换器工作在升降压模式时，第一电流控制电路和第二电流控制电路均不使能。2.如权利要求1所述的驱动电路，其中，所述驱动电路进一步包括：第一驱动器，具有输入端、输出端、第一供电端和第二供电端，第一驱动器的输入端接收第一控制信号，第一驱动器的第一供电端接收第一自举电压信号，第一驱动器的第二供电端耦接第一节点，第一驱动器根据第一控制信号在其输出端产生第一驱动信号用于驱动第一开关的导通和关断；第二驱动器，具有输入端、输出端、第一供电端和第二供电端，第二驱动器的输入端接收第二控制信号，第二驱动器的第一供电端接收第二自举电压信号，第二驱动器的第二供电端耦接第二节点，第二驱动器根据第二控制信号在其输出端产生第二驱动信号用于驱动第二开关的导通和关断；第三驱动器，接收第三控制信号并产生第三驱动信号驱动第三开关的导通和关断；以及第四驱动器，接收第四控制信号并产生第四驱动信号驱动第四开关的导通和关断；其中，所述第一自举电容耦接在第一驱动器的第一供电端和第一节点之间，所述第二自举电容耦接在第二驱动器的第一供电端和第二节点之间。3.如权利要求1所述的驱动电路，其中，所述驱动电路进一步包括模式判断电路，所述模式判断电路用于产生第一使能信号和第二使能信号，分别用于控制第一电流控制电路和第二电流控制电路的使能。4.如权利要求1所述的驱动电路，其中，所述第一电流控制电路包括：第一电荷泵电路，接收输入电压信号，并根据输入电压信号产生第一泵电压信号，其中，所述第一泵电压信号大于输入电压信号；以及第一充电电路，接收输入电压信号、第一泵电压信号、第一反馈信号和第二反馈信号，并产生第一充电电流信号和第二充电电流信号。5.如权利要求1所述的驱动电路，其中，所述第二电流控制电路包括：第二电荷泵电路，接收输出电压信号，并根据输出电压信号产生第二泵电压信号，其中，所述第二泵电压信号大于输出电压信号；以及第二充电电路，接收输出电压信号、第二泵电压信号、第一反馈信号和第二反馈信号，并产生第三充电电流信号和第四充电电流信号。6.如权利要求4所述的驱动电路，其中，所述第一充电电路包括：第一比较器，接收第一反馈信号和第一阈值信号，并比较第一反馈信号和第一阈值信号的大小，产生第一比较信号；第二比较器，接收第二反馈信号和第一阈值信号，并比较第二反馈信号和第一阈值信号的大小，产生第二比较信号；第三比较器，接收第一反馈信号和第二阈值信号，并比较第一反馈信号和第二阈值信号的大小，产生第三比较信号；第四比较器，接收第二反馈信号和第二阈值信号，并比较第二反馈信号和第二阈值信号的大小，产生第四比较信号；其中，第二参考信号小于第一阈值信号；第一逻辑门电路，接收第一比较信号和第二比较信号，并对第一比较信号和第二比较信号做逻辑运算，产生第一逻辑信号；第二逻辑门电路，接收第三比较信号和第四比较信号，并对第三比较信号和第四比较信号做逻辑运算，产生第二逻辑信号；第一选择开关，具有第一端、第二端和控制端，第一选择开关的第一端接收输入电压信号，第一选择开关的第二端耦接第一二极管的阳极，第一选择开关的控制端接收第一逻辑信号，当第一反馈信号和第二反馈信号任意一个小于第一阈值信号时，第一逻辑信号控制第一选择开关导通；第二选择开关，具有第一端、第二端和控制端，第二选择开关的第一端接收第一泵电压信号，第二选择开关的第二端耦接第二二极管的阳极，第二选择开关的控制端接收第二逻辑信号，当第一反馈信号和第二反馈信号任意一个小于第二阈值信号时，第二逻辑信号控制第二选择开关导通；第一电流调节电路，接收第一反馈信号、第二电流反馈信号，并耦接第一二极管和第二二极管的阴极，当第一反馈信号和第二反馈信号任意一个小于第二阈值信号时，第一电流调节电路根据第一泵电压信号和第一反馈信号产生第一充电电流信号，第一电流调节电路根据第一泵电压信号和第二反馈信号产生第二充电电流信号；当第一反馈信号和第二反馈信号任意一个小于第一阈值信号时，且第一反馈信号和第二反馈信号均大于第二反馈信号时，第一电流调节电路根据输入电压信号和第一反馈信号产生第一充电电流信号，第一电流调节电路根据输入电压信号和第二反馈信号产生第二充电电流信号。7.如权利要求5所述的驱动电路，其中，所述第二充电电路包括：第一比较器，接收第一反馈信号和第一阈值信号，并比较第一反馈信号和第一阈值信号的大小，产生第一比较信号；第二比较器，接收第二反馈信号和第一阈值信号，并比较第二反馈信号和第一阈值信号的大小，产生第二比较信号；第三比较器，接收第一反馈信号和第二阈值信号，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51