开关变换器的驱动电路、控制电路及自举电压刷新方法技术

公开了升降压开关变换器的驱动电路、控制电路和自举电压刷新方法。该升降压开关变换器包括第一功率开关和第二功率开关。驱动电路包括第一自举电容和第二自举电容，分别提供第一自举电压用于驱动第一功率开关和第二自举电压用于驱动第二功率开关。当变换器工作在降压模式时，且第二自举电压低于第二预设阈值电压时，驱动电路在第一功率开关导通时用第一自举电压对第二自举电容充电；当变换器工作在升压模式时，且第一自举电压低于第一预设阈值电压时，驱动电路在第二功率开关导通时用第二自举电压对第一自举电容充电。该驱动电路电路拓扑简单，可以自动刷新第一、第二自举电压。

【技术实现步骤摘要】
开关变换器的驱动电路、控制电路及自举电压刷新方法
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、控制电路和自举电压刷新方法。
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是传统的带驱动电路的升降压开关变换器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15以及电容器16。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15。电容器16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VBST1和第二自举电压信号VBST2分别作用于第一驱动器21的第一供电端和第二驱动器22的第一供电端分别用于驱动第一功率开关11和第二功率开关12。通常，升降压开关变换器50还包括第一自举电容31、第二自举电容33，第一二极管32和第二二极管34。第一自举电容31耦接在第一驱动器21的第一供电端和第一开关节点SW1之间，其中，第一驱动器21的第一供电端和第一自举电容31的公共端作为第一自举端BST1。第一二极管32的阳极接收供电电压信号VCC，第一二极管32的阴极耦接第一自举端BST1。供电电压信号VCC通过对第一自举电容31充电产生第一自举电压信号VBST1，其中第一自举电压信号VBST1为以第一开关节点SW1的电压为参考电势的第一自举电容31的电压。第二自举电容33耦接在第二驱动器22的第一供电端和第二开关节点SW2之间，其中，第二驱动器22的第一供电端和第二自举电容33的公共端作为第二自举端BST2。第二二极管34的阳极接收供电电压信号VCC，第二二极管34的阴极耦接第二自举端BST2。供电电压信号VCC通过对第二自举电容33充电产生第二自举电压信号VBST2，其中，第二自举电压信号VBST2为以第二开关节点SW2的电压为参考电势的第二自举电容33上的电压。然而，在降压模式下，需要保持第二功率开关12常通，第四功率开关14常断，此时第二开关节点SW2的电压等于输出电压VOUT，因此供电电压信号VCC不能给第二自举电容33充电到足够的水平，而导致第二自举电压信号VBST2下降，不足以使第二功率开关12正常的导通和关断，升降压开关变换器50不能正常工作。又如，在升压模式下，需要保持第一功率开关11常通，第三功率开关13常断，此时第一开关节点SW1的电压等于输入电压VIN，因此供电电压信号VCC不能给第一自举电容31充电到足够的水平，而导致第一自举电压信号VBST1下降，不足以使第一功率开关11正常的导通和关断，升降压开关变换器50不能正常工作。因此，当第一自举电压信号VBST1和第二自举电压信号VBST2下降至低于设定阈值时，需要对第一自举电压信号VBST1和第二自举电压信号VBST2刷新，即：将第一自举电压信号VBST1和第二自举电压信号VBST2提高恢复(例如通过对第一自举电容31和第二自举电容33充电)到足够的正常电压值。因此，我们期望能提供一种可以在升降压开关变换器条件下刷新第一自举电压和第二自举电压的控制电路和自举电压刷新方法。
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功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第四功率开关，第一功率开关和第三功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二功率开关和第四功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输出端和地之间，第一功率开关和第三功率开关的公共端构成第一开关节点，第二功率开关和第四功率开关的公共端构成第二开关节点，第一开关节点和第二开关节点通过输出电感耦接，该驱动电路包括：第一自举电容，耦接在第一开关节点和第一自举端之间，提供第一自举电压信号用于驱动第一功率开关；第二自举电容，耦接在第二开关节点和第二自举端之间，提供第二自举电压信号用于驱动第二功率开关；第一自举电压刷新电路，接收代表第二自举电压信号的第二反馈电压信号；以及第二自举电压刷新电路，接收代表第一自举电压信号的第一反馈电压信号；其中，当升降压开关变换器工作在降压模式时，第一自举电压刷新电路使能，第二自举电压刷新电路不使能，当第二反馈电压信号低于第二预设阈值电压时，第一自举电压刷新电路在第一功率开关导通期间连接第一自举端和第二自举端；当升降压开关变换器工作在升压模式时，第二自举电压刷新电路使能，第一自举电压刷新电路不使能，当第一反馈电压信号低于第一预设阈值电压时，第二自举电压刷新电路在第二功率开关导通期间连接第一自举端和第二自举端；当升降压开关变换器工作在升降压模式时，第一自举电压刷新电路和第二自举电压刷新电路均不使能。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，该升降压开关变换器包括第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第四功率开关，第一功率开关和第三功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二功率开关和第四功率开关串联耦接于该升降压开关变换器输出端和地之间，该第一功率开关和第三功率开关的公共端构成第一开关节点，该第二功率开关和第四功率开关的公共端构成第二开关节点，第一开关节点和第二开关节点通过输出电感耦接，该控制电路包括：上述的驱动电路；以及控制器，接收升降压开关变换器的反馈信号，并根据反馈信号产生第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第一使能信号和第二使能信号，其中第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号分别用于控制第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关的导通和关断，第一使能信号和第二使能信号分别用于控制第一自举电压刷新电路和第二自举电压刷新电路使能或不使能。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自举电压刷新方法，该升降压开关变换器包括第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第四功率开关、第一自举电容和第二自举电容，第一功率开关和第三功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二功率开关和第四功率开关串联耦接于该升降压开关变换器输出端和地之间，该第一功率开关和第三功率开关的公共端构成第一开关节点，该第二功率开关和第四功率开关的公共端构成第二开关节点，第一开关节点和第二开关节点通过输出电感耦接，第一自举电容耦接在第一自举端和第一开关节点之间，提供第一自举电压信号用于驱动第一功率开关，第二自举电容耦接在第二自举端和第二开关节点之间提供第二自举电压信号用于驱动第二功率开关，所述自举电压刷新方法包括：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，判断第二自举电压信号是否低于第二预设阈值电压，同时判断第一开关是否导通；当第二自举电压信号低本文档来自技高网...

【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功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第四功率开关，第一功率开关和第三功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二功率开关和第四功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输出端和地之间，第一功率开关和第三功率开关的公共端构成第一开关节点，第二功率开关和第四功率开关的公共端构成第二开关节点，第一开关节点和第二开关节点通过输出电感耦接，该驱动电路包括：第一自举电容，耦接在第一开关节点和第一自举端之间，提供第一自举电压信号用于驱动第一功率开关；第二自举电容，耦接在第二开关节点和第二自举端之间，提供第二自举电压信号用于驱动第二功率开关；第一自举电压刷新电路，接收代表第二自举电压信号的第二反馈电压信号；以及第二自举电压刷新电路，接收代表第一自举电压信号的第一反馈电压信号；其中，当升降压开关变换器工作在降压模式时，第一自举电压刷新电路使能，第二自举电压刷新电路不使能，当第二反馈电压信号低于第二预设阈值电压时，第一自举电压刷新电路在第一功率开关导通期间连接第一自举端和第二自举端；当升降压开关变换器工作在升压模式时，第二自举电压刷新电路使能，第一自举电压刷新电路不使能，当第一反馈电压信号低于第一预设阈值电压时，第二自举电压刷新电路在第二功率开关导通期间连接第一自举端和第二自举端；当升降压开关变换器工作在升降压模式时，第一自举电压刷新电路和第二自举电压刷新电路均不使能。...

【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功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第四功率开关，第一功率开关和第三功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输入端和地之间，第二功率开关和第四功率开关串联耦接于该升降压开关变换器的输出端和地之间，第一功率开关和第三功率开关的公共端构成第一开关节点，第二功率开关和第四功率开关的公共端构成第二开关节点，第一开关节点和第二开关节点通过输出电感耦接，该驱动电路包括：第一自举电容，耦接在第一开关节点和第一自举端之间，提供第一自举电压信号用于驱动第一功率开关；第二自举电容，耦接在第二开关节点和第二自举端之间，提供第二自举电压信号用于驱动第二功率开关；第一自举电压刷新电路，接收代表第二自举电压信号的第二反馈电压信号；以及第二自举电压刷新电路，接收代表第一自举电压信号的第一反馈电压信号；其中，当升降压开关变换器工作在降压模式时，第一自举电压刷新电路使能，第二自举电压刷新电路不使能，当第二反馈电压信号低于第二预设阈值电压时，第一自举电压刷新电路在第一功率开关导通期间连接第一自举端和第二自举端；当升降压开关变换器工作在升压模式时，第二自举电压刷新电路使能，第一自举电压刷新电路不使能，当第一反馈电压信号低于第一预设阈值电压时，第二自举电压刷新电路在第二功率开关导通期间连接第一自举端和第二自举端；当升降压开关变换器工作在升降压模式时，第一自举电压刷新电路和第二自举电压刷新电路均不使能。2.如权利要求1所述的驱动电路，其中，所述第一自举电压刷新电路包括：第一比较器，具有第一输入端接收第二反馈电压信号、第二输入端接收第二预设阈值电压和输出端，第一比较器将第二反馈电压信号和第二预设阈值电压比较，并在其输出端输出第一刷新信号，其中，当第二反馈电压信号小于第二预设阈值电压时，第一刷新信号有效；第一逻辑电路，接收第一刷新信号、第一控制信号和第一使能信号，并对第一刷新信号、第一控制信号和第一使能信号做逻辑运算后产生第一短接控制信号；其中，第一控制信号用于控制第一功率开关的导通和关断，当第一控制信号有效时，第一功率开关导通；第一使能信号用于控制第一自举电压刷新电路使能或不使能，当第一使能信号有效时，第一自举电压刷新电路使能；当第一刷新信号、第一控制信号和第一使能信号均有效时，第一短接控制信号有效；以及第一短接开关，具有第一端耦接至第一自举端，第二端耦接至第二自举端；以及控制端接收第一短接控制信号，当第一短接控制信号有效时，第一短接开关导通。3.如权利要求2所述的驱动电路，其中，所述第一自举电压刷新电路进一步包括第一二极管，其中第一二极管的阳极耦接第一自举端，第一二极管的阴极耦接第二自举端。4.如权利要求1所述的驱动电路，其中，所述第二自举电压刷新电路包括：第二比较器，具有第一输入端接收第一反馈电压信号、第二输入端接收第一预设阈值电压和输出端，第二比较器将第一反馈电压信号和第一预设阈值电压比较，并在其输出端输出第二刷新信号，其中，当第一反馈电压信号小于第一预设阈值电压时，第二刷新信号有效；第二逻辑电路，接收第二刷新信号、第二控制信号和第二使能信号，并对第二刷新信号、第二控制信号和第二使能信号做逻辑运算后产生第二短接控制信号；其中，第二控制信号用于控制第二功率开关的导通和关断，当第二控制信号有效时，第二功率开关导通；第二使能信号用于控制第二自举电压刷新电路使能或不使能，当第二使能信号有效时，第一自举电压刷新电路使能；当第二刷新信号、第二控制信号和第二使能信号均有效时，第二短接控制信号有效；以及第二短接开关，具有第一端耦接至第一自举端，第二端耦接第二自举端；以及控制端接收第二短...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，
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