一种浮地稳压供电电路制造技术

一种浮地稳压供电电路，应用于四开关Buck‑Boost变换器的两个升压引脚之间，可以解决四开关Buck‑Boost变换器Buck模式和Boost模式上管驱动电路无供电的问题。本实用新型专利技术利用Boost模式时输出电压高于输入电压，因此Boost电路的自举电压可以很容易的通过该浮地稳压供电电路给Buck电路的自举电容充电；Buck模式时，Buck电路的自举电压可以很容易的通过该浮地稳压供电电路给Boost电路的自举电容充电，实现了变换器中开关管持续导通供电的功能，本实用新型专利技术具有低成本，电路简单，低损耗，易实现，易于IC集成的特性，同时规避了传统解决方案带来的所有弊端。

A Floating Voltage Stabilized Power Supply Circuit

A floating voltage regulated power supply circuit is applied between two boost pins of four-switch Buck Boost converter, which can solve the problem of no power supply for the upper tube drive circuit of four-switch Buck Boost converter and Buck mode. The bootstrap voltage of the Boost circuit is higher than the input voltage when using the Boost mode, so the bootstrap voltage of the Boost circuit can easily charge the bootstrap capacitor of the Buck circuit through the floating voltage stabilized power supply circuit; in the Buck mode, the bootstrap voltage of the Buck circuit can easily charge the bootstrap capacitor of the Boost circuit through the floating voltage stabilized power supply circuit, thus realizing the switching tube in the converter. The utility model has the characteristics of low cost, simple circuit, low loss, easy realization, easy IC integration, and avoids all disadvantages brought by traditional solutions.

【技术实现步骤摘要】
一种浮地稳压供电电路
本技术涉及一种开关电源变换器的浮地稳压供电电路。
技术介绍
图1所示的为现有技术的单电感四开关Buck-Boost变换器，包括一个电感L1，4个开关管Q1、Q2、Q3和Q4，两个二极管D1和D2，两个电容C1和C2，还包括一个控制芯片，控制芯片至少包括4个引脚，升压引脚BOOST1、升压引脚BOOST2、开关引脚SW1、开关引脚SW2。BOOST1和BOOST2分别为Q1和Q4的驱动电路提供供电电压，SW1和SW2分别为Q1和Q4的驱动供电电路的参考地端，俗称：浮地。从两个方面进行分析该变换器的工作原理：1.当输入电压低于输出电压时，电路工作在Boost模式，这时需要Q1维持导通状态，Q2维持截止状态，Q3和Q4进行开关动作实现升压的目的。由于Q2没有进行开关动作，所以C1和D1构成的自举电路无法工作，导致C1的电压为零伏(当Vin电压大于VCC时)，使Q1因驱动电路没有供电而截止，Q1截止造成Vin到Vout的路径断开使电路停止工作。业界常用的方法是Q1和Q2仍然进行开关动作，通过C1和D1构成的自举电路维持C1的电压，只是为了提高电源工作效率适当降低Q1和Q2的开关频率，这种方法依然带来了Q1和Q2的开关损耗，驱动损耗，输出纹波的增大，同时驱动频率降低带来控制的难度增加等问题。2.同理当输入电压高于输出电压时，电路工作在Buck模式，这时需要Q4维持导通状态，Q3维持截止状态，Q1和Q2进行开关动作实现降压的目的。由于Q3没有进行开关动作，所以C2和D2构成的自举电路无法工作，导致C2的电压为零伏(当Vout电压大于VCC时)，最终使Q4因驱动电路没有供电而截止，输出电流只能通过Q4的体二极管流通，由于体二极管产生的损耗大于Q4导通阻抗(Rdson)产生的损耗，所以导致电源效率降低。常用的方法和Boost模式的相同：Q3和Q4仍然进行开关动作，通过C2和D2构成的自举电路维持C2的电压，只是为了提高电源工作效率适当降低Q3和Q4的开关频率，这种方法依然带来了Q3和Q4的开关损耗，驱动损耗，输出纹波的增大，同时驱动频率降低带来控制的难度增加等问题。另一种解决方法就是采用独立的电源给Q1和Q4的浮地驱动供电，但是由于电路复杂，成本高，占板面积大等缺点而少有采用。综上所述，目前四开关Buck-Boost变换器里的自举电路存在应用的局限性，以牺牲效率和控制的难度等性能为代价实现Q1或Q4的浮地驱动供电。
技术实现思路
鉴于上述电路所存在的技术缺陷，本技术提出一种结构简单的浮地稳压供电电路，可以解决Buck模式和Boost模式上管驱动无电的问题。为了实现上述技术目的，本技术采用以下技术方案：一种浮地稳压供电电路，应用于四开关Buck-Boost变换器的两个升压引脚之间，四开关Buck-Boost变换器还包括两个开关引脚，浮地稳压供电电路包括至少两路串联电路，第一路串联电路的输入端连接到四开关Buck-Boost变换器的第一升压引脚，第一路串联电路的输出端连接到四开关Buck-Boost变换器的第二升压引脚，第一路串联电路的参考地端连接四开关Buck-Boost变换器的第二开关引脚；第二路串联电路的输入端连接到四开关Buck-Boost变换器的第二升压引脚，第二路串联电路的输出端连接到四开关Buck-Boost变换器的第一升压引脚，第二路串联电路的参考地端连接四开关Buck-Boost变换器的第一开关引脚；所述的第一路串联电路与所述的第二路串联电路的电流流向相反，在单一的Buck工作状态下或在单一的Boost工作状态下，只有其中一路串联电路工作输出，另一路串联电路无输出。优选的，所述的串联电路包括一个二极管和一个线性降压稳压电路；所述的二极管与所述的线性降压稳压电路的连接关系为以下两种方式之一：方式一：二极管的阳极作为串联电路的输入端，二极管的阴极连接线性降压稳压电路的输入端，线性降压稳压电路的输出端作为串联电路的输出端；方式二：线性降压稳压电路的输入端作为串联电路的输入端，线性降压稳压电路的输出端连接二极管的阳极，二极管的阴极作为串联电路的输出端；所述的线性降压稳压电路的参考地端作为串联电路的参考地端。优选的，所述的串联电路还包括一个电阻；依据所述的方式一：所述的电阻的一端作为串联电路的输入端，所述的电阻的另一端连接所述的二极管的阳极；或者所述的电阻连接在所述的二极管的阴极与所述的线性降压稳压电路的输入端之间；或者所述的电阻的一端连接所述的线性降压稳压电路LD01的输出端，所述的电阻的另一端作为串联电路的输出端；依据所述的方式二：所述的电阻的一端作为串联电路的输入端，所述的电阻的另一端连接所述的线性降压稳压电路的输入端；或者所述的电阻连接在所述的线性降压稳压电路的输出端与所述的二极管的阳极之间；或者所述的电阻的一端连接所述的二极管的阴极，所述的电阻的另一端作为串联电路的输出端。优选的，所述的串联电路还包括一个电容，所述的电容连接在所述的线性降压稳压电路的输入端和所述的线性降压稳压电路的参考地端之间。优选的，所述的线性降压稳压电路是用分立器件构成的电路，或者是集成的能实现线性降压稳压功能的芯片。所述浮地稳压供电电路可以集成到集成电路内部。本技术的具体工作过程分为两种工作状态，两种状态的工作方式是相同的，现在分别进行说明。首先要求Vo<VCC-Vf(本文的二极管导通压降均用Vf表示，且VCC远大于Vf)工作状态一：当Vin低于Vout，电路工作在Boost模式时，Q3和Q4进行开关动作，当Q3开通时，VCC通过D2给C2充电至VCC-Vf，然后Q3关断Q4导通，BOOST2点的电压为VCC-Vf+Vout，由于Vin<VCC-Vf+Vout,所以电流从BOOST2经过R1，D3，LDO1流向BOOST1，使得C1两端的电压为LDO1的输出Vo。当Q3再次导通时BOOST2点的电压为VCC-Vf大于LDO2的输出电压Vo，所以电流不会从BOOST1经过R2，D4，LDO2流向BOOST2。至此在一个开关周期里电流只会从BOOST2流向BOOST1使C1两端的电压稳定在Vo，而不会对C1进行放电动作。工作状态二：当Vin高于Vout，电路工作在Buck模式时，Q1和Q2进行开关动作，当Q2开通时，VCC通过D1给C1充电至VCC-Vf，然后Q2关断Q1导通，BOOST1点的电压为VCC-Vf+Vin，由于Vout<VCC-Vf+Vin,所以电流从BOOST1经过R2，D4，LDO2流向BOOST2，使得C2两端的电压为LDO2的输出Vo。当Q2再次导通时BOOST1点的电压为VCC-Vf大于LDO1的输出电压Vo，所以电流不会从BOOST2经过R1，D3，LDO1流向BOOST1。至此在一个开关周期里电流只会从BOOST1流向BOOST2使C2两端的电压稳定在Vo，而不会对C2进行放电动作。由于维持Q1或Q4导通的驱动供电电流为微安级，所以D3，D4和LDO的流通电流也是微安级，因此引入电路D3，D4和LDO所增加的损耗也很小，便于在IC内部集成。与现有技术相比，本技术利用Boost模式时输出电压高于输入电压，因此Boost电路的自举电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浮地稳压供电电路，应用于四开关Buck‑Boost变换器的两个升压引脚之间，四开关Buck‑Boost变换器还包括两个开关引脚，其特征在于：包括至少两路串联电路，第一路串联电路的输入端连接到四开关Buck‑Boost变换器的第一升压引脚，第一路串联电路的输出端连接到四开关Buck‑Boost变换器的第二升压引脚，第一路串联电路的参考地端连接四开关Buck‑Boost变换器的第二开关引脚；第二路串联电路的输入端连接到四开关Buck‑Boost变换器的第二升压引脚，第二路串联电路的输出端连接到四开关Buck‑Boost变换器的第一升压引脚，第二路串联电路的参考地端连接四开关Buck‑Boost变换器的第一开关引脚；所述的第一路串联电路与所述的第二路串联电路的电流流向相反，在单一的Buck工作状态下或在单一的Boost工作状态下，只有其中一路串联电路工作输出，另一路串联电路无输出。

【技术特征摘要】
1.一种浮地稳压供电电路，应用于四开关Buck-Boost变换器的两个升压引脚之间，四开关Buck-Boost变换器还包括两个开关引脚，其特征在于：包括至少两路串联电路，第一路串联电路的输入端连接到四开关Buck-Boost变换器的第一升压引脚，第一路串联电路的输出端连接到四开关Buck-Boost变换器的第二升压引脚，第一路串联电路的参考地端连接四开关Buck-Boost变换器的第二开关引脚；第二路串联电路的输入端连接到四开关Buck-Boost变换器的第二升压引脚，第二路串联电路的输出端连接到四开关Buck-Boost变换器的第一升压引脚，第二路串联电路的参考地端连接四开关Buck-Boost变换器的第一开关引脚；所述的第一路串联电路与所述的第二路串联电路的电流流向相反，在单一的Buck工作状态下或在单一的Boost工作状态下，只有其中一路串联电路工作输出，另一路串联电路无输出。2.根据权利要求1所述的一种浮地稳压供电电路，其特征在于：所述的串联电路包括一个二极管和一个线性降压稳压电路；所述的二极管与所述的线性降压稳压电路的连接关系为以下两种方式之一：方式一：二极管的阳极作为串联电路的输入端，二极管的阴极连接线性降压稳压电路的输入端，线性降压稳压电路的输出端作为串联电路的输出端；方式二：线性降压稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鹏飞，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44