电压转换电路及其控制方法技术

本发明专利技术提出了一种电压转换电路，所述电压转换电路仅需单个电感和四个开关即可输出正电压信号和负电压信号。该电压转换电路的每个开关周期包括第一时间段、第二时间段和第三时间段。在第一时间段内，第一开关和第四开关导通；在第二时间段内，第一开关和第三开关导通；在第三时间段内，第二开关和第四开关导通。通过各开关的次序通断，所述电压转换电路可输出相互独立的正电压信号和负电压信号。

【技术实现步骤摘要】
电压转换电路及其控制方法
本专利技术涉及一种电子电路，更具体地说，本专利技术涉及一种电压转换电路及其控制方法。
技术介绍
电压转换电路可用于将输入电压转换成所需的输出电压。在电压转换电路中，BOOST电路输出正电压信号，而BUCK-BOOST电路输出负电压信号。在某些同时需要正电压信号和负电压信号的应用场合，BOOST电路和BUCK-BOOST电路可以相结合以分别提供正电压信号和负电压信号。现有技术中，BOOST电路和BUCK-BOOST电路的简单结合需要用到两个电感，不仅成本较高，而且电路的整体体积也较大。
技术实现思路
考虑到现有技术的一个或多个技术问题，提出了一种采用单电感结构并且可同时输出正电压信号和负电压信号的电压转换电路。根据本技术的实施例，提出了一种电压转换电路，包括接收输入电压的输入端口、输出第一输出电压的第一输出端口、输出第二输出电压的第二输出端口和电感，其特征在于，所述电压转换电路包括：第一开关，耦接在输入端口和电感的第一端；第二开关，耦接在电感的第一端和第二输出端口，所述第二开关和第一开关互补导通；第三开关，耦接在电感的第二端和第一输出端口；以及第四开关，耦接在电感的第二端和参考地之间，所述第四开关和第三开关互补导通；其中，电压转换电路具有开关周期，每个开关周期包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，在第一时间段内，所述第一开关和第四开关导通，所述第二开关和第三开关关断；在第二时间段内，所述第一开关和第三开关导通，所述第二开关和第四开关关断；在第三时间段内，所述第二开关和第四开关导通，所述第一开关和第三开关关断。根据本技术的实施例，还提出了一种用于电压转换电路的控制电路，所述电压转换电路包括电感、耦接在电压转换电路的输入端口和电感的第一端的第一开关，耦接在电感的第一端和第二输出端口的第二开关，耦接在电感的第二端和第一输出端口的第三开关，以及耦接在电感的第二端和参考地之间的第四开关，其中，所述输入端口接收输入电压，所述第一输出端口输出第一输出电压，所述第二输出端口输出第二输出电压，所述控制电路包括：第一占空比调节电路，接收第一基准信号、第一输出电压和比较参考信号，产生第一占空比信号；第二占空比调节电路，接收第二基准信号、第二输出电压和比较参考信号，产生第二占空比信号；逻辑或电路，接收第一占空比信号和第二占空比信号，所述逻辑或电路对所述第一占空比信号和第二占空比信号执行逻辑或运算，产生用以控制第一开关的第一控制信号；以及逻辑与非电路，接收第一占空比信号的反相信号和第二占空比信号，所述逻辑与电路对所述第一占空比信号的反相信号和第二占空比信号执行逻辑与非运算，产生用以控制第四开关的第四控制信号；其中，所述比较参考信号包括锯齿波信号或者表征电感电流的采样信号，并且所述第一开关和第二开关交替导通，所述第三开关和第四开关交替导通。根据本技术的实施例，还提出了一种电压转换电路的控制方法，所述电压转换电路包括电感、耦接在电压转换电路的输入端口和电感的第一端的第一开关，耦接在电感的第一端和第二输出端口的第二开关，耦接在电感的第二端和第一输出端口的第三开关，以及耦接在电感的第二端和参考地之间的第四开关，其中，所述输入端口接收输入电压，所述第一输出端口输出第一输出电压，所述第二输出端口输出第二输出电压，所述电压转换电路具有开关周期，所述控制方法包括：在电压转换电路的每个开关周期的第一时间段内，导通所述第一开关和第四开关，并且关断所述第二开关和第三开关；在电压转换电路的每个开关周期的第二时间段内，导通所述第一开关和第三开关，并且关断所述第二开关和第四开关；以及在电压转换电路的每个开关周期的第三时间段内，导通所述第二开关和第四开关，并且关断所述第一开关和第三开关；其中，每一个开关周期依次包括所述第一时间段、第二时间段和第三时间段。根据本专利技术实施例的电压转换电路，采用单个电感和四个功率开关管即可输出正电压信号和负电压信号，不仅节省了电路成本，还大大地减少了电路的体积。并且，根据本专利技术实施例的电压转换电路，其所输出的正电压信号和负电压信号，相互之间不受限制，即两者的值可以独立调节。附图说明为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述：图1示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路10的电路结构示意图；图2示出了开关M1～M4的开关控制信号G1～G4和表征电感电流的采样信号Isen的波形示意图；图3示出了根据本专利技术一实施例的控制电路30的电路结构示意图；图4示出了根据本专利技术一实施例的峰值电流型PWM控制电路40的电路结构示意图；图5示出了根据本专利技术一实施例的电压型PWM控制电路50的电路结构示意图；图6示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路的控制方法60。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1示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路10的电路结构示意图。如图1所示，电压转换电路10包括接收输入电压Vin的输入端口IN、输出第一输出电压VOP的第一输出端口OUT1、输出第二输出电压VON的第二输出端口OUT2和电感L1，其特征在于，所述电压转换电路10包括：第一开关M1，耦接在输入端口IN和电感L1的第一端；第二开关M2，耦接在电感L1的第一端和第二输出端口OUT2，所述第二开关M2与第一开关M1互补导通；第三开关M3，耦接在电感L1的第二端和第一输出端口OUT1；以及第四开关M4，耦接在电感L1的第二端和参考地GND之间，所述第四开关M4与第三开关M3互补导通；其中，电压转换电路10具有开关周期，每个开关周期包括第一时间段T1、第二时间段T2和第三时间段T3，在第一时间段T1内，所述第一开关M1和第四开关M4导通，所述第二开关M2和第三开关M3关断；在第二时间段T2内，所述第一开关M1和第三开关M3导通，所述第二开关M2和第四开关M4关断；在第三时间段T3内，所述第二开关M2和第四开关M4导通，所述第一开关M1和第三开关M3关断。本领域普通技术人员应该知道，所述第一时间段T1、第二时间段T2和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压转换电路，包括接收输入电压的输入端口、输出第一输出电压的第一输出端口、输出第二输出电压的第二输出端口和电感，其特征在于，所述电压转换电路包括：第一开关，耦接在输入端口和电感的第一端；第二开关，耦接在电感的第一端和第二输出端口，所述第二开关和第一开关互补导通；第三开关，耦接在电感的第二端和第一输出端口；以及第四开关，耦接在电感的第二端和参考地之间，所述第四开关和第三开关互补导通；其中，电压转换电路具有开关周期，每个开关周期包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，在第一时间段内，所述第一开关和第四开关导通，所述第二开关和第三开关关断；在第二时间段内，所述第一开关和第三开关导通，所述第二开关和第四开关关断；在第三时间段内，所述第二开关和第四开关导通，所述第一开关和第三开关关断。

【技术特征摘要】
1.一种电压转换电路，包括接收输入电压的输入端口、输出第一输出电压的第一输出端口、输出第二输出电压的第二输出端口和电感，其特征在于，所述电压转换电路包括：第一开关，耦接在输入端口和电感的第一端；第二开关，耦接在电感的第一端和第二输出端口，所述第二开关和第一开关互补导通；第三开关，耦接在电感的第二端和第一输出端口；以及第四开关，耦接在电感的第二端和参考地之间，所述第四开关和第三开关互补导通；控制电路，包括：第一占空比调节电路，基于第一基准信号、第一输出电压和比较参考信号而输出第一占空比信号；第二占空比调节电路，基于第二基准信号、第二输出电压和比较参考信号而输出第二占空比信号；逻辑或电路，接收第一占空比信号和第二占空比信号，所述逻辑或电路对所述第一占空比信号和第二占空比信号执行逻辑或运算，产生用以控制第一开关的第一控制信号；以及逻辑与非电路，接收第一占空比信号的反相信号和第二占空比信号，所述逻辑与非电路对所述第一占空比信号的反相信号和第二占空比信号执行逻辑与非运算，产生用以控制第四开关的第四控制信号；其中，所述比较参考信号包括锯齿波信号或者表征电感电流的采样信号；其中，电压转换电路具有开关周期，每个开关周期包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，在第一时间段内，所述第一开关和第四开关导通，所述第二开关和第三开关关断；在第二时间段内，所述第一开关和第三开关导通，所述第二开关和第四开关关断；在第三时间段内，所述第二开关和第四开关导通，所述第一开关和第三开关关断。2.如权利要求1所述的电压转换电路，其中所述控制电路还包括：第一反相电路，接收第一控制信号，产生用以控制第二开关的第二控制信号；以及第二反相电路，接收第四控制信号，产生用以控制第三开关的第三控制信号。3.一种用于电压转换电路的控制电路，所述电压转换电路包括电感、耦接在电压转换电路的输入端口和电感的第一端的第一开关，耦接在电感的第一端和第二输出端口的第二开关，耦接在电感的第二端和第一输出端口的第三开关，以及耦接在电感的第二端和参考地之间的第四开关，其中，所述输入端口接收输入电压，所述第一输出端口输出第一输出电压，所述第二输出端口输出第二输出电压，所述控制电路包括：第一占空比调节电路，接收第一基准信号、第一输出电压和比较参考信号，产生第一占空比信号；第二占空比调节电路，接收第二基准信号、第二输出电压和比较参考信号，产生第二占空比信号；逻辑或电路，接收第一占空比信号和第二占空比信号，所述逻辑或电路对所述第一占空比信号和第二占空比信号执行逻辑或运算，产生用以控制第一开关的第一控制信号；以及逻辑与非电路，接收第一占空比信号的反相信号和第二占空比信号，所述逻辑与非电路对所述第一占空比信号的反相信号和第二占空比信号执行逻辑与非运算，产生用以控制第四开关的第四控制信号；其中，所述比较参考信号包括锯齿波信号或者表征电感电流的采样信号，并且所述第一开关和第二开关交替导通，所述第三开关和第四开关交替导通。4.如权利要求3所述的电压转换电路的控制电路，还包括：第一反相电路，接收第一控制信号，产生用以控制第二开关的第二控制信号；以及第二反相电路，接收第四控制信号，产生用以控制第三开关的第三控制信号。5.如权利要求3所示的控制电路，其中所述第一占空比调节电路包括：第一误差放大电路，接收第一基准信号和第一输出电压，所述第一误差放大电路对第一基准信号和第一输出电压的差值进行放大，得到第一误差放大信号；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘白仁，盛立丞，余波，
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