应用于DC‑DC变换器中自举电容掉电恢复的控制电路和方法技术

本发明专利技术公开了应用于DC‑DC变换器中自举电容器掉电恢复的控制电路和方法，包括第一主开关管、第二主开关管、电感、自举电容、第二二极管、第一开关管驱动电路、第二开关管驱动电路、D触发器和电平转换电路，本控制电路可以解决在DC‑DC变换器中自举电容因为小负载/空载导致自举电容器掉电而引起系统输出异常或者系统停止工作的现，以及在自举电容和第二二极管的节点BS和开关节点SW短路撤销后，自举电容器自动恢复充电，从而保证系统的正常运行，且本发明专利技术无需输出虚拟负载，负载欠压检测，计时电路，或者增加额外触发器，从而简化电路设计难度，增强系统稳定性，同时，本发明专利技术为逐周期实现自举电容器电压抬升，实现系统快速恢复稳定。

Applied to the DC DC converter bootstrap capacitor off control circuit and method of power recovery

The present invention discloses the application of DC DC converter bootstrap capacitor off control circuit and method of electric recovery, which comprises a first main switch, second main switches, inductors, capacitors, diodes, second bootstrap first switch driver circuit, second switch driver circuit, D trigger and level conversion the circuit, the control circuit can be solved in DC DC converter in the bootstrap capacitor because of the small load / no-load to bootstrap capacitor power loss caused by the output of the system or the system stops working is abnormal, and the revocation of the BS node and SW node switch circuit bootstrap capacitor and second diodes, bootstrap capacitor recharge automatically, so as to ensure the normal operation of the system, and the invention does not need to output the virtual load, load undervoltage detection, timing circuit, or additional flip-flop, which simplifies circuit design difficulty, The system can enhance the stability of the system, and at the same time, the invention is to realize the voltage lifting of the bootstrap capacitor by cycle by cycle, so as to realize the system's rapid recovery and stability.

【技术实现步骤摘要】
应用于DC-DC变换器中自举电容掉电恢复的控制电路和方法
本专利技术涉及带有自举电容的DC-DC变换器，特别涉及应用于DC-DC变换器中自举电容掉电恢复的控制电路和方法。
技术介绍
采用自举电容的DC-DC变换器，在小负载或空载时，开关节点周期变大，自举电容充电能力降低，导致第一开关管无法正常开/关，系统工作异常或停止工作。为解决该问题，一种方法是在系统输出增加虚拟负载，但会增加系统功耗。另一种方法是增加自举电容电压检测电路，当电压低于预设值时，拉低开关节点，强制给自举电容充电；这种办法会引入较大的功耗，降低系统效率。还有一种是增加多个计时电路，触发器，以及逻辑控制电路来确保自举电容的充电周期和时间，这种办法增加了芯片成本和电路设计复杂性。如图1所示的带自举电容DC-DC变换器的电路，主要包括以下电路：包括第一主开关管和第二主开关管，所述第一主开关管的漏极连接第一电源输入端，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接，将连接点设为开关节点SW，所述第二开关管的源极接地，得电流能从第二开关管的源极经过流向第二开关管的漏极，还包括电感，所述电感的一端与开关节点SW连接，电感的另一端为负载输出端，还包括自举电容和第二二极管，所述自举电容的一端与开关节点SW连接，自举电容的另一端依次连接第二二极管和第二电源输入端，自举电容与第二二极管的连接点为节点BS，使得第二电源输出的电流只能从第二电源输入端流向自举电容，所述第一主开关管的栅极连接第一开关管驱动电路，第二主开关管的栅极连接第二开关管驱动电路，所述自举电容用于给第一开关管驱动电路提供电源；在正常带载情况下，如图2所示，开关节点SW周期性变化；第一开关管开启，开关节点SW上升，自举电容电压不能突变，节点BS电压随SW上升；第一开关管关闭，第二开关管开启，开关节点SW下降，SW点较低时第二电源开始对自举电容开始充电；开关管以上述两步循环工作，自举电容电压维持稳定电压，当变换器负载电流变小，如图3所示，开关节点SW开关周期变长，自举电容充电时间变短，内部电路电荷消耗，自举电容电压逐渐下降；当变换器转变为空载时，开关节点SW开关周期更长，节点SW会趋于等于输出，自举电容缺少充电周期，出现需要第一开关管开启而无法开启的现象，同时输出电压逐步下降。该问题直接导致变换器工作异常或停止工作。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种使得自举电容电压掉电逐周期快速恢复的控制电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于DC-DC变换器中自举电容掉电恢复控制电路，包括第一主开关管和第二主开关管，所述第一主开关管的漏极连接第一电源输入端，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接，将连接点设为开关节点SW，所述第二开关管的源极接地，使得电流能从第二开关管的源极经过流向第二开关管的漏极，还包括电感，所述电感的一端与开关节点SW连接，电感的另一端为负载输出端，开包括自举电容和第二二极管，所述自举电容的一端与开关节点SW连接，自举电容的另一端依次连接第二二极管和第二电源输入端，使得第二电源输出的电流只能从第二电源输入端流向自举电容，所述第一主开关管的栅极连接第一开关管驱动电路，第二主开关管的栅极连接第二开关管驱动电路，所述自举电容用于给第一开关管驱动电路提供电源；还包括D触发器，所述D触发器的Q输出端通过电平转换电路与第一开关管驱动电路连接，所述D触发器的Qn输出端与第二开关管驱动电路连接，所述D触发器的D输入端连接第三输入电源，所述D触发器的触发端连接CLK时钟电路，还包括反相器和与门电路，所述与门电路的输出端连接至D触发器的复位端，所述与门电路的第一输入端与反相器的输出端连接，所述与门电路的第二输入端连接脉冲宽度调制信号，所述反相器的输入端与CLK时钟电路连接，还包括连接在开关节点SW和第一主开关管栅极的电阻。本专利技术的有益效果是：本专利技术的控制电路可以解决在DC-DC变换器中自举电容因为小负载/空载导致自举电容掉电而引起系统输出异常或者系统停止工作的现象，以及在自举电容和第二二极管的节点BS和开关节点SW短路撤销后，自举电容自动恢复充电，从而保证系统的正常运行，且本专利技术无需输出虚拟负载，负载欠压检测，计时电路，或者增加额外触发器，从而简化电路设计难度，增强系统稳定性，同时，本专利技术为逐周期实现自举电容电压抬升，实现系统快速恢复稳定。附图说明图1为现有技术中，带有自举电容的DC-DC变换器的部分电路示意图。图2为现有技术中在较大稳定负载下，带有自举电容的DC-DC变换器的部分节点波形图。图3为现有技术中在小负载或空载情况下，带有自举电容的DC-DC变换器的部分节点波形图。图4为本控制电路的电路示意图。图5为本控制电路在小负载或空载情况下的部分节点电压波形图。图中标记为：第一主开关管1、第二主开关管2、电感4、自举电容5、第二二极管6、D触发器7、第一开关管驱动电路8、第二开关管驱动电路9、电平转换电路10、反相器11、与门电路12、电阻13。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图4及图5所示，一种应用于DC-DC变换器中自举电容掉电恢复的控制电路，包括第一主开关管1和第二主开关管2，所述第一主开关管1的漏极连接第一电源输入端，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接，将连接点设为开关节点SW，所述第二开关管的源极接地，，使得电流能从第二开关管的源极经过流向第二开关管的漏极，还包括电感4，所述电感4的一端与开关节点SW连接，电感4的另一端为负载输出端，开包括自举电容5和第二二极管6，所述自举电容5的一端与开关节点SW连接，自举电容5的另一端依次连接第二二极管6和第二电源输入端，自举电容5与第二二极管6的连接点设为节点BS，使得第二电源输出的电流只能从第二电源输入端流向自举电容5，所述第一主开关管1的栅极连接第一开关管驱动电路8，第二主开关管2的栅极连接第二开关管驱动电路9，所述自举电容5用于给第一开关管驱动电路8提供电源；还包括D触发器7，所述D触发器7的Q输出端通过电平转换电路10与第一开关管驱动电路8连接，所述D触发器7的Qn输出端与第二开关管驱动电路9连接，所述D触发器7的D输入端连接第三输入电源，所述D触发器7的触发端连接CLK时钟电路，还包括反相器11和与门电路12，所述与门电路12的输出端连接至D触发器7的复位端，所述与门电路12的第一输入端与反相器11的输出端连接，所述与门电路12的第二输入端连接脉冲宽度调制信号，所述反相器11的输入端与CLK时钟电路连接，还包括连接在开关节点SW和第一主开关管1栅极的电阻13。上述电路的工作原理如下所述：设D触发器7的Q输出端的输出信号为PWMH，D触发器7的Qn输出端的输出信号为PWML，在较大负载情况下，PWM信号周期固定，控制信号PWM为低电平，D触发器7的复位端收到的信号也一直为低电平，时钟CLK下降沿触发D触发器7，使得D触发器7的输出信号PWMH为高电平，PWML为低电平，信号PWMH经电平转变电路和第一开关管驱动电路8产生第一开关管驱动信号V_Qh，第一开关管开启，第二开关管处于关闭状态，当控制信号PWM由低电平转变为高电平时，CLK下降沿变为低电平，从而使得D触发器7的复位端收到的信号变为高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于DC‑DC变换器中自举电容掉电恢复的控制电路，包括第一主开关管(1)和第二主开关管(2)，所述第一主开关管(1)的漏极连接第一电源输入端，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接，将连接点设为开关节点SW，所述第二开关管的源极接地，使得电流能从第二开关管的源极经过流向第二开关管的漏极，还包括电感(4)，所述电感(4)的一端与开关节点SW连接，电感(4)的另一端为负载输出端，开包括自举电容(5)和第二二极管(6)，所述自举电容(5)的一端与开关节点SW连接，自举电容(5)的另一端依次连接第二二极管(6)和第二电源输入端，使得第二电源输出的电流只能从第二电源输入端流向自举电容(5)，所述第一主开关管(1)的栅极连接第一开关管驱动电路(8)，第二主开关管(2)的栅极连接第二开关管驱动电路(9)，所述自举电容(5)用于给第一开关管驱动电路(8)提供电源；其特征在于：还包括D触发器(7)，所述D触发器(7)的Q输出端通过电平转换电路(10)与第一开关管驱动电路(8)连接，所述D触发器(7)的Qn输出端与第二开关管驱动电路(9)连接，所述D触发器(7)的D输入端连接第三输入电源，所述D触发器(7)的触发端连接CLK时钟电路，还包括反相器(11)和与门电路(12)，所述与门电路(12)的输出端连接至D触发器(7)的复位端，所述与门电路(12)的第一输入端与反相器(11)的输出端连接，所述与门电路(12)的第二输入端连接脉冲宽度调制信号，所述反相器(11)的输入端与CLK时钟电路连接，还包括连接在开关节点SW和第一主开关管(1)栅极的电阻(13)。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于DC-DC变换器中自举电容掉电恢复的控制电路，包括第一主开关管(1)和第二主开关管(2)，所述第一主开关管(1)的漏极连接第一电源输入端，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接，将连接点设为开关节点SW，所述第二开关管的源极接地，使得电流能从第二开关管的源极经过流向第二开关管的漏极，还包括电感(4)，所述电感(4)的一端与开关节点SW连接，电感(4)的另一端为负载输出端，开包括自举电容(5)和第二二极管(6)，所述自举电容(5)的一端与开关节点SW连接，自举电容(5)的另一端依次连接第二二极管(6)和第二电源输入端，使得第二电源输出的电流只能从第二电源输入端流向自举电容(5)，所述第一主开关管(1)的栅极连接第一开关管驱动电路(8)，第二主开关管(2)的栅极连接第二开关管驱动电路(9)，所述自举电容(5)用于给第一开关管驱动电路(8)提供电源；其特征在于：还包括D触发器(7)，所述D触发器(7)的Q输出端通过电平转换电路(10)与第一开关管驱动电路(8)连接，所述D触发器(7)的Qn输出端与第二开关管驱动电路(9)连接，所述D触发器(7)的D输入端连接第三输入电源，所述D触发器(7)的触发端连接CLK时钟电路，还包括反相器(11)和与门电路(12)，所述与门电路(12)的输出端连接至D触发器(7)的复位端，所述与门电路(12)的第一输入端与反相器(11)的输出端连接，所述与门电路(12)的第二输入端连接脉冲宽度调制信号，所述反相器(11)的输入端与CLK时钟电路连接，还包括连接在开关节点SW和第一主开关管(1)栅极的电阻(13)。2.一种应用于DC-DC变换器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵寿全，刘桂芝，黄年亚，王冬峰，
申请(专利权)人：无锡麟力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32