功率变换器的控制电路和控制方法技术

本申请公开了一种功率变换器的控制电路和控制方法。本发明专利技术实施例的技术方案通过在功率变换器的输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压或者流经第二功率管的电流大于第一参考电流时，控制第一功率管关断，而第二功率管的驱动电压跟随输入电压调节，使第二功率管工作在饱和状态，起到恒流源的作用，从而实现流经第二功率管的电流保持为恒定值。当所述功率变换器的输出接LED负载时，通过由第二功率管充当恒流源，可以省去与LED负载串联的恒流源从而有效地简化电路设计，提高了系统效率。

Control circuit and control method of power converter

The present invention discloses a control circuit and a control method for a power converter. The technical scheme of the embodiment of the invention controls the first power transistor to turn off when the difference between the input voltage and the output voltage of the power converter is greater than the first reference voltage or when the current flowing through the second power transistor is greater than the first reference current, and the driving voltage of the second power transistor follows the input voltage regulation, so that the second power transistor works. It acts as a constant current source in a saturated state, thereby maintaining the current flowing through the second power transistor at a constant value. When the output of the power converter is connected with the LED load, the constant current source in series with the LED load can be omitted by using the second power tube as the constant current source, thereby effectively simplifying the circuit design and improving the system efficiency.

【技术实现步骤摘要】
功率变换器的控制电路和控制方法
本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及LED驱动电路技术，更具体地，涉及一种功率变换器的控制电路和控制方法。
技术介绍
在闪光灯应用中，LED因具有低功耗、频闪速度快等优点而得到了广泛的应用。由于LED具有高正向电压和电流，而手机、相机等设备只有给定的电池电压，通常采用BOOST变换器以将给定的电池电压进行升压以驱动LED负载。并且，由于LED是电流驱动型器件，需要对LED驱动电流进行恒流控制。如图1所示，为一个常用的LED恒流驱动电路，其包括一个BOOST变换器和一个恒流源。LED的正向电压为VF，误差放大器的参考电压为VREF。当输入电压Vin小于(VF+VREF)时，BOOST变换器工作以进行升压，此时，开关管Q1和Q2均处于开关状态，输出电压Vout在稳态时等于(VF+VREF)，恒流源的输入电压等于VREF。当输入电压Vin大于(VF+VREF)时，开关管Q1关闭，开关管Q2完全导通，恒流源可以随着输入电压Vin的变化进行调节，以保持LED电流恒定。但是，在这种驱动电路中，一方面，恒流源的引入会增加电路控制的复杂性、面积和成本；另一方面，开关管Q2完全导通会产生功率损耗，降低电路的工作效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种功率变换器的控制电路和控制方法，通过控制所述功率变换器中的第二功率管工作在开关状态或饱和状态，实现恒流控制而不额外地引入恒流源，以有效地简化电路设计，提高系统效率。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一功率管和第二功率管，其中，电流采样电路，与所述第二功率管耦接，用于采样流经所述第二功率管的电流，以获得电流采样信号；驱动电路，接收所述功率变换器的输入电压，输出电压和所述电流采样信号，当所述输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压时或者所述电流采样信号大于第一参考电流时，所述驱动电路控制所述第一功率管关断，并控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节。优选地，控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节包括：控制所述第二功率管工作在饱和状态，使得流经所述第二功率管的电流保持为恒定值。优选地，当所述第二功率管的驱动电压小于其导通阈值并且流经所述第二功率管的电流小于第二参考电流时，所述驱动电路控制第一功率管和所述第二功率管工作在开关状态。优选地，所述电流采样电路包括：采样电阻，与所述第二功率管耦接，用于采样流经所述第二功率管的电流；滤波电路，与所述采样电阻并联连接，用于将所述采样电阻得到的信号滤波成直流信号作为所述电流采样信号。优选地，所述驱动电路包括误差反馈电路，用于将所述电流采样信号与参考电压比较，以产生所述误差反馈信号。优选地，所述驱动电路包括旁路控制信号产生电路和旁路驱动电压产生电路；当所述电流采样信号大于第一参考电流时或者所述输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压时，所述旁路控制信号产生电路产生所述旁路控制信号；所述旁路驱动电压产生电路接收所述旁路控制信号，通过将所述第一功率管的驱动电压接参考地以关断所述第一功率管并根据所述误差反馈信号控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节。优选地，所述驱动电路包括PWM信号产生电路，用于根据所述误差反馈信号产生PWM信号。优选地，所述驱动电压产生电路包括升压控制信号产生电路和升压驱动电压产生电路；当所述第二功率管的驱动电压小于其导通阈值并且所述电流采样信号小于第二参考电流时，所述升压控制信号产生电路产生所述升压控制信号；所述升压驱动电压产生电路根据所述升压控制信号和所述PWM信号控制第一功率管和所述第二功率管工作在开关状态。优选地，所述功率变换器为BOOST拓扑或FLYBACK拓扑。优选地，所述第二功率管为双向关断的MOSFET，通过选择所述第二功率管的衬底使得所述第二功率管的体二极管反向阻断，以控制所述第二功率管工作在饱和状态。优选地，流过所述第二功率管的平均电流等于所述功率变换器的输出电流的平均值。优选地，所述第一参考电压根据所述第二功率管的导通电阻设置。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种用于功率变换器的控制方法，所述功率变换器包括第一功率管和第二功率管，其中，采样流经所述第二功率管的电流，以获得电流采样信号；接收所述功率变换器的输入电压，输出电压和所述电流采样信号；当所述功率变换器的输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压时或者所述电流采样信号大于第一参考电流时，控制所述第一功率管关断，并控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节。优选地，控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节包括：控制所述第二功率管工作在饱和状态，使得流经所述第二功率管的电流保持为恒定值。优选地，当所述第二功率管的驱动电压小于其导通阈值并且流经所述第二功率管的电流小于第二参考电流时，控制所述第一功率管和所述第二功率管工作在开关状态。本专利技术实施例的技术方案通过在功率变换器的输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压或者流经第二功率管的电流大于第一参考电流时，控制第一功率管关断，而第二功率管的驱动电压跟随输入电压调节，使第二功率管工作在饱和状态，起到恒流源的作用，从而实现流经第二功率管的电流保持为恒定值。当所述功率变换器的输出接LED负载时，通过由第二功率管充当恒流源，可以省去与LED负载串联的恒流源从而有效地简化电路设计，提高了系统效率。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是常用的LED恒流驱动电路；图2是本专利技术实施例的带有控制电路的功率变换器的电路图；图3a和图3b是本专利技术实施例的电流采样电路的电路图；图4是本专利技术实施例的包含反馈电路具体结构的功率变换器的电路图；图5是本专利技术实施例的模式切换电路的电路图；图6是本专利技术实施例的驱动电压产生电路的电路图；图7是本专利技术实施例的功率变换器的工作波形图；图8是本专利技术实施例的功率变换器的控制方法流程图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。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。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一功率管和第二功率管，其特征在于，电流采样电路，与所述第二功率管耦接，用于采样流经所述第二功率管的电流，以获得电流采样信号；驱动电路，接收所述功率变换器的输入电压，输出电压和所述电流采样信号，当所述输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压时或者所述电流采样信号大于第一参考电流时，所述驱动电路控制所述第一功率管关断，并控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节。

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一功率管和第二功率管，其特征在于，电流采样电路，与所述第二功率管耦接，用于采样流经所述第二功率管的电流，以获得电流采样信号；驱动电路，接收所述功率变换器的输入电压，输出电压和所述电流采样信号，当所述输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压时或者所述电流采样信号大于第一参考电流时，所述驱动电路控制所述第一功率管关断，并控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节包括：控制所述第二功率管工作在饱和状态，使得流经所述第二功率管的电流保持为恒定值。3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，当所述第二功率管的驱动电压小于其导通阈值并且流经所述第二功率管的电流小于第二参考电流时，所述驱动电路控制第一功率管和所述第二功率管工作在开关状态。4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电流采样电路包括：采样电阻，与所述第二功率管耦接，用于采样流经所述第二功率管的电流；滤波电路，与所述采样电阻并联连接，用于将所述采样电阻得到的信号滤波成直流信号作为所述电流采样信号。5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括误差反馈电路，用于将所述电流采样信号与参考电压比较，以产生所述误差反馈信号。6.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括旁路控制信号产生电路和旁路驱动电压产生电路；当所述电流采样信号大于第一参考电流时或者所述输入电压和输出电压的差值大于第一参考电压时，所述旁路控制信号产生电路产生所述旁路控制信号；所述旁路驱动电压产生电路接收所述旁路控制信号，通过将所述第一功率管的驱动电压接参考地以关断所述第一功率管并根据所述误差反馈信号控制所述第二功率管的驱动电压跟随所述输入电压调节。7.根据权利要求5所述的功率变换器，其特征在于，所述驱动电路包括P...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛浪，
申请(专利权)人：南京矽力杰半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32