具有驱动电路的降压-升压转换器供电电源制造技术

供电电源(50)包括第一供电输入节点(38)和第二供电输入节点(40)、供电输出节点(42)、第一和第二开关电路(24、28)、滤波器电路(32)以及驱动电路(54)。第一和第二供电输入节点分别配置接收第一和第二输入电压，供电输出节点配置提供输出电压。第一开关电路(24)具有耦合第一供电输入节点的第一导电节点、第二导电节点和配置接收第一控制信号(S1)的控制节点。滤波器电路具有耦合第二导电节点的第一节点(60)且具有第二节点。第二开关电路(28)具有耦合滤波器电路第二节点的第一导电节点、耦合第二供电输入节点的第二导电节点和控制节点。驱动电路具有耦合第一开关电路的控制节点和滤波器电路的第一节点中的一个的输入节点(58)，且具有耦合第二开关电路控制节点的输出节点(62)。

Power supply of buck boost converter with driving circuit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有驱动电路的降压-升压转换器供电电源
技术实现思路
在实施方式中，供电电源包括第一供电输入节点和第二供电输入节点、供电输出节点、第一开关电路和第二开关电路、滤波器电路以及驱动电路。所述第一供电输入节点和所述第二供电输入节点分别被配置来接收第一输入电压和第二输入电压，并且所述供电输出节点被配置来提供输出电压。第一开关电路具有耦合到第一供电输入节点的第一导电节点、第二导电节点和被配置来接收第一控制信号的控制节点，并且滤波器电路具有耦合到第二导电节点的第一节点且具有第二节点。第二开关电路具有耦合到滤波器电路的第二节点的第一导电节点、耦合到第二供电输入节点的第二导电节点和控制节点。且驱动电路具有耦合到第一开关电路的控制节点和滤波器电路的第一节点中的一个的输入节点，并且具有耦合到第二开关电路的控制节点的输出节点。在实施方式中，此类供电电源可在降压模式下操作，即使有每一供电电源相具有仅仅两个开关电路控制输出节点的供电电源控制器。因此，此类供电电源可包括比许多之前降压-升压供电电源更简易且更低廉的供电电源控制器。因此，此类供电电源允许供电电源设计者从中选择更多种类的供电电源控制器，这是因为相比于存在每一相具有大于两个(例如，四个)开关电路控制输出节点的控制器，市场上存在更多每一相具有两个开关控制输出节点的控制器。附图说明图1是降压-升压转换器供电电源以及由所述供电电源供电的负载的图。图2是图1的开关电路控制信号的时序图。图3是根据实施方式的降压-升压转换器供电电源的图。图4是根据实施方式的图3的开关电路控制信号的时序图。图5是根据另一实施方式的降压-升压转换器供电电源的图。图6是根据又另一实施方式的降压-升压转换器供电电源的图。图7是根据实施方式的并有图3、5和6的供电电源中的至少一个的系统的图。具体实施方式图1是供电电源(此处为降压-升压转换器供电电源10)以及由所述供电电源供电的负载12的图。如下文所描述，供电电源10的问题是使用具有四个开关电路控制输出节点16、18、20和22的供电电源控制器集成电路(IC)14。因此，控制器IC14通常比具有少于四个(例如，两个)开关电路控制输出节点的控制器更低廉且更供不应求。除了控制器IC14之外，降压-升压转换器供电电源10包括开关电路(此处为晶体管24、26、28和30)、滤波器电路(此处为相感应器32)、输出滤波器电容器34、反馈电路36、被配置来接收第一输入供电电压V输入(例如，来自电池或来自另一供电电源)的第一供电输入节点38、被配置来接收第二输入供电电压的第二供电输入节点40(此处为接地)以及被配置来提供调节输出电压V输出的供电输出节点42。供电电源10可包括为简洁起见从图1省略的其它组件。供电电源控制器IC14包括误差放大器44和开关控制电路46，并且被配置来利用例如传统带隙电压参考电路(图1中未示出)产生参考信号(此处为参考电压V参考)。误差放大器44被配置来比较反馈信号(此处为来自反馈电路36的反馈电压FB)与V参考，并且响应于此比较而产生误差信号(此处为误差电压)ERROR。开关控制电路46被配置来响应于信号ERROR而产生开关信号S1至S4，并且这些开关信号分别控制晶体管24至30的导电状态，导电(例如，“接通”)和不导电(例如，“断开”)。例如，如果FB小于V参考，那么响应于所得信号ERROR，开关控制电路46被配置来产生开关信号S1至S4，使得经过感应器32的平均电流IL增大，并且因此使得V输出朝着调节值(例如，1.1伏特(V)、1.3V、3.3V、5V和12V)增大，供电电源10被配置来针对V输出产生调节值。与此相反，如果FB大于V参考，那么响应于所得信号ERROR，开关控制电路46被配置来产生开关信号S1至S4，使得经过感应器32的平均电流IL减小，并且因此使得V输出朝着其调节值减小。误差放大器44和开关控制电路46的电路拓扑可以是常规的；因此，为简明起见，这些拓扑从图1省略且未详细描述。例如，误差放大器44可包括频率补偿电路。且虽然图1中未示出，但控制器IC14可包括被配置来比较V输入与V输出的比较器，使得控制器IC可确定是否在降压模式下(例如，当V输入>V输出时)或在升压模式下(例如，当V输入<V输出时)操作供电电源10。晶体管24至30是分别的NMO开关晶体管，尽管这些NMOS晶体管中的一个或多个(例如，晶体管24和30中的一个或两个)可替换为分别的PMOS晶体管。晶体管24和30可分别被称为第一高压侧晶体管和第二高压侧晶体管；同样地，晶体管26和28可分别被称为第一低压侧晶体管和第二低压侧晶体管。且反馈电路36将V输出转换为反馈信号(此处为反馈电压FB)。例如，反馈电路36可包括产生FB＝k·V输出的传统电阻器电压驱动器，其中k<1且由形成所述电压驱动器的电阻器的值设定。在降压-升压转换器供电电源10的操作期间，供电电源控制器IC14首先确定是否V输入>V输出。如果控制器IC14确定V输入>V输出，那么控制器IC使得供电电源10在降压模式下操作。当在降压模式下操作时，开关控制电路46产生具有低电平的开关控制信号S3使得晶体管28一直断开，并且产生具有高电平的开关控制信号S4使得晶体管30一直接通。且开关控制电路46产生信号S1和S2，从而以占空度切换晶体管24和26，所述占空度将V输出调节到由V参考和反馈电路36设定的值。然而，如果控制器IC14确定V输入<V输出，那么控制器IC使得供电电源10在升压模式下操作。图2是图1的降压-升压转换器供电电源10在升压模式下操作时开关控制信号S1至S4的图。参考图1至2，描述升压模式下降压-升压转换器供电电源10的操作。在升压模式周期的第一部分T充电期间，开关控制电路46产生具有逻辑高电平的信号S1和S3使得晶体管24和28接通，并且产生具有逻辑低电平的信号S2和S4使得晶体管26和30断开。虽然图2示出S1和S3为具有相同逻辑高电平，但S1和S3的实际电压电平可能不同，这是因为晶体管24的源极耦合到相节点(感应器32的输入节点)，所述相节点的电压(例如，接近V输入)高于晶体管28的接地源极。类似地，虽然图2示出S2和S4具有相同逻辑低电平，但S2和S4的实际电压电平可能不同，这是因为晶体管30的源极耦合到感应器32的输出节点，所述输出节点的电压(例如，接近V输出)高于晶体管26的接地源极。因此，在T充电，线性增大，即感应器充电期间，电流IL从V输入流经晶体管24、感应器32和晶体管28到接地。在升压模式周期的第二部分T放电期间，开关控制电路46产生具有逻辑低电平的信号S1和S3使得晶体管24和28断开，并且产生具有逻辑高电平的信号S2和S4使得晶体管26和30接通。虽然图2示出S1和S3具有相同逻辑低电平，但S1和S3的实际电压电平可能不同，这是因为晶体管24的源极耦合到相节点，所述相节点的电压(例如，接近低于接地的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供电电源，包括：/n第一供电输入节点和第二供电输入节点，分别被配置来接收第一输入电压和第二输入电压；/n供电输出节点，被配置来提供输出电压；/n第一开关电路，具有耦合到所述第一供电输入节点的第一导电节点、第二导电节点和被配置来接收第一控制信号的控制节点；/n滤波器电路，具有耦合到所述第二导电节点的第一节点且具有第二节点；/n第二开关电路，具有耦合到所述滤波器电路的所述第二节点的第一导电节点，具有耦合到所述第二供电输入节点的第二导电节点，并且具有控制节点；和/n驱动电路，具有耦合到所述第一开关电路的所述控制节点和所述滤波器电路的所述第一节点中的一个的输入节点，并且具有耦合到所述第二开关电路的所述控制节点的输出节点。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种供电电源，包括：
第一供电输入节点和第二供电输入节点，分别被配置来接收第一输入电压和第二输入电压；
供电输出节点，被配置来提供输出电压；
第一开关电路，具有耦合到所述第一供电输入节点的第一导电节点、第二导电节点和被配置来接收第一控制信号的控制节点；
滤波器电路，具有耦合到所述第二导电节点的第一节点且具有第二节点；
第二开关电路，具有耦合到所述滤波器电路的所述第二节点的第一导电节点，具有耦合到所述第二供电输入节点的第二导电节点，并且具有控制节点；和
驱动电路，具有耦合到所述第一开关电路的所述控制节点和所述滤波器电路的所述第一节点中的一个的输入节点，并且具有耦合到所述第二开关电路的所述控制节点的输出节点。


2.如权利要求1所述的供电电源，其中：
所述第一开关电路包括第一晶体管；且
所述第二开关电路包括第二晶体管。


3.如权利要求1所述的供电电源，其中所述滤波器电路包括感应器。


4.如权利要求1所述的供电电源，其中所述第二输入电压接地。


5.如权利要求1所述的供电电源，进一步包括：
第三开关电路，具有耦合到所述滤波器电路的所述第一节点的第一导电节点、耦合到所述第二供电输入节点的第二导电节点和被配置来接收第二控制信号的控制节点；且
其中所述驱动电路具有耦合到所述第一开关电路的所述控制节点、所述滤波器电路的所述第一节点和所述第三开关电路的所述控制节点中的一个的所述输出节点。


6.如权利要求1所述的供电电源，进一步包括具有耦合到所述滤波器电路的所述第二节点的正极且具有耦合到所述供电输出节点的负极的二极管。


7.如权利要求1所述的供电电源，进一步包括耦合在所述供电输出节点与所述第二供电输入节点之间的电容器。


8.如权利要求1所述的供电电源，进一步包括具有耦合到所述第一开关电路的所述控制节点的第一控制器输出节点且被配置来在所述第一控制器输出节点上产生所述第一控制信号的控制器。


9.如权利要求1所述的供电电源，进一步包括：
控制器，具有耦合到所述第一开关的所述控制节点的第一控制器输出节点，具有反馈节点且被配置来在所述第一控制器输出节点上产生所述第一控制信号；和
反馈电路，具有耦合到所述供电输出节点的输入节点且具有耦合到所述控制器的所述反馈节点的输出节点。


10.如权利要求1所述的供电电源，其中所述驱动电路被配置来使得所述第二开关电路在升压模式期间在所述第一开关电路开启时开启且在所述第一开关电路关闭时关闭，并且使得所述第二开关电路在降压模式期间开启。


11.如权利要求1所述的供电电源，进一步包括：
第三开关电路，具有耦合到所述滤波器电路的所述第一节点的第一导电节点、耦合到所述第二供电输入节点的第二导电节点和被配置来接收第二控制信号的控制节点；且
其中所述驱动电路包括
所述输入节点，耦合到所述滤波器电路的所述第一节点，
NMOS晶体管，具有耦合到所述输入节点的漏极节点，具有耦合到所述输出节点的源极节点且具有控制节点，
电压限制器电路，具有耦合到所述NMOS晶体管的所述控制节点的第一节点且具有耦合到所述第二供电输入节点的第二节点，
第四开关电路，耦合到所述电压限制器两端且具有控制节点，
阻抗电路，具有耦合到所述第一供电输入节点的第一节点且具有耦合到所述NMOS晶体管的所述控制节点的输出节点，和
比较器电路，具有耦合到所述第一供电输入节点的第一输入节点、耦合到所述供电输出节点的第二输入节点和耦合到所述第四开关电路的所述控制节点的输出节点。


12.如权利要求11所述的供电电源，进一步包括控制器，所述控制器具有耦合到所述第一开关电路的所述控制节点的第一控制器输出节点，具有耦合到所述第三开关的所述控制节点的第二控制器输出节点且被配置来分别在所述第一控制器输出节点和所述第二控制器输出节点上产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。


13.如权利要求1所述的供电电源，进一步包括：
第三开关电路，具有耦合到所述滤波器电路的所述第一节点的第一导电节点、耦合到所述第二供电输入节点的第二导电节点和被配置来接收第二控制信号的控制节点；且
其中所述驱动电路包括
所述输入节点，耦合到所述滤波器电路的所述第一节点，
NMOS晶体管，具有耦合到所述输入节点的漏极节点，具有耦合到所述输出节点的源极节点且具有耦合到所述源极节点的衬底节点，
稳压二极管，具有耦合到所述NMOS晶体管的所述控制节点的负极且具有耦合到所述第二供电输入节点的正极，
第四开关电路，耦合到所述稳压二极管两端且具有控制节点，
阻抗电路，具有耦合到所述第一供电输入节点的第一节点且具有耦合到所述NMOS晶体管的所述控制节点的输出节点，和
比较器电路，具有耦合到所述第一供电输入节点的第一输入节点、耦合到所述供电输出节点的第二输入节点和耦合到所述第四开关电路的所述控制节点的输出节点，所述比较器电路被配置来使得所述第一开关电路响应于所述第一输入电压大于所述输出电压而将所述NMOS晶体管的所述控制节点耦合到所述第二供电输入节点。


14.如权利要求13所述的供电电源，进一步包括控制器，所述控制器具有耦合到所述第一开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：高保成，
申请(专利权)人：英特矽尔美国有限公司，高保成，
类型：发明
国别省市：美国;US