一种电压转换电路的控制电路及其控制方法技术

本发明专利技术提出了一种用于电压转换电路的控制电路和控制方法。所述控制电路包括关断控制电路，接收电压转换电路的输入电压、输出电压、表征流过电压转换电路的上拉功率开关的电流的电流表征信号和与上拉功率开关的导通相对应的导通设置信号，基于输入电压、输出电压、电流表征信号和导通设置信号，所述关断控制电路输出关断控制信号控制上拉功率开关的导通时长的结束；所述上拉功率开关的导通时长由输入电压、输出电压和电流表征信号所调节。本发明专利技术提供的电压转换电路的控制电路，上拉功率开关的导通时长相对恒定，但在一定范围内可调，相比于传统的恒定导通时长控制，具有较好的重载效率、较快的瞬态及较好的稳定性。较快的瞬态及较好的稳定性。较快的瞬态及较好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电压转换电路的控制电路及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电子电路，更具体地说，本专利技术涉及电压转换电路中的自适应导通时长控制电路和控制方法。

技术介绍

[0002]目前，有多种控制方法可用于控制电压转换电路，例如电压模式控制、电流模式控制，迟滞模式控制及恒定导通时长模式控制。对于采用电压模式控制和电流模式控制的电压转换电路来说，其控制环路中均包括放大器，并且需要做环路补偿以在较宽的输入电压范围内实现稳定的工作，这会导致瞬态响应变慢。而恒定导通时长模式控制利用输出电压纹波作为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)斜坡信号，与参考电压进行比较以调节输出电压，其控制环路中没有放大器。因此，恒定导通时长模式控制不需要环路补偿，具有快速的瞬态响应，这使得恒定导通时长模式控制成为电压转换电路的较好的选择。
[0003]传统的恒定导通时长模式控制功率级的导通时长保持恒定，而使其关断时长随着负载等因素的变化而变化。因此传统的恒定导通时长控制模式的电压转换电路的开关频率是变化的。为了使恒定导通时长控制模式的电压转换电路的开关频率恒定，部分应用根据电压转换电路的输入电压和输出电压来微调电压转换电路的功率级的导通时长。但是，相对恒定的开关频率在重载条件下的效率较低。并且，相对恒定的导通时长导致电感电流的上升和下降速率受到限制，进而限制了电压转换电路的瞬态响应。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种自适应的导通时长控制电路和控制方法，其导通时长在一定范围内可调，并且与流过电压转换电路的功率开关的电流相关，相比于传统的恒定导通时长控制，其具有较好的重载效率、较快的瞬态响应及较好的稳定性。
[0005]根据本专利技术一实施例的电压转换电路的控制电路，包括：关断控制电路，具有第一输入端接收电压转换电路的输入电压、第二输入端接收电压转换电路的输出电压，第三输入端接收表征流过电压转换电路的上拉功率开关的电流的电流表征信号，第四输入端接收与上拉功率开关的导通相对应的导通设置信号，基于输入电压、输出电压、电流表征信号和导通设置信号，所述关断控制电路在输出端输出关断控制信号控制上拉功率开关的导通时长的结束；所述上拉功率开关的导通时长由输入电压、输出电压和电流表征信号所调节。
[0006]根据本专利技术一实施例的电压转换电路，包括上述控制电路，还包括上拉功率开关。
[0007]根据本专利技术一实施例的电压转换电路，包括上述控制电路，还包括下拉功率开关。
[0008]根据本专利技术一实施例的电压转换电路，包括上述控制电路，还包括电感。
[0009]根据本专利技术一实施例的电压转换电路的控制方法，包括：提供导通控制信号在反馈信号减小至导通基准信号时导通电压转换电路的上拉功率开关，所述反馈信号表征电压转换电路的输出电压；以及提供关断控制信号在导通时长结束时关断上拉功率开关，其中，所述导通时长由电压转换电路的输入电压、输出电压和表征流过上拉功率开关的电流的电
流表征信号所调节。
附图说明
[0010]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：
[0011]图1示出了现有的恒定导通时长控制的电压转换电路10；
[0012]图2示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路20的电路结构示意图；
[0013]图3示出了根据本专利技术一实施例的在电压转换电路20的负载由轻变重的瞬态过程中的电流表征信号I_HS、关断基准信号VREF_OFF、电容电压VC1、反馈信号VFB、导通基准信号VREF_ON、上拉开关控制信号GH和导通设置信号RST的波形；
[0014]图4示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路20在负载由重变轻的瞬态过程中的电流表征信号I_HS、关断基准信号VREF_OFF、电容电压VC1、反馈信号VFB、导通基准信号VREF_ON、上拉开关控制信号GH和导通设置信号RST的波形；
[0015]图5示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路50的结构示意图；
[0016]图6示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路60的结构示意图；
[0017]图7示出了根据本专利技术一实施例的电压转换电路70的结构示意图；
[0018]图8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80的步骤流程图。
具体实施方式
[0019]在接下来的说明中，一些具体的细节，例如实施例中的具体电路结构和这些电路元件的具体参数，都用于对本专利技术的实施例提供更好的理解。本
的技术人员可以理解，即使在缺少一些细节或者其他方法、元件、材料等结合的情况下，本专利技术的实施例也可以被实现。此外，本文所称“耦接”的含义为直接连接，或通过其他电路元件，间接连接。
[0020]下面描述的实施例将以具体的实施电路和应用背景为例对本专利技术各实施例的控制电路和控制方法进行阐述，以使本领域技术人员能够更好地理解本专利技术。然而本领域的技术人员应当理解，这些说明只是示例性的，并不用于限定本专利技术的范围。
[0021]图1示出了现有的恒定导通时长控制的电压转换电路10。如图1所示，电压转换电路10包括：连接成BUCK(降压斩波)拓扑的上拉功率开关HS、下拉功率开关LS、电感L1和输出电容COUT。在图1中，所述上拉功率开关HS和下拉功率开关LS串联耦接在输入电压VIN和参考地GND之间，并且轮流通断以将输入电压VIN转换成输出电压VOUT，以提供给用电阻RL表征的负载。电压转换电路10进一步包括：关断控制电路101，接收输入电压VIN、输出电压VOUT和导通设置信号RST，输出关断控制信号SETOFF控制上拉功率开关HS的恒定导通时长Ton的结束，其中所述导通设置信号RST控制上拉功率开关HS的导通；导通控制电路102，接收表征输出电压VOUT的反馈信号VFB以及导通参考信号VREF_ON，提供导通控制信号SETON控制上拉功率开关HS的恒定导通时长的开始；以及逻辑电路103，接收关断控制信号SETOFF和导通控制信号SETON，并且输出上拉开关控制信号GH和下拉开关控制信号GL分别控制上拉功率开关HS和下拉功率开关LS，其中上拉开关控制信号GH和下拉开关控制信号GL的相位相反，并且上拉功率开关HS和下拉功率开关LS交替通断。
[0022]在图1中，导通控制电路102包括比较器105，基于反馈信号VFB和导通基准信号VREF_ON的比较结果输出导通控制信号SETON。所述反馈信号VFB和输出电压VOUT之间具有
如下关系：VFB＝K2
×
VOUT，其中K2为VFB和VOUT之间的比例系数。关断控制电路101包括如图1所示连接结构的第一电流源I1、电容C1、开关S1和比较器104。当反馈信号VFB下降至导通基准信号VREF_ON时，导通控制信号SETON通过逻辑电路103开通上拉功率开关HS，相应地，下拉功率开关LS被关断。导通设置信号RST具有和上拉功率开关HS的工作相对应的波形。当上拉功率开关HS导通时，导通设置信号RS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压转换电路的控制电路，所述控制电路包括：关断控制电路，具有第一输入端接收电压转换电路的输入电压、第二输入端接收电压转换电路的输出电压，第三输入端接收表征流过电压转换电路的上拉功率开关的电流的电流表征信号，第四输入端接收与上拉功率开关的导通相对应的导通设置信号，基于输入电压、输出电压、电流表征信号和导通设置信号，所述关断控制电路在输出端输出关断控制信号控制上拉功率开关的导通时长的结束；所述上拉功率开关的导通时长由输入电压、输出电压和电流表征信号所调节。2.如权利要求1所述的控制电路，其中所述关断控制电路包括：第一电流源，提供受输入电压控制的第一电流；开关，与第一电流源串联耦接，所述开关由导通控制信号控制通断；第二电流源，与第一电流源并联耦接，提供受输入电流控制的第二电流；电容，与开关并联耦接，所述电容的充电电流的值与所述第一电流和第二电流相关；以及比较器，具有第一输入端接收电容上的电容电压，第二输入端接收与输出电压的值成正比的关断基准信号，基于电容电压与关断基准信号的比较结果，所述比较器在输出端输出关断控制信号。3.如权利要求1所述的控制电路，其中所述关断控制电路包括：第一电流源，提供受输入电压控制的第一电流；开关，与第一电流源串联耦接，所述开关由导通控制信号控制通断；第二电流源，与第一电流源并联耦接，提供受流过电压转换电路的电感的电感电流控制的第二电流；电容，与开关并联耦接，所述电容的充电电流的值与所述第一电流和第二电流相关；以及比较器，具有第一输入端接收电容上的电容电压，第二输入端接收与输出电压的值成正比的关断基准信号，基于电容电压与关断基准信号的比较结果，所述比较器在输出端输出关断控制信号。4.如权利要求1所述的控制电路，其中所述关断控制电路包括：第一电流源，提供受输入电压控制的第一电流；开关，与第一电流源串联耦接，所述开关由导通控制信号控制通断；电容，与开关并联耦接，所述电容的充电电流为所述第一电流；以及比较器，具有第一输入端接收电容上的电容电压，第二输入端接收与电压转换电路的输入电流和输出电压相关的关断基准信号，基于电容电压与关断基准信号的比较结果，所述比较器在输出端输出关断控制信号。5.如权利要求1所述的控制电路，其中所述关断控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：