开关变换器的控制电路和控制方法以及开关变换器技术

本申请公开了一种开关变换器的控制电路和控制方法以及开关变换器。该控制电路包括逻辑电路、限流电路和关断控制电路，限流电路用于在电流检测信号大于限流阈值时反馈调节开关控制信号，将开关变换器的输出电流钳位在预设值，关断控制电路用于根据第一使能信号生成第二使能信号和触发信号，在第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，第二使能信号适于在预定的延迟时间之后将主开关管和同步开关管关断，触发信号适于在所述延迟时间内减小限流阈值，可以使得主开关管在更低的限流值下继续工作一段时间，减小电路中的电流，避免开关变换器关断时同步开关管中寄生体二极管导通而引起的闩锁效应，有利于提高开关变换器的稳定性和安全性。的稳定性和安全性。的稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
开关变换器的控制电路和控制方法以及开关变换器


[0001]本专利技术涉及开关电源
，更具体地，涉及一种开关变换器的控制电路和控制方法以及开关变换器。

技术介绍

[0002]开关变换器是采用开关管控制储能元件的充放电过程实现供电，以及通过控制开关管的导通和关断的时间比来维持输出电压和/或输出电流稳定的电源。现有的开关变换器包括主开关管、同步开关管、电感和逻辑电路。逻辑电路用于控制主开关管和同步开关管的导通和关断状态，使得电感交替储存电能和供给电能，从而产生输出电压和/或输出电流。开关变换器容易形成模块化和小型化的集成电路，已经广泛地应用于手机、平板电脑和便携式媒体播放器的各种充电电源，以及用于驱动发光二极管(LED)的供电电源中。
[0003]如图1示出了现有技术的一种开关变换器的结构示意图。该开关变换器采用Boost拓扑。开关变换器100包括电感Lx、主开关管Mn、同步开关管Mp、输出电容Cout以及逻辑电路110。电感Lx和主开关管Mn串联连接在直流输入电压Vin和地之间，同步开关管Mp的第一端连接至电感Lx和主开关管Mn之间的节点，第二端连接至直流输出电压Vout端，输出电容Cout连接在同步开关管Mp的第二端和地之间。逻辑电路110用于产生开关控制信号PWM，以控制主开关管Mn和同步开关管Mp的导通和关断。开关变换器100工作时，主开关管Mn导通，同步开关管Mp关断，电感Lx开始储存电能；然后主开关管Mn关断，同步开关管Mp导通，电感Lx开始向输出电容Cout供给电能，使得直流输出电压Vout逐渐升高。
[0004]现有的开关变换器100具有以下问题：当开关变换器100关断时，主开关管Mn和同步开关管Mp均关断，此时电路中的电流从同步开关管Mp的衬底流向直流输出电压Vout端，当流经衬底的电流过大时，可能使得同步开关管Mp中漏端到源端的寄生体二极管D1导通，继而进一步使得同步开关管Mp中的寄生双极型晶体管被触发导通，同步开关管Mp出现闩锁效应，在电源和地之间形成低阻抗大电流的通路，导致器件无法正常工作，甚至烧毁器件的现象。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种开关变换器的控制电路和控制方法以及开关变换器，降低在开关变换器关断时会出现闩锁效应的风险，提高开关变换器的稳定性和安全性。
[0006]根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括主开关管和同步开关管，其中，所述控制电路包括：逻辑电路，用于产生开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述主开关管和所述同步开关管的导通和关断；限流电路，通过检测流经所述主开关管的电流以得到电流检测信号，并在所述电流检测信号大于限流阈值时，反馈调节所述开关控制信号，将所述开关变换器的输出电流钳位在预设值；以及关断控制电路，用于接收第一使能信号，并根据所述第一使能信号生成第二使能信号和
触发信号，其中，在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，所述第二使能信号适于在预定的延迟时间之后将所述主开关管和所述同步开关管关断，所述触发信号适于在所述延迟时间内减小所述限流阈值。
[0007]优选地，在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，所述第二使能信号在预定的延迟时间之内维持为有效状态，并在所述延迟时间之后切换至无效状态。
[0008]优选地，在所述第二使能信号处于无效状态的情况下，所述逻辑电路产生无效的开关控制信号，所述主开关管和所述同步开关管关断，在所述第二使能信号处于有效状态的情况下，所述逻辑电路产生有效的开关控制信号，控制所述主开关管和所述同步开关管交替导通和关断。
[0009]优选地，在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，所述关断控制电路向所述限流电路提供有效的触发信号，所述限流电路根据所述有效的触发信号减小所述限流阈值。
[0010]优选地，所述预定的延迟时间等于所述触发信号的有效电平时间。
[0011]优选地，所述关断控制电路包括：依次连接的第一反相器、一电阻、第二反相器以及第三反相器，所述第一反相器的输入端用于接收所述第一使能信号，所述第二反相器和所述第三反相器的中间节点用于提供所述第二使能信号；一电容，所述电容的第一端与所述电阻和所述第二反相器的中间节点连接，第二端接地；一或非门，所述或非门的第一输入端与所述第三反相器的输出端连接，第二输入端接收所述第一使能信号，输出端用于提供所述触发信号。
[0012]根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种开关变换器的控制方法，所述开关变换器包括主开关管和同步开关管，其中，所述控制方法包括：产生开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述主开关管和所述同步开关管的导通和关断；检测流经所述同步开关管的电流以得到电流检测信号，并在所述电流检测信号大于限流阈值时，反馈调节所述开关控制信号，将所述开关变换器的输出电流钳位在预设值；以及接收第一使能信号，并根据所述第一使能信号生成第二使能信号和触发信号，其中，在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，所述第二使能信号适于在预定的延迟时间之后将所述主开关管和所述同步开关管关断，所述触发信号适于在所述延迟时间内减小所述限流阈值。
[0013]优选地，所述根据所述第一使能信号生成第二使能信号的步骤包括：在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，将所述第二使能信号在预定的延迟时间之内维持为有效状态，并在所述延迟时间之后切换至无效状态。
[0014]优选地，在所述第二使能信号处于无效状态的情况下，所述开关控制信号无效，所述主开关管和所述同步开关管关断，在所述第二使能信号处于有效状态的情况下，所述开关控制信号有效，所述主开关管和所述同步开关管交替导通和关断。
[0015]优选地，所述根据所述第一使能信号生成触发信号的步骤包括：在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，生成有效的触发信号。
[0016]优选地，所述预定的延迟时间等于所述触发信号的有效电平时间。
[0017]根据本专利技术实施例的第三方面，提供了一种开关变换器，包括主开关管、同步开关管以及上述的控制电路。
[0018]在本专利技术的开关变换器及其控制电路和控制方法中，当外部的第一使能信号从有
效状态变为无效状态时，第二使能信号在一定的延迟时间内继续维持为有效状态，并在延迟时间之后切换至无效状态，使得开关变换器中各个电路可以在延迟时间内继续工作一段时间，同时限流电路根据触发信号在延迟时间内减小限流阈值，使得主开关管在更低的限流值下工作，降低电路中的电感电流，继而减小当主开关管和同步开关管均关断时流经同步开关管的衬底的电流，避免同步开关管中寄生体二极管导通而引起的闩锁效应，有利于提高开关变换器的稳定性和安全性。
附图说明
[0019]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他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0020]图1示出根据现有技术的一种开关变换器的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括主开关管和同步开关管，其中，所述控制电路包括：逻辑电路，用于产生开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述主开关管和所述同步开关管的导通和关断；限流电路，通过检测流经所述主开关管的电流以得到电流检测信号，并在所述电流检测信号大于限流阈值时，反馈调节所述开关控制信号，将所述开关变换器的输出电流钳位在预设值；以及关断控制电路，用于接收第一使能信号，并根据所述第一使能信号生成第二使能信号和触发信号，其中，在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，所述第二使能信号适于在预定的延迟时间之后将所述主开关管和所述同步开关管关断，所述触发信号适于在所述延迟时间内减小所述限流阈值。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，所述第二使能信号在预定的延迟时间之内维持为有效状态，并在所述延迟时间之后切换至无效状态。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，在所述第二使能信号处于无效状态的情况下，所述逻辑电路产生无效的开关控制信号，所述主开关管和所述同步开关管关断，在所述第二使能信号处于有效状态的情况下，所述逻辑电路产生有效的开关控制信号，控制所述主开关管和所述同步开关管交替导通和关断。4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在所述第一使能信号从有效状态切换至无效状态的情况下，所述关断控制电路向所述限流电路提供有效的触发信号，所述限流电路根据所述有效的触发信号减小所述限流阈值。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述预定的延迟时间等于所述触发信号的有效电平时间。6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述关断控制电路包括：依次连接的第一反相器、一电阻、第二反相器以及第三反相器，所述第一反相器的输入端用于接收所述第一使能信号，所述第二反相器和所述第三反相器的中间节点用于提供所述第二使能信号；一电容，所述电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晶，于翔，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：