开关变换器的驱动控制电路及驱动方法技术

公开一种开关变换器的驱动控制电路及驱动方法。驱动控制电路包括环路控制模块、下管驱动电流调节电路和下管驱动电路。下管驱动电流调节电路根据代表流过下管电流的电流采样信号和下管控制信号产生驱动电流调节信号。下管驱动电路根据下管控制信号和驱动电流调节信号产生下管驱动信号。在下管关断期间，如果电流采样信号大于电流反向阈值，驱动电流调节信号将下管驱动信号从第一值降低到第二值。在下管关断期间，下管驱动信号将随下管流过的电流值变化，不会造成下管的电压应力太大，保证整个变换器工作在安全工作区。整个变换器工作在安全工作区。整个变换器工作在安全工作区。

【技术实现步骤摘要】
开关变换器的驱动控制电路及驱动方法


[0001]本专利技术涉及电子电路，更具体地，涉及一种用于开关变换器的驱动控制电路和方法。

技术介绍

[0002]在电源芯片设计中，通常需要保证功率开关管工作在安全工作区。例如，在降压BUCK开关变换器中，为了防止出现下管被上管的开启动作耦合从而变高造成直通的问题，一般倾向于采用强下拉驱动对下管进行关断。但是，在一些应用场合，为了追求更低的电流，BUCK开关变换器在轻载下将被控制工作在强制连续工作模式(Forced Continuous Conduction Mode,FCCM)，即：当电感电流降低为零后，下管不关断，负载端输出电容将反向给电感充电，流过下管的电流将反向，也就是电流将从下管的漏极流向其源极。当反向电流到达一定值需要关断下管时，如果此时下管的下拉能力太强就会造成下管的电压应力太大从而不满足安全工作区的情况，极端情况甚至会烧毁。

技术实现思路

[0003]本公开的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出了一种用于开关变换器的驱动控制电路和方法。本专利技术提出一种驱动控制电路，通过检测下管关断之前电流的大小来改变下管关断的下拉能力，从而优化上述问题。
[0004]本公开一方面公开了一种开关变换器的驱动控制电路，该变换器包括上管和下管。驱动控制电路包括：环路控制模块，用于接收电压反馈信号和电流采样信号，并根据电压反馈信号和电流采样信号产生上管控制信号和下管控制信号，其中，电压反馈信号代表变换器的输出电压信号，电流采样信号代表流过下管的电流；下管驱动电流调节电路，用于接收电流采样信号和下管控制信号，并根据电流采样信号和下管控制信号产生驱动电流调节信号；以及下管驱动电路，用于接收下管控制信号和驱动电流调节信号，并根据下管控制信号和驱动电流调节信号产生下管驱动信号，其中，下管驱动信号用于驱动下管导通和关断，在下管关断期间，如果电流采样信号大于电流反向阈值，驱动电流调节信号将下管驱动信号从第一值降低到第二值。
[0005]本公开又一方面公开了一种运用于开关变换器下管的驱动方法，包括：采样流过下管的电流并产生电流采样信号；在下管关断期间，将电流采样信号与电流反向阈值比较；以及如果电流采样信号大于电流反向阈值，将驱动下管关闭的驱动信号从第一值降低到第二值。
附图说明
[0006]图1示出了根据本公开一个实施例的开关变换器电路原理图。
[0007]图2示出了根据本公开一个实施例的下管驱动电流调节电路14和下管驱动电路15的电路原理图。
[0008]图3示出了根据本公开又一个实施例的基于图2下管驱动电路的下管驱动电流调节电路14的电路原理图。
[0009]图4示出了根据本公开又一个实施例的基于图2下管驱动电路的下管驱动电流调节电路14的电路原理图。
[0010]图5示出了根据本公开另一个实施例的下管驱动电流调节电路14和下管驱动电路15的电路原理图。
[0011]图6示出了根据本公开又一个实施例的基于图5下管驱动电路的下管驱动电流调节电路14的电路原理图。
[0012]图7所示为根据本专利技术一个实施的一种驱动开关变换器下管关断的驱动方法。
[0013]如附图所示，在所有不同的视图中，相同的附图标记指代相同的部分。在此提供的附图都是为了说明实施例、原理、概念等的目的，并非按比例绘制。
具体实施方式
[0014]接下来将结合附图对本专利技术的具体实施例进行非限制性描述。在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或特点被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都是指同一实施例。动词“包括”和“具有”在本文中用作开放限制，其既不排除也不要求还存在未叙述特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可以相互自由组合。在整个文件中使用“一”或“一个”(即，单数形式)限定的元件，并不排除多个这个元件的可能。更进一步地，所描述的特征、结构或特点可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。除非另外指明，否则术语“连接”被用于指定电路元件之间的直接电连接，而术语“耦合”被用于指定可以是直接的或可以经由一个或多个其他元件的电路元件之间的电连接。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。当提及节点或端子的电压时，除非另外指示，否则认为该电压是该节点与参考电位(通常是地)之间的电压。此外，当提及节点或端子的电位时，除非另外指示，否则认为该电位指的是参考电位。给定节点或给定端子的电压和电位将进一步用相同的附图标记指定。将在第一逻辑状态(例如逻辑低状态)与第二逻辑状态(例如逻辑高状态)之间交替的信号称为“逻辑信号”。同一电子电路的不同逻辑信号的高和低状态可能不同。特别地，逻辑信号的高和低状态可以对应于在高或低状态下可能不是完全恒定的电压或电流。
[0015]图1示出了根据本公开一个实施例的开关变换器电路原理图。在图1所示实施例中，开关变换器包括开关电路、输出电感L、输出电容Cout以及驱动控制电路。开关电路的输入端接收输入电压信号VIN；开关电路的输出端耦接输出电感L的一端。输出电感L的另一端耦接开关变换器的输出端；电容Cout耦接在开关变换器的输出端和参考地之间提供输出电压信号VOUT。通过控制开关电路里的可控开关进行导通和关断切换，进而将输入电压信号VIN转换为输出电压信号VOUT。
[0016]在图1所示实施例中，开关电路被示意为BUCK拓扑结构的开关电路。上管HS和下管LS串联耦接在的开关电路10的输入端和参考地之间，上管HS和下管LS的公共节点标记为开关节点SW。输出电感L耦接在开关节点SW和开关变换器的输出端之间。在图1所示实施例中，
上管HS和下管LS被示意为N型金属氧化物半导体场效应管。本领域一般技术人员可以理解，在其他实施例中，上管HS和下管LS还可以包括其他合适的半导体开关器件类型，如结型场效应晶体管、绝缘栅型双极性晶体管以及双扩散金属氧化物半导体等等。
[0017]在图1所示实施例中，开关变换器的驱动控制电路包括输出电压采样电路2、下管电流采样电路3和驱动控制电路。
[0018]在图1所示实施例中，输出电压采样电路2耦接在开关变换器的输出端，用于采样输出电压信号VOUT，并产生电压反馈信号VFB，其中电压反馈信号VFB代表输出电压信号VOUT。在一个实施例中，输出电压采样电路2包括由电阻器构成的分压器。在其他实施例中输出电压采样电路2也可以直接对输出电压信号VOUT进行采样。
[0019]在图1所示实施例中，下管电流采样电路3用于采样流过下管LS的电流，并产生电流采样信号VCS，其中电流采样信号VCS代表流过下管LS的电流。在一个实施例中，下管电流采样电路3可包括一个和下管LS串联连接的采样电阻，采样电阻上的电压即可代表流过下管LS的电流值。在另一个实施例中，开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关变换器的驱动控制电路，该开关变换器包括上管和下管，其特征在于，所述驱动控制电路包括：环路控制模块，用于接收电压反馈信号和电流采样信号，并根据电压反馈信号和电流采样信号产生上管控制信号和下管控制信号，其中，电压反馈信号代表开关变换器的输出电压信号，电流采样信号代表流过下管的电流；下管驱动电流调节电路，用于接收电流采样信号和下管控制信号，并根据电流采样信号和下管控制信号产生驱动电流调节信号；以及下管驱动电路，用于接收下管控制信号和驱动电流调节信号，并根据下管控制信号和驱动电流调节信号产生下管驱动信号，其中，下管驱动信号用于驱动下管导通和关断，在下管关断期间，如果电流采样信号大于电流反向阈值，驱动电流调节信号将下管驱动信号从第一值降低到第二值。2.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，在下管关断期间，如果电流采样信号大于第二阈值，驱动电流调节信号将下管驱动信号从第二值降低到第三值，其中，第二阈值大于电流反向阈值。3.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述第二值和电流采样信号成反比。4.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述驱动电流调节信号包括第一驱动电流调节信号，所述驱动电流调节电路包括：采样保持模块，用于接收下管控制信号和电流采样信号，并在下管控制信号从第一逻辑状态变为第二逻辑状态的时刻采样并保持电流采样信号的值，并产生采样保持信号；以及第一比较电路，用于接收采样保持信号，并将采样保持信号和电流反向阈值比较进而产生第一驱动电流调节信号。5.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述驱动电流调节信号包括第一驱动电流调节信号，所述驱动电流调节电路包括：第一比较电路，具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端，第一比较电路的第一输入端接收电流采样信号，第一比较电路的第二输入端接收电流反向阈值，第一比较电路的使能端接收下管控制信号，第一比较电路被下管控制信号使能后，将电流采样信号和电流反向阈值比较产生第一比较信号；以及第一触发器，用于接收第一比较信号，并在第一比较信号CA1有效沿来临时刻产生第一驱动电流调节信号。6.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述驱动电流调节信号包括第一驱动电流调节信号，所述驱动电流调节电路进一步包括：第一比较电路，具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端，第一比较电路的第一输入端接收电流采样信号，第一比较电路的第二输入端接收电流反向阈值，第一比较电路的使能端接收下管控制信号，第一比较电路被下管控制信号使能后，将电流采样信号和电流反向阈值比较产生第一比较信号；以及幅值放大电路，具有使能端、输入端和输出端，幅值放大电路的使能端接收第一比较信号，幅值放大电路的输入端接收电流采样信号，幅值放大电路在被第一比较信号使能后，将
电流采样信号幅值放大并在输出端产生第一驱动电流调节信号。7.如权利要求4所述的驱动控制电路，其特征在于，所述驱动电流调节信号包括第一驱动电流调节信号和第二驱动电流调节信号，所述驱动电流调节电路进一步包括：第二比较电路，用于接收采样保持信号，并将采样保持信号和第二阈值比较进而产生第二驱动电流调节信号，其中，第二阈值大于电流反向阈值。8.如权利要求4
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6所述之一的驱动控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，
申请(专利权)人：晶艺半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：