直流电压转换器制造技术

本发明专利技术提供了一种直流电压转换器，包括：第一采样模块，被配置为对流经第一晶体管的电感电流进行采样，得到第一电感电流采样信号；第二采样模块，被配置为对流经第二晶体管的电感电流进行采样，得到第二电感电流采样信号；第一比较模块，被配置为根据所述第一电感电流采样信号、误差放大信号和第一斜波补偿信号，输出峰值信号；第二比较模块，被配置为根据所述第二电感电流采样信号、误差放大信号、第二斜波补偿信号，输出谷值信号；频率反折控制逻辑模块，被配置为根据所述峰值信号、所述谷值信号和预设开关频率，控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通和关断；其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管不可同时导通。体管和所述第二晶体管不可同时导通。体管和所述第二晶体管不可同时导通。

【技术实现步骤摘要】
直流电压转换器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种直流电压转换器。

技术介绍

[0002]在汽车电子应用中，要求直流电压转换器具有宽输入电压范围宽负载范围。现有技术中，在高输入电压范围时，采用固定频率峰值电流模式控制的实现方式，那就需要极小的最小导通时间，设计和实现的难度较大。在高输入电压范围时，也可以采用固定导通时间模式实现输出电压的调整，但是从固定频率峰值电流模式切换到固定导通时间模式，存在两种模式切换不平滑的问题。
[0003]同理，在低输入电压范围的低压降频模式，可以采用固定关断时间模式实现系统降频，从而实现输出电压有更低的有效压降电压。但从固定频率峰值电流模式切换到固定关断时间模式，存在两种模式切换不平滑的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种直流电压转换器，以解决现有的直流电压转换器无法实现宽输入电压范围、宽负载范围前提下模式切换不平滑的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种直流电压转换器，包括：
[0006]第一采样模块，被配置为对流经第一晶体管的电感电流进行采样，得到第一电感电流采样信号；
[0007]第二采样模块，被配置为对流经第二晶体管的电感电流进行采样，得到第二电感电流采样信号；
[0008]第一比较模块，被配置为根据所述第一电感电流采样信号、误差放大信号和第一斜波补偿信号，输出峰值信号；
[0009]第二比较模块，被配置为根据所述第二电感电流采样信号、误差放大信号、第二斜波补偿信号，输出谷值信号；
[0010]频率反折控制逻辑模块，被配置为根据所述峰值信号、所述谷值信号和预设开关频率，控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通和关断；
[0011]其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管不可同时导通。
[0012]可选的，在所述的直流电压转换器中，
[0013]当实时占空比达到最小导通时间对应的占空比时，选择第一控制模式，包括：以低于预设开关频率的实时频率控制所述第一晶体管导通，且每个周期内所述第一晶体管的导通时间为最小导通时间；
[0014]其中，所述实时占空比由所述峰值信号、所述谷值信号和所述预设开关频率决定。
[0015]可选的，在所述的直流电压转换器中，
[0016]当实时占空比达到最小关断时间对应的占空比时，选择第三控制模式，包括：以低于预设开关频率的实时频率控制所述第一晶体管导通，且每个周期内所述第一晶体管的关
断时间为最小关断时间；
[0017]其中，所述实时占空比由所述峰值信号、所述谷值信号和所述预设开关频率决定。
[0018]可选的，在所述的直流电压转换器中，
[0019]当实时占空比大于最小导通时间对应的占空比、且小于最小关断时间对应的占空比时，选择第二控制模式，包括：以预设开关频率控制所述第一晶体管导通；在所述峰值信号为第一逻辑信号时，控制所述第一晶体管关断；
[0020]其中，所述实时占空比由所述峰值信号、所述谷值信号和所述预设开关频率决定；
[0021]当所述第一电感电流采样信号中的电感电流达到峰值电流时，所述峰值信号为第一逻辑信号。
[0022]可选的，在所述的直流电压转换器中，频率反折控制逻辑模块执行以下动作：
[0023]在第一输出输入电压比范围下，采用第一控制模式，将谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率进行比较，当谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率相等时，从第一控制模式切换到第二控制模式；
[0024]在第二输出输入电压比范围下，采用第二控制模式；
[0025]在第三输出输入电压比范围下，采用第三控制模式，将谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率进行比较，当谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率相等时，从第三控制模式切换到第二控制模式；
[0026]其中第一输出输入电压比不大于第二输出输入电压比，第二输出输入电压比不大于第三输出输入电压比。
[0027]可选的，在所述的直流电压转换器中，
[0028]第一晶体管的源漏极连接在系统输入电源电压第一端与电感的第一端之间；以及
[0029]第二晶体管的源漏极连接在系统输入电源电压第二端与电感的第一端之间；
[0030]其中电感的第二端连接至输出电容的第一端和输出负载的第一端；以及
[0031]系统输入电源电压第二端、输出电容的第二端和输出负载的第二端接地；
[0032]第一采样模块，被配置为连接在第一晶体管与电感连接的一端；以及
[0033]第二采样模块，被配置为连接在第二晶体管与地连接的一端。
[0034]可选的，在所述的直流电压转换器中，误差放大信号由第三采样模块获取，所述第三采样模块包括：
[0035]输出电压反馈电阻，被配置为连接在输出负载的第一端和地之间，通过分压生成反馈电压；
[0036]误差放大器，被配置为比较基准电压和反馈电压，以形成误差放大信号；
[0037]系统补偿网络，被配置为对误差放大信号进行系统补偿。
[0038]可选的，在所述的直流电压转换器中，谷值信号、峰值信号、以及预设开关频率，共同被提供至频率反折控制逻辑模块，以产生脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号被提供至非交叠驱动模块，以产生第一晶体管和第二晶体管的驱动信号。
[0039]可选的，在所述的直流电压转换器中，在第二控制模式下，最小导通时间对应的占空比公式如下：D
MIN
＝t
ON_MIN
×
f
SW
；
[0040]其中，D
MIN
为最小导通时间对应的占空比，t
ON
‑
MIN
为最小导通时间，f
SW
为预设开关频率。
[0041]可选的，在所述的直流电压转换器中，在第二控制模式下，最小关断时间对应的占空比公式如下：D
MAX
＝1
–
t
OFF
‑
MIN
×
f
SW
；
[0042]其中，D
MAX
为最小关断时间对应的占空比，t
OFF
‑
MIN
为最小关断时间，f
SW
为预设开关频率。
[0043]在第二控制模式，最小导通时间和最小关断时间限制在预设开关频率下的电压转换比范围；
[0044]允许的最小占空比为：D
MIN
＝t
ON
‑
MIN
×
f
SW
，允许的最大占空比为：D
MAX
＝1
–
t
OFF
‑
MIN
×
f
SW
；其中f
SW
为预设开关频率，t
ON...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电压转换器，其特征在于，包括：第一采样模块，被配置为对流经第一晶体管的电感电流进行采样，得到第一电感电流采样信号；第二采样模块，被配置为对流经第二晶体管的电感电流进行采样，得到第二电感电流采样信号；第一比较模块，被配置为根据所述第一电感电流采样信号、误差放大信号和第一斜波补偿信号，输出峰值信号；第二比较模块，被配置为根据所述第二电感电流采样信号、误差放大信号、第二斜波补偿信号，输出谷值信号；频率反折控制逻辑模块，被配置为根据所述峰值信号、所述谷值信号和预设开关频率，控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通和关断；其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管不可同时导通。2.如权利要求1所述的直流电压转换器，其特征在于，当实时占空比大于最小导通时间对应的占空比、且小于最小关断时间对应的占空比时，选择第二控制模式，包括：以预设开关频率控制所述第一晶体管导通；在所述峰值信号为第一逻辑信号时，控制所述第一晶体管关断；其中，所述实时占空比由所述峰值信号、所述谷值信号和所述预设开关频率决定；当所述第一电感电流采样信号中的电感电流达到峰值电流时，所述峰值信号为第一逻辑信号。3.如权利要求2所述的直流电压转换器，其特征在于，当实时占空比达到最小导通时间对应的占空比时，选择第一控制模式，包括：以低于预设开关频率的实时频率控制所述第一晶体管导通，且每个周期内所述第一晶体管的导通时间为最小导通时间；其中，所述实时占空比由所述峰值信号、所述谷值信号和所述预设开关频率决定。4.如权利要求2所述的直流电压转换器，其特征在于，当实时占空比达到最小关断时间对应的占空比时，选择第三控制模式，包括：以低于预设开关频率的实时频率控制所述第一晶体管导通，且每个周期内所述第一晶体管的关断时间为最小关断时间；其中，所述实时占空比由所述峰值信号、所述谷值信号和所述预设开关频率决定。5.如权利要求1所述的直流电压转换器，其特征在于，频率反折控制逻辑模块执行以下动作：在第一输出输入电压比范围下，采用第一控制模式，将谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率进行比较，当谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率相等时，从第一控制模式切换到第二控制模式；在第二输出输入电压比范围下，采用第二控制模式；在第三输出输入电压比范围下，采用第三控制模式，将谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率进行比较，当谷值电流频率/峰值电流频率与预设开关频率相等时，从第三控制模...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐剑，杨森林，
申请(专利权)人：华大半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：