升降压变换器的控制电路和控制方法技术

本申请公开了一种升降压变换器的控制电路和控制方法，升降压变换器包括第一开关管至第四开关管和电感，控制电路包括：误差放大单元，产生误差放大信号；比较单元，在检测到电流采样信号增大到误差放大信号时输出降压复位信号；第一时间控制单元，在检测到第一开关管和第四开关管导通时间达到第一时间后输出升降压复位信号；第二时间控制单元，在升降压工作模式下检测到第一开关管关断时间达到第二时间后输出升降压置位信号；逻辑驱动单元，在升降压工作模式下根据多个不同的控制信号控制第一至第四开关管的导通状态。该控制电路通过控制第一开关管至第四开关管的导通时间使升降压变换器在升降压工作模式下的开关周期和开关频率可控。和开关频率可控。和开关频率可控。

【技术实现步骤摘要】
升降压变换器的控制电路和控制方法


[0001]本申请涉及电力电子
，具体涉及一种升降压变换器的控制电路和控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国各大行业迅速发展，对电力供应的需求越来越高。升降压(Buck
‑
Boost)变换器作为一种DC/DC电路拓扑，因其具有开关器件电压/电流应力低、宽输入输出范围、无源元件少、效率高、可靠灵活等优点，被广泛应用于航空航天、通讯和军工武器等电源领域。
[0003]升降压变换器中应用较为广泛的一种为四开关Buck
‑
Boost变换器，如图1所示，其包括第一开关管至第四开关管和一个电感。其中第一开关管和第二开关管串联且连接在输入端，第三开关管和第四开关管串联且连接在输出端，电感的一端连接于第一开关管和第二开关管之间，另一端连接于第三开关管和第四开关管之间，由一个变换器控制器控制第一开关管至第四开关管的导通和关断，以调节变换器的输出电压。
[0004]控制器控制变换器工作在三种模式下，即在变换器的输入电压与输出电压接近时采用Buck
‑
Boost模式(第一开关管和第二开关管交替导通，第三开关管和第四开关管交替导通)、在输入电压小于输出电压时采用Boost模式(第三开关管和第四开关管交替导通)、在输入电压大于输出电压时使用Buck模式(第一开关管和第二开关管交替导通)。但是在相同的开关周期下，Buck
‑
Boost模式下一个开关周期内开关管的开关动作次数均是Buck或Boost模式下的两倍，导致该模式下的效率较低，而为了提高效率需要降低频率，这通常依赖于有固定时钟的定频控制电路，需要加入时钟和斜坡补偿，较为复杂，且切换进入Buck
‑
Boost模式时频率变化不可控，波形较难预测。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种升降压变换器的控制电路和控制方法，以解决现有技术中的问题。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种升降压变换器的控制电路，所述升降压变换器包括第一开关管至第四开关管和电感，第一开关管和第二开关管连接处为第一开关节点，第三开关管和第四开关管连接处为第二开关节点，电感连接在所述第一开关节点和所述第二开关节点之间，所述控制电路包括：
[0007]误差放大单元，连接所述升降压变换器的输出端，根据输出电压和参考电压产生误差放大信号；
[0008]比较单元，连接所述误差放大单元，将所述误差放大信号与从所述升降压变换器获取的电流采样信号进行比较，在检测到所述电流采样信号增大到所述误差放大信号时输出降压复位信号；
[0009]第一时间控制单元，在升降压工作模式下检测到所述第一开关管和所述第四开关
管导通时间达到第一时间后输出升降压复位信号；
[0010]第二时间控制单元，在升降压工作模式下检测到所述第一开关管关断时间达到第二时间后输出升降压置位信号；以及
[0011]逻辑驱动单元，连接所述比较单元、所述第一时间控制单元和所述第二时间控制单元，在升降压工作模式下根据所述降压复位信号控制所述第三开关管关断而所述第四开关管导通，根据所述升降压复位信号控制所述第一开关管关断而所述第二开关管导通，以及根据所述升降压置位信号控制所述第一开关管和所述第三开关管导通而所述第二开关管和所述第四开关管关断。
[0012]可选地，所述第二时间控制单元还用于在降压工作模式下，检测到所述第一开关管关断时间达到第三时间后输出降压置位信号，
[0013]所述逻辑驱动单元还用于在所述降压工作模式下，根据所述降压复位信号控制所述第一开关管关断而所述第二开关管导通，并根据所述降压置位信号控制所述第一开关管导通而所述第二开关管关断。
[0014]可选地，当所述第三时间达到最小关断时间时，所述第三时间小于所述第二时间。
[0015]可选地，第三时间控制单元，在升压工作模式下检测到所述第三开关管导通时间达到第四时间后输出升压复位信号，
[0016]所述比较单元还用于在所述升压工作模式下检测到所述电流采样信号减小到所述误差放大信号时输出升压置位信号，所述逻辑驱动单元还用于在所述升压工作模式下根据所述升压复位信号控制所述第三开关管关断而所述第四开关管导通，并根据所述升压置位信号控制第三开关管导通而所述第四开关管关断。
[0017]可选地，所述第一时间控制单元包括定时器，所述第一时间为可调节的时间段。
[0018]可选地，所述第二时间控制单元包括第一计算电路，所述第一计算电路根据第一时间模型得到所述第二时间，且根据第二时间模型得到所述第三时间，所述第一时间模型和所述第二时间模型均与输入电压和输出电压相关。
[0019]可选地，所述第三时间控制单元包括第二计算电路，所述第二计算电路根据第三时间模型得到所述第四时间，所述第三时间模型与输入电压和输出电压相关。
[0020]可选地，模式切换电路，根据所述升降压变换器的输入电压和输出电压的电压差以及触发条件使所述升降压变换器在所述升降压工作模式、所述降压工作模式及所述升压工作模式之间切换，所述触发条件包括升压置位信号、降压置位信号和升降压复位信号。
[0021]可选地，当输入电压小于输出电压且输出电压与输入电压的电压差从大于第一电压值变换到小于所述第一电压值，且所述模式切换电路接收到升压置位信号时，所述控制电路控制所述升降压变换器从所述升压工作模式切换到所述升降压工作模式；
[0022]当输入电压大于输出电压且输入电压与输出电压的电压差从大于第二电压值变换到小于所述第二电压值，且所述模式切换电路接收到降压置位信号时，所述控制电路控制所述升降压变换器从所述降压工作模式切换到所述升降压工作模式；
[0023]当输入电压小于输出电压且输出电压与输入电压的电压差从小于所述第一电压值变换到大于所述第一电压值，且所述模式切换电路接收到升降压复位信号时，所述控制电路控制所述升降压变换器从所述升降压工作模式切换到所述升压工作模式；
[0024]当输入电压大于输出电压且输入电压与输出电压的电压差从小于所述第二电压
值变换到大于所述第二电压值，且所述模式切换电路接收到升降压复位信号或者降压置位信号时，所述控制电路控制所述升降压变换器从所述升降压工作模式切换到所述降压工作模式。
[0025]根据本专利技术第二方面，还提供了一种升降压变换器的控制方法，用于控制所述升降压变换器的工作模式，所述升降压变换器包括第一开关管至第四开关管和电感，第一开关管和第二开关管连接处为第一开关节点，第三开关管和第四开关管连接处为第二开关节点，电感连接在所述第一开关节点和所述第二开关节点之间，所述控制方法包括：
[0026]根据所述升降压变换器的输出端的输出电压和参考电压产生误差放大信号；
[0027]获取所述升降压变换器的电流采样信号，与所述误差放大信号进行比较；以及
[0028]检测到所述电流采样信号增大到所述误差放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升降压变换器的控制电路，所述升降压变换器包括第一开关管至第四开关管和电感，第一开关管和第二开关管连接处为第一开关节点，第三开关管和第四开关管连接处为第二开关节点，电感连接在所述第一开关节点和所述第二开关节点之间，所述控制电路包括：误差放大单元，连接所述升降压变换器的输出端，根据输出电压和参考电压产生误差放大信号；比较单元，连接所述误差放大单元，将所述误差放大信号与从所述升降压变换器获取的电流采样信号进行比较，在检测到所述电流采样信号增大到所述误差放大信号时输出降压复位信号；第一时间控制单元，在升降压工作模式下检测到所述第一开关管和所述第四开关管导通时间达到第一时间后输出升降压复位信号；第二时间控制单元，在升降压工作模式下检测到所述第一开关管关断时间达到第二时间后输出升降压置位信号；以及逻辑驱动单元，连接所述比较单元、所述第一时间控制单元和所述第二时间控制单元，在升降压工作模式下根据所述降压复位信号控制所述第三开关管关断而所述第四开关管导通，根据所述升降压复位信号控制所述第一开关管关断而所述第二开关管导通，以及根据所述升降压置位信号控制所述第一开关管和所述第三开关管导通而所述第二开关管和所述第四开关管关断。2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第二时间控制单元还用于在降压工作模式下，检测到所述第一开关管关断时间达到第三时间后输出降压置位信号，所述逻辑驱动单元还用于在所述降压工作模式下，根据所述降压复位信号控制所述第一开关管关断而所述第二开关管导通，并根据所述降压置位信号控制所述第一开关管导通而所述第二开关管关断。3.根据权利要求2所述的控制电路，还包括：当所述第三时间达到最小关断时间时，所述第三时间小于所述第二时间。4.根据权利要求2所述的控制电路，还包括：第三时间控制单元，在升压工作模式下检测到所述第三开关管导通时间达到第四时间后输出升压复位信号，所述比较单元还用于在所述升压工作模式下检测到所述电流采样信号减小到所述误差放大信号时输出升压置位信号，所述逻辑驱动单元还用于在所述升压工作模式下根据所述升压复位信号控制所述第三开关管关断而所述第四开关管导通，并根据所述升压置位信号控制第三开关管导通而所述第四开关管关断。5.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第一时间控制单元包括定时器，所述第一时间为可调节的时间段。6.根据权利要求2所述的控制电路，其中，所述第二时间控制单元包括第一计算电路，所述第一计算电路根据第一时间模型得到所述第二时间，且根据第二时间模型得到所述第三时间，所述第一时间模型和所述第二时间模型均与输入电压和输出电压相关。7.根据权利要求4所述的控制电路，其中，所述第三时间控制单元包括第二计算电路，所述第二计算电路根据第三时间模型得到所述第四时间，所述第三时间模型与输入电压和
输出电压相关。8.根据权利要求4所述的控制电路，还包括：模式切换电路，根据所述升降压变换器的输入电压和输出电压的电压差以及触发条件使所述升降压变换器在所述升降压工作模式、所述降压工作模式及所述升压工作模式之间切换，所述触发条件包括升压置位信号、降压置位信号和升降压复位信号。9.根据权利要求8所述的控制电路，其中，当输入电压小于输出电压且输出电压与输入电压的电压差从大...

【专利技术属性】
技术研发人员：许奕辰，俞杨威，
申请(专利权)人：杰华特微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：