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一种四管升降压开关电源控制电路制造技术

技术编号:46574817 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-10 21:18
本发明专利技术涉及一种四管升降压开关电源控制电路,设计开关管控制电路采集四开关管升降压电源电路中电感电流与采样输出电压,通过信号补偿生成VCA_boost信号与VCA_buck信号,再依据预设锯齿波信号VRAMP生成占空比信号,最后转化为四开关管分别对应的控制信号,实现四开关管升降压电源电路各模式切换;在buck‑boost模式下加入了直通阶段,有效实现模式切换中电感能量释放,防止大量的浪涌电流通过电感电流导致电感损坏,提升电压转换效率和电路稳定性,并通过占空比优化控制Buck模式与Boost模式之间的过渡,确保开关管工作时占空比的平稳变化,避免电流波动和损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种四管升降压开关电源控制电路,属于电力电子变换器。


技术介绍

1、在电源管理系统中,开关电源由于其具有大范围升降压、高效率等优点被广泛采用。随着对低功耗的重视增加,需要开关电源工作在更低的输出电压、以及更大的输出电流。其中,四开关管升降压电路(four switch buck-boost;fsbb)由于其具有宽电压范围、以及大功率输出的优良特性,主要应用于各类消费电子产品以及新能源汽车。

2、在传统的三模式buck-boost转换器中,buck模式和boost模式之间的切换通常会导致电感电流反向流动,产生浪涌电流,降低系统的稳定性和转换效率;并且传统设计中没有引入直通模式,导致模式切换时电感能量无法平滑传递,造成过渡不平稳,甚至会影响系统的可靠性。此外,传统的控制方式通过频繁的开关操作调整占空比,增加了开关损耗,降低了系统效率。

3、四开关管升降压电路具有三个工作状态,第一阶段:q1、q3管导通,储能阶段,对电感充电。第二阶段:q2、q4管导通,能量传输阶段,通过释放电感储存的能量对输出端进行功率传输。第三阶段:q1本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种四管升降压开关电源控制电路,其特征在于:包括四开关管升降压电源电路与开关管控制电路,其中,开关管控制电路采集四开关管升降压电源电路中输入侧半桥臂与输出侧半桥臂之间的电感电流、以及采样输出电压,通过信号补偿生成VCA_boost信号与VCA_buck信号,再依据预设锯齿波信号VRAMP生成占空比信号D1、D2,最后转化为四开关管升降压电源电路中四开关管分别对应的控制信号,用于控制四开关管升降压电源电路实现各模式之间的切换。

2.根据权利要求1所述一种四管升降压开关电源控制电路,其特征在于:所述开关管控制电路包括电流采样电路、第一高增益高带宽运放EA1、第二高增益高带宽运...

【技术特征摘要】

1.一种四管升降压开关电源控制电路,其特征在于:包括四开关管升降压电源电路与开关管控制电路,其中,开关管控制电路采集四开关管升降压电源电路中输入侧半桥臂与输出侧半桥臂之间的电感电流、以及采样输出电压,通过信号补偿生成vca_boost信号与vca_buck信号,再依据预设锯齿波信号vramp生成占空比信号d1、d2,最后转化为四开关管升降压电源电路中四开关管分别对应的控制信号,用于控制四开关管升降压电源电路实现各模式之间的切换。

2.根据权利要求1所述一种四管升降压开关电源控制电路,其特征在于:所述开关管控制电路包括电流采样电路、第一高增益高带宽运放ea1、第二高增益高带宽运放ea2、相加模块、第一比较器cmp1、第二比较器cmp2、控制信号生成电路;其中,第一高增益高带宽运放ea1的负相输入端用于采集接入四开关管升降压电源电路的采样输出电压vfb,第一高增益高带宽运放ea1的正相输入端用于接入预设第一参考电压vref1,第一高增益高带宽运放ea1的输出端对接第二高增益高带宽运放ea2的正相输入端,由第一高增益高带宽运放ea1依据预设第一参考电压vref1对采样输出电压vfb进行信号补偿,生成相对应信号vcp,并输出至第二高增益高带宽运放ea2;

3.根据权利要求2所述一种四管升降压开关电源控制电路,其特征在于:所述开关管控制电路还包括死区时间与控制电路,控制信号生成电路的各输出端对接死区时间与控制电路的各输入端,死区时间与控制电路的各输出端分别对接四开关管升降压电源电路中各开关的栅极,死区时间与控制电路包括延迟模块与驱动模块,延迟模块的各输入端构成死区时间与控制电路的各输入端,延迟模块的各输出端分别对接驱动模块的各输入端,驱动模块的各输出端构成死区时间与控制电路的各输出端;

4.根据权利要求2所述一种四管升降压开关电源控制电路,其特征在于:所述电流采样电路包括自输入端至输出端方向依次串联的电流采样模块、比例缩放模块、偏置模块,其中,电流采样模块的输入端构成电流采样电路的输入端,偏置模块的输出端构成电流采样电路的输出端,由电流采样电路的输入端采集接入四开关管升降压电源电路中输入侧半桥臂与输出侧半桥臂之间的电感电流il,并输出至比例缩放模块,由比例缩放模块按预设比例针对电感电流il进行缩放,获得初级电压信号并输出至偏置模块,由偏置模块针对初级电压信号叠加预设电压进行偏置处理,获得电压信...

【专利技术属性】
技术研发人员:方中元李玄烨范王琛田泽楷熊智威佟可嘉张学永孙伟锋
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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