[發(fā)明專(zhuān)利]高側(cè)降壓變換電路的控制電路和控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210296535.9
• 申請(qǐng)日: 2012-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102801306A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李伊珂;許力;王銳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都芯源系統(tǒng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/10
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳立明;黃耀鈞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及高側(cè)降壓變換電路的控制電路和控制方法。

背景技術(shù)

在高電壓降壓變換電路(buck)應(yīng)用中，開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)處存在大的電壓波動(dòng)。因此，buck控制電路需要承受高的開(kāi)關(guān)電壓和BST(自舉電壓)，這使得buck控制電路芯片難以設(shè)計(jì)。為了克服這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)將buck控制電路的參考地設(shè)計(jì)為buck變換電路的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)來(lái)將buck變換電路設(shè)計(jì)成高側(cè)buck變換電路。

但是，這樣的高側(cè)buck變換電路也有缺陷，即該高側(cè)buck變換電路的輸出的接地參考與buck控制電路的接地參考不同。當(dāng)在高側(cè)buck變換電路的輸出反饋與buck控制電路之間進(jìn)行通信時(shí)，無(wú)法直接采樣輸出信號(hào)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，提出了一些方案來(lái)克服上述問(wèn)題。

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于克服上述問(wèn)題的COT(恒定導(dǎo)通時(shí)間)系統(tǒng)。圖1所示COT系統(tǒng)中通過(guò)采用感測(cè)電容器來(lái)解決上述問(wèn)題。

如圖1所示，該COT系統(tǒng)100包括第一比較器110，該第一比較器110的反相輸入端接收反饋信號(hào)V_FB，同相輸入端接收參考信號(hào)V_REF，其輸出端連接至RS觸發(fā)器120的置位端S。RS觸發(fā)器120的復(fù)位端R連接至第二比較器130的輸出端，而其輸出Q連接到上開(kāi)關(guān)管M₁的控制端。其中，RS觸發(fā)器120和第二比較器130組成恒定導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)產(chǎn)生器。在以下，將上開(kāi)關(guān)管M₁簡(jiǎn)稱(chēng)為上管M₁，其可以是三極管、MOS管等器件。這里，不失一般性，假定上管M₁為NPN三極管，并且RS觸發(fā)器120的輸出Q連接到上管M₁的基極，該系統(tǒng)100的輸入V_IN連接到上管M₁的集電極。第二比較器130的同相輸入端連接到上管M₁的發(fā)射極，反相輸入端接收峰值電流參考I_peak?REF。另外，該上管M₁的發(fā)射極還連接輸出電阻R₃的一端，該輸出電阻R₃的另一端連接到作為下開(kāi)關(guān)管的二極管D₁的陰極(在以下，將下開(kāi)關(guān)管D₁簡(jiǎn)稱(chēng)為下管D₁)，而二極管D₁的陽(yáng)極接地。在二極管D₁的陰極與地之間串聯(lián)連接輸出電感器L、輸出電容器Co。在輸出電感器L和輸出電容器Co之間得到系統(tǒng)100的輸出V_OUT。

此外，在該系統(tǒng)100中，在系統(tǒng)輸出V_OUT與地之間，還串聯(lián)連接有組成感測(cè)器的感測(cè)二極管D₂和感測(cè)電容器C₂，其中感測(cè)二極管的陽(yáng)極連接到系統(tǒng)輸出V_OUT。

此外，在感測(cè)二極管的陰極和感測(cè)電容器C₂的連接點(diǎn)與地之間，串聯(lián)連接有反饋電阻R₁和電阻R₂，它們組成一個(gè)反饋回路，用于得到一個(gè)感測(cè)信號(hào)(感測(cè)電容器C₂上的電壓)的反饋信號(hào)V_FB(電阻R₁和電阻R₂之間的電壓)，該反饋信號(hào)V_FB被輸送至第一比較器110的反相輸入端。

系統(tǒng)100工作時(shí)，當(dāng)反饋信號(hào)V_FB低于參考信號(hào)V_REF時(shí)，第一比較器110輸出為高，從而置位RS觸發(fā)器120，使其輸出Q為高。此高的輸出Q將上開(kāi)關(guān)管M₁導(dǎo)通、下開(kāi)關(guān)管D₁關(guān)斷，從而使系統(tǒng)100通過(guò)上管M₁、電阻R₃、輸出電感器L，輸出電容器Co和感測(cè)電容器C₂進(jìn)行充電操作，使得系統(tǒng)100的輸出V_0UT和感測(cè)電容器C₂上的感測(cè)電壓V_SENSE升高。當(dāng)感測(cè)電壓V_SENSE升高至使得反饋信號(hào)V_FB高于參考信號(hào)V_REF時(shí)，第一比較器110輸出為低，進(jìn)而RS觸發(fā)器120的置位端S為低，其輸出Q保持原來(lái)的狀態(tài)。