[實用新型]一種Boost型DC-DC轉(zhuǎn)換器同步功率管限流電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420821386.8
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN204408184U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李演明;張豪;楊曉冰;吳凱凱;邱彥章;文常保
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及模擬集成電路，特別是一種Boost型DC-DC轉(zhuǎn)換器同步功率管限流電路。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，Boost電路將低直流電壓轉(zhuǎn)換成高直流電壓，實現(xiàn)直流電壓的升壓，因此Boost電路普遍應(yīng)用到日常生活中。Boost電路一般由控制電路、開關(guān)管、儲能元件電感、電容組成。其升壓過程是由一個電感的能量傳遞過程。充電時，電感吸收能量，放電時電感放出能量。

典型的同步型Boost?DC-DC轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該電路采用一個電壓負反饋環(huán)路，通過脈沖寬度調(diào)制方法(PWM)實現(xiàn)控制。其中Q₂為主開關(guān)管，Q₁為同步功率管。其工作原理為：輸出電壓V_OUT經(jīng)采樣電阻R_SNS1和R_SNS2分壓得到V_FB后與參考電壓V_R相比較，其差值經(jīng)誤差放大器EA放大后經(jīng)過補償網(wǎng)絡(luò)后，作為脈沖寬度調(diào)制器PWM比較器的同相輸入端，通過與PWM比較器反相輸入端的斜波信號進行比較，用比較后所得信號經(jīng)過邏輯控制電路來控制同步功率管Q₁和主開關(guān)管Q₂的開啟與關(guān)斷。當輸出電壓V_OUT下降時，由采樣電阻R_SNS1和R_SNS2分壓所得反饋電壓信號會下降，則通過誤差放大器放大后的電壓會增加，使得主開關(guān)管Q₂的導(dǎo)通時間增加，輸出電壓上升；反之亦然。電壓控制模式通過這種負反饋的方式來維持輸出的恒定。但是，該Boost電路由于在啟動階段輸入直接通過同步功率管Q₁給輸出充電，同步功率管Q₁要面臨很大的浪涌電流，而且如果在同步功率管Q₁電流較大時開啟主開關(guān)管Q₂，則存在損壞功率管的風(fēng)險。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于，針對上述Boost電路中啟動時浪涌電流對主開關(guān)管Q₂、同步功率管Q₁以及對輸出端設(shè)備的存在損壞的風(fēng)險，提出一種Boost型DC-DC轉(zhuǎn)換器同步功率管限流電路，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)對同步功率管Q₁電流的限制的功能，本實用新型的整個電路結(jié)構(gòu)簡潔、精度高、響應(yīng)快速，能提高系統(tǒng)的可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案予以解決：

一種Boost型DC-DC轉(zhuǎn)換器同步功率管限流電路，包括如下單元：

電流與電壓檢測單元，用于檢測同步功率管Q₁的輸出電壓V_OUT與輸入電壓V_IN之間的壓?差，并將檢測結(jié)果欠壓控制信號V_UVLO輸送至限流單元和邏輯控制電路里；并采用負反饋穩(wěn)住同步功率管Q₁的輸出電壓V_OUT，將采樣電阻采出的同步功率管Q₁鏡像管的電流I_SENSE轉(zhuǎn)換為電壓值即電流采樣信號V_IS，并將電流采樣信號V_IS輸送至限流單元；

限流單元，用于控制同步功率管Q₁的電流值，并將接收到的電流采樣信號V_IS與外部參考電壓V_REF比較，最后將比較結(jié)果柵極控制信號V_GATE直接連接同步功率管Q₁的柵極，將電流控制在合適范圍。

同步功率管Q₁：用于接收限流單元的柵極控制信號V_GATE，并給電流與電壓檢測單元提供輸出電壓V_OUT、開關(guān)節(jié)點電壓V_SW和襯底電壓V_BODY；