[發明專利]應用于DC?DC變換器中自舉電容掉電恢復的控制電路和方法

在審

• 申請號: 201710868710.X
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107592013A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 趙壽全;劉桂芝;黃年亞;王冬峰
• 申請（專利權）人: 無錫麟力科技有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/32
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及帶有自舉電容的DC-DC變換器，特別涉及應用于DC-DC變換器中自舉電容掉電恢復的控制電路和方法。

背景技術

采用自舉電容的DC-DC變換器，在小負載或空載時，開關節點周期變大，自舉電容充電能力降低，導致第一開關管無法正常開/關，系統工作異常或停止工作。

為解決該問題，一種方法是在系統輸出增加虛擬負載，但會增加系統功耗。另一種方法是增加自舉電容電壓檢測電路，當電壓低于預設值時，拉低開關節點，強制給自舉電容充電；這種辦法會引入較大的功耗，降低系統效率。還有一種是增加多個計時電路，觸發器，以及邏輯控制電路來確保自舉電容的充電周期和時間，這種辦法增加了芯片成本和電路設計復雜性。

如圖1所示的帶自舉電容DC-DC變換器的電路，主要包括以下電路：包括第一主開關管和第二主開關管，所述第一主開關管的漏極連接第一電源輸入端，第一開關管的源極與第二開關管的漏極連接，將連接點設為開關節點SW，所述第二開關管的源極接地，得電流能從第二開關管的源極經過流向第二開關管的漏極，還包括電感，所述電感的一端與開關節點SW連接，電感的另一端為負載輸出端，還包括自舉電容和第二二極管，所述自舉電容的一端與開關節點SW連接，自舉電容的另一端依次連接第二二極管和第二電源輸入端，自舉電容與第二二極管的連接點為節點BS，使得第二電源輸出的電流只能從第二電源輸入端流向自舉電容，所述第一主開關管的柵極連接第一開關管驅動電路，第二主開關管的柵極連接第二開關管驅動電路，所述自舉電容用于給第一開關管驅動電路提供電源；在正常帶載情況下，如圖2所示，開關節點SW周期性變化；第一開關管開啟，開關節點SW上升，自舉電容電壓不能突變，節點BS電壓隨SW上升；第一開關管關閉，第二開關管開啟，開關節點SW下降，SW點較低時第二電源開始對自舉電容開始充電；開關管以上述兩步循環工作，自舉電容電壓維持穩定電壓，當變換器負載電流變小，如圖3所示，開關節點SW開關周期變長，自舉電容充電時間變短，內部電路電荷消耗，自舉電容電壓逐漸下降；當變換器轉變為空載時，開關節點SW開關周期更長，節點SW會趨于等于輸出，自舉電容缺少充電周期，出現需要第一開關管開啟而無法開啟的現象，同時輸出電壓逐步下降。該問題直接導致變換器工作異常或停止工作。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種使得自舉電容電壓掉電逐周期快速恢復的控制電路。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種應用于DC-DC變換器中自舉電容掉電恢復控制電路，包括第一主開關管和第二主開關管，所述第一主開關管的漏極連接第一電源輸入端，第一開關管的源極與第二開關管的漏極連接，將連接點設為開關節點SW，所述第二開關管的源極接地，使得電流能從第二開關管的源極經過流向第二開關管的漏極，還包括電感，所述電感的一端與開關節點SW連接，電感的另一端為負載輸出端，開包括自舉電容和第二二極管，所述自舉電容的一端與開關節點SW連接，自舉電容的另一端依次連接第二二極管和第二電源輸入端，使得第二電源輸出的電流只能從第二電源輸入端流向自舉電容，所述第一主開關管的柵極連接第一開關管驅動電路，第二主開關管的柵極連接第二開關管驅動電路，所述自舉電容用于給第一開關管驅動電路提供電源；

還包括D觸發器，所述D觸發器的Q輸出端通過電平轉換電路與第一開關管驅動電路連接，所述D觸發器的Qn輸出端與第二開關管驅動電路連接，所述D觸發器的D輸入端連接第三輸入電源，所述D觸發器的觸發端連接CLK時鐘電路，還包括反相器和與門電路，所述與門電路的輸出端連接至D觸發器的復位端，所述與門電路的第一輸入端與反相器的輸出端連接，所述與門電路的第二輸入端連接脈沖寬度調制信號，所述反相器的輸入端與CLK時鐘電路連接，還包括連接在開關節點SW和第一主開關管柵極的電阻。

本發明的有益效果是：本發明的控制電路可以解決在DC-DC變換器中自舉電容因為小負載/空載導致自舉電容掉電而引起系統輸出異常或者系統停止工作的現象，以及在自舉電容和第二二極管的節點BS和開關節點SW短路撤銷后，自舉電容自動恢復充電，從而保證系統的正常運行，且本發明無需輸出虛擬負載，負載欠壓檢測，計時電路，或者增加額外觸發器，從而簡化電路設計難度，增強系統穩定性，同時，本發明為逐周期實現自舉電容電壓抬升，實現系統快速恢復穩定。

附圖說明

圖1為現有技術中，帶有自舉電容的DC-DC變換器的部分電路示意圖。