[實用新型]一種開關電路的控制電路及開關電路

有效

• 申請號: 201720133662.5
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN206712662U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 徐愛民;張安羊;黃必亮;任遠程;周遜偉
• 申請（專利權）人: 杰華特微電子(杭州)有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，具體涉及一種開關電路的控制電路及開關電路。

背景技術

四開關管Buck-Boost升降壓電路拓撲結構如圖1所示。該電路包含Q1、 Q2、Q3、Q4四個功率開關管、儲能電感L、以及輸入端電容Cin，輸出端電容Co。開關管Q1和開關管Q2串聯，開關管Q1和開關管Q2的公共端為第一節點SW1，開關管Q1連接到輸入端，開關管Q2連接到地，輸入端通過電容Cin連接到地，開關管Q3和開關管Q4串聯，開關管Q3和開關管Q4 的公共端為第二節點SW2，開關管Q3連接到輸出端，開關管Q4連接到地，輸出端通過電容Co連接到地，電感L連接于第一節點SW1和第二節點SW2 之間。

當輸入電壓V_IN比輸出電壓V_O大一定值時，此電路工作在Buck降壓模式，開關管Q1、Q2工作在高頻開關狀態，開關管Q3管常導通，開關管Q4 管常關閉；當輸入電壓V_IN比輸出電壓V_O小一定值時，此電路工作在Boost 升壓模式，開關管Q3，開關管Q4工作在高頻開關狀態，開關管Q1管常導通，開關管Q2管常關閉；當V_IN與V_O接近時，此電路工作在Buck-Boost 升降壓模式，開關管Q1、Q2、Q3、Q4均處于高頻開關狀態。

不同的控制策略針對三種工作模式(Buck、Boost、Buck-Boost)的切換條件和控制方法不同，工作于Buck-Boost升降壓模式的工作條件也不同。由于Buck、Boost這兩種工作模式的效率較高，因此希望Buck-Boost升降壓模式的工作區間越窄越好。

一種現有的控制方法為控制電路采樣輸入電壓V_IN和輸出電壓V_O，根據 V_IN和V_O的電壓區分三種工作模式：

V_O≤V_IN-Vth1時，電路工作在Buck降壓模式；

V_O≥V_IN+Vth2時，電路工作在Boost升壓模式；

V_IN-Vth1<V_O<V_IN+Vth2，電路工作在Buck-Boost升降壓模式；

其中，Vth1和Vth2為電壓閾值。

該控制方法根據輸入輸出電壓的大小關系區別三種工作模式。為了使輸出電壓穩定，通常需要設置較寬的Buck-Boost升降壓模式的工作區間，降低了系統的平均效率。

另一種現有的控制方法如圖2(a)所示，控制電路通過采樣電阻R01、R02 采樣輸出電壓V_O，得到的采樣電壓FB通過運算放大器U00與內部基準信號 Vref比較，輸出補償信號Vc，補償信號Vc與時鐘電路U01產生的兩個載波信號輸入到比較電路U02的輸入端，比較電路U02產生4個管子的驅動信號 PWM。時鐘電路U01產生的兩個載波信號如圖2(b)所示，為鋸齒波信號，當補償信號Vc落在區域1(灰色部分)時，開關管Q1、Q4導通；當補償信號Vc落在區域2(白色部分)時，開關管Q1、Q3導通；當補償信號Vc落在區域3(斜線部分)時，開關管Q2、Q3導通。即

Vc≥Vc1時，電路工作在Boost升壓模式；

Vc≤Vc2時，電路工作在Buck降壓模式；

Vc2<Vc<Vc1時，電路工作在Buck-Boost升降壓模式。

該控制方法需要采用電壓模式控制，系統的動態響應較差。原因是電壓信號的變化相對于電流信號存在一定的滯后，設計控制環路時需要通過降低系統帶寬來使得系統能夠穩定工作，這樣的代價是降低系統的動態性能。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種四開關管電路的控制電路及開關電路，用以解決現有技術中系統平均效率低、系統動態響應差的問題。