[發明專利]降壓-升壓變換器和控制方法

在審

• 申請號: 201811215974.6
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN111082657A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 易新敏
• 申請（專利權）人: 圣邦微電子（北京）股份有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M3/156
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 范芳茗;岳丹丹

本發明實施例公開了一種降壓?升壓變換器和控制方法，其特征在于，包括：功率級電路，用于響應于輸入電壓以產生經調節的輸出電壓，所述功率級電路包括響應于第一控制信號的第一開關電路和響應于第二控制信號的第二開關電路；以及控制電路，用于根據所述輸出電壓、第一波形信號以及第二波形信號產生所述第一控制信號和第二控制信號，選擇所述第一開關電路和第二開關電路之一工作，不需要通過檢測輸入電壓建立降壓?升壓變換器的操作模式，因此模式之間的切換更加平滑。

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，更具體地涉及一種降壓-升壓變換器和控制方法。

背景技術

現有的具有寬輸入電壓的DC/DC變換器包括級聯降壓-升壓變換器、H橋降壓-升壓變換器、庫克變換器以及SEPIC(Single Enable Primary Inductance Converter，單端初級電感變換器)等結構。其中H橋降壓-升壓變換器(單電感器或者非反相降壓-升壓變換器)具有良好的性能。

基于輸入電壓和輸出電壓之間的關系，降壓-升壓變換器工作在三種不同的操作模式下。這些模式包括降壓模式、升壓模式以及降壓-升壓模式。當輸入電壓高于輸出電壓時，降壓-升壓變換器工作在降壓模式，將輸入電壓降低至其輸出所需的電壓水平。當輸入電壓低于輸出電壓時，降壓-升壓變換器工作在升壓模式，將輸入電壓增大至輸出所需要的電壓水平。當輸入電壓接近輸出電壓時，降壓-升壓變換器工作在降壓-升壓模式。降壓-升壓變換器研究的關鍵問題是實現這些模式之間的平滑切換，現有的降壓-升壓變換器的控制復雜，模式之間無法平滑切換，導致輸出電壓紋波較大。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種降壓-升壓變換器和控制方法，模式之間平滑切換，減小輸出電壓紋波。

根據本發明的一方面提供的一種降壓-升壓變換器，其特征在于，包括：功率級電路，用于響應于輸入電壓以產生經調節的輸出電壓，所述功率級電路包括響應于第一控制信號的第一開關電路和響應于第二控制信號的第二開關電路；以及控制電路，用于根據所述輸出電壓、第一波形信號以及第二波形信號產生所述第一控制信號和第二控制信號，選擇所述第一開關電路和第二開關電路之一工作。

優選地，所述第一開關電路包括第一功率開關和第一整流元件，所述第一功率開關響應于所述第一控制信號導通和關斷，所述第二開關電路包括第二功率開關和第二整流元件，所述第二功率開關響應于所述第二控制信號導通和關斷。

優選地，所述第一波形信號和第二波形信號為具有預定頻率和預定幅度的三角波信號，所述第二波形信號的谷值電壓大于第一波形信號的峰值電壓且差值為預定電壓值。

優選地，所述控制電路包括：誤差放大電路，用于響應所述輸出電壓生成誤差放大信號；波形生成電路，用于生成所述第一波形信號和第二波形信號；以及斬波比較電路，用于將所述誤差放大信號與所述第一波形信號和第二波形信號進行比較，生成所述第一控制信號和所述第二控制信號。

優選地，所述誤差放大信號大于所述第一波形信號的谷值，小于所述第一波形信號的峰值時，所述控制電路關斷所述第二功率開關，控制所述第一功率開關導通和關斷，所述降壓-升壓變換器工作在降壓模式下；所述誤差放大信號大于所述第二波形信號的谷值，小于所述第二波形信號的峰值時，所述控制電路導通所述第一功率開關，控制所述第二功率開關導通和關斷，所述降壓-升壓變換器工作在升壓模式下；以及所述誤差放大信號大于所述第一波形信號的峰值且小于等于所述第二波形信號的谷值時，所述控制電路導通所述第一功率開關，關斷所述第二功率開關，所述降壓-升壓變換器工作在降壓-升壓模式下。

優選地，所述斬波比較電路用于根據所述誤差放大信號、第一波形信號以及所述第二波形信號調節所述第一控制信號和第二控制信號的占空比。