[發明專利]一種電壓、電流控制電路和方法以及開關變換器

在審

• 申請號: 201911413420.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111277140A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 李磊
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/088
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

公開了一種用于開關變換器的電壓、電流雙環控制電路和方法。該控制電路包括電壓控制電路和電流控制電路。其中，電壓控制電路接收代表輸出電壓的電壓反饋信號，并根據電壓反饋信號產生第一脈寬調制信號。電流控制電路接收電感電流信號和代表輸出電流的電流反饋信號，并根據電流反饋信號產生閾值信號。當開關變換器的低側開關導通后，電流控制電路將電感電流信號和閾值信號比較。只有當電感電流信號小于閾值信號后，第一脈寬調制信號控制高側開關和低側開關導通和關斷切換。該控制電路可靈活限制最大輸出電流值，同時帶寬較寬，動態響應速度快。

技術領域

本發明涉及電子電路，具體但不僅限于涉及一種開關變換器以及控制電路和方法。

背景技術

在直流-直流開關變換器中通常采用電壓控制方法調節開關變換器的輸出電壓。但在一些應用場合，常常還需要調節電流，如在一些USB接口電路中，需要恒壓恒流控制。在現有的電壓、電流雙環控制的控制電路中，常將電流控制環路引進電壓控制環路，然而這種情況下，往往由于電壓環路的限制，導致系統的帶寬較窄、動態響應速度較慢。因此，我們期望提出一種帶寬較寬、動態響應速度較快的電壓、電流雙環控制的解決方案。

發明內容

為了解決前面描述的一個問題或者多個問題，本發明提出與現有技術不同的一種開關變換器以及其控制電路和方法。

本發明一方面提供了一種用于開關變換器的電壓、電流控制電路，其中所述開關變換器包括高側開關、低側開關和電感，當低側開關導通時，流過電感的電感電流信號降低，所述控制電路包括：電壓控制電路，接收代表輸出電壓的電壓反饋信號，并根據電壓反饋信號產生第一脈寬調制信號；以及電流控制電路，接收電感電流信號和代表輸出電流的電流反饋信號，電流控制電路根據電流反饋信號產生閾值信號，當低側開關導通后，電流控制電路將電感電流信號和閾值信號比較產生第二脈寬調制信號，其中，當電感電流信號大于閾值信號時，由第二脈寬調制信號控制高側開關保持關斷，當電感電流信號小于閾值信號時，由第一脈寬調制信號控制高側開關和低側開關的導通和關斷。

本發明另一方面提供了一種電壓、電流雙環控制的開關變換器，其中所述開關變換器包括如前所述的控制電路。

本發明又一方面提供了一種用于開關變換器的電壓、電流控制方法，其中所述開關變換器包括高側開關、低側開關和電感，當低側開關導通時，流過電感的電感電流降低，所述控制方法包括：根據代表輸出電壓的電壓反饋信號產生第一脈寬調制信號；根據代表輸出電流的電流反饋信號產生閾值信號；當低側開關導通后，判斷電感電流信號和閾值信號的大小；當電感電流信號大于閾值信號時，關斷高側開關；以及當電感電流信號降低到閾值信號時，由第一脈寬調制信號控制高側開關導通和關斷。

附圖說明

為了更好的理解本發明，將根據以下附圖對本發明進行詳細描述。

圖1所示為根據本發明一實施例的開關變換器100的原理框圖；

圖2所示為根據本發明一個實施例的圖1中所示的電壓控制電路21的原理圖；

圖3所示為根據本發明一個實施例的圖2中所示的導通時間產生電路201的原理圖；

圖4所示為根據本發明一個實施例的圖1中所示的電流控制電路22的示意框圖；

圖5所示為根據本發明一個實施例的圖1中所示的電流控制電路22的原理圖；

圖6所示為根據本發明一個實施例的圖1中所示的邏輯電路23的原理圖；

圖7所示為根據本發明一實施例的開關變換器700的原理框圖；

圖8所示為根據本發明一實施的開關變換器700在輸出電流較小的情況下的工作波形800的示意圖；

圖9所示為根據本發明一實施的開關變換器700在輸出電流較大的情況下的工作波形900的示意圖；