[發明專利]一種基于平均電流模的BUCK-BOOST變換器及其變換方法

在審

• 申請號: 202010225770.1
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111245242A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張亮;江力;陳偉
• 申請（專利權）人: 珠海英集芯半導體有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/44
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

1.一種基于平均電流模的BUCK-BOOST變換器，其特征在于：包括由第一開關管TG1、第二開關管BG1、第三開關管TG2和第四開關管BG2四個開關管及電感組成的H橋架構的主功率模塊、電壓外環誤差放大器EA1、電流內環誤差放大器EA2、電感電流采樣模塊、電壓采樣電路模塊、電感電流過零比較器、鋸齒波發生器、第一PWM比較器、第二PWM比較器、模式選擇模塊、邏輯控制模塊及驅動模塊；所述電壓采樣電路模塊的輸入端與主功率模塊的電壓輸出端連接，電壓采樣電路模塊的輸出端連接所述電壓外環誤差放大器EA1的負相端，所述電壓外環誤差放大器EA1的正相端連接基準參考電壓，所述電壓外環誤差放大器EA1的輸出端連接電流內環誤差放大器EA2的正相端，所述電感電流采樣模塊的輸入端連接電感的第一端，電感電流采樣模塊的第一輸出端與電流內環誤差放大器EA2的負相端連接，所述電流內環誤差放大器EA2的輸出端分別連接第一PWM比較器的正相端和第二PWM比較器的正相端，所述電感電流采樣模塊的第二輸出端連接邏輯控制模塊的第一輸入端，所述電感電流采樣模塊用于采樣全周期電感電流通過第一輸出端輸出，采樣峰值過流信號OCP通過第二輸出端輸出；電感電流過零比較器的兩個輸入端分別連接第三開關管TG2的輸入端和輸出端，電感電流過零比較器的輸出端用于連接邏輯控制模塊的第二輸入端，電感電流過零比較器通過比較TG2兩端的電壓判斷電感電流是否過零；所述鋸齒波發生器的第一輸出端與第一PWM比較器的負相端連接，用于產生Vsaw_buck鋸齒波信號，所述鋸齒波發生器的第二輸出端與第二PWM比較器的負相端連接，用于產生Vsaw_boost鋸齒波信號，第一PWM比較器和第二PWM比較器用于將電流內環誤差放大器EA2輸出的誤差信號Vea2分別與鋸齒波發生器輸出的兩個鋸齒波信號進行比較，分別得到BUCK與BOOST模式的PWM信號，并分別將信號輸入至邏輯控制模塊第三輸入端和第四輸入端，所述模式選擇模塊分別與第一PWM比較器和第二PWM比較器的輸出端連接，模式選擇模塊的第一輸出端EN_BUCK和第二輸出端EN_BOOST分別與邏輯控制模塊連接，模式選擇模塊用于根據PWM信號PWM_BUCK與PWM_BOOST的關系，決定變換器工作于BUCK還是BOOST模式；所述邏輯控制模塊用于將第一輸入端輸入的OCP信號、第二輸入端輸入的ZRDT信號、第三輸入端和第四輸入端輸入的PWM_BUCK、PWM_BOOST，模式選擇模塊輸入的EN_BUCK及EN_BOOST信號進行處理，得到四個功率管的前驅信號TG1_ON、BG1_ON、TG2_ON和BG2_ON；所述驅動模塊與邏輯控制模塊的輸出端連接，將前驅信號分別轉換為驅動第一至第四開關管工作的驅動信號，并設置死區時間，保證功率管能夠高效有序的工作。

2.如權利要求1所述的基于平均電流模的BUCK-BOOST變換器，其特征在于：所述電壓外環誤差放大器EA1的輸出端還分別連接第二電阻Rc1的第一端和第一電容C0的第一端，第二電阻RC1的第二端連接第二電容C1的第一端，第一電容C0的第二端和第二電容C1的第二端接地。

3.如權利要求1所述的基于平均電流模的BUCK-BOOST變換器，其特征在于：所述電感電流采樣模塊包括將第一開關管TG1的輸出電流按照一定比例鏡像的第一電流鏡單元，第一開關管TG1的輸出端作為第一電流鏡單元的第一輸出端，還包括鉗位電路，所述鉗位電路包括第一輸入端和第二輸入端，第一輸入端與第一開關管TG1的輸出端連接，第二輸入端與第一電流鏡單元的第二輸出端連接，第一電流鏡單元的第二輸出端作為所述鉗位電路的輸出端，與第二電流鏡單元的輸入端，所述鉗位電路用于保證第一開關管TG1的輸出端的電位與第一電流鏡單元的輸出端的電位相同，所述第二電流鏡單元包括第一鏡像輸出端和第二鏡像輸出端，所述第一鏡像輸出端作為采樣峰值過流信號OCP與邏輯控制模塊的第一輸入端連接，第二鏡像輸出端連接電感電流采樣電路的輸入端，所述電感電流采樣電路用于根據BG1開通時電感電流與輸出電壓的關系，模擬出采樣電感電流，并將模擬出的采樣電感電流與電流內環誤差放大器EA2的負向端連接。