[發(fā)明專利]超低輸入電壓升壓變換器及其控制電路和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010515990.8
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111711361B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李磊
• 申請（專利權(quán)）人: 成都芯源系統(tǒng)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

1.一種用于超低輸入電壓BOOST開關(guān)變換器的控制電路，該BOOST開關(guān)變換器包括上開關(guān)管和下開關(guān)管，所述控制電路包括：

模式判斷電路，接收輸入電壓信號，并將該輸入電壓信號和低壓閾值比較，產(chǎn)生使能信號；

穩(wěn)壓控制模塊，接收代表輸出電壓信號的輸出電壓反饋信號，并根據(jù)輸出電壓反饋信號產(chǎn)生第一控制信號；以及

超低壓控制模塊，接收輸出電壓反饋信號和輸入電壓信號，并根據(jù)輸出電壓反饋信號和輸入電壓信號產(chǎn)生第二控制信號；

其中，當(dāng)輸入電壓信號大于低壓閾值時(shí)，根據(jù)第一控制信號控制上開關(guān)管和下開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷切換；當(dāng)輸入電壓信號小于低壓閾值時(shí)，關(guān)斷上開關(guān)管，并根據(jù)第二控制信號控制下開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷切換，其中，當(dāng)下開關(guān)管關(guān)斷后，上開關(guān)管的寄生二極管導(dǎo)通續(xù)流。

2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，當(dāng)輸入電壓信號小于低壓閾值時(shí)，在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，輸入電壓信號越小，下開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間越長。

3.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，所述上開關(guān)管包括P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。

4.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，所述控制電路還包括邏輯電路，所述邏輯電路接收第一控制信號、第二控制信號和使能信號，并根據(jù)第一控制信號、第二控制信號和使能信號產(chǎn)生上開關(guān)控制信號和下開關(guān)控制信號分別控制上開關(guān)管和下開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷切換。

5.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，所述第一控制信號包括導(dǎo)通信號和關(guān)斷信號，所述穩(wěn)壓控制模塊包括：

關(guān)斷時(shí)間產(chǎn)生電路，接收輸出電壓反饋信號，并將輸出電壓反饋信號和預(yù)設(shè)參考電壓信號比較，產(chǎn)生關(guān)斷信號，所述關(guān)斷信號用于導(dǎo)通下開關(guān)管和關(guān)斷上開關(guān)管；以及

導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路，接收輸入電壓信號和輸出電壓信號，并根據(jù)輸入電壓信號和輸出電壓信號產(chǎn)生導(dǎo)通信號，所述導(dǎo)通信號用于關(guān)斷下開關(guān)管和導(dǎo)通上開關(guān)管。

6.如權(quán)利要求5所述的控制電路，其中，所述第二控制信號包括最大導(dǎo)通時(shí)間信號和關(guān)斷信號，所述超低壓控制模塊包括：

如權(quán)利要求5所示的關(guān)斷時(shí)間產(chǎn)生電路；以及

最大導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路，接收輸入電壓信號，并根據(jù)輸入電壓信號產(chǎn)生最大導(dǎo)通時(shí)間信號，所述最大導(dǎo)通時(shí)間信號用于確定下開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間長短，其中，輸入電壓信號越小，所述最大導(dǎo)通時(shí)間信號控制下開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間越長。

7.如權(quán)利要求5所述的控制電路，其中，所述第一控制信號還包括過零信號，所述穩(wěn)壓控制模塊還包括過零信號產(chǎn)生電路；所述過零信號產(chǎn)生電路采樣流過上開關(guān)管的電流并產(chǎn)生電流采樣信號；所述過零信號產(chǎn)生電路將電流采樣信號與過零閾值比較，產(chǎn)生過零信號；當(dāng)電流采樣信號降低到過零閾值時(shí)，過零信號用于關(guān)斷上開關(guān)管。

8.如權(quán)利要求6所述的控制電路，最大導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路包括：

調(diào)節(jié)電流產(chǎn)生電路，接收輸入電壓信號，并根據(jù)輸入電壓信號產(chǎn)生調(diào)節(jié)電流信號；

充電電容，電連接在調(diào)節(jié)電流產(chǎn)生電路的輸出端和邏輯地之間；

比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接調(diào)節(jié)電流產(chǎn)生電路的輸出端和充電電容的公共端，第二輸入端接收參考電壓信號，比較電路比較參考電壓信號和充電電容上的電壓信號，并在輸出端產(chǎn)生最大導(dǎo)通時(shí)間信號；以及

復(fù)位開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中，復(fù)位開關(guān)的第一端和第二端耦接在充電電容的兩端，復(fù)位開關(guān)的控制端耦接比較電路的輸出端接收最大導(dǎo)通時(shí)間信號。