[發明專利]超低輸入電壓升壓變換器及其控制電路和方法

有效

• 申請號: 202010515990.8
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111711361B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 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

公開了一種用于超低輸入電壓的BOOST開關變換器及其控制電路和方法。該控制電路判定輸入電壓是否低于超低壓閾值，當輸入電壓低于超低壓閾值時，控制電路關斷上開關管，并根據輸出電壓反饋信號和輸入電壓信號控制下開關管的導通和關斷切換。其中，輸入電壓越小，下開關管導通的時間越長，且當下開關管關斷后，上開關管的寄生二極管導通續流。該BOOST開關變換器可以工作在超低輸入電壓模式，提高系統的效率。

技術領域

本發明涉及電子電路，具體但不僅限于一種具有超低輸入電壓的升壓變換器及其控制電路和方法。

背景技術

近年，隨著無線傳感網絡、便攜式以及可穿戴設備、智能家居、生物醫療等新興技術的不斷發展和進步，對于微小功率廢棄能源的采集和利用已引起了人們廣泛的關注和重視，用于能量采集中的升壓變換器得以迅猛發展。

作為能量源和用電器之間的橋梁，升壓型轉換器需要解決諸多設計挑戰。比如，在一些工業運用場合，低壓輸出采集器，例如熱電生成器或者太陽能電池板，僅能提供幾十毫伏的輸出電壓。此時，升壓變換器需要在此極低的輸入電壓下保持正常的工作狀態，并維持其輸出電壓穩定。

因此，我們期待提出一種能夠在極低輸入電壓下工作的升壓變換器及其控制電路和方法。

發明內容

本發明一方面提供了一種用于一種用于超低輸入電壓BOOST開關變換器的控制電路，該BOOST開關變換器包括上開關管和下開關管，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，產生使能信號；穩壓控制模塊，接收代表輸出電壓的輸出電壓反饋信號，并根據輸出電壓反饋信號產生第一控制信號；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，并根據輸出電壓反饋信號和輸入電壓信號產生第二控制信號；其中，當輸入電壓信號大于低壓閾值時，根據第一控制信號控制上開關管和下開關管的導通和關斷切換；當輸入電壓信號小于低壓閾值時，關斷上開關管，并根據第二控制信號控制下開關管的導通和關斷切換，其中，當下開關管關斷后，上開關管的寄生二極管導通續流。

本發明另一方面提供了一種超低輸入電壓的BOOST開關變換器，所述BOOST開關變換器包括如上所述的超低壓控制電路。

本發明另一方面提供了一種用于超低輸入壓BOOST開關變換器的控制方法，該BOOST開關變換器包括上開關管和下開關管，所述控制方法包括：判定輸入電壓信號是否小于低壓閾值；當輸入電壓信號大于低壓閾值時，根據代表輸出電壓信號的輸出電壓反饋信號產生上開關控制信號和下開關控制信號分別控制上開關管和下開關管的導通和關斷切換；以及當輸入電壓信號小于低壓閾值時，關斷上開關管，并根據輸出電壓反饋信號和輸入電壓信號產生下開關管控制信號控制下開關管的導通和關斷切換，其中，當下開關管關斷后，上開關管的寄生二極管導通續流。

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超低輸入電壓升壓變換器100的示意框圖；

圖2所示為根據本發明一實施例的超低輸入電壓升壓變換器200的電路原理圖；

圖3所示為根據本發明一實施例的超低輸入電壓升壓變換器300的電路原理圖。

圖4所示為根據本發明一實施例的圖2、圖3實施例中的最大導通時間產生電路203的電路原理圖；

圖5所示為根據本發明又一實施例的圖2、圖3實施例中最大導通時間產生電路203的電路原理圖；

圖6所示為根據本發明一實施例的圖2、圖3所示實施例中的導通時間產生電路201的電路原理圖；

圖7所示為根據本發明一實施例的圖1所示實施例中穩壓控制模塊21的電路原理圖；

圖8所示為根據本發明一實施例的用于升壓變換器的超低壓控制方法800的流程示意圖。