[發明專利]開關變換器的控制電路以及開關變換器

在審

• 申請號: 202211225977.4
• 申請日: 2022-10-09
• 公開（公告）號: CN115459564A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 施周淵
• 申請（專利權）人: 杭州艾諾半導體有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/32;H02M3/157;H02M3/158
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純

本發明公開了一種開關變換器的控制電路，所述開關變換器采用主開關管控制輸入端向輸出端的電能傳輸，從而根據直流輸入電壓產生直流輸出電壓，其中，所述控制電路包括：反饋控制電路，適于根據表征所述直流輸出電壓的反饋信號以及基準電壓信號產生反饋控制信號；PWM控制電路，適于根據與電感電流相關的電流采樣信號以及所述反饋控制信號產生脈寬調制信號；驅動電路，適于將所述脈寬調制信號轉換成開關驅動信號，以控制所述主開關管的導通狀態；電源管理接口，適于產生調控信號；補償電路，與所述電源管理接口以及所述反饋控制電路耦接，適于根據所述調控信號產生調節電流以對所述反饋信號進行補償，從而調整所述開關變換器的直流輸出電壓。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，特別涉及一種開關變換器的控制電路以及開關變換器。

背景技術

隨著電力電子產品的需求和半導體技術的發展，電源管理芯片在便攜式電腦、移動電話、個人數字助理以及其他便攜或非便攜電子設備中的應用更加廣泛。開關變換器采用功率開關管控制輸入端向輸出端的電能傳輸，因而可以在輸出端提供恒定的輸出電壓和/或輸出電流。在諸如電話系統的-48V信號或者某些通訊接口中需要用到負電壓，因而衍生出一種輸入電壓為正電壓、輸出電壓為負電壓的開關變換器。

圖1示出根據現有技術的一種開關變換器的示意性電路圖。如圖1所示，開關變換器100包括主功率電路和控制電路，主功率電路包括串聯耦接在輸入端和信號地之間的開關管T1和開關管T2，電感Ls耦接在開關管T1和開關管T2的中間節點和輸出端之間，電阻R4和電容C3串聯耦接在輸出端和信號地之間。開關變換器100的輸入端接收輸入電壓Vin，輸入電壓Vin可以等效為串聯耦接在輸入端和電源地之間的電壓源Vin，輸出端提供輸出電壓Vout。開關變換器100的控制電路用于向開關管T1和開關管T2提供開關驅動信號。

開關變換器100的控制電路包括PWM控制器110、反饋控制電路120以及驅動電路130。反饋控制電路120包括電阻R1、電阻R2、誤差放大器121以及信號處理單元122，電阻R1和電阻R2依次串聯耦接在輸出電壓Vout和地之間；誤差放大器121的負輸入端耦接至電阻R1和電阻R2的中間節點以接收輸出電壓Vout分壓后的反饋信號VFB，其正輸入端接收基準電壓信號VREF，誤差放大器121適于根據反饋信號VFB以及基準電壓信號VREF的比較結果產生誤差放大信號Vc，信號處理單元122對誤差放大信號Vc進行調幅、濾波等處理后產生反饋控制信號Vc1。

PWM控制器110包括采樣單元111、PWM比較器112以及RS觸發器113。采樣單元111采樣流經電感Ls的電感電流i_L1以產生電流采樣信號，PWM比較器112適于根據電流采樣信號以及反饋控制信號Vc1的比較結果產生置位信號，其中，PWM比較器112還接收紋波注入信號Vs以對電流采樣信號進行紋波補償。RS觸發器113根據PWM比較器112提供的置位信號和時鐘信號CLK產生脈寬調制信號PWM，驅動電路130根據脈寬調制信號PWM生成開關驅動信號以控制開關管T1和開關管T2的導通狀態。

在一些應用場景下，例如對開關變換器100進行測試時，由電源管理接口140調整基準電壓信號VREF從而改變開關變換器100的輸出電壓Vout，但當輸出電壓Vout為負時，因為輸出電壓Vout的信號地為負值，與電源管理接口140的參考地(其值例如為0V)電壓不同，導致電源管理接口140不能直接與開關變換器100耦接?，F有的解決方案是在電源管理接口140和開關變換器100之間耦接一個電平轉換電路150，然而由于參考地電壓的不同，需要額外設置一個獨立的電平移位電路140，即電平轉換電路150的參考地也需設置為信號地(其值例如為Vout)，導致開關變換器100的面積和成本顯著增加。

因此，期待一種改進的開關變換器的控制電路以及開關變換器，以解決上述問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種開關變換器的控制電路以及開關變換器，利用電流型數模轉換電路產生的調節電流改變反饋信號的值，從而調整開關變換器輸出電壓。