本公開(kāi)的實(shí)施例涉及功率變換器，尤其涉及升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器及其控制電路。

背景技術(shù)：

升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器可以將輸入電壓轉(zhuǎn)換為高于、等于或低于該輸入電壓的輸出電壓，可以工作在較寬的輸入電壓變化范圍內(nèi)。因此在電源領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

圖1示出了一種常見(jiàn)的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器中的功率開(kāi)關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10。該功率開(kāi)關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10包括四個(gè)功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD。第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第二功率開(kāi)關(guān)SWB串聯(lián)耦接于輸入端IN和參考地GND之間，第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第二功率開(kāi)關(guān)SWB的公共耦接端形成第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1。第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD串聯(lián)耦接于輸出端OUT和參考地GND之間，第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD的公共耦接端形成第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2。第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2之間耦接電感L。升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器通常還包括控制電路，用于為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10中的功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD的控制端GA、GB、GC和GD提供控制信號(hào)，以控制每個(gè)開(kāi)關(guān)各自的導(dǎo)通和關(guān)斷切換，從而將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為合適的輸出電壓Vo。

控制電路中一般還包括用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD的驅(qū)動(dòng)器，圖1中示意出了第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第四功率開(kāi)關(guān)SWD的驅(qū)動(dòng)器DRA和DRD。對(duì)于第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第四功率開(kāi)關(guān)SWD采用N溝道功率開(kāi)關(guān)器件(例如N溝道FET、N溝道DMOS等)的情形，通常需要提供自舉電路，例如圖1中示意的耦接于第一自舉端BST1與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1之間的第一自舉電容CB1和耦接于第二自舉端BST2與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2之間的第二自舉電容CB2，用于分別以SW1和SW2節(jié)點(diǎn)的電壓為參考電勢(shì)產(chǎn)生第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2。該第一自舉電壓V_BST1和該第二自舉電壓V_BST2分別用于提升/增強(qiáng)由驅(qū)動(dòng)器DRA和DRD為第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第四功率開(kāi)關(guān)SWD的控制端GA和GD提供的控制信號(hào)DR1和DR4的驅(qū)動(dòng)能力，從而很好地控制第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第四功率開(kāi)關(guān)SWD的導(dǎo)通和關(guān)斷。

第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2可以分別通過(guò)對(duì)第一自舉電容CB1和第二自舉電容CB2充電得到。然而在某些工作狀態(tài)下(如升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器工作在負(fù)載較輕或者空載的情況下)，可能由于第一自舉電容CB1和第二自舉電容CB2上的電荷不足而又不能及時(shí)被充電到足夠的水平，而導(dǎo)致第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2下降，不足以使第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第四功率開(kāi)關(guān)SWD正常導(dǎo)通和關(guān)斷，升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器也因此不能正常工作。因此，通常在第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2下降至低于設(shè)定閾值時(shí)，則需要對(duì)第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2進(jìn)行刷新，即：把第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2充電(例如通過(guò)對(duì)第一自舉電容CB1和第二自舉電容CB2充電)至恢復(fù)到正常期望值。

在跳頻模式下，通常當(dāng)流過(guò)電感L的電感電流IL跨零時(shí)則將四個(gè)功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD均關(guān)斷，此時(shí)第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2處的電壓將振蕩或者處于懸浮電勢(shì)(可能為高電位例如Vin也可能為低電位例如GND)。在這種情況下，若剛好需要對(duì)第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2進(jìn)行刷新，則采用例如發(fā)明專利ZL201210315162.5公開(kāi)的自舉電壓刷新方案，令第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第二功率開(kāi)關(guān)SWB進(jìn)行頻率大致恒定的導(dǎo)通和關(guān)斷切換和/或令第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD進(jìn)行頻率大致恒定的導(dǎo)通和關(guān)斷切換以為第一自舉電容CB1和/或第二自舉電容CB2充電會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1和/或開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2處的電壓出現(xiàn)高頻振蕩，不僅不能成功對(duì)第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2進(jìn)行刷新，而且會(huì)導(dǎo)致升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電壓Vo紊亂波動(dòng)。圖2示出了一種現(xiàn)有的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器在跳頻模式下并且電感電流IL跨零后保持四個(gè)功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD均關(guān)斷的情形下進(jìn)行自舉電壓刷新時(shí)的仿真波形示意圖。由圖2可見(jiàn)，在對(duì)第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2進(jìn)行刷新的過(guò)程中，SW1和SW2節(jié)點(diǎn)處的電壓V_SW1和V_SW2會(huì)出現(xiàn)振蕩，引起輸出電壓Vo紊亂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本公開(kāi)的實(shí)施例提供一種升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器及控制電路和控制方法。

升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器可以包括串聯(lián)耦接于該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸入端和參考地之間的第一功率開(kāi)關(guān)和第二功率開(kāi)關(guān)以及串聯(lián)耦接于該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出端和參考地之間的第三功率開(kāi)關(guān)和第四功率開(kāi)關(guān)，該第一功率開(kāi)關(guān)和第二功率開(kāi)關(guān)的公共耦接點(diǎn)構(gòu)成第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)，該第三功率開(kāi)關(guān)和第四功率開(kāi)關(guān)的公共耦接點(diǎn)構(gòu)成第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

在本公開(kāi)的一個(gè)方面，提出了一種用于控制升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的控制電路。該控制電路包括邏輯控制單元，用于接收跳頻控制信號(hào)和跨零指示信號(hào)，并且在所述跳頻控制信號(hào)控制該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器進(jìn)入跳頻模式且所述跨零指示信號(hào)指示該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電感電流跨零時(shí)，將所述第二功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，或者將所述第三功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，或者將所述第二功率開(kāi)關(guān)和所述第三功率開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通。

在一個(gè)實(shí)施例中，該控制電路可以進(jìn)一步包括：跳頻控制單元，用于將表征該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的負(fù)載狀態(tài)的負(fù)載狀態(tài)表征信號(hào)與跳頻閾值比較以輸出所述跳頻控制信號(hào)，若該負(fù)載狀態(tài)表征信號(hào)小于該跳頻閾值，則該跳頻控制信號(hào)控制該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器進(jìn)入跳頻模式；和跨零檢測(cè)單元，用于將表征所述輸出電感電流的電感電流表征信號(hào)與跨零閾值比較以輸出所述跨零指示信號(hào)，若該電感電流表征信號(hào)達(dá)到所述跨零閾值時(shí)，所述跨零指示信號(hào)指示該輸出電感電流跨零。

在本公開(kāi)的另一方面，提出了一種包括本公開(kāi)各實(shí)施例的控制電路的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器。該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器還可以包括自舉電路，包含耦接于第一自舉端與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的第一自舉電容和耦接于第二自舉端與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的第二自舉電容。當(dāng)該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器進(jìn)入跳頻模式且所述跨零指示信號(hào)指示該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電感電流跨零時(shí)，將第二功率開(kāi)關(guān)和/或第三功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通可以將第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓拉低，使第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓不再是振蕩或者處于懸浮電勢(shì)，并且可以對(duì)第一自舉電容和第二自舉電容充電，不僅能保證對(duì)第一自舉電壓和第二自舉電壓的及時(shí)刷新，而且能保證升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電壓平穩(wěn)。

在本公開(kāi)的再一方面，提出了一種控制升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的方法，包括：判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器是否進(jìn)入跳頻模式；判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電感電流是否跨零；以及在升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器進(jìn)入跳頻模式且其輸出電感電流跨零時(shí)，將該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的第二功率開(kāi)關(guān)和/或第三功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。

附圖說(shuō)明

下面的附圖有助于更好地理解接下來(lái)對(duì)本公開(kāi)不同實(shí)施例的描述。這些附圖并非按照實(shí)際的特征、尺寸及比例繪制，而是示意性地示出了本公開(kāi)一些實(shí)施方式的主要特征。這些附圖和實(shí)施方式以非限制性、非窮舉性的方式提供了本公開(kāi)的一些實(shí)施例。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，不同附圖中具有相同功能的相同或類似的組件或結(jié)構(gòu)采用相同的附圖標(biāo)記。

圖1示出了一種常見(jiàn)的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器中的功率開(kāi)關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10；

圖2示出了一種現(xiàn)有的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器在跳頻模式下并且電感電流IL跨零后保持四個(gè)功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD均關(guān)斷的情形下進(jìn)行自舉電壓刷新時(shí)的仿真波形示意圖；

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100及其控制電路200的電路架構(gòu)示意圖；

圖4示根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)變型實(shí)施例的跨零檢測(cè)單元108的電路架構(gòu)示意圖；

圖5示意出了一種控制升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)說(shuō)明本公開(kāi)的一些實(shí)施例。在接下來(lái)的說(shuō)明中，一些具體的細(xì)節(jié)，例如實(shí)施例中的具體電路結(jié)構(gòu)和這些電路元件的具體參數(shù)，都用于對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例提供更好的理解。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，即使在缺少一些細(xì)節(jié)或者其他方法、元件、材料等結(jié)合的情況下，本公開(kāi)的實(shí)施例也可以被實(shí)現(xiàn)。

在本公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)中，提及“一個(gè)實(shí)施例”時(shí)均意指在該實(shí)施例中描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者參數(shù)、步驟等至少包含在根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中。因而，在本公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)中，若采用了諸如“根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例”、“在一個(gè)實(shí)施例中”等用語(yǔ)并不用于特指在同一個(gè)實(shí)施例中，若采用了諸如“在另外的實(shí)施例中”、“根據(jù)本公開(kāi)的不同實(shí)施例”、“根據(jù)本公開(kāi)另外的實(shí)施例”等用語(yǔ)，也并不用于特指提及的特征只能包含在特定的不同的實(shí)施例中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本公開(kāi)說(shuō)明書(shū)的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中公開(kāi)的各具體特征、結(jié)構(gòu)或者參數(shù)、步驟等可以以任何合適的方式組合。另外，在本公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求中，“耦接”一詞意指通過(guò)電氣或者非電氣的方式實(shí)現(xiàn)直接或者間接的連接。“一個(gè)”并不用于特指單個(gè)，而是可以包括復(fù)數(shù)形式?！霸凇小笨梢园ā霸凇小焙汀霸凇稀钡暮x。除非特別明確指出，“或”可以包括“或”、“和”及“或/和”的含義，并不用于特指只能選擇幾個(gè)并列特征中的一個(gè)，而是意指可以選擇其中的一個(gè)或幾個(gè)或其中某幾個(gè)特征的組合。除非特別明確指出，“基于”一詞不具有排它性，而是意指除了基于明確描述的特征之外，還可以基于其它未明確描述的特征?！半娐贰币庵钢辽賹⒁粋€(gè)或者多個(gè)有源或無(wú)源的元件耦接在一起以提供特定功能的結(jié)構(gòu)?！靶盘?hào)”至少可以指包括電流、電壓、電荷、溫度、數(shù)據(jù)、壓力或者其它類型的信號(hào)。若“晶體管”的實(shí)施例可以包括“場(chǎng)效應(yīng)晶體管”或者“雙極結(jié)型晶體管”，則“柵極/柵區(qū)”、“源極/源區(qū)”、“漏極/漏區(qū)”分別可以包括“基極/基區(qū)”、“發(fā)射極/發(fā)射區(qū)”、“集電極/集電區(qū)”，反之亦然。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上羅列的對(duì)本公開(kāi)中描述用語(yǔ)的解釋僅僅是示例性的，并不用于對(duì)各用語(yǔ)進(jìn)行絕對(duì)的限定。

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100及其控制電路200的電路架構(gòu)示意圖。該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100可以包括：輸入端IN，用于接收輸入電壓Vin；輸出端OUT，用于提供合適的輸出電壓Vo，以為負(fù)載供電并提供輸出電流Io；開(kāi)關(guān)單元，例如包括第一功率開(kāi)關(guān)SWA、第二功率開(kāi)關(guān)SWB、第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD，具有用于耦接所述輸入端IN的第一端、用于耦接所述輸出端OUT的第二端，以及用于接收控制信號(hào)(例如圖3中的第一控制信號(hào)DR1、第二控制信號(hào)DR2、第三控制信號(hào)DR3和第四控制信號(hào)DR4)的控制端(例如圖3中的第一控制端GA、第二控制端GB、第三控制端GC和第四控制端GD)，該開(kāi)關(guān)單元被配置為基于控制信號(hào)(例如圖3中的第一控制信號(hào)DR1、第二控制信號(hào)DR2、第三控制信號(hào)DR3和第四控制信號(hào)DR4)進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷切換，以將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為所述輸出電壓Vo；以及控制電路200，用于檢測(cè)/接收表征輸出電壓Vo的第一反饋信號(hào)Vfb、反映輸出電流Io的第二反饋信號(hào)Vcs和表征輸出電壓Vo的期望值的參考信號(hào)Vref。該控制電路200被構(gòu)建用于至少基于所述第一反饋信號(hào)Vfb、第二反饋信號(hào)Vcs和參考信號(hào)Vref提供前述控制信號(hào)(例如圖3中的第一控制信號(hào)DR1、第二控制信號(hào)DR2、第三控制信號(hào)DR3和第四控制信號(hào)DR4)至開(kāi)關(guān)單元。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100還可以包括容性儲(chǔ)能元件Co，其一端耦接輸出端OUT，另一端連接至參考地GND，用于對(duì)開(kāi)關(guān)單元的輸出(例如第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1或第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2)濾波(或者可以看作對(duì)輸出電壓Vo濾波)以使輸出端OUT提供平滑的輸出電壓Vo。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100還可以包括反饋電路，用于檢測(cè)輸出電壓Vo并提供表征輸出電壓Vo的第一反饋信號(hào)Vfb。例如，圖3中的反饋電路示意為包括串聯(lián)耦接在輸出端OUT與參考地GND之間的第一反饋電阻Rf1與第二反饋電阻Rf2，在該第一反饋電阻Rf1與第二反饋電阻Rf2的公共節(jié)點(diǎn)處提供第一反饋信號(hào)Vfb。在其它的實(shí)施例中，也可以采用其它合適的反饋電路，甚至也可以不包括反饋電路，而是可以通過(guò)直接反饋輸出電壓Vo以提供第一反饋信號(hào)Vfb。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100還可以包括自舉電路，例如圖3中示意的耦接于第一自舉端BST1與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1之間的第一自舉電容CB1和耦接于第二自舉端BST2與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2之間的第二自舉電容CB2，用于分別以SW1和SW2節(jié)點(diǎn)的電壓為參考電勢(shì)產(chǎn)生第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2。該第一自舉電壓V_BST1和該第二自舉電壓V_BST2分別用于提升/增強(qiáng)由驅(qū)動(dòng)器DR1和DR4為第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第四功率開(kāi)關(guān)SWD的控制端GA和GD提供的控制信號(hào)DR1和DR4的驅(qū)動(dòng)能力，從而很好地控制第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第四功率開(kāi)關(guān)SWD的導(dǎo)通和關(guān)斷。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100的開(kāi)關(guān)單元可以具有如下拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第二功率開(kāi)關(guān)SWB串聯(lián)耦接于輸入端IN和參考地GND之間，第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第二功率開(kāi)關(guān)SWB的公共耦接端形成第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1；第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD串聯(lián)耦接于輸出端OUT和參考地GND之間，第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD的公共耦接端形成第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2之間耦接感性儲(chǔ)能元件Lo。在圖3的示例性實(shí)施例中，第一至第四功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD均可以包括可控開(kāi)關(guān)元件，例如示意為MOSFET。該第一至第四功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD可以分別具有各自的控制端，例如所述第一控制端GA、第二控制端GB、第三控制端GC和第四控制端GD，分別用于接收控制電路200提供的第一控制信號(hào)DR1、第二控制信號(hào)DR2、第三控制信號(hào)DR3和第四控制信號(hào)DR4。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100的控制電路200在負(fù)載為正常帶載或者重載時(shí)采用峰值電流控制脈沖寬度調(diào)制模式或者恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式對(duì)開(kāi)關(guān)單元進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷切換控制?？刂齐娐?00還被構(gòu)建在負(fù)載為輕載或者空載時(shí)采用跳頻模式(PSM)對(duì)開(kāi)關(guān)單元進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷切換控制以降低功耗。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路200至少提供例如圖3中的第一控制信號(hào)DR1、第二控制信號(hào)DR2、第三控制信號(hào)DR3和第四控制信號(hào)DR4分別至開(kāi)關(guān)單元中的第一功率開(kāi)關(guān)SWA、第二功率開(kāi)關(guān)SWB、第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD，以控制這些功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷切換。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，第一功率開(kāi)關(guān)SWA和第二功率開(kāi)關(guān)SWB構(gòu)成第一組開(kāi)關(guān)對(duì)(通常稱為降壓開(kāi)關(guān)對(duì))，第三功率開(kāi)關(guān)SWC和第四功率開(kāi)關(guān)SWD構(gòu)成第二組開(kāi)關(guān)對(duì)(通常稱為升壓開(kāi)關(guān)對(duì))?？刂齐娐?00被構(gòu)建以控制該第一組開(kāi)關(guān)對(duì)和第二組開(kāi)關(guān)對(duì)相互獨(dú)立地進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷切換?？刂齐娐?00可以根據(jù)輸入電壓Vin和輸出電壓Vo的相對(duì)大小調(diào)整該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100至少工作于降壓模式(例如若輸入電壓Vin高于輸出電壓Vo)、升壓-降壓模式(例如若輸入電壓Vin接近或等于輸出電壓Vo)和升壓模式(例如若輸入電壓Vin降至低于輸出電壓Vo)。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，控制電路200采用的第二反饋信號(hào)Vcs可以通過(guò)檢測(cè)流過(guò)功率開(kāi)關(guān)SWA、SWB、SWC和SWD的開(kāi)關(guān)電流或者通過(guò)檢測(cè)流過(guò)感性儲(chǔ)能元件Lo的電感電流IL獲得，因而第二反饋信號(hào)Vcs正比于開(kāi)關(guān)電流或者電感電流IL，并包含了開(kāi)關(guān)電流或者電感電流IL的實(shí)時(shí)信息。圖3中示意為控制電路200通過(guò)檢測(cè)流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)SWB的開(kāi)關(guān)電流IB或第三功率開(kāi)關(guān)SWC的開(kāi)關(guān)電流IC獲得第二反饋信號(hào)Vcs。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，控制電路200可以基于第一反饋信號(hào)和參考信號(hào)的差值以及跳頻閾值判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100是否進(jìn)入跳頻模式。當(dāng)然，這只是一種判定是否進(jìn)入跳頻模式的方案，應(yīng)該理解在其它實(shí)施例中也可以采用其它技術(shù)方案，例如：該跳頻閾值可以是設(shè)定的閾值，也可以是來(lái)自升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100其它電路模塊的輸出信號(hào)，例如來(lái)自非同步調(diào)制單元(Advanced Asynchronous Modulation，AAM)的輸出信號(hào)?？刂齐娐?00還可以基于第二反饋信號(hào)Vcs與跨零閾值比較以判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100的電感電流IL是否跨零。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解這里的跨零閾值可以為零，也可以是非常接近零的值(例如在誤差容限允許范圍內(nèi)考慮了電路元件的失調(diào)電壓之后設(shè)定的跨零閾值)。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，在升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100進(jìn)入跳頻模式且電感電流IL跨零時(shí)，控制電路200還將第二功率開(kāi)關(guān)SWB和/或第三功率開(kāi)關(guān)SWC導(dǎo)通。這樣第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2處的電壓V_SW1和V_SW2將被拉低(例如到參考地電勢(shì)GND)，使第一自舉電容CB1和第二自舉電容CB2可以被及時(shí)充電，從而保證第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2不低于允許的最小自舉電壓閾值。由于第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2不再是振蕩或者處于懸浮電勢(shì)，因而對(duì)第一自舉電容CB1和/或第二自舉電容CB2充電并不會(huì)引起開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1和/或開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2處的電壓出現(xiàn)高頻振蕩，不僅能保證對(duì)第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2的及時(shí)刷新，而且能保證升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電壓Vo平穩(wěn)。

以下將參考圖3至圖4對(duì)根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100和控制電路200進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，控制電路200可以是制作于單個(gè)芯片上的單晶片集成電路。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路200可以包括誤差放大單元101，用于將第一反饋信號(hào)Vfb與參考信號(hào)Vref進(jìn)行運(yùn)算，以提供表征該第一反饋信號(hào)Vfb與該參考信號(hào)Vref之差值的差值放大信號(hào)Vcomp。

控制電路200還可以包括電流檢測(cè)與斜坡補(bǔ)償單元106，用于檢測(cè)流過(guò)開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)關(guān)電流(例如圖3中示意為檢測(cè)流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)SWB的開(kāi)關(guān)電流IB或流過(guò)第三功率開(kāi)關(guān)SWC的開(kāi)關(guān)電流IC)或者流過(guò)感性儲(chǔ)能元件Lo的電感電流IL以產(chǎn)生第二反饋信號(hào)Vcs，并將該第二反饋信號(hào)Vcs進(jìn)行斜坡補(bǔ)償，以提供第一電流檢測(cè)信號(hào)V_CS1和第二電流檢測(cè)信號(hào)V_CS2，其中該第一電流檢測(cè)信號(hào)V_CS1表征了升壓-降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100工作于降壓模式/降壓周期時(shí)的開(kāi)關(guān)電流或者電感電流IL，該第二電流檢測(cè)信號(hào)表征了升壓-降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100工作于升壓模式/升壓周期時(shí)的開(kāi)關(guān)電流或者電感電流IL。在圖3的示例中，電流檢測(cè)與斜坡補(bǔ)償單元106示意為采用電流檢測(cè)電阻RS和檢測(cè)放大器CS實(shí)現(xiàn)該功能。該電流檢測(cè)電阻RS可以在控制電路200外部提供，該電流檢測(cè)電阻RS與第二功率開(kāi)關(guān)SWB和/或第三功率開(kāi)關(guān)SWC串聯(lián)耦接，檢測(cè)放大器CS的兩個(gè)輸入端分別耦接電流檢測(cè)電阻RS的兩端，其輸出端提供所述第二反饋信號(hào)V_CS。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)的電路有多種，其它實(shí)施例中也可采用現(xiàn)有的其它電流檢測(cè)電路。電流檢測(cè)與斜坡補(bǔ)償單元106可以接收第一斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP1和第二斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP2，用于分別對(duì)第二反饋信號(hào)V_CS進(jìn)行補(bǔ)償，采用第一斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP1對(duì)所述第二反饋信號(hào)Vcs進(jìn)行補(bǔ)償后得到所述第一電流檢測(cè)信號(hào)V_CS1，同時(shí)采用第二斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP2對(duì)所述第二反饋信號(hào)Vcs進(jìn)行補(bǔ)償后得到所述第二電流檢測(cè)信號(hào)V_CS2。。在一個(gè)實(shí)施例中，第二斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP2可以由第一斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP1疊加設(shè)定的偏壓ΔV得到，使第一斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP1的峰值與第二斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP2的谷值相等。也就是說(shuō)第一斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP1的峰值剛好與第二斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP2的谷值相碰，但第一斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP1與第二斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP2不交疊。在這種情況下也可以認(rèn)為所述設(shè)定的偏壓ΔV等于第一斜坡補(bǔ)償信號(hào)RAMP1的幅值。因而，所述第一電流檢測(cè)信號(hào)V_CS1和所述第二電流檢測(cè)信號(hào)V_CS2之間也具有所述設(shè)定的偏壓ΔV(即，第二電流檢測(cè)信號(hào)V_CS2也可看作由第一電流檢測(cè)信號(hào)V_CS1疊加所述設(shè)定的偏壓ΔV得到)。

控制電路200還可以包括降壓周期脈沖寬度調(diào)制單元102和升壓周期脈沖寬度調(diào)制單元103。降壓周期脈沖寬度調(diào)制單元102用于接收所述差值放大信號(hào)Vcomp和所述第一電流檢測(cè)信號(hào)V_CS1，并將該第一電流檢測(cè)信號(hào)V_CS1與差值放大信號(hào)Vcomp比較以輸出第一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1。升壓周期脈沖寬度調(diào)制單元103用于接收所述差值放大信號(hào)Vcomp和所述第二電流檢測(cè)信號(hào)V_CS2，并將該第二電流檢測(cè)信號(hào)V_CS2與差值放大信號(hào)Vcomp比較以輸出第二脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM2。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，控制電路200還可以包括邏輯控制單元104。該邏輯控制單元104至少接收所述第一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、第二脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM2和例如時(shí)鐘信號(hào)CLK(在采用峰值電流控制脈沖寬度調(diào)制模式，如圖3示意)或?qū)〞r(shí)間控制信號(hào)(在采用恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式，未圖示，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該熟知)，并至少基于該第一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM1、第二脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM2和時(shí)鐘信號(hào)CLK或恒定導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)產(chǎn)生第一中間控制信號(hào)Q1、第二中間控制信號(hào)Q2、第三中間控制信號(hào)Q3和第四中間控制信號(hào)Q4。該時(shí)鐘信號(hào)CLK可以由例如振蕩器提供。該恒定導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)可以由例如計(jì)時(shí)單元產(chǎn)生。第一至第四中間控制信號(hào)Q1～Q4分別被送至第一驅(qū)動(dòng)器109、第二驅(qū)動(dòng)器110、第三驅(qū)動(dòng)器111和第四驅(qū)動(dòng)器112后產(chǎn)生所述第一控制信號(hào)DR1、第二控制信號(hào)DR2、第三控制信號(hào)DR3和第四控制信號(hào)DR4。該第一至第四驅(qū)動(dòng)器109～112分別用于增進(jìn)第一至第四中間控制信號(hào)Q1～Q4的驅(qū)動(dòng)能力，以使輸出的第一至第四控制信號(hào)DR1～DR4具有足夠驅(qū)動(dòng)第一至第四功率開(kāi)關(guān)SWA～SWD很好地導(dǎo)通和關(guān)斷的能力(所謂很好地導(dǎo)通和關(guān)斷一般指能使第一至第四功率開(kāi)關(guān)SWA～SWD完全導(dǎo)通以及完全關(guān)斷)。在一些實(shí)施例中，該第一至第四驅(qū)動(dòng)器109～112也可以包含在邏輯控制單元104中而不再單獨(dú)示意出。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，第一驅(qū)動(dòng)器109的第一電源端耦接第一自舉端BST1用于接收第一自舉電壓V_BST1，其第二電源端耦接第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1用于接收第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1，這樣第一驅(qū)動(dòng)器109可以將第一中間控制信號(hào)Q1分別以第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1和第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1加第一自舉電壓V_BST1為參考低電位和參考高電位轉(zhuǎn)換為第一控制信號(hào)DR1，則該第一控制信號(hào)DR1具有增進(jìn)的驅(qū)動(dòng)能力，可以保證第一功率開(kāi)關(guān)SWA的控制端GA與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1之間的電壓差足夠大，從而很好地控制第一功率開(kāi)關(guān)SWA導(dǎo)通或關(guān)斷。第二驅(qū)動(dòng)器110的第一電源端耦接內(nèi)部供電電壓VCC(該內(nèi)部供電電壓可以由升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100內(nèi)部的其它電路模塊提供)，其第二電源端耦接參考地，這樣第二驅(qū)動(dòng)器110可以將第二中間控制信號(hào)Q2分別以參考地和內(nèi)部供電電壓VCC為參考低電位和參考高電位轉(zhuǎn)換為第二控制信號(hào)DR2，以驅(qū)動(dòng)第二功率開(kāi)關(guān)SWB導(dǎo)通或關(guān)斷。第三驅(qū)動(dòng)器111的第一電源端耦接內(nèi)部供電電壓VCC，其第二電源端耦接參考地，這樣第三驅(qū)動(dòng)器111可以將第三中間控制信號(hào)Q3分別以參考地和內(nèi)部供電電壓VCC為參考低電位和參考高電位轉(zhuǎn)換為第三控制信號(hào)DR3，以驅(qū)動(dòng)第三功率開(kāi)關(guān)SWC導(dǎo)通或關(guān)斷。第四驅(qū)動(dòng)器112的第一電源端耦接第二自舉端BST2用于接收第二自舉電壓V_BST2，其第二電源端耦接第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2用于接收第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2，這樣第四驅(qū)動(dòng)器112可以將第四中間控制信號(hào)Q4分別以第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2加第二自舉電壓V_BST2為參考低電位和參考高電位轉(zhuǎn)換為第四控制信號(hào)DR4，則該第四控制信號(hào)DR4具有增進(jìn)的驅(qū)動(dòng)能力，可以保證第四功率開(kāi)關(guān)SWD的控制端GD與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2之間的電壓差足夠大，從而很好地控制第四功率開(kāi)關(guān)SWD導(dǎo)通或關(guān)斷。由此可見(jiàn)，必須保證第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2不低于允許的最小自舉電壓閾值以保證第一控制信號(hào)DR1和第四控制信號(hào)DR4的驅(qū)動(dòng)能力足夠大。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，控制電路200還可以包括跳頻控制單元105。跳頻控制單元105通過(guò)將表征負(fù)載狀態(tài)的信號(hào)與跳頻閾值V_PSM比較以判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100是否該進(jìn)入跳頻模式并輸出跳頻控制信號(hào)PSM。在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，如圖3所示，可以采用所述差值放大信號(hào)Vcomp作為所述表征負(fù)載狀態(tài)的信號(hào)，若該表征負(fù)載狀態(tài)的信號(hào)小于跳頻閾值V_PSM，則表明升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100的負(fù)載為輕載或空載，跳頻控制信號(hào)PSM控制該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100進(jìn)入跳頻模式，以降低功耗。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3示例，該跳頻控制單元105可以包括跳頻比較器，其一個(gè)輸入端用于接收所述差值放大信號(hào)Vcomp，另一輸入端用于接收跳頻閾值V_PSM，其輸出端提供跳頻控制信號(hào)PSM。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解采用所述差值放大信號(hào)Vcomp作為所述表征負(fù)載狀態(tài)的信號(hào)僅僅是示例性的，還可以采用其它攜帶負(fù)載信息的信號(hào)作為所述表征負(fù)載狀態(tài)的信號(hào)。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，控制電路200還可以包括跨零檢測(cè)單元108。在第二功率開(kāi)關(guān)SWB或第三功率開(kāi)關(guān)SWC導(dǎo)通期間，該跨零檢測(cè)單元108可以基于所述第二反饋信號(hào)Vcs與第一跨零閾值V_ZCD1比較以判斷電感電流IL是否跨零，并產(chǎn)生第一跨零指示信號(hào)ZCD1，若所述第二反饋信號(hào)Vcs達(dá)到所述第一跨零閾值V_ZCD1則第一跨零指示信號(hào)ZCD1指示流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)SWB或第三功率開(kāi)關(guān)SWC的電流(亦即在第二功率開(kāi)關(guān)SWB或第三功率開(kāi)關(guān)SWC導(dǎo)通期間的電感電流IL)跨零。在第四功率開(kāi)關(guān)SWD導(dǎo)通期間，該跨零檢測(cè)單元108可以基于輸出電壓Vo與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2之差值與第二跨零閾值V_ZCD2比較以判斷電感電流IL是否跨零，并產(chǎn)生第二跨零指示信號(hào)ZCD2，若所述輸出電壓Vo與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2之差值達(dá)到所述第二跨零閾值V_ZCD2則第二跨零指示信號(hào)ZCD2指示流過(guò)第四功率開(kāi)關(guān)SWD的電流(亦即在第四功率開(kāi)關(guān)SWD導(dǎo)通期間的電感電流IL)跨零。如圖3示意，在一個(gè)實(shí)施例中，該跨零檢測(cè)單元108示意為包括第一跨零比較器1081、第二跨零比較器1082和運(yùn)算放大器1083。該第一跨零比較器1081用于分別在其第一輸入端和第二輸入端接收第二反饋信號(hào)Vcs和第一跨零閾值V_ZCD1，并在其輸出端提供第一跨零指示信號(hào)ZCD1。該運(yùn)算放大器1083用于分別在其第一輸入端和第二輸入端接收輸出電壓Vo(也可以是表征輸出電壓Vo的信號(hào)，例如對(duì)輸出電壓Vo分壓之后得到的輸出分壓信號(hào))與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2(也可以是表征第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2的信號(hào)，例如對(duì)第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2分壓之后得到的第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)分壓信號(hào))，計(jì)算輸出電壓Vo與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2的差值，并在其輸出端提供表征輸出電壓Vo與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2之差值的第一差值信號(hào)Vd1。該第二跨零比較器1082用于分別在其第一輸入端和第二輸入端接收該第一差值信號(hào)Vd1和第二跨零閾值V_ZCD2，并在其輸出端提供第二跨零指示信號(hào)ZCD2。在一個(gè)實(shí)施例中，跨零檢測(cè)單元108還可以包括或邏輯電路1085，用于接收第一跨零指示信號(hào)ZCD1和第二跨零指示信號(hào)ZCD2，并對(duì)該第一跨零指示信號(hào)ZCD1和第二跨零指示信號(hào)ZCD2進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算以輸出跨零指示信號(hào)ZCD。若第一跨零指示信號(hào)ZCD1指示流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)SWB或第三功率開(kāi)關(guān)SWC的電流跨零或第二跨零指示信號(hào)ZCD2指示流過(guò)第四功率開(kāi)關(guān)SWD的電流跨零，則跨零指示信號(hào)ZCD指示電感電流IL跨零。在一個(gè)實(shí)施例中，該或邏輯電路1085也可以集成于邏輯控制單元104中。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，在第四功率開(kāi)關(guān)SWD導(dǎo)通期間，該跨零檢測(cè)單元108也可以基于輸入電壓Vin與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1之差值與第三跨零閾值V_ZCD3比較以判斷電感電流IL是否跨零，并產(chǎn)生第三跨零指示信號(hào)ZCD3。若所述輸入電壓Vin與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1之差值達(dá)到所述第三跨零閾值V_ZCD3則第三跨零指示信號(hào)ZCD3指示流過(guò)第一功率開(kāi)關(guān)SWA的電流(亦即在第一功率開(kāi)關(guān)SWA導(dǎo)通期間的電感電流IL)跨零。圖4例子示意出的跨零檢測(cè)單元108與圖3實(shí)施例中的跨零檢測(cè)單元108區(qū)別在于采用運(yùn)算放大器1086替換運(yùn)算放大器1083，該運(yùn)算放大器1086用于分別在其第一輸入端和第二輸入端接收輸入電壓Vin(也可以是表征輸入電壓Vin的信號(hào)，例如對(duì)輸入電壓Vin分壓之后得到的輸入分壓信號(hào))與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1(也可以是表征第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1的信號(hào)，例如對(duì)第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1分壓之后得到的第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)分壓信號(hào))，計(jì)算輸入電壓Vin與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1的差值，并在其輸出端提供表征輸入電壓Vin與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1之差值的第二差值信號(hào)Vd2。第二跨零比較器1082則分別在其第一輸入端和第二輸入端接收該第二差值信號(hào)Vd2和第三跨零閾值V_ZCD3，并在其輸出端提供第三跨零指示信號(hào)ZCD3?；蜻壿嬰娐?085則接收第一跨零指示信號(hào)ZCD1和第三跨零指示信號(hào)ZCD3，并對(duì)該第一跨零指示信號(hào)ZCD1和第三跨零指示信號(hào)ZCD3進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算以輸出跨零指示信號(hào)ZCD。若第一跨零指示信號(hào)ZCD1指示流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)SWB或第三功率開(kāi)關(guān)SWC的電流跨零或第三跨零指示信號(hào)ZCD3指示流過(guò)第一功率開(kāi)關(guān)SWA的電流跨零，則跨零指示信號(hào)ZCD指示電感電流IL跨零。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例，邏輯控制單元104進(jìn)一步接收所述跳頻控制信號(hào)PSM和所述跨零指示信號(hào)ZCD，并基于該跳頻控制信號(hào)PSM和該跨零指示信號(hào)ZCD控制第二功率開(kāi)關(guān)SWB和/或第三功率開(kāi)關(guān)SWC。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述跳頻控制信號(hào)PSM控制該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100進(jìn)入跳頻模式并且所述跨零指示信號(hào)ZCD指示電感電流IL跨零時(shí)，邏輯控制單元104控制第二功率開(kāi)關(guān)SWB導(dǎo)通。這樣第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1被拉低(例如至地電位GND)，從而使第一自舉電容CB1可以被充電，進(jìn)而保證第一自舉電壓V_BST1不低于允許的最小自舉電壓閾值。經(jīng)過(guò)一段很短的時(shí)間后由于第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW2可以通過(guò)經(jīng)感性儲(chǔ)能元件Lo和第二功率開(kāi)關(guān)SWB到參考地GND的通路放電，因而第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2也會(huì)被拉低(例如至地電位GND)，從而使第二自舉電容CB2可以被充電，進(jìn)而保證第二自舉電壓V_BST2不低于允許的最小自舉電壓閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述跳頻控制信號(hào)PSM控制該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100進(jìn)入跳頻模式并且所述跨零指示信號(hào)ZCD指示電感電流IL跨零時(shí)，邏輯控制單元104控制第三功率開(kāi)關(guān)SWC導(dǎo)通。這樣第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2被拉低(例如至地電位GND)，從而使第二自舉電容CB2可以被充電，進(jìn)而保證第二自舉電壓V_BST2不低于允許的最小自舉電壓閾值。經(jīng)過(guò)一段很短的時(shí)間后由于第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW1可以通過(guò)經(jīng)感性儲(chǔ)能元件Lo和第三功率開(kāi)關(guān)SWC到參考地GND的通路放電，因而第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1也會(huì)被拉低(例如至地電位GND)，從而使第一自舉電容CB1可以被充電，進(jìn)而保證第一自舉電壓V_BST1不低于允許的最小自舉電壓閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述跳頻控制信號(hào)PSM控制該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100進(jìn)入跳頻模式并且所述跨零指示信號(hào)ZCD指示電感電流IL跨零時(shí)，邏輯控制單元104也可以控制第二功率開(kāi)關(guān)SWB和第三功率開(kāi)關(guān)SWC同時(shí)導(dǎo)通，則第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW1和第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓V_SW2同時(shí)被拉低(例如至地電位GND)，從而使第一自舉電容CB1和第二自舉電容CB2可以及時(shí)被充電，進(jìn)而保證第一自舉電壓V_BST1和第二自舉電壓V_BST2不低于允許的最小自舉電壓閾值。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，邏輯控制單元104中可以包括與邏輯電路，用于對(duì)跳頻控制信號(hào)PSM和跨零指示信號(hào)ZCD進(jìn)行“與”邏輯運(yùn)算后產(chǎn)生與邏輯信號(hào)，并基于該與邏輯信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)第二功率開(kāi)關(guān)SWB和/或第三功率開(kāi)關(guān)SWC的控制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解邏輯控制單元104要實(shí)現(xiàn)在跳頻模式且電感電流IL跨零時(shí)控制第二功率開(kāi)關(guān)SWB和/或第三功率開(kāi)關(guān)SWC導(dǎo)通可采用的電路結(jié)構(gòu)有多種，并不限于此處舉例的與邏輯電路。

圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的控制升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的方法500的示意圖。該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器(例如圖3實(shí)施例示意的升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器200)可以包括串聯(lián)耦接于該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸入端和參考地之間的第一功率開(kāi)關(guān)和第二功率開(kāi)關(guān)、串聯(lián)耦接于該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出端和參考地之間的第三功率開(kāi)關(guān)和第四功率開(kāi)關(guān)。該第一功率開(kāi)關(guān)和第二功率開(kāi)關(guān)的公共耦接點(diǎn)構(gòu)成第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)，該第三功率開(kāi)關(guān)和第四功率開(kāi)關(guān)的公共耦接點(diǎn)構(gòu)成第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)。輸出感性儲(chǔ)能元件(例如圖3示意的電感Lo)耦接于該第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)和該第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間，流過(guò)該輸出感性儲(chǔ)能元件的電流稱作輸出電感電流(例如圖3示意的輸出電感電流IL)。

所述控制升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的方法500包括：步驟501，判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器是否進(jìn)入跳頻模式；步驟502，判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電感電流是否跨零；步驟503，在升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器進(jìn)入跳頻模式且其輸出電感電流跨零時(shí)，將該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的第二功率開(kāi)關(guān)和/或第三功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，在步驟501，判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器是否進(jìn)入跳頻模式可以包括：步驟5011，檢測(cè)升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的負(fù)載狀態(tài)并提供表征其負(fù)載狀態(tài)的負(fù)載狀態(tài)表征信號(hào)；以及步驟5012將該負(fù)載狀態(tài)表征信號(hào)與跳頻閾值比較以提供跳頻控制信號(hào)，當(dāng)該負(fù)載狀態(tài)表征信號(hào)小于跳頻閾值時(shí)，該跳頻控制信號(hào)控制該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器進(jìn)入跳頻模式。其中在步驟5011提供所述負(fù)載狀態(tài)表征信號(hào)可以包括：檢測(cè)該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電壓并產(chǎn)生表征該輸出電壓的第一反饋信號(hào)；以及將該第一反饋信號(hào)與表征該輸出電壓的期望值的參考信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，以提供表征該第一反饋信號(hào)與該參考信號(hào)之差值的差值放大信號(hào)作為所述負(fù)載狀態(tài)表征信號(hào)。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例在步驟502，判定升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電感電流是否跨零可以包括：步驟5021，檢測(cè)升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電感電流并提供表征該輸出電感電流的電感電流表征信號(hào)；以及步驟5022，將該電感電流表征信號(hào)與跨零閾值比較以提供跨零指示信號(hào)，當(dāng)該電感電流表征信號(hào)達(dá)到該跨零閾值時(shí)，該跨零指示信號(hào)表征輸出電感電流跨零。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電感電流表征信號(hào)包括表征流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)的電流或第三功率開(kāi)關(guān)的電流的第二反饋信號(hào)和表征該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出電壓與第二開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓之差值的第一差值信號(hào)。所述跨零閾值包括第一跨零閾值和第二跨零閾值。將該電感電流表征信號(hào)與跨零閾值比較包括將所述第二反饋信號(hào)和所述第一差值信號(hào)分別與該第一跨零閾值和第二跨零閾值比較以分別輸出第一跨零指示信號(hào)和第二跨零指示信號(hào)。其中所述跨零指示信號(hào)包括所述第一跨零指示信號(hào)和所述第二跨零指示信號(hào)，若所述第二反饋信號(hào)達(dá)到所述第一跨零閾值則該第一跨零指示信號(hào)指示所述輸出電感電流跨零，若所述第一差值信號(hào)達(dá)到所述第二跨零閾值則該第二跨零指示信號(hào)指示所述輸出電感電流跨零。在另一實(shí)施例中，所述電感電流表征信號(hào)包括表征流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)的電流或第三功率開(kāi)關(guān)的電流的第二反饋信號(hào)和表征該升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器的輸入電壓與第一開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓之差值的第二差值信號(hào)。所述跨零閾值包括第一跨零閾值和第三跨零閾值。將該電感電流表征信號(hào)與跨零閾值比較包括將所述第二反饋信號(hào)和所述第二差值信號(hào)分別與該第一跨零閾值和第三跨零閾值比較以分別輸出第一跨零指示信號(hào)和第三跨零指示信號(hào)。其中所述跨零指示信號(hào)包括所述第一跨零指示信號(hào)和所述第三跨零指示信號(hào)，若所述第二反饋信號(hào)達(dá)到所述第一跨零閾值則該第一跨零指示信號(hào)指示所述輸出電感電流跨零，若所述第二差值信號(hào)達(dá)到所述第三跨零閾值則該第三跨零指示信號(hào)指示所述輸出電感電流跨零。

根據(jù)本公開(kāi)各實(shí)施例及其變形實(shí)施方式的控制電路200及升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器100及其控制方法的有益效果不應(yīng)該被認(rèn)為僅僅局限于本公開(kāi)以上所描述的。根據(jù)本公開(kāi)各實(shí)施例的這些及其它有益效果可以通過(guò)閱讀本公開(kāi)的詳細(xì)說(shuō)明及研究各實(shí)施例的附圖被更好地理解。

上述本公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式僅僅以示例性的方式對(duì)本公開(kāi)實(shí)施例的控制電路及升壓降壓型開(kāi)關(guān)功率變換器進(jìn)行了說(shuō)明，并不用于限定本公開(kāi)的范圍。對(duì)于公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實(shí)施例和對(duì)實(shí)施例中元件的等同變化可以被本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了解。本公開(kāi)所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變化和修改并不超出本公開(kāi)的精神和保護(hù)范圍。