一種用于開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及電子電路，更具體但是并非排它地涉及一種用于開(kāi)關(guān)型DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種接受DC輸入電壓并向負(fù)載提供DC輸出電壓的電子器件。DC-DC轉(zhuǎn)換器一般被配置成基于在一些未調(diào)節(jié)的DC源電壓向負(fù)載提供已調(diào)節(jié)的DC輸出電壓或者電流(“負(fù)載電壓”或者“負(fù)載電流”)。例如在許多汽車應(yīng)用中(其中電池提供具有近似12伏特未調(diào)節(jié)的電壓的DC功率源)，DC-DC轉(zhuǎn)換器可以用來(lái)接收未調(diào)節(jié)的12伏特DC作為源電壓并提供已調(diào)節(jié)的DC輸出電壓或者電流以驅(qū)動(dòng)車輛中的各種電子電路(儀器、附件、引擎控制、照明設(shè)備、無(wú)線電/立體聲等)。DC輸出電壓可以比來(lái)自電池的源電壓更低、更高或者相同。又例如在一些照明應(yīng)用中，DC-DC轉(zhuǎn)換器可以用來(lái)接收未調(diào)節(jié)的12伏特DC作為源電壓并提供已調(diào)節(jié)的DC輸出電流以驅(qū)動(dòng)LED。
[0003]常見(jiàn)的用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)有平均電流控制技術(shù)、峰值電流控制技術(shù)和固定導(dǎo)通時(shí)間(COT)控制技術(shù)等。平均電流控制技術(shù)和峰值電流控制技術(shù)可以使得開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器獲得精準(zhǔn)的輸出電壓或者輸出電流，但是其環(huán)路補(bǔ)償復(fù)雜，且瞬態(tài)響應(yīng)較差。使用COT控制技術(shù)的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器可以不需要環(huán)路補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，從而使得電路設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，但是其頻率容易隨輸入輸出電壓或者負(fù)載電流發(fā)生變化。為獲得相對(duì)穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)頻率，常用的解決方法是為COT型DC-DC轉(zhuǎn)換器加入鎖相環(huán)電路。然而，鎖相環(huán)電路不僅不要高頻的時(shí)鐘信號(hào)，其本身的環(huán)路補(bǔ)償也難于設(shè)計(jì)。為此，如何為COT型DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)更加優(yōu)化的控制電路以使其保持相對(duì)恒定的開(kāi)關(guān)頻率是本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的控制電路，所述開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器具有至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管，所述控制電路包括:導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于參考信號(hào)和反饋信號(hào)的比較結(jié)果在其輸出端提供導(dǎo)通信號(hào)，其中所述反饋信號(hào)反映所述開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流或者輸出電壓；關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路，具有輸入端和輸出端，其輸出端提供關(guān)斷信號(hào)以關(guān)斷所述開(kāi)關(guān)管；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于所述導(dǎo)通信號(hào)和所述關(guān)斷信號(hào)在輸出端提供開(kāi)關(guān)信號(hào)以控制所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷；其中，所述關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路包括:第一電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一電源端，所述第一電流源在設(shè)定時(shí)間內(nèi)提供第一電流；第一電容，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一電流源第二端，其第二端耦接至第二電源端；第二電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一電流源第二端，其第二端耦接至所述第二電源端；第一計(jì)時(shí)電路，具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至所述第一電容第一端，其輸出端提供所述關(guān)斷信號(hào)，基于所述第一電容的電壓調(diào)整所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而使得所述開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率實(shí)質(zhì)上恒定。
[0005]本發(fā)明提供的用于開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的控制電路可以獲得實(shí)質(zhì)恒定的開(kāi)關(guān)頻率，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
[0007]圖1示出一款根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器10的電路示意圖；
[0008]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器10運(yùn)行過(guò)程中的波形圖200 ;
[0009]圖3示出一款根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器30的電路示意圖；
[0010]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器30運(yùn)行過(guò)程中的波形圖400 ;
[0011]圖5不出一款根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制電路500的電路不意圖；以及
[0012]圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制電路500用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電路110時(shí)運(yùn)行過(guò)程中的波形圖600。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在下文所述的特定實(shí)施例代表本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且本質(zhì)上僅為示例說(shuō)明而非限制。在說(shuō)明書中，提及“一個(gè)實(shí)施例”或者“實(shí)施例”意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。術(shù)語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”在說(shuō)明書中各個(gè)位置出現(xiàn)并不全部涉及相同的實(shí)施例，也不是相互排除其他實(shí)施例或者可變實(shí)施例。本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0014]下面將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件或特征。
[0015]圖1不出一款根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器10的電路不意圖。開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器10包括控制電路100和開(kāi)關(guān)電路110。
[0016]開(kāi)關(guān)電路110采用了同步降壓變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括主開(kāi)關(guān)管Ml、次開(kāi)關(guān)管M2、電感器L和輸出電容器CO。在控制信號(hào)CTRL的作用下，開(kāi)關(guān)電路110通過(guò)開(kāi)關(guān)管Ml和M2的導(dǎo)通與關(guān)斷，將輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為輸出電壓VOUT。主開(kāi)關(guān)管Ml的一端接收輸入電壓VIN，另一端電耦接至次開(kāi)關(guān)管M2的一端。次開(kāi)關(guān)管M2的另一端接地。電感器L的一端電耦接至開(kāi)關(guān)管Ml和M2的連接端，輸出電容器COUT電耦接在電感器L的另一端和地之間。輸出電容器COUT兩端的電壓即為輸出電壓VOUT。開(kāi)關(guān)電路110還可以具有其他多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如非同步降壓變換拓?fù)?、Boost型升壓結(jié)構(gòu)以及正激或反激等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0017]控制電路100包括導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路101、關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路102和邏輯電路103。
[0018]導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路101，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于參考信號(hào)VREF和輸出電壓VOUT的比較結(jié)果在輸出端提供導(dǎo)通信號(hào)ONSET。在另外一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路101還可以基于參考信號(hào)VREF和表征負(fù)載電流1UT的電壓信號(hào)的比較結(jié)果在輸出端提供導(dǎo)通信號(hào)ONSET。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通信號(hào)產(chǎn)生電路101包括第一比較器CMl，第一比較器CMl包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，分別配置為導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路的第一輸入端、第二輸入端和輸出端。
[0019]關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路102，包括第一電流源11、第二電流源12、第一電容Cl和計(jì)時(shí)電路1021，輸出端提供關(guān)斷信號(hào)OFFSET。
[0020]邏輯電路103，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于導(dǎo)通信號(hào)ONSET和關(guān)斷信號(hào)OFFSET在輸出端提供開(kāi)關(guān)信號(hào)CTRL，其中，關(guān)斷信號(hào)OFFSET在關(guān)斷時(shí)刻由無(wú)效電平翻轉(zhuǎn)為有效電平以關(guān)斷主開(kāi)關(guān)管Ml。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路103包括RS觸發(fā)器RSl，具有第一輸入端S以接收導(dǎo)通信號(hào)ONSET、第二輸入端R以接收關(guān)斷信號(hào)OFFSET和輸出端Q，基于導(dǎo)通信號(hào)ONSET和關(guān)斷信號(hào)OFFSET在輸出端Q提供開(kāi)關(guān)信號(hào)CTRL。
[0021]第一電流源II，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一電源端VI，在設(shè)定時(shí)間TSET內(nèi)，第一電流源Il提供第一電流；第一電容Cl，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一電流源Il的第二端，其第二端耦接至第二電源端V2 ;第二