用于開關型dcdc轉換器的控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及電子電路，更具體但是并非排它地涉及一種用于開關型DC-DC轉換器的控制電路。
【背景技術】
[0002]DC-DC轉換器是一種接受DC輸入電壓并向負載提供DC輸出電壓的電子器件。DC-DC轉換器一般被配置成基于在一些未調節(jié)的DC源電壓向負載提供已調節(jié)的DC輸出電壓或者電流(“負載電壓”或者“負載電流”)。例如在許多汽車應用中(其中電池提供具有近似12伏特未調節(jié)的電壓的DC功率源)，DC-DC轉換器可以用來接收未調節(jié)的12伏特DC作為源電壓并提供已調節(jié)的DC輸出電壓或者電流以驅動車輛中的各種電子電路(儀器、附件、引擎控制、照明設備、無線電/立體聲等)AC輸出電壓可以比來自電池的源電壓更低、更高或者相同。又例如在一些照明應用中，DC-DC轉換器可以用來接收未調節(jié)的12伏特DC作為源電壓并提供已調節(jié)的DC輸出電流以驅動LED。
[0003]常見的用于DC-DC轉換器的控制技術有平均電流控制技術、峰值電流控制技術和固定導通時間(COT)控制技術等。平均電流控制技術和峰值電流控制技術可以使得開關轉換器獲得精準的輸出電壓或者輸出電流，但是其環(huán)路補償復雜，且瞬態(tài)響應較差。使用COT控制技術的開關轉換器可以不需要環(huán)路補償網絡，從而使得電路設計更加簡單，但是其頻率容易隨輸入輸出電壓或者負載電流發(fā)生變化。為此，如何為COT型DC-DC轉換器設計更加優(yōu)化的控制電路以使其保持相對恒定的開關頻率是本領域技術人員面臨的難題。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決上述問題，一種用于開關型DCDC轉換器的控制電路，所述轉換器具有至少一個開關管，所述控制電路包括:導通信號產生電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于參考信號和反饋信號的比較結果在其輸出端提供導通信號，其中所述反饋信號反映所述開關轉換器的負載電流或者輸出電壓;關斷信號產生電路，具有輸入端和輸出端，其輸出端提供關斷信號以關斷所述開關管；以及邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于所述導通信號和所述關斷信號在輸出端提供開關信號以控制所述開關管的導通和關斷;其中，所述關斷信號產生電路包括:第一復位電路，具有輸入端與輸出端，其輸入端耦接至所述邏輯電路的輸出端，其輸出端提供第一復位信號；第一開關，具有控制端、第一端和第二端，其控制端耦接至所述第一復位電路輸出端，第二端接耦接至第一電源端;第一電容，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一開關第一端，其第二端耦接至所述第一電源端;第一電流控制電路，具有第一輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至所述邏輯電路的輸出端以接收所述開關信號，其輸出端耦接至所述第一電容的第一端以提供第一電流，所述第一電流控制電路基于所述開關信號的頻率與設定頻率調整所述第一電流，使得所述開關信號的頻率實質上等于設定頻率；以及第一比較器，第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收第一參考電壓，其第二輸入端耦接至所述第一電容的第一端，其輸出端配置為所述關斷信號產生電路的輸出端。
[0005]本發(fā)明提供的控制電路可以使得開關型DCDC轉換器獲得實質恒定的開關頻率。
【附圖說明】
[0006]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0007]圖1不出一款根據本發(fā)明一個實施例的開關轉換器10的電路不意圖；
[0008]圖2示出根據本發(fā)明一個實施例的第一電流控制電路200的電路示意圖；
[0009]圖3示出根據本發(fā)明一個實施例的第一電流控制電路300的電路示意圖；
[0010]圖4示出根據本發(fā)明一個實施例的第一電流控制電路300工作過程中的波形圖；
[0011]圖5示出根據本發(fā)明一個實施例的第一電流控制電路500的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0012]在下文的特定實施例代表本發(fā)明的示例性實施例，并且本質上僅為示例說明而非限制。在說明書中，提及“一個實施例”或者“實施例”意味著結合該實施例所描述的特定特征、結構或者特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。術語“在一個實施例中”在說明書中各個位置出現(xiàn)并不全部涉及相同的實施例，也不是相互排除其他實施例或者可變實施例。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，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。
[0013]下面將參考附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。貫穿所有附圖相同的附圖標記表示相同的部件或特征。
[0014]圖1不出一款根據本發(fā)明一個實施例的開關轉換器10的電路不意圖。開關轉換器10包括控制電路100和開關電路110。
[0015]開關電路110采用了同步降壓變換拓撲結構，包括主開關管M1、次開關管M2、電感器L和輸出電容器CO。在控制信號CTRL的作用下，開關電路110通過開關管Ml和M2的導通與關斷，將輸入電壓VIN轉換為輸出電壓VOUT。主開關管Ml的一端接收輸入電壓VIN，另一端電耦接至次開關管M2的一端。次開關管M2的另一端接地。電感器L的一端電耦接至開關管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。開關電路110還可以具有其他多種拓撲結構，例如非同步降壓變換拓撲、Boost型升壓結構以及正激或反激等拓撲結構。
[0016]控制電路100包括導通信號產生電路101、關斷信號產生電路102和邏輯電路103。
[0017]導通信號產生電路101，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于參考信號VREF和輸出電壓VOUT的比較結果在輸出端提供導通信號SET0N。在另外一個實施例中，導通信號產生電路101還可以基于參考信號VREF和表征負載電流1UT的電壓信號的比較結果在輸出端提供導通信號SET0N。根據本發(fā)明的一個實施例，通信號產生電路101包括第二比較器CM2，第二比較器CM2包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，分別配置為導通信號產生電路的第一輸入端、第二輸入端和輸出端。
[0018]關斷信號產生電路102，包括第一復位電路RCl、第一開關S1、第一電容Cl、第一電流控制電路ICTL和第一比較器CMl，其輸出端提供關斷信號SETOFF以關斷開關管Ml。
[0019]第一復位電路RCl，具有輸入端與輸出端，其輸入端耦接至邏輯電路103的輸出端，其輸出端提供第一復位信號RS1。第一開關SI，具有控制端、第一端和第二端，其控制端耦接至第一復位電路RCl輸出端，第二端接耦接至第一電源端PT1。在一個實施例中，第一電源端PTl用以接地。第一電容Cl，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一開關SI第一端，其第二端耦接至第一電源端PT1。第一電流控制電路ICTL，具有第一輸入端、電源端和輸出端，其第一輸入端耦接至邏輯電路103的輸出端以接收開關信號CTRL，其電源端耦接至第二電源端PT2，其輸出端耦接至第一電容Cl的第一端以提供第一電流11，第一電流控制電路ICTL基于開關信號CTRL的頻率與設定頻率調整其第一電流II，使得開關信號的頻率實質上等于設定頻率FSET。在一個實施例中，第二電源端PT2用以接收輸入電壓VIN或者內部電源電壓。第一比較器CMl，第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收第一參考電壓VREFl，其第二輸入端耦接至第一電容Cl的第一端，其輸出端配置為關斷信號產生電路102的輸出端。
[0020]邏輯電路103，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，基于導通信號SETON和關斷信號SETOFF在輸出端提供開關信號CTRL，其中，關斷信號SETOFF在關斷時刻由無效電平翻轉為有效電平以關斷主開關管Ml。在一個實施例中，邏輯電路103包括RS觸發(fā)器RSl，具有第一輸入端S以接收導通信號SET0N、第二輸入端R以接收關斷信號SETOFF和輸出端Q，基于導通信號SETON和關斷信號SETOFF在輸出端Q提供開關信號CTRL。
[0021]在一個實施例中，當輸出電壓VOUT低于參考電壓VREF時，導通信號產生電路101的輸出的導通信號SETON由低電平轉換為高電平，邏輯電路103輸出的開關信號CTRL由低電平轉換為高電平以開啟主開關管Ml。第一復位電路RCl輸出的第一復位信號RSl產生一個尖脈沖信號，使得第一電容電壓VCl被快速置位零，而后，第一電流控制電路ICTL開始對第一電容Cl充電，第一電容上電壓VCl逐漸升高。當?shù)谝浑娙萆想妷篤Cl升高到第一參考電壓VREFl時，第一比較器CMl輸出的關斷信號SETOFF由低電平轉換為高電平，邏輯電路輸出的開關信號CTRL由高電平轉換為低電平以關斷主開關管Ml。
[0022]在一個實施例中，當開關轉換器10的開關頻率(即開關信號CTRL的頻率)低于設定頻率FSET時，第一電流控制電路ICTL輸出電流11增大以盡快關斷開關管Ml，即減小開關管Ml的導通時間，進而減小開關轉換器10的開關周期(增大開關轉換器10的開關頻率