升降壓開關(guān)電路及其控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電子電路，更具體地說，本實用新型涉及一種開關(guān)電路及其控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]升降壓開關(guān)電路具有升壓模式、降壓模式和升降壓模式三種工作模式。通常情況下，當(dāng)輸入電壓高于輸出電壓時，升降壓開關(guān)電路工作于降壓模式；當(dāng)輸入電壓低于輸出電壓時，升降壓開關(guān)電路工作于升壓模式；當(dāng)輸入電壓與輸出電壓相近時，升降壓開關(guān)電路工作于升降壓模式。
[0003]圖1示出了傳統(tǒng)的升降壓開關(guān)電路10。所述升降壓開關(guān)電路10包括:第一功率開關(guān)PA和第二功率開關(guān)PB耦接在輸入電壓Vin和地之間；第三功率開關(guān)PC和第四功率開關(guān)PD耦接在輸出電壓Vout和地之間；電感LI耦接在第一功率開關(guān)PA和第二功率開關(guān)PB的連接點與第三功率開關(guān)PC和第四功率開關(guān)H)的連接點之間；輸出電容Cout耦接在輸出電壓和地之間；誤差放大器101接收表征輸出電壓Vout的反饋信號Vfb與基準(zhǔn)信號Vref，并且輸出兩者的差值放大信號Vcom;比較器102接收表征降壓模式下流過電感LI的電流的電流檢測信號Vcsl以及差值放大信號Vcom，輸出開關(guān)控制信號PWM_1 ;比較器103接收表征升壓模式下流過電感LI的電流的電流檢測信號Vcs2以及差值放大信號Vcom，輸出開關(guān)控制信號PWM_2 ;驅(qū)動電路104接收開關(guān)控制信號PWM_1和開關(guān)控制信號PWM_2，輸出第一開關(guān)控制信號GA、第二開關(guān)控制信號GB、第三開關(guān)控制信號GC和第四開關(guān)控制信號GD分別控制第一功率開關(guān)PA、第二功率開關(guān)PB、第三功率開關(guān)PC和第四功率開關(guān)PD。所述第一功率開關(guān)PA、第二功率開關(guān)PB、第三功率開關(guān)PC和第四功率開關(guān)H)分別在控制信號GA、GB、GC和GD的控制下有序地導(dǎo)通和關(guān)斷，以控制輸出電壓Vout以及流過負(fù)載RL的電流。
[0004]在圖1所示的升降壓開關(guān)電路10中，由于各開關(guān)的占空比受誤差放大信號Vcom控制，因此，誤差放大信號Vcom的紋波與噪聲將會導(dǎo)致升降壓模式下以及各模式切換過程中的輸出電壓的開關(guān)紋波。同時，在輕載情況下，升降壓開關(guān)電路10的效率較低，并且各模式切換會有較大的遲滯，導(dǎo)致輸出電壓的紋波較大。此外，圖1所示的升降壓開關(guān)電路10只示出了部分的控制電路。在實際應(yīng)用中，升降壓開關(guān)電路10的電路結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。
[0005]因此，有需要提出一種電路結(jié)構(gòu)簡單，模式切換方便，并且輸出電壓紋波較小的升降壓開關(guān)電路。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個技術(shù)問題，提出了一種升降壓開關(guān)電路及其控制電路。
[0007]根據(jù)本技術(shù)的實施例，提出了一種升降壓開關(guān)電路，包括:輸入端口，接收輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓；降壓開關(guān)對，包括串聯(lián)耦接在輸入端口和地之間的第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)；升壓開關(guān)對，包括串聯(lián)親接在輸出端口和地之間的第三功率開關(guān)和第四功率開關(guān)；電感，耦接在降壓開關(guān)對的連接點和升壓開關(guān)對的連接點之間；模式選擇電路，接收輸入電壓和輸出電壓，輸出降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號；模式控制電路，接收表征輸出電壓的反饋信號、基準(zhǔn)信號、降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號，輸出第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號；以及驅(qū)動邏輯電路，接收第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號，輸出第一開關(guān)控制信號、第二開關(guān)控制信號、第三開關(guān)控制信號和第四開關(guān)控制信號分別控制第一功率開關(guān)、第二功率開關(guān)、第三功率開關(guān)和第四功率開關(guān)的通斷。
[0008]根據(jù)本技術(shù)的實施例，還提出了一種升降壓開關(guān)電路的控制電路，所述升降壓開關(guān)電路包括接收輸入電壓的輸入端口、提供輸出電壓的輸出端口、第一功率開關(guān)、第二功率開關(guān)、第三功率開關(guān)和第四功率開關(guān)，所述控制電路包括:模式選擇電路，接收輸入電壓和輸出電壓，輸出降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號；模式控制電路，接收表征輸出電壓的反饋信號、基準(zhǔn)信號、降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號，輸出第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號；以及驅(qū)動邏輯電路，接收第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號，輸出第一開關(guān)控制信號、第二開關(guān)控制信號、第三開關(guān)控制信號和第四開關(guān)控制信號分別控制第一功率開關(guān)、第二功率開關(guān)、第三功率開關(guān)和第四功率開關(guān)的通斷。
[0009]在一個實施例中，所述模式選擇電路包括:第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收與輸出電壓成比例的第一電壓信號，所述第二輸入端接收輸入電壓，所述輸出端輸出降壓使能信號；第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收與輸出電壓成比例的第二電壓信號，所述第二輸入端接收輸入電壓，所述輸出端輸出升壓使能信號；以及選擇邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至比較器的輸出端接收降壓使能信號，所述第二輸入端耦接至比較器的輸出端接收升壓使能信號，所述輸出端輸出升降壓使能信號。
[0010]在一個實施例中，所述模式控制電路包括:反饋比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收基準(zhǔn)信號，所述第二輸入端接收表征輸出電壓的反饋信號，所述輸出端輸出置位信號；第一 RS觸發(fā)器，具有復(fù)位端、置位端和輸出端，所述復(fù)位端接收復(fù)位信號，所述置位端耦接至反饋比較器的輸出端接收置位信號，所述輸出端輸出反饋控制信號；第一使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收降壓使能信號，所述輸出端輸出第一降壓控制信號；第二使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升壓使能信號，所述輸出端輸出第一升壓控制信號；第三使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升降壓使能信號，所述輸出端輸出第二降壓控制信號；第一固定時長導(dǎo)通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第一使能邏輯電路的輸出端接收第一降壓控制信號，所述輸出端輸出第一降壓復(fù)位信號；第二固定時長導(dǎo)通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二使能邏輯電路的輸出端接收第一升壓控制信號，所述輸出端輸出第一升壓復(fù)位信號；第三固定時長導(dǎo)通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二降壓復(fù)位信號；延時電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二降壓控制信號經(jīng)過預(yù)設(shè)延時的延時控制信號；第二RS觸發(fā)器，具有復(fù)位端、置位端和輸出端，所述置位端耦接至延時電路的輸出端接收延時控制信號，所述輸出端輸出第二升壓控制信號；第四固定時長導(dǎo)通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二 RS觸發(fā)器的輸出端接收第二升壓控制信號，所述輸出端輸出第二升壓復(fù)位信號；以及復(fù)位邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一固定時長導(dǎo)通電路的輸出端接收第一降壓復(fù)位信號，所述第二輸入端耦接至第二固定時長導(dǎo)通電路的輸出端接收第一升壓復(fù)位信號，所述第三輸入端耦接至第三固定時長導(dǎo)通電路的輸出端接收第二降壓復(fù)位信號，所述輸出端輸出復(fù)位信號；其中所述第一 RS觸發(fā)器的復(fù)位端耦接至復(fù)位邏輯電路的輸出端接收復(fù)位信號，所述第二RS觸發(fā)器的復(fù)位端耦接至第四固定時長導(dǎo)通電路的輸出端接收第二升壓復(fù)位信號。
[0011]在一個實施例中，所述預(yù)設(shè)的第四固定導(dǎo)通時長晚于第三固定導(dǎo)通時長開始，并早于第三固定導(dǎo)通時長結(jié)束。
[0012]在一個實施例中，所述模式控制電路包括:反饋比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收表征輸出電壓的反饋信號，所述第二輸入端接收基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出復(fù)位信號；第一 RS觸發(fā)器，具有復(fù)位端、置位端和輸出端，所述復(fù)位端耦接至反饋比較器的輸出端接收復(fù)位信號，所述置位端接收置位信號，所述輸出端輸出反饋控制信號；第一使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收降壓使能信號，所述輸出端輸出第一降壓控制信號；第二使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升壓使能信號，所述輸出端輸出第一升壓控制信號；第三使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升降壓使能信號，所述輸出端輸出第二降壓控制信號；第一固定時長關(guān)斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第一使能邏輯電路的輸出端接收第一降壓控制信號，所述輸出端輸出第一降壓置位信號；第二固定時長關(guān)斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二使能邏輯電路的輸出端接收第一升壓控制信號，所述輸出端輸出第一升壓置位信號；第三固定時長關(guān)斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二降壓置位信號；第二 RS觸發(fā)器，具有復(fù)位端、置位端和輸出端，所述復(fù)位端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二升壓控制信號；第四固定時長關(guān)斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二 RS觸發(fā)器的輸出端接收第二升壓控制信號，所述輸出端輸出第二升壓置位信號；以及置位邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一固定時長關(guān)斷電路的輸出端接收第一降壓置位信號，所述第二輸入端耦接至第二固定時長關(guān)斷電路的輸出端接收第一升壓置位信號，所述第三輸入端耦接至第三固定時長關(guān)斷電路的輸出端接收第二降壓置位信號，所述輸出端輸出置位信號；其中所述第一 RS觸發(fā)器的置位端耦接至置位邏輯電路的輸出端接收置位信號，所述第二 RS觸發(fā)器的置位端耦接至第四固定時長關(guān)斷電路的輸出端接收第二升壓置位信號。
[0013]在一個實施例中，所述預(yù)設(shè)的第四固定關(guān)斷時長與第三固定關(guān)斷時長同時開始或者晚于第三固定關(guān)斷時長開始，并晚于第三固定關(guān)斷時長結(jié)束。
[0014]在一個實施例中，所述驅(qū)動邏輯電路包括:第一邏輯門電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第一降壓控制信號，所述第二輸入端接收第二降壓控制信號，在第一降壓控制信號或第二降壓控制信號任意一個有效的情況下，在輸出端輸出有效的第一開關(guān)控制信號，否則輸出無效的第一開關(guān)控制信號；以及第二邏輯門電路，具有第一輸入端、第