專利名稱：一種Boost型開關(guān)變換器的控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)變換器，具體地說是一種開關(guān)變換器的控制裝置 及控制方法。
背景技術(shù)：
直流-直流變換器廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng)中，以實現(xiàn)各種電平要求 之間的轉(zhuǎn)換。才艮據(jù)變換器輸入電壓和輸出電壓的大小關(guān)系大致可以將直流 -直流電源變換器分為降壓型、升壓型和升降壓型。其中升壓型的電路用 于提升電源電壓對各種需要較高壓供電的電路模塊進行供電。如在手機 中，5個串聯(lián)的LED背光燈大概需要15V偏置電壓，而給手機供電的鋰 例子電壓卻只有2.7V ~ 5.5V的輸出電壓。這就需要升壓電路對電池電壓 進行提升后給LED串供電。
基于電感的Boost型開關(guān)變換器是目前應(yīng)用最廣的升壓變換電路。其 功率部分主要由輸入濾波電容，功率開關(guān)管，功率電感，續(xù)流二極管和輸 出濾波電容組成。在開關(guān)開通時，電感接在輸入電源和地之間，電源對電 感進行充電；當開關(guān)斷開時，電感通過續(xù)流二極管接在輸入和輸出之間， 將其所儲存的能量傳遞到輸出濾波電容上，并以此得到高于輸入電壓的輸 出電壓。
當開關(guān)電源工作在電感電流連續(xù)模式(CCM模式)時，電感電流是 從一定幅度開始的，然后上升到峰值，再迅速回零。其開關(guān)電流波形呈梯 形。這表明在連續(xù)^^式下，由于儲存在高頻變壓器的能量在每個開關(guān)周期 內(nèi)并未全部釋放掉，因此下一個開關(guān)周期具有一個初始能量。采用連續(xù)模 式可減小初級峰值電流和有效值電流，降低芯片的功耗。但連續(xù)模式要求 增大初級電感量，這會導致高頻變壓器的體積增大。綜上所述，連續(xù)模式 適用于功率較小的TOPSwitch (單端反激式開關(guān)電源)和尺寸較大的高頻 變壓器。
在電感電流斷續(xù)模式(DCM模式)時，電感電流是從零開始上升到峰值，再降至零的。這就意味著儲存在高頻變壓器中的能量必須在每個開 關(guān)周期內(nèi)完全釋放掉，其開關(guān)電流波形呈三角形。電流斷續(xù)模式下的初級 峰值電流和有效值電流值較大，但所需要的初級電感量較小。因此，它適
合于采用輸出功率較大的TOPSwitch和尺寸較小的高頻變壓器。
為得到較高精度的輸出電壓，通常需要對其進行閉環(huán)控制。傳統(tǒng)的開
關(guān)電源控制方法包括遲滯控制和PWM(脈寬調(diào)制)控制。遲滯控制需要對 電感電流進行采樣，但是在Boost電路中，由于輸出電流不連續(xù)，且電感 電流位于高壓測，加大了采樣的難度。傳統(tǒng)的PWM控制包括電壓模式控 制和電流模式控制。電壓模式控制需要對Boost電路占空比到輸出電壓的 傳遞函數(shù)進行補償，該傳遞函數(shù)包括兩個低頻極點和一個左半平面零點， 補償環(huán)路設(shè)計非常復(fù)雜。電流模式控制是一種雙環(huán)路控制方法，內(nèi)部高帶 寬電流環(huán)路利用外部電壓環(huán)路輸出的誤差信號對電感電流進行調(diào)節(jié)，在傳 遞函數(shù)上簡化了外部電壓環(huán)路的控制設(shè)計，然而其內(nèi)部電流環(huán)需要進行斜 坡補償以避免次諧波振蕩問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了 一種Boost型開關(guān)變換器的控制方法及控制裝置，維持 了較好的系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和控制精度，并在輕負載下實現(xiàn)了脈沖頻率調(diào)制， 提高了電源轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的對Boost型開關(guān)變換器的控制方法，包括以下步驟
(1) 對開關(guān)變換器的輸入電流采樣，輸出相應(yīng)的第一電壓信號；
(2) 對開關(guān)變換器的輸出電壓采樣，輸出相應(yīng)的第二電壓信號；
(3) 將采樣取得第二電壓信號與基準電壓信號相減放大，得到誤差 放大信號；
(4) 將上述的誤差放大信號與開關(guān)變換器的第一電壓信號相減，得 到第三電壓信號；
(5) 將第三電壓信號與開關(guān)變換器的第二電壓信號比較，得到邏輯 控制信號；
(6) 將邏輯控制信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)變換器的功率開關(guān)管的驅(qū)動信號， 并發(fā)送到功率開關(guān)管
當功率開關(guān)管接受一個固定持續(xù)時間為roFF的截止驅(qū)動信號后，若邏輯控制信號為低電平，則向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù)時間為ToN的導
通驅(qū)動信號；若邏輯控制信號為高電平，則繼續(xù)向功率開關(guān)管發(fā)送截止驅(qū) 動信號，直到邏輯控制信號為低電平時，向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù) 時間為roN的導通驅(qū)動信號；
當功率開關(guān)管接受一個固定持續(xù)時間為ToN的導通驅(qū)動信號后，若邏 輯控制信號為高電平，向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù)時間為70汗的截止
驅(qū)動信號；若邏輯控制信號為低電平，則繼續(xù)向功率開關(guān)管發(fā)送導通驅(qū)動 信號，直到邏輯控制信號為高電平時，向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù)時
間為T。Ff的截止驅(qū)動信號。
在電感電流連續(xù)模式下，所述的固定持續(xù)時間r綴、To^為
其中rs是系統(tǒng)所需的開關(guān)頻率,rc/w和Fco^是實時的開關(guān)變換器輸入 電壓值和輸出電壓值，在電路啟動時，開通時間設(shè)置為一個能保證電路能
正常啟動的最小開通時間r，—油。
在電感電流斷續(xù)模式下，最小開關(guān)開通時間得到鉗位，開通時間r0w， =Arxr0w，其中A是小于1的系數(shù)。
本發(fā)明實現(xiàn)上述控制方法的控制裝置，包括由輸入濾波電容，功率開 關(guān)管，功率電感，續(xù)流二極管和輸出濾波電容組成的Boost型開關(guān)變換器， 輸入電壓信號經(jīng)Boost型開關(guān)變換器的功率電感和續(xù)流二極管后輸出，輸 入濾波電容連接Boost型開關(guān)變換器的輸入端并接地，輸出濾波電容并聯(lián) 在Boost型開關(guān)變換器的輸出端并接地，功率開關(guān)管與由續(xù)流二極管和輸 出濾波電容組成的支路并聯(lián)；
該控制裝置還包括一連接功率開關(guān)管輸出端，用于采集變換器輸入電 壓的第一采集電路，該第一采集電路輸出第一電壓信號；
一用于采集所述變換器輸出電壓的第二采集電路，該第二采集電路輸 出第二電壓信號；
一用于第二電壓信號與基準電壓信號誤差放大的跨導型放大器，該跨 導型放大器輸出誤差放大信號；
一將誤差放大信號與第一電壓信號相減的運算電路，該運算電路輸出 第三電壓信號；一將第三電壓信號與第二電壓信號比較的比較器，該比較器輸出邏輯
控制信號；
一將邏輯控制信號轉(zhuǎn)換為功率開關(guān)管柵極驅(qū)動信號的計時器邏輯電路。
上述控制裝置的第 一采集電路包括與功率開關(guān)管串接的電感電流采 樣電阻，電感電流采樣電阻的輸入端連接運算電路的負相端；
所述的第二采集電路包括由第 一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)組成 的支路，該支路與所述輸出濾波電容并聯(lián)，在第一分壓電阻與第二分壓電 阻之間設(shè)置有輸出端；
所述跨導型放大器正相端連接基準電壓，負相端連接第二采集電路的 輸出端；
所述運算電路的正相端連接跨導型放大器的輸出端，運算電路的負相 端連接第一采集電路；
所述比較器的負相端連接運算電路的輸出端，比較器的正相端連接第 二采集電路的輸出端；
所述計時器邏輯電路的輸入端連接比較器的輸出端，計時器邏輯電路
的輸出端連接功率開關(guān)管的柵極。
上述的計時器邏輯電路包括一個開通時間計時器和一個關(guān)斷時間計時器。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1、 輸出電壓和電感電流存在耦合，當負載瞬間加大導致輸出電壓跌 落時，電感電流被迅速提高，具有極快的瞬態(tài)響應(yīng)。
2、 由于在DCM模式下對最小開關(guān)開通時間進行了鉗位，實現(xiàn)了低負 載工作下的變頻調(diào)制，提高了系統(tǒng)效率。
3、 系統(tǒng)控制無需整個開關(guān)周期對電感電流進行采樣也無需對電感電 流采樣信號進行斜坡補償，降低了控制裝置的設(shè)計復(fù)雜度。


圖l是Boost型開關(guān)變換器的控制裝置的電路原理圖2是計時器邏輯電路的電路原理圖
圖3是Boost型開關(guān)變換器的控制方法的模塊示意8圖4是CCM模式下的工作波形圖； 圖5是DCM模式下的工作波形圖6A為電感電流示意圖，圖6B為輸出電壓示意圖，圖6C為第二電 壓信號Fip.c和第三電壓信號)^.c的示意圖，圖6D為負載電流示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，該Boost型開關(guān)變換器的控制裝置，包括由輸入濾波電 容l，功率開關(guān)管2，功率電感3，續(xù)流二極管4和輸出濾波電容5組成的 Boost型開關(guān)變換器，及第一釆集電路、第二采集電路、跨導型放大器6、 運算電路7、比較器8和計時器邏輯電路9。
輸入電壓信號經(jīng)Boost型開關(guān)變換器的功率電感3和續(xù)流二極管4后 輸出，輸入濾波電容1連接Boost型開關(guān)變換器的輸入端并接地，輸出濾 波電容5并聯(lián)在Boost型開關(guān)變換器的輸出端并接地，功率開關(guān)管2與由 續(xù)流二極管4和輸出濾波電容5組成的支路并聯(lián)。
第一釆集電路包括與功率開關(guān)管2串接的電感電流采樣電阻10，電感 電流釆樣電阻10—端連接功率開關(guān)管2的源極，另一端接地。第一采集 電路的輸出端即電感電流采樣電阻10的輸入端連接運算電路7的負相端。
第二采集電路包括由第一分壓電阻11和第二分壓電阻12串聯(lián)組成的 支路，該支路與Boost型開關(guān)變換器的輸出濾波電容5并聯(lián)。其中第一分 壓電阻11連接輸出濾波電容5的輸入端，第二分壓電阻12接地，第二采 集電路的輸出端設(shè)置在第一分壓電阻11與第二分壓電阻12之間。在第一 分壓電阻11上還并聯(lián)有電容13，該電容13使得第二采集電路的輸出支路 是低阻通路，在輸出電壓發(fā)生瞬態(tài)時能全部耦合到第二采集電路的輸出 端。
跨導型放大器6正相端連接基準電壓，負相端連接第二釆集電路的輸 出端。該跨導型放大器6將第二采集電路采集的電壓與基準電壓相比，輸 出誤差放大信號。
運算電路7的正相端連接跨導型放大器6的輸出端，運算電路7的負 相端連接第一采集電路。該運算電路7將誤差放大信號與第一電壓信號相 減，并輸出第三電壓信號。運算電路7的正相端還通過電容14接地。比較器8的負相端連接運算電路7的輸出端，比較器8的正相端連接 第二釆集電路的輸出端。該比較器8將第三電壓信號與第二電壓信號相比 較，并輸出邏輯控制信號。
計時器邏輯電路9的輸入端連接比較器8的輸出端，計時器邏輯電路 9的輸出端連接功率開關(guān)管2的柵極。當?shù)诙妷盒盘柛哂诘谌妷盒盘枺?比較器8輸出高電平，計時器邏輯電路9向功率開關(guān)管2發(fā)送截止驅(qū)動信 號；當?shù)诙妷盒盘柕陀诘谌妷盒盘枺容^器8輸出低電平，計時器邏 輯電路9向功率開關(guān)管2發(fā)送導通驅(qū)動信號。
如圖2所示的計時器邏輯電路，包括一個開通時間計時器16、 一個關(guān) 斷時間計時器17、 一個RS觸發(fā)器18、 一個非門19和兩個四輸入或門20、 21。
開通時間計時器16包括RS觸發(fā)器23、比較器24、場效應(yīng)管25、電 壓源26、電流源27和電容28。計時器邏輯電路9的輸入端22接收邏輯 控制信號，并通過四輸入或門20連接RS觸發(fā)器23。 RS觸發(fā)器23的Q 端連接場效應(yīng)管25。當RS觸發(fā)器23的Q端輸出低電平時，場效應(yīng)管25 截止，計時開始。電流源27對電容28充電，直到電容28的電壓達到電 壓源26的閥值電壓。選耳又合適的電壓源26、電流源27和電容28, 4更可 得到相應(yīng)的開通時間。
關(guān)斷時間計時器17的電路結(jié)構(gòu)與開通時間計時器16相同，包括RS 觸發(fā)器29、比較器30、場效應(yīng)管31、電壓源32、電流源33和電容34。
計時器邏輯電路的輸入端22接收邏輯控制信號，然后通過一支路將 邏輯控制信號發(fā)送到四輸入或門20，通過另一支路中的非門19發(fā)送到四 輸入或門21。輸出端35向功率開關(guān)管2發(fā)送驅(qū)動信號。
RS觸發(fā)器18、 23、 29和其他的門電路組成異步組合邏輯，用于實現(xiàn) 圖3所示控制方法的切換。
本發(fā)明的Boost型開關(guān)變換器的控制方法包括以下步驟
(1) 對開關(guān)變換器的輸入電流釆樣，輸出相應(yīng)的第一電壓信號；
(2) 對開關(guān)變換器的輸出電壓采樣，輸出相應(yīng)的第二電壓信號；
(3) 將采樣取得第二電壓信號與基準電壓信號相減放大，得到誤差 放大信號；
(4) 將上述的誤差放大信號與開關(guān)變換器的第一電壓信號相減，得到第三電壓信號；
(5) 將第三電壓信號與開關(guān)變換器的第二電壓信號比較，得到邏輯 控制信號；
(6) 將邏輯控制信號轉(zhuǎn)換為功率開關(guān)管2的驅(qū)動信號，并發(fā)送到功 率開關(guān)管2:
當功率開關(guān)管2接受一個固定持續(xù)時間為ToFF的截止驅(qū)動信號后，若
邏輯控制信號為低電平，則向功率開關(guān)管2發(fā)送一個固定持續(xù)時間為r0N 的導通驅(qū)動信號；若邏輯控制信號為高電平，則繼續(xù)向功率開關(guān)管2發(fā)送 截止驅(qū)動信號，直到邏輯控制信號為低電平時，向功率開關(guān)管2發(fā)送一個 固定持續(xù)時間為r,的導通驅(qū)動信號；
當功率開關(guān)管2接受一個固定持續(xù)時間為ToN的導通驅(qū)動信號后，若 邏輯控制信號為高電平，向功率開關(guān)管2發(fā)送一個固定持續(xù)時間為rOTF 的截止驅(qū)動信號；若邏輯控制信號為低電平，則繼續(xù)向功率開關(guān)管2發(fā)送 導通驅(qū)動信號，直到邏輯控制信號為高電平時，向功率開關(guān)管2發(fā)送一個 固定持續(xù)時間為T哪的截止驅(qū)動信號。
上述的邏輯控制信號與驅(qū)動信號還可以是對稱的形式，即邏輯控制信 號為低電平時對應(yīng)截止驅(qū)動信號，邏輯控制信號為高電平時對應(yīng)導通驅(qū)動 信號。
在電感電流連續(xù)^^莫式下，上述的固定持續(xù)時間rOFF 、 r綴為
其中rs是假設(shè)CCM模式下，boost電路工作在固定的頻率下的開關(guān)
周期，Kc/w和Fco(/r是實時的開關(guān)變換器輸入輸出電壓值，r綴和分 別通過計時器邏輯電路中的開通時間計時器16和關(guān)斷時間計時器17控制。
在啟動的時候，因為r，的定義式中人(^cot/r - K:W項，可能會由于 電壓Fowr低于電壓Fcw造成電路死鎖，開關(guān)一直停留在關(guān)斷狀態(tài)，所以
為了保證電路的正常啟動，設(shè)置有一個起動時間r0Nmin。
將關(guān)斷時間7b^i殳計成和輸入電壓成正比，和輸出電壓成反比,以實 現(xiàn)CCM模式下的固定頻率工作，可以有效控制CCM模式下的輸出電壓 紋波量，使開關(guān)頻率能夠恒定，也就是不隨輸入電壓或者輸出電壓的變化而變化。其中，
通過選取合適的電壓源26、電流源27電容28，使關(guān)斷時間計時器16
的關(guān)斷時間滿足上述的r0iV。
通過選取合適的電壓源32、電流源33和電容34，使關(guān)斷時間計時器
17的關(guān)斷時間滿足上述的rOFF。
在電感電流斷續(xù)模式下，最小開關(guān)開通時間得到鉗位。 r綴 =A: x 7"cw
k必須小于i,因為鉗位時間r0N，不能大于r0N否則電路會出現(xiàn)次
諧波振蕩。 一般可以考慮取k-0.8。
對開通時間rON，鉗位的目的主要是為了在負載減小，電路進入dcm 時實現(xiàn)pfm(頻率調(diào)制)工作。所以這個鉗位時間不能大于ccm模式固
定頻率下的理-論開通時間r0N。
綜上，固定關(guān)斷時間ToFF的選取是為了實現(xiàn)ccm模式下的電路固定 頻率工作。開通時間4計位是為了實現(xiàn)dcm下的脈沖頻率調(diào)制(pfm)， 以提高系統(tǒng)效率，同時為了避免在ccm下出現(xiàn)次諧波振蕩，開通時間的
鉗位設(shè)置為r綴=ax r0N，。其中r。N，是理論上ccm下和先行確定的r0FF 對應(yīng)的開關(guān)開通時間，k是小于l的常數(shù)。
上述步驟(6)如圖3的模塊示意圖所示。功率開關(guān)管2接受一個固
定持續(xù)時間為rOTF的截止驅(qū)動信號時，為固定關(guān)斷時間。功率開關(guān)管2接 受一個固定持續(xù)時間為r，的導通驅(qū)動信號時，為固定開通時間。固定關(guān) 斷時間結(jié)束，等待轉(zhuǎn)入固定開通時間期間，為關(guān)斷時間調(diào)制。固定開通時 間結(jié)束，等待轉(zhuǎn)入固定關(guān)斷時間期間，為開通時間調(diào)制。
如圖4所示的ccm模式工作波形圖
1) 在ti到t2時刻，計時器邏輯電路9內(nèi)部開通計時器進行r0N的計
時，功率開關(guān)管2被導通，狀態(tài)為"固定開通時間"
2) 在t2時刻，計時器邏輯電路9內(nèi)部ToN計時結(jié)束，但是邏輯控制 信號Fo.c輸出為O，進入"開通時間調(diào)制"狀態(tài)。
3) 從t2到t3，邏輯控制信號Fo.c-O,系統(tǒng)保持在"開通時間調(diào)制" 狀態(tài)。
4) 在t3時刻，第三電壓信號Kn.c小于第二電壓信號Fip.c,邏輯控制
信號&.c輸出高電平，功率開關(guān)管2被關(guān)斷，系統(tǒng)進入"固定關(guān)斷時間"狀態(tài)。
5 )從t3到t4,計時器邏輯電路9內(nèi)部關(guān)斷時間計時器進行r()FF計時， 功率管開關(guān)管截止，系統(tǒng)保持在"固定關(guān)斷時間"狀態(tài)。
6)在t4時刻，計時器邏輯電路9內(nèi)部關(guān)斷計時器計時結(jié)束，由于邏 輯控制信號Kac = 0,系統(tǒng)跳過"關(guān)斷時間調(diào)制"狀態(tài)，直接進入"固定 開通時間"狀態(tài)。
如圖5所示的DCM模式工作波形圖
1) 在tl到t2時刻，計時器邏輯電路9內(nèi)部的開通計時器進行7W的 計時，功率開關(guān)管2凈皮導通，狀態(tài)為"固定開通時間"
2) 在t2時刻，計時器邏輯電路9內(nèi)部的r咖計時器計時結(jié)束，但是邏 輯控制信號Fo.c輸出為高電平，系統(tǒng)跳過"開通時間調(diào)制"狀態(tài)，直接進 入"固定關(guān)斷時間"狀態(tài)。計時器邏輯電路9內(nèi)部的關(guān)斷計時器開始計時。
3) 從t2到t3， roFF計時中，系統(tǒng)保持在"固定關(guān)斷時間"狀態(tài)。
4) 在t3時刻，計時器邏輯電路9內(nèi)部的關(guān)斷計時器計時結(jié)束，由于 邏輯控制信號Kac-l,系統(tǒng)進入"關(guān)斷時間調(diào)制"狀態(tài)。
5) 從t3到t4,由于邏輯控制信號rac=l,系統(tǒng)保持在"關(guān)斷時間調(diào) 制"狀態(tài)。
6) 在t4時刻，第二電壓信號 .c跌落到低于第三電壓信號rin.c,邏 輯控制信號Fac輸出低電平，系統(tǒng)重新進入"固定開通時間"狀態(tài)。
本發(fā)明的長壓型開關(guān)變換器的控制裝置及控制方法具有較高的轉(zhuǎn)換 效率及較好的系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和控制精度，圖6A為電感電流示意圖，圖6B 為輸出電壓示意圖，圖6C為第二電壓信號巧p.c和第三電壓信號Kn.c的示 意圖,圖6D為負載電流示意圖
1) 在時間軸lms以前，開關(guān)變換器的電路工作在輕負載情況下，從電 感電流頻率可以看出，電路工作在PFM模式下。此時系統(tǒng)由于降低了開 關(guān)損耗，保持了較高的效率。
2) 在lms處，負載15電流從15mA升高到300mA，由于瞬間電感電 流不足以平衡負載15電流，輸出濾波電容5開始對負載15進行放電導致 輸出電壓減小。輸出電壓的減小直接反映到第二電壓信號Vip.c上，在第三 個坐標軸a點附近可以看到，由于第二電壓信號Vip.c的下降，增加了 "開 通時間調(diào)制，，狀態(tài)持續(xù)的時間，使系統(tǒng)快速給電感進行充電。這可以由第一個坐標軸中電感電流波形可以看出。
3)迅速升高的電感電流阻止了輸出電壓的進一步下降，隨后輸出電壓 通過跨導型放大器6的調(diào)節(jié)恢復(fù)到設(shè)定值。
權(quán)利要求
1、一種Boost型開關(guān)變換器的控制方法，其特征在于包括以下步驟(1)對開關(guān)變換器的輸入電流采樣，輸出相應(yīng)的第一電壓信號；(2)對開關(guān)變換器的輸出電壓采樣，輸出相應(yīng)的第二電壓信號；(3)將采樣取得第二電壓信號與基準電壓信號相減放大，得到誤差放大信號；(4)將上述的誤差放大信號與開關(guān)變換器的第一電壓信號相減，得到第三電壓信號；(5)將第三電壓信號與開關(guān)變換器的第二電壓信號比較，得到邏輯控制信號；(6)將邏輯控制信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)變換器的功率開關(guān)管的驅(qū)動信號，并發(fā)送到功率開關(guān)管當功率開關(guān)管接受一個固定持續(xù)時間為TOFF的截止驅(qū)動信號后，若邏輯控制信號為低電平，則向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù)時間為TON的導通驅(qū)動信號；若邏輯控制信號為高電平，則繼續(xù)向功率開關(guān)管發(fā)送截止驅(qū)動信號，直到邏輯控制信號為低電平時，向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù)時間為TON的導通驅(qū)動信號；當功率開關(guān)管接受一個固定持續(xù)時間為TON的導通驅(qū)動信號后，若邏輯控制信號為高電平，向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù)時間為TOFF的截止驅(qū)動信號；若邏輯控制信號為低電平，則繼續(xù)向功率開關(guān)管發(fā)送導通驅(qū)動信號，直到邏輯控制信號為高電平時，向功率開關(guān)管發(fā)送一個固定持續(xù)時間為TOFF的截止驅(qū)動信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于在電感電流連續(xù) 模式下，所述的固定持續(xù)時間r，、 7V/r為其中rs是系統(tǒng)所需的開關(guān)頻率,rcw和kco ^是實時的開關(guān)變換器輸入 電壓值和輸出電壓值，在電路啟動時，開通時間設(shè)置為一個能保證電路能 正常啟動的最小開通時間r0iV—她。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于在電感電流斷續(xù) 模式下，最小開關(guān)開通時間得到鉗位，開通時間r， ， =A:xr0w,其中A: 是小于1的系數(shù)。
4、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1-3任一所述控制方法的控制裝置，包括由輸 入濾波電容，功率開關(guān)管，功率電感，續(xù)流二極管和輸出濾波電容組成的 Boost型開關(guān)變換器，輸入電壓信號經(jīng)Boost型開關(guān)變換器的功率電感和 續(xù)流二極管后輸出，輸入濾波電容連接Boost型開關(guān)變換器的輸入端并接 地，輸出濾波電容并聯(lián)在Boost型開關(guān)變換器的輸出端并接地，功率開關(guān) 管與由續(xù)流二極管和輸出濾波電容組成的支路并聯(lián)，其特征在于還包括一連接功率開關(guān)管輸出端，用于采集變換器輸入電壓的第一采 集電路，該第一采集電路輸出第一電壓信號；一用于采集所述變換器輸出電壓的第二采集電路，該第二釆集電路輸 出第二電壓信號；一用于第二電壓信號與基準電壓信號誤差放大的跨導型放大器，該跨 導型放大器輸出誤差放大信號；一將誤差放大信號與第一電壓信號相減的運算電路，該運算電路輸出 第三電壓信號；一將第三電壓信號與第二電壓信號比較的比較器，該比較器輸出邏輯 控制信號；一將邏輯控制信號轉(zhuǎn)換為功率開關(guān)管4冊^l驅(qū)動信號的計時器邏輯電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于所述的第 一采集電路包括與功率開關(guān)管串接的電感電流采樣電阻，電 感電流采樣電阻的輸入端連接運算電路的負相端；所述的第二采集電路包括由第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)組成 的支路，該支路與所述輸出濾波電容并聯(lián)，在第一分壓電阻與第二分壓電 阻之間設(shè)置有輸出端；所述跨導型放大器正相端連接基準電壓，負相端連接第二釆集電路的 輸出端；所述運算電路的正相端連接跨導型放大器的輸出端，運算電路的負相 端連接第一釆集電路；所述比較器的負相端連接運算電路的輸出端，比較器的正相端連接第二釆集電路的輸出端；所述計時器邏輯電路的輸入端連接比較器的輸出端，計時器邏輯電路的輸出端連接功率開關(guān)管的柵極。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于所述的計時器邏輯電路包括一個開通時間計時器和一個關(guān)斷時間計時器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Boost型開關(guān)變換器的控制方法，通過對輸入電流、輸出電壓采樣處理后作為負反饋控制Boost型開關(guān)變換器的功率開關(guān)管，使開關(guān)變換器維持較好的系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和控制精度，并在輕負載下實現(xiàn)了脈沖頻率調(diào)制，提高了電源轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明還公開了一種控制裝置，包括Boost型開關(guān)變換器、第一采集電路、第二采集電路、跨導型放大器、運算電路、比較器和計時器邏輯電路，以實現(xiàn)上述的控制方法。
文檔編號H02M3/04GK101459381SQ20081016278
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者吳曉波, 徐孝如, 趙夢戀 申請人:浙江大學