一種用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器的控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型的實(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、無線電/立體聲等)。DC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(yīng)用中，DC-DC轉(zhuǎn)換器可以用來接收未調(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)恒定的開關(guān)頻率是本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的難題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器的控制電路，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器具有至少一個(gè)開關(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)在輸出端提供開關(guān)信號(hào)以控制所述開關(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)整所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而使得所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率實(shí)質(zhì)上恒定。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開關(guān)管是降壓轉(zhuǎn)換電路的主開關(guān)管，所述開關(guān)管具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收輸入電壓，控制端接收所述開關(guān)信號(hào)，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器還包括:次開關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至所述主開關(guān)管的第二端，第二端接地，控制端耦接至所述邏輯電路；以及電感器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至所述主開關(guān)管的第二端和次開關(guān)管的第一端，其第二端提供所述輸出電壓。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一比較器，所述第一比較器包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，分別配置為所述導(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。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一計(jì)時(shí)電路自所述開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)開始計(jì)時(shí)，第一計(jì)時(shí)時(shí)間結(jié)束，所述關(guān)斷信號(hào)由無效電平翻轉(zhuǎn)為有效電平，所述開關(guān)管被關(guān)斷，所述第一計(jì)時(shí)時(shí)間實(shí)質(zhì)上等于所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述設(shè)定時(shí)間始于所述開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一電流源配置為在所述設(shè)定時(shí)間內(nèi)對(duì)所述第一電容充電，所述第二電流源配置為對(duì)所述第二電容放電，所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間與所述第一電容上電壓的均值或者瞬態(tài)值成正比。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一電流源配置為在所述設(shè)定時(shí)間內(nèi)對(duì)所述第一電容放電，所述第二電流源配置為對(duì)所述第二電容充電，所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間與所述第一電容上電壓的均值或者瞬態(tài)值成反比。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一計(jì)時(shí)電路包括:第三電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一電源端；第二電容，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第三電流源第二端，其第二端耦接至所述第二電源端；第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端配置為所述第一計(jì)時(shí)電路的輸入端，其第二輸入端耦接至所述第二電容的第一端，其輸出端提供所述關(guān)斷信號(hào)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路還包括濾波電路，具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至所述第一電容的第一端；所述第一計(jì)時(shí)電路的輸入端耦接至所述所述濾波電路的輸出端。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路還包括第二計(jì)時(shí)電路，具有輸入端和輸出端，其輸入端配置為所述關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路的輸入端以接收所述開關(guān)信號(hào)，其輸出端提供第二計(jì)時(shí)信號(hào)，所述第二計(jì)時(shí)電路自所述開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)開始計(jì)時(shí)，所述設(shè)定時(shí)間為始于所述第二計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，止于所述開關(guān)管再次導(dǎo)通時(shí)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第二計(jì)時(shí)電路包括，脈沖電路，具有輸入端與輸出端，其輸入端配置為所述第二計(jì)時(shí)電路輸入端以接收所述開關(guān)信號(hào)；第四電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一電源端；第三電容，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第四電流源第二端，其第二端耦接至所述第二電源端；放電電路，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第三電容第一端，其第二端耦接至所述第二電源端，其控制端耦接至所述脈沖電路輸出端；以及第三比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至所述第三電容的第一端，其第二輸入端接收第一閾值信號(hào)，其輸出端提供第二計(jì)時(shí)信號(hào)以控制所述第一電流源。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一電流源配置為在所述設(shè)定時(shí)間內(nèi)對(duì)所述第一電容充電，所述第二電流源配置為對(duì)所述第二電容放電，所述開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間與所述第二電容上電壓的均值或者瞬態(tài)值成反比。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一計(jì)時(shí)電路包括:電壓電流轉(zhuǎn)換電路，具有輸入端和輸出端，其輸入端配置為所述第一計(jì)時(shí)電路的輸入端，其輸出端提供轉(zhuǎn)換電流信號(hào)；第四電容，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸出端，其第二端耦接至所述第二電源端；第四比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收第二閾值信號(hào)，其第二輸入端耦接至所述第四電容的第一端，其輸出端提供所述關(guān)斷信號(hào)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述關(guān)斷信號(hào)產(chǎn)生電路還包括濾波電路，具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至所述第一電容的第一端；所述第一計(jì)時(shí)電路的輸入端耦接至所述濾波電路的輸出端。
[0018]本實(shí)用新型提供的用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器的控制電路可以獲得實(shí)質(zhì)恒定的開關(guān)頻率，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019]本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0020]圖1示出一款根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)轉(zhuǎn)換器10的電路示意圖；
[0021]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)轉(zhuǎn)換器10運(yùn)行過程中的波形圖200 ;
[0022]圖3示出一款根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)轉(zhuǎn)換器30的電路示意圖；
[0023]圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)轉(zhuǎn)換器30運(yùn)行過程中的波形圖400 ;
[0024]圖5示出一款根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的控制電路500的電路示意圖；以及
[0025]圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的控制電路