开关变换器及其控制电路制造技术

公开了一种开关变换器。开关变换器包括升压或降压开关变换器。开关变换器包括控制电路。控制电路包括斜坡产生电路、误差放大器和校准电路。斜坡产生电路对开关变换器开关节点处的方波电压进行滤波以产生斜坡信号。校准电路对斜坡信号进行滤波从而产生校准信号。产生的校准信号能够降低误差放大器的直流工作范围，从而降低系统功耗。而且由于校准信号是通过对斜坡信号进行滤波形成的，电路形式简单。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电子电路，更具体地，本公开涉及开关变换器及其控制电路。
技术介绍
恒定导通时间控制的开关变换器中包括输出电容器，该输出电容器可等效为等效电阻与理想电容的串联结构。当输出电容器的等效串联电阻阻抗值较小时，恒定导通时间控制开关变换器极易产生振荡，需要斜坡补偿电路来稳定系统。然而，斜坡补偿将引入直流误差，使得开关变换器的输出电压不能达到预设值，需要引入误差放大器来消除该直流误差。然而，误差放大器的直流工作范围通常很宽，使得电路功耗较大。需要提出一种电路以降低误差放大器的直流工作范围。
技术实现思路
依据本专利技术实施例的一个方面，提出了一种用于开关变换器的控制电路。开关变换器包括降压变换器或升压变换器。开关变换器包括开关。开关变换器具有开关节点和输出节点。开关变换器接收输入电压并通过开关的导通与关断将输入电压转换为开关节点处的方波电压以及输出节点处的输出电压。控制电路包括斜坡产生电路、校准电路、比较电路、导通时间产生电路和逻辑电路。斜坡产生电路具有输入端和输出端。斜坡产生电路的输入端耦接至开关节点。斜坡产生电路对方波电压进行滤波以在斜坡产生电路的输出端产生斜坡信号。校准电路耦接至斜坡产生电路以接收斜坡信号，并将斜坡信号进行滤波以产生校准信号。比较电路耦接至斜坡产生电路和校准电路以分别接收斜坡信号和校准信号。比较电路还接收参考信号和表征输出电压的反馈信号。比较电路根据斜坡信号、校准信号、参考信号和反馈信号生成比较信号以控制开关的导通时刻。导通时间产生电路产生导通时间信号以控制开关的导通时长。逻辑电路耦接至比较电路和导通时间产生电路以分别接收比较信号和导通时间信号。逻辑电路根据比较信号和导通时间信号产生控制信号以控制开关的导通与关断。依据本专利技术实施例的又一个方面，提出了一种开关变换器。开关变换器包括升压变换器或降压变换器。开关变换器具有开关节点和输出节点。开关变换器包括开关他控制电路。通过开关的导通与关断，开关变换器将输入电压转换为开关节点处的方波电压以及输出节点处的输出电压。控制电路包括斜坡产生电路、校准电路、比较电路、导通时间产生电路和逻辑电路。斜坡产生电路具有输入端和输出端。斜坡产生电路的输入端耦接至开关节点。斜坡产生电路对方波电压进行滤波以在斜坡产生电路的输出端产生斜坡信号。校准电路耦接至斜坡产生电路以接收斜坡信号，并将斜坡信号进行滤波以产生校准信号。比较电路耦接至斜坡产生电路和校准电路以分别接收斜坡信号和校准信号。比较电路还接收参考信号和表征输出电压的反馈信号。比较电路根据斜坡信号、校准信号、参考信号和反馈信号生成比较信号以控制开关的导通时刻。导通时间产生电路产生导通时间信号以控制开关的导通时长。逻辑电路耦接至比较电路和导通时间产生电路以分别接收比较信号和导通时间信号。逻辑电路根据比较信号和导通时间信号产生控制信号以控制开关的导通与关断。利用本专利技术实施例提出的开关变换器能够利用校准信号消除斜坡信号引入的直流误差。而且，由于校准信号是根据斜坡信号滤波得到的，使得电路形式简单。附图说明图1示出依据本公开一实施例的开关变换器100。图2示出依据本公开一实施例的用于图1中开关变换器100的比较电路200。图3示例性地示出依据本公开一实施例的导通时间产生电路300。图4示出采用图2所示比较电路200的开关变换器100的部分工作波形图。图5示出依据本专利技术另一实施例的开关变换器500。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。虽然已参照几个典型实施例描述了本专利技术，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本专利技术能够以多种形式具体实施而不脱离专利技术的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。图1示出依据本公开一实施例的开关变换器100。如图1所示，开关变换器采用降压变换器结构，其包括开关电路101和控制电路102。开关电路包括开关，开关电路具有开关节点和输出节点，开关电路将接收的输入电压转换为开关节点处的方波电压以及输出节点处的输出电压。更加具体地，在图1中，开关电路101示例性地包括上开关管M1、下开关管M2、输出电感器L和输出电容器C。上开关管M1的一端接收输入电压VIN，另一端电耦接至下开关管M2的一端，下开关管M2的另一端接地。上开关管M1和下开关管M2的公共端形成开关电路101亦即开关变换器100的开关节点SW。开关变换器通过上开关管M1和下开关管M2的导通与关断将输入电压VIN转换为开关节点SW处的方波电压VSW。输出电感器L的一端电耦接至开关节点SW，输出电容器COUT电耦接在输出电感器L的另一端和参考地之间。输出电感器L和输出电容器COUT的公共端形成开关电路101亦即开关变换器100的输出节点。开关变换器通过上开关管M1和下开关管M2的导通与关断将输入电压VIN转换为输出节点处的输出电压VOUT。本领域技术人员应当理解，在图1所示实施例中，开关电路101采用同步变换拓扑结构。然而，在另一实施例中，开关电路101可以采用非同步变换拓扑结构，其中，非同步变换拓扑结构中的下开关管可以是二极管等。另外，开关电路101中的开关管可以为任何半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。控制电路102示例性地包括斜坡产生电路121、校准电路122、比较电路123、导通时间产生电路124以及逻辑电路125。斜坡产生电路121具有输入端121A和输出端121B，其中，输入端121A耦接至开关节点SW以接收方波电压VSW。斜坡产生电路121将方波电压VSW进行滤波以在输出端121B产生斜坡信号VRAMP。斜坡信号VRAMP可使开关变换器100稳定，防止产生振荡。在图1所示实施例中，斜坡产生电路121示例性地包括斜坡电阻RRAMP和斜坡电容CRAMP。斜坡电阻RRAMP具有第一端和第二端，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关变换器的控制电路，其中，开关变换器包括降压变换器或升压变换器，开关变换器包括开关，开关变换器具有开关节点和输出节点，开关变换器接收输入电压并通过开关的导通与关断将输入电压转换为开关节点处的方波电压以及输出节点处的输出电压，控制电路包括：斜坡产生电路，具有输入端和输出端，斜坡产生电路的输入端耦接至开关节点，斜坡产生电路对方波电压进行滤波以在斜坡产生电路的输出端产生斜坡信号；校准电路，耦接至斜坡产生电路以接收斜坡信号，并将斜坡信号进行滤波以产生校准信号；比较电路，耦接至斜坡产生电路和校准电路以分别接收斜坡信号和校准信号，比较电路还接收参考信号和表征输出电压的反馈信号，比较电路根据斜坡信号、校准信号、参考信号和反馈信号生成比较信号以控制开关的导通时刻；导通时间产生电路，产生导通时间信号以控制开关的导通时长；以及逻辑电路，耦接至比较电路和导通时间产生电路以分别接收比较信号和导通时间信号，逻辑电路根据比较信号和导通时间信号产生控制信号以控制开关的导通与关断。

【技术特征摘要】
1.一种用于开关变换器的控制电路，其中，开关变换器包括降压变换器或升压变换器，开关变换器包括开关，开关变换器具有开关节点和输出节点，开关变换器接收输入电压并通过开关的导通与关断将输入电压转换为开关节点处的方波电压以及输出节点处的输出电压，控制电路包括：斜坡产生电路，具有输入端和输出端，斜坡产生电路的输入端耦接至开关节点，斜坡产生电路对方波电压进行滤波以在斜坡产生电路的输出端产生斜坡信号；校准电路，耦接至斜坡产生电路以接收斜坡信号，并将斜坡信号进行滤波以产生校准信号；比较电路，耦接至斜坡产生电路和校准电路以分别接收斜坡信号和校准信号，比较电路还接收参考信号和表征输出电压的反馈信号，比较电路根据斜坡信号、校准信号、参考信号和反馈信号生成比较信号以控制开关的导通时刻；导通时间产生电路，产生导通时间信号以控制开关的导通时长；以及逻辑电路，耦接至比较电路和导通时间产生电路以分别接收比较信号和导通时间信号，逻辑电路根据比较信号和导通时间信号产生控制信号以控制开关的导通与关断。2.如权利要求1所述的控制电路，其中，控制电路还包括误差放大器，误差放大器具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，误差放大器的第一输入端接收参考信号，误差放大器的第二输入端接收反馈信号，误差放大器放大参考信号与反馈信号之间的差值并在输出端产生误差放大信号，比较电路根据斜坡信号、校准信号、参考信号、误差放大信号和反馈信号生成比较信号。3.如权利要求2所述的控制电路，其中，比较电路还接收直流误差信号，比较电路根据斜坡信号、校准信号、参考信号、误差放大信号、直流误差信号和反馈信号生成比较信号。4.如权利要求3所述的控制电路，其中，比较电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端接收反馈信号、直流误差信号与斜坡信号的和值且第二输入端接收参考信号、误差放大信号与校准信号的和值，比较电路将反馈信号、直流误差信号与斜坡信号的和值和参考信号、误差放大信号与校准信号的和值进行比较以在输出端生成比较信号。5.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51