一种检测并阻止反向电流的降压变换器制造技术

本发明专利技术提出一种检测并阻止反向电流的降压变换器，解决了现有降压变换器在轻载或空载状态下出现反向电流损坏下功率开关的问题。一种检测并阻止反向电流的降压变换器，包括：输入端口、输出端口、上功率开关、下功率开关、输出电感器、输出电容器、检测电阻器、检测电路、误差放大器、电流比较器、控制及驱动电路。本发明专利技术能够在降压变换器轻载或者空载时，有效地检测并阻止反向电流，使下功率开关无需承受大的电压应力，保护了下功率开关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，特别涉及一种检测并阻止反向电流的降压变换器。
技术介绍
降压变换器一般应用在输出电压比供电电压低的场合。典型降压变换器包括如图1所示耦接的上功率开关S1、下功率开关S2、输出电感器L和输出电容器Co。由于其高效率，降压变换器在电源转换领域得到了广泛的应用。但降压变换器在轻载或者空载情况下，下功率开关S2导通过长可能导致电感电流减小至零并出现反向电流。出现反向电流时，电感电流由输出端流经输出电感器L、下功率开关S2至参考地，如图1虚线所示。该反向电流会对下功率开关S2产生电压应力，从而可能损坏下功率开关S2。
技术实现思路
本专利技术提出一种改进的降压变换器，解决了现有降压变换器在轻载或空载状态下出现反向电流损坏下功率开关的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的一种检测并阻止反向电流的降压变换器，包括输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；检测电阻器，与所述下功率开关串联耦接，检测流过输出电感器的反向电流；检测电路，跨接在检测电阻器的两端，根据检测电阻器两端的电压产生锁定信号；误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压，其反相输入端接收表征输出电压的反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收表征流过上功率开关电流的电流采样信号，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路，具有第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，其第一输入端子接收时钟信号，其第二输入端子耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，其第三输入端子耦接至检测电路接收锁定信号，所述控制及驱动电路基于所述时钟信号、电流比较信号和锁定信号，产生两路驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。可选地，所述检测并阻止反向电流的降压变换器还包括反馈电路，产生所述反馈电压。可选地，所述反馈电路包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电阻和第二电容，其中反馈电压在第一电阻和第二电阻的串联耦接节点处产生。可选地，所述反馈电路包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电容和第二电阻，其中反馈电压在第一电容和第二电容的串联耦接节点处产生。可选地，所述检测电路包括电压比较器。可选地，所述检测并阻止反向电流的降压变换器进一步包括补偿电容器，耦接在误差放大器的反相输入端和输出端子之间。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的一种检测并阻止反向电流的降压变换器，包括输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；检测电阻器，与所述下功率开关串联耦接，检测流过输出电感器的反向电流；检测电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至下功率开关和检测电阻器的串联耦接节点接收检测电阻器两端的电压，其第二输入端子接收阈值电压，所述检测电路基于检测电阻器两端的电压和阈值电压，在其输出端子输出锁定信号；误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压，其反相输入端接收表征输出电压的反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收表征流过上功率开关电流的电流采样信号，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路，具有第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，其第一输入端子接收时钟信号，其第二输入端子耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，其第三输入端子耦接至检测电路的输出端子接收锁定信号，所述控制及驱动电路基于所述时钟信号、电流比较信号和锁定信号，产生两路驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。可选地，所述检测电路包括电压比较器。可选地，所述检测并阻止反向电流的降压变换器进一步包括补偿电容器，耦接在误差放大器的反相输入端和输出端子之间。可选地，所述阈值电压为O.1V。本专利技术的有益效果是在降压变换器轻载或者空载时，有效地检测并阻止反向电流，使下功率开关无需承受大的电压应力，保护了下功率开关。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有降压变换器的电路结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的一种检测并阻止反向电流的降压变换器100的电路结构不意图；图3为根据本专利技术另一个实施例的一种检测并阻止反向电流的降压变换器200的电路结构意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2为根据本专利技术一个实施例的一种检测并阻止反向电流的降压变换器100的电路结构示意图。如图2所示，所述检测并阻止反向电流的降压变换器100包括输入端口 101，接收输入电压Vin ;输出端口 102，提供输出电压Vo ;上功率开关103和下功率开关104，串联耦接在输入端口 101和参考地之间；输出电感器105，耦接在上功率开关103和下功率开关104的串联耦接节点和输出端口 102之间；输出电容器106，耦接在输出端口 102和参考地之间；检测电阻器107，与所述下功率开关104串联耦接，检测流过输出电感器105的反向电流；检测电路108，跨接在检测电阻器107的两端，根据检测电阻器107两端的电压产生锁定信号Idt ;误差放大器109，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压Vref，其反相输入端接收表征输出电压Vo的反馈电压Vfb，其输出端子产生误差放大信号Vc ;电流比较器110，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收表征流过上功率开关103电流的电流采样信号Isen，其反相输入端耦接至误差放大器109的输出端子接收误差放大信号Vc，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路111，具有第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，其第一输入端子接收时钟信号CLK，其第二输入端子耦接至电流比较器110的输出端子接收电流比较信号，其第三输入端子耦接至检测电路108接收锁定信号Idt，所述控制及驱动电路111基于所述时钟信号CLK、电流比较信号和锁定信号Idt，产生两路驱动信号，以控制上功率开关103和下功率开关104的通断。优选地，所述检测并阻止反向电流的降压变换器100还包括补偿电容器115，耦接在误差放大器109的反相输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测并阻止反向电流的降压变换器，其特征在于，包括：输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；检测电阻器，与所述下功率开关串联耦接，检测流过输出电感器的反向电流；检测电路，跨接在检测电阻器的两端，根据检测电阻器两端的电压产生锁定信号；误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压，其反相输入端接收表征输出电压的反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收表征流过上功率开关电流的电流采样信号，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路，具有第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，其第一输入端子接收时钟信号，其第二输入端子耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，其第三输入端子耦接至检测电路接收锁定信号，所述控制及驱动电路基于所述时钟信号、电流比较信号和锁定信号，产生两路驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。...

【技术特征摘要】
1.一种检测并阻止反向电流的降压变换器，其特征在于，包括输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；检测电阻器，与所述下功率开关串联耦接，检测流过输出电感器的反向电流；检测电路，跨接在检测电阻器的两端，根据检测电阻器两端的电压产生锁定信号；误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压， 其反相输入端接收表征输出电压的反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收表征流过上功率开关电流的电流采样信号，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路，具有第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，其第一输入端子接收时钟信号，其第二输入端子耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，其第三输入端子耦接至检测电路接收锁定信号，所述控制及驱动电路基于所述时钟信号、电流比较信号和锁定信号，产生两路驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。2.如权利要求1所述的检测并阻止反向电流的降压变换器，其特征在于，所述检测电路包括电压比较器。3.如权利要求1所述的检测并阻止反向电流的降压变换器，其特征在于，还包括反馈电路，用以产生所述反馈电压。4.如权利要求3所述的检测并阻止反向电流的降压变换器，其特征在于，所述反馈电路包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电阻和第二电阻，其中反馈电压在第一电阻和第二电阻的串联耦接节点处产生。5.如权利要求3所述的检测并阻止反向电流的降压变换器，其特征在于，所述反馈电路包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电容和第二电容，其中反馈电压在第一电容和第二电容的串联耦接节点处产生。6.如权利要求1所述的检测并阻止反向电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，
申请(专利权)人：青岛联盟电子仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：