CN103633627A - 一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法及控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法及控制电路，首先判断到所述变换器的输出电压是否发生过压，如果存在过压，无论当前变换器工作在哪种模式，均控制其第一开关和第四开关关断，其第二开关和第三开关导通。这样一方面切断了输入端能量的接入和输出端能量的传输，另一方面使电感中的能量通过第二开关、电感和第三开关形成的通路消耗掉，很好地解决负载发生跳变时输出电压过冲的问题。

Description

一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法及控制电路
技术领域
本发明涉及电力电子领域，更具体地说，涉及一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法及控制电路。
背景技术
四开关Buck-Boost变换器基于其可靠、高效的优点广泛应用于电力、通信及电子仪器等领域。在现有技术中，四开关Buck-Boost变换器的功率级电路如图1所示，其包括四个开关管K1、K2、K3和K4，还包括一电感L，其连接关系为：第一开关K1、电感L和第四开关K4串联于所述变换器的输入端和输出端之间，第二开关K2第一端连接于第一开关K1和电感L的公共连接点，第二端接地，第三开关K3第一端连接于第四开关K4和电感L的公共连接端，第二端接地。
现有技术中的四开关的Buck-Boost变换器通常有三种工作模式，一般地，当输入电压Vin>>输出电压Vo时，功率级电路工作于Buck模式，此时有开关K4保持一直导通，开关K3一直断开，开关K1、k2交替通断；当输入电压Vin<<输出电压Vo时，功率级电路工作于Boost模式，此时有开关K1保持一直导通，开关K2一直断开，开关K3、K4交替通断；当输入电压Vin与输出电压Vo较接近时，功率级电路工作于Buck-Boost工作模式，开关K1、K2、K3、K4交替通断。
但在现有技术中，对于负载发生跳变导致输出电压过压的情形却鲜有研究，尤其是在重载到轻载突变时，输出电压会发生过冲现象。例如，当变换器工作于Buck模式下，开关K3常断，开关K4常通，开关K1和K2交替通断，这时如果负载发生了跳变，从重载到轻载变化，输出电压Vo会过压，其反馈控制环路会断开开关K1，导通开关K2，但由于电感L上的电流不能发生突变，电感上的能量仍会传输到输出端，就会使得输出电压Vo过冲更加严重。在实际电路中，存在环路调节滞后以及逻辑延迟等因素，这时电压过冲情况将会变得更加恶劣。Boost模式和Buck-Boost模式输出电压过冲的情况与Buck类似。因此，如发生输出电压过压不及时处理时，将会对后续电路造成非常大的损害，严重时会烧毁电路。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法及控制电路，当变换器的输出电压发生过压时，控制第一开关和第四开关关断，第二开关和第三开关导通。这样一方面切断了输入端能量的接入和输出端能量的传输，另一方面电感中的能量会通过第二开关、电感和第三开关形成的通路消耗掉，很好地解决负载发生跳变时输出电压过冲的问题。
依据本发明的一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法，所述四开关Buck-Boost变换器包括串联于输入端和输出端之间的第一开关、电感L和第四开关，第二开关第一端连接于第一开关和电感的公共连接点，第二端接地，第三开关第一端连接于第四开关和电感的公共连接端，第二端接地，包括以下步骤：判断所述变换器的输出端的输出电压是否过压，如果存在过压，控制所述变换器中四个开关的开关状态，使所述第二开关和所述第三开关导通，同时使所述第一开关和第四开关关断。
优选的，当所述变换器工作在Buck模式下时，具体有：
当处于第一时段即所述第一开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关和所述第四开关，导通所述第二开关和所述第三开关；
当处于第二时段即所述第二开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第四开关，导通所述第三开关。
优选的，当所述变换器工作在Boost模式下时，具体有：
当处于第一时段即所述第一开关和所述第三开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关，导通所述第二开关；
当处于第二时段即所述第一开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关和所述第四开关，导通所述第二开关和所述第三开关。
优选的，当所述变换器工作在Buck-Boost模式下时，具体有：
当处于第一时段即所述第一开关和所述第三开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关，导通所述第二开关；
当处于第二时段即所述第一开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关和所述第四开关，导通所述第二开关和所述第三开关；
当处于第三时段即所述第二开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第四开关，导通所述第三开关。
依据本发明的一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制电路，所述四开关Buck-Boost变换器包括串联于输入端和输出端之间的第一开关、电感L和第四开关，第二开关第一端连接于所述第一开关和所述电感的公共连接点，第二端接地，第三开关第一端连接于所述第四开关和所述电感的公共连接端，第二端接地，包括过压检测电路、第一控制电路和第二控制电路，
所述过压检测电路接收表征所述变换器输出电压的电压反馈信号和过压阈值信号，输出一过压信号；
所述第一控制电路包括第一PWM控制电路和第一逻辑电路，其中，所述第一PWM控制电路根据当前所述变换器的工作模式产生第一PWM控制信号，所述第一逻辑电路接收所述第一PWM控制信号和所述过压信号，以产生第一逻辑控制信号来控制所述第一开关和第二开关的开关状态；
所述第二控制电路包括第二PWM控制电路和第二逻辑电路，其中，所述第二PWM控制电路根据当前所述变换器的工作模式产生第二PWM控制信号，所述第二逻辑电路接收所述第二PWM控制信号和所述过压信号，以产生第二逻辑控制信号来控制所述第三开关和第四开关的开关状态。
进一步的，所述过压检测电路包括电压反馈电路和比较电路，
所述电压反馈电路接收所述变换器的输出电压，以产生所述电压反馈信号；
所述比较电路第一输入端接收所述电压反馈信号，第二输入端接收所述过压阈值信号，当所述电压反馈信号大于所述过压阈值信号时，产生所述过压信号。
进一步的，所述第一逻辑电路具体包括一反相器和一与门电路，所述过压信号经所述反相器反相后传输给所述与门电路的第一输入端，所述与门电路的第二输入端接收所述第一PWM控制信号，输出端输出所述第一逻辑控制信号。
进一步的，所述第二逻辑电路具体包括一或门电路，其第一输入端接收所述过压信号，第二输入端接收所述第二PWM控制信号，输出端输出所述第二逻辑控制信号。
综上，本发明通过过压检测电路判断所述变换器的输出电压是否过压，当变换器的输出电压发生过压时，无论当前变换器工作在哪种模式，均控制第一开关和第四开关关断，第二开关和第三开关导通。这样一方面切断了输入端能量的接入和输出端能量的传输，另一方面电感中的能量会通过第二开关、电感和第三开关形成的通路消耗掉，很好地解决负载发生跳变时输出电压过冲的问题。
附图说明
图1所示为现有技术中四开关Buck-Boost变换器的功率级电路结构图；
图2所示为依据本发明的一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制电路的电路图；
图3A所示为Buck模式下第一时段的工作波形图；
图3B所示为Buck模式下第二时段的工作波形图；
图4A所示为Boost模式下第一时段的工作波形图；
图4B所示为Boost模式下第二时段的工作波形图；
图5A所示为Buck-Boost模式下第一时段的工作波形图；
图5B所示为Buck-Boost模式下第二时段的工作波形图；
图5C所示为Buck-Boost模式下第三时段的工作波形图；
图6所示为依据本发明的一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
图2所示为依据本发明的四开关Buck-Boost变换器的电路图；其功率级电路包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4，还包括一电感L，连接方式与现有技术中相同。所述变换器还包括有过压检测电路201、第一控制电路202和第二控制电路203：
所述过压检测电路201接收表征所述变换器输出电压的电压反馈信号VFB和过压阈值信号Vovp，输出一过压信号OVP。具体地，所述过压检测电路包括由分压电阻网络组成的电压反馈电路和比较电路，这里，比较电路为一迟滞比较器，所述输出电压经分压电阻网络分压后产生所述电压反馈信号VFB，所述迟滞比较器的正相输入端接收所述电压反馈信号VFB，反相输入端接收所述过压阈值信号Vovp，当所述电压反馈信号VFB大于所述过压阈值信号Vovp时，产生所述过压信号OVP。
所述第一控制电路包括第一PWM控制电路和第一逻辑电路，其中，所述第一PWM控制电路根据当前所述变换器的工作模式产生第一PWM控制信号PWM1，所述第一逻辑电路接收所述第一PWM控制信号PWM1和所述过压信号OVP，以产生第一逻辑控制信号来控制所述第一开关K1和第二开关K2的开关状态。
所述第二控制电路202包括第二PWM控制电路和第二逻辑电路，其中，所述第二PWM控制电路根据当前所述变换器的工作模式产生第二PWM控制信号PWM2，所述第二逻辑电路接收所述第二PWM控制信号PWM2和所述过压信号OVP，以产生第二逻辑控制信号来控制所述第三开关K3和第四开关K4的开关状态。
需要补充说明的是，所述第一PWM控制电路和所述第二PWM控制电路的作用为根据当前所述变换器的工作模式产生第一PWM控制信号和第二PWM控制信号，当输出电压没有发生过压时，所述第一PWM控制信号用以控制第一开关和第二开关的开关状态，所述第二PWM控制信号用以控制第三开关和第四开关状态，以使所述变换器能正常工作于Buck模式、Boost模式或Buck-Boost模式，这里所说的常态下工作于Buck模式为第三开关K3常断，第四开关K4常通，功率切换顺序为：K1K4→K2K4→K1K4→K2K4；常态下工作于Boost模式为第一开关K1常通，第二开关K2常断，功率切换顺序为：K1K3→K1K4→K1K3→K1K4；常态下Buck-Boost模式的功率切换顺序为：K1K3→K1K4→K2K4→K1K3→K1K4→K2K4。所述第一PWM控制电路和第二PWM控制电路可以为现有技术中的控制电路结构，只要能实现上述功能的电路即可。
具体地，所述第一逻辑电路具体包括一反相器I1和一与门电路I2，所述过压信号OVP经所述反相器I1反相后传输给所述与门电路I2的第一输入端，所述与门电路I2的第二输入端接收所述第一PWM控制信号PWM1，输出端输出所述第一逻辑控制信号。具体地，所述第二逻辑电路具体包括一或门电路I3，其第一输入端接收所述过压信号OVP，第二输入端接收所述第二PWM控制信号PWM2，输出端输出所述第二逻辑控制信号。
最后，所述第一逻辑控制信号和第二逻辑控制信号分别经过驱动电路驱动后控制第一开关、第二开关和第三开关、第四开关的开关状态。所述驱动电路为现有技术中任一种可以实现此功能的电路均可。
当所述变换器的负载从重载到轻载跳变或负载断开时，所述输出电压会发生过冲，当所述过压检测电路检测到输出电压发生过压时，所述过压信号翻转为高电平，这时，第一逻辑电路接收所述过压信号OVP的非信号和第一PWM控制信号PWM1，经与逻辑运算后，所述第一逻辑控制信号翻转为低电平，从而控制所述第一开关K1断开，第二开关K2导通；同时，所述第二逻辑电路接收所述过压信号OVP和第二PWM控制信号PWM2，经或逻辑运算后，所述第二逻辑控制信号翻转为高电平，从而控制所述第三开关K3导通，第四开关K4断开。
本发明实施例的控制方法解决负载跳变时输出电压发生过冲的问题。当检测到变换器的输出电压发生过压时，无论当前电路运行在哪种模式，控制电路均控制使第一开关和第四开关关断，第二开关和第三开关导通。这样电感中的能量会通过第二开关、电感和第三开关形成的通路消耗掉，从而防止输出电压过冲避免对后续电路的造成损坏。
下面结合各工作模式下的波形图详细介绍输出电压发生过压时的控制过程：
图3A～3B所示为Buck模式下的工作波形图；当电路在Buck模式运行下，由于第四开关K4保持导通，因此输出端始终有能量传输到，图3A～3B中阴影部分A表示能量传输阶段。图3A所示为Buck模式下第一时段即所述第一开关和所述第四开关导通时发生输出电压过压的工作波形图；如在t1时刻，负载跳变为轻载或取消负载，输出电流Io会减小，这时由于电感中的电流不能产生突变，所以电感电流IL的仍呈三角波变化，电感中的能量继续传输至输出端，当在t2时刻，电压检测电路检测到输出电压Vo发生过压，这时，第一逻辑控制信号控制所述第一开关K1断开，所述第二开关K2导通，第二逻辑控制信号控制所述第三开关K3导通，第四开关K4断开。这样，电感中多余的能量通过第二开关K2、电感L和第三开关K3组成的通路消耗掉，图3A中阴影部分B表示能量消耗阶段。同时切断了能量流向输出端，解决输出电压发生过冲的问题。同理，如图3B所示，在第二时段即所述第二开关和所述第四开关导通时发生输出电压过压，在t1时刻，负载跳变为轻载或取消负载，输出电流Io会减小，电感电流IL由于不能突变仍呈三角波变化，直至到t2时刻，电压检测电路输出过压信号OVP，第二逻辑控制信号控制所述第三开关K3导通，第四开关K4断开，从而将电感中多余的能量通过第二开关K2、电感L和第三开关K3组成的通路消耗掉，图3B中阴影部分B表示能量消耗阶段。
图4A～4B所示为Boost模式下的工作波形图；当电路在Boost模式运行下，由于第一开关K1保持导通，当第四开关K4导通时，输入端能量传输至输出端，图4A～4B中阴影部分A表示能量传输阶段。图4A所示为Boost模式下第一时段所述第一开关和所述第三开关导通时发生输出电压过压的工作波形图，在t1时刻，所述变换器的负载跳变为轻载或取消负载，输出电流Io会减小，电感电流IL由于不能突变仍呈三角波变化，直至到t2时刻，电压检测电路输出过压信号OVP，第一逻辑控制信号控制所述第一开关K1断开，第二开关K2导通，从而将电感中多余的能量通过第二开关K2、电感L和第三开关K3组成的通路消耗掉，图4A中阴影部分B表示能量消耗阶段。同理，如图4B所示为Boost模式下第二时段所述第一开关和第四开关导通时发生输出电压过压的工作波形图，在t1时刻，负载跳变为轻载或取消负载，输出电流Io会减小，电感电流IL由于不能突变仍呈三角波变化，直至到t2时刻，电压检测电路输出过压信号OVP，第一逻辑控制信号控制所述第一开关K1断开，第二开关K2导通，第二逻辑控制信号控制第四开关K4断开，第三开关K3导通，从而将电感中多余的能量通过第二开关K2、电感L和第三开关K3组成的通路消耗掉，图4B中阴影部分B表示能量消耗阶段。
图5A～5C所示为Buck-Boost模式下的工作波形图；当第一开关K1和第四开关K4导通，输入端能量传输至输出端，当第二开关K2和第四开关K4导通，电感能量传输至输出端，图5A～5C中阴影部分A表示能量传输阶段。
图5A所示为Buck-Boost模式下第一时段所述第一开关和所述第三开关导通时发生输出电压过压的工作波形图；在t1时刻，负载跳变为轻载或取消负载，输出电流Io会减小，电感电流IL由于不能突变仍呈三角波变化，直至到t2时刻，电压检测电路输出过压信号OVP，第一逻辑控制信号控制所述第一开关K1断开，第二开关K2导通，从而将电感中多余的能量通过第二开关K2、电感L和第三开关K3组成的通路消耗掉，图5A中阴影部分B表示能量消耗阶段。
图5B所示为第二时段即所述第一开关和所述第四开关导通时发生输出电压过压的工作波形图；在t1时刻，所述变换器的负载跳变为轻载或取消负载，输出电流Io会减小，电感电流IL由于不能突变仍呈三角波变化，直至到t2时刻，电压检测电路输出过压信号OVP，第一逻辑控制信号控制所述第一开关K1断开，第二开关K2导通，第二逻辑控制信号控制第四开关K4断开，第三开关K3导通，从而将电感中多余的能量通过第二开关K2、电感L和第三开关K3组成的通路消耗掉，图5B中阴影部分B表示能量消耗阶段。
图5C所示为第三时段即所述第二开关和所述第四开关导通时发生输出电压过压的工作波形图；在t1时刻，所述变换器的负载跳变为轻载或取消负载，输出电流Io会减小，电感电流IL由于不能突变仍呈三角波变化，直至到t2时刻，电压检测电路输出过压信号OVP，第二逻辑控制信号控制第四开关K4断开，第三开关K3导通，从而将电感中多余的能量通过第二开关K2、电感L和第三开关K3组成的通路消耗掉，图5C中阴影部分B表示能量消耗阶段。
如图6所示为依据本发明的一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法的流程图，包括以下步骤：
S601：判断所述变换器的输出端的输出电压是否过压；
S602：如果存在过压，控制所述变换器中四个开关的开关状态，使所述第二开关和所述第三开关导通，同时使所述第一开关和第四开关关断。
综上，本发明提供的四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法及控制电路，通过检测所述输入电压是否发生过压，当判断出变换器的输出电压发生过压时，无论变换器工作于哪种工作模式，均控制使第一开关和第四开关关断，第二开关和第三开关导通。这样一方面切断了输入端能量的接入和输出端能量的传输，另一方面电感中的能量会通过第二开关、电感和第三开关形成的通路消耗掉，很好地解决负载发生跳变时输出电压过冲的问题。
以上对依据本发明的优选实施例的四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法及控制电路进行了详尽描述，需要说明的是，本发明中的控制方案也可应用于四开关Buck-Boost变换器只工作于Buck模式或只工作于Boost模式或只工作于Buck-Boost模式的情形，所述Buck-Boost模式也不限于本发明实施例中所述的功率切换顺序，其他的功率切换顺序也可应用本发明中的过压保护方案。此外，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于本发明实施例。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制方法，所述四开关Buck-Boost变换器包括串联于输入端和输出端之间的第一开关、电感L和第四开关，第二开关第一端连接于第一开关和电感的公共连接点，第二端接地，第三开关第一端连接于第四开关和电感的公共连接端，第二端接地，其特征在于，包括以下步骤：
判断所述变换器的输出端的输出电压是否过压，如果存在过压，控制所述变换器中四个开关的开关状态，使所述第二开关和所述第三开关导通，同时使所述第一开关和第四开关关断。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述变换器工作在Buck模式下时，具体有：
当处于第一时段即所述第一开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关和所述第四开关，导通所述第二开关和所述第三开关；
当处于第二时段即所述第二开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第四开关，导通所述第三开关。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述变换器工作在Boost模式下时，具体有：
当处于第一时段即所述第一开关和所述第三开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关，导通所述第二开关；
当处于第二时段即所述第一开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关和所述第四开关，导通所述第二开关和所述第三开关。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述变换器工作在Buck-Boost模式下时，具体有：
当处于第一时段即所述第一开关和所述第三开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关，导通所述第二开关；
当处于第二时段即所述第一开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第一开关和所述第四开关，导通所述第二开关和所述第三开关；
当处于第三时段即所述第二开关和所述第四开关导通，所述输出电压发生过压时，则断开所述第四开关，导通所述第三开关。
5.一种四开关Buck-Boost变换器的过压保护控制电路，所述四开关Buck-Boost变换器包括串联于输入端和输出端之间的第一开关、电感L和第四开关，第二开关第一端连接于所述第一开关和所述电感的公共连接点，第二端接地，第三开关第一端连接于所述第四开关和所述电感的公共连接端，第二端接地，其特征在于，包括过压检测电路、第一控制电路和第二控制电路，
所述过压检测电路接收表征所述变换器输出电压的电压反馈信号和过压阈值信号，输出一过压信号；
所述第一控制电路包括第一PWM控制电路和第一逻辑电路，其中，所述第一PWM控制电路根据当前所述变换器的工作模式产生第一PWM控制信号，所述第一逻辑电路接收所述第一PWM控制信号和所述过压信号，以产生第一逻辑控制信号来控制所述第一开关和第二开关的开关状态；
所述第二控制电路包括第二PWM控制电路和第二逻辑电路，其中，所述第二PWM控制电路根据当前所述变换器的工作模式产生第二PWM控制信号，所述第二逻辑电路接收所述第二PWM控制信号和所述过压信号，以产生第二逻辑控制信号来控制所述第三开关和第四开关的开关状态。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述过压检测电路包括电压反馈电路和比较电路，
所述电压反馈电路接收所述变换器的输出电压，以产生所述电压反馈信号；
所述比较电路第一输入端接收所述电压反馈信号，第二输入端接收所述过压阈值信号，当所述电压反馈信号大于所述过压阈值信号时，产生所述过压信号。
7.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述第一逻辑电路具体包括一反相器和一与门电路，所述过压信号经所述反相器反相后传输给所述与门电路的第一输入端，所述与门电路的第二输入端接收所述第一PWM控制信号，输出端输出所述第一逻辑控制信号。
8.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述第二逻辑电路具体包括一或门电路，其第一输入端接收所述过压信号，第二输入端接收所述第二PWM控制信号，输出端输出所述第二逻辑控制信号。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105099190A (zh) * 2015-07-29 2015-11-25 阳光电源股份有限公司 一种双向dc/dc变换器及其控制方法
CN110571765A (zh) * 2019-09-29 2019-12-13 苏州浪潮智能科技有限公司 供电电路
CN111181397A (zh) * 2020-01-14 2020-05-19 上海电力大学 四开关buck-boost转换器的三模式控制方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102801288B (zh) * 2012-08-29 2015-05-13 成都芯源系统有限公司 控制电路、开关模式变换器及控制方法
CN103840643B (zh) * 2014-03-24 2017-03-08 成都芯源系统有限公司 多相开关变换器及其控制电路和控制方法
FR3026482B1 (fr) * 2014-09-26 2018-02-16 Safran Landing Systems Dispositif de mesure de vitesse de rotation d’une roue
KR102193987B1 (ko) * 2014-10-06 2020-12-22 삼성전자주식회사 벅-부스트 컨버터 및 이를 포함하는 전원 관리 집적 회로
US9614380B2 (en) * 2014-10-10 2017-04-04 Intersil Americas LLC Hysteretic current mode buck-boost control architecture
CN105896942B (zh) 2016-05-18 2018-12-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关型调节器的控制电路、控制方法及开关型调节器
CN105896943B (zh) 2016-05-27 2018-08-28 南京矽力杰半导体技术有限公司 一种控制电路、控制方法及应用其的开关电源
CN107147082B (zh) 2017-06-20 2019-04-19 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 过压保护电路和应用其的集成电路和开关变换器
CN108512417A (zh) 2018-03-15 2018-09-07 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种应用于升压型变换器的控制电路及其控制方法
CN108566093B (zh) 2018-06-08 2023-10-27 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种多输入单输出直流变换器
FR3087305A1 (fr) 2018-10-15 2020-04-17 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Alimentation a decoupage
CN109599842B (zh) * 2018-12-11 2021-02-26 惠科股份有限公司 电源控制电路、显示装置及电源控制方法
EP3772152B1 (en) * 2019-08-02 2023-10-04 ABB E-mobility B.V. Battery-charger device and related load dump protection method
CN111146929A (zh) 2020-01-22 2020-05-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种功率变换器
CN111146930A (zh) 2020-01-22 2020-05-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 功率变换器
CN111327179B (zh) 2020-03-18 2021-10-15 南京矽力微电子技术有限公司 控制电路、控制方法及应用其的开关电源
CN111262420A (zh) 2020-03-24 2020-06-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Ac/dc电源、整流电路及其控制方法
CN111505410B (zh) 2020-04-02 2022-07-29 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 调光模式检测电路、方法和无调光检测电路及照明系统
CN111431405B (zh) 2020-04-13 2021-05-14 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 电压纹波控制电路及控制方法
CN111585447A (zh) 2020-06-05 2020-08-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 缓冲电路及应用其的开关电源
CN112019048B (zh) * 2020-08-20 2022-03-22 成都芯源系统有限公司 开关变换器及其控制器和控制方法
CN112019069B (zh) 2020-09-01 2022-05-24 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制芯片以及应用其的开关电源
CN112165266B (zh) 2020-09-25 2021-12-14 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关电源电路
CN112600408B (zh) 2020-12-02 2022-06-14 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关电容变换器及其驱动电路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958121A (en) * 1988-11-30 1990-09-18 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Protection of power converters from voltage spikes
US20060176038A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-10 Flatness Randy G Current-mode control for switched step up-step down regulators
US20070057654A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Realtek Semiconductor Corp. Switching regulator with over-current protection
CN102055335A (zh) * 2009-11-03 2011-05-11 立锜科技股份有限公司 升降压式电源转换器及其控制方法
CN102355131A (zh) * 2011-10-14 2012-02-15 杭州矽力杰半导体技术有限公司 一种四开关Buck-Boost变换器的混合控制方法及装置
CN103280971A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 成都芯源系统有限公司 升降压变换器及其控制器和控制方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1020982B1 (en) * 1997-09-30 2009-06-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Boosting active filter system and controller for boosting active filter
US6147478A (en) * 1999-09-17 2000-11-14 Texas Instruments Incorporated Hysteretic regulator and control method having switching frequency independent from output filter
US6166527A (en) * 2000-03-27 2000-12-26 Linear Technology Corporation Control circuit and method for maintaining high efficiency in a buck-boost switching regulator
US6791306B2 (en) * 2002-01-29 2004-09-14 Intersil Americas Inc. Synthetic ripple regulator
US6975098B2 (en) * 2002-01-31 2005-12-13 Vlt, Inc. Factorized power architecture with point of load sine amplitude converters
JP4054714B2 (ja) * 2003-04-28 2008-03-05 株式会社リコー 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2006006004A (ja) * 2004-06-16 2006-01-05 Ricoh Co Ltd 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ
US7298119B1 (en) * 2005-06-03 2007-11-20 Maxim Integrated Products, Inc. Step-up/step-down (buck/boost) switching regulator control methods
US7425819B2 (en) * 2005-06-16 2008-09-16 Microsemi Corporation Slope compensation circuit
US7176667B2 (en) * 2005-06-20 2007-02-13 Aimtron Technology Corp. Buck-boost voltage converter
US7391190B1 (en) * 2006-04-03 2008-06-24 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for three-phase buck-boost regulation
US8018212B1 (en) * 2007-08-24 2011-09-13 Intersil Americas Inc. Buck-boost regulator
US8067925B2 (en) 2008-11-20 2011-11-29 Silergy Technology Hybrid power converter
US8330435B2 (en) * 2009-10-15 2012-12-11 Intersil Americas Inc. Hysteretic controlled buck-boost converter
US8896279B2 (en) * 2010-01-29 2014-11-25 Intersil Americals LLC Multi-phase non-inverting buck boost voltage converter
US8436541B2 (en) * 2010-12-30 2013-05-07 Schneider Electric USA, Inc. Occupancy sensor with multi-level signaling
CN102695341B (zh) 2012-05-28 2014-07-16 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种适应于电子变压器的led驱动电源
CN103929050B (zh) 2012-09-14 2016-06-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种偏置电压产生电路及应用其的开关电源
CN103066872B (zh) 2013-01-17 2015-06-17 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种集成开关电源控制器以及应用其的开关电源
US20150280559A1 (en) * 2014-03-29 2015-10-01 Vaibhav Vaidya Unified control scheme for non-inverting high-efficiency buck-boost power converters

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958121A (en) * 1988-11-30 1990-09-18 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Protection of power converters from voltage spikes
US20060176038A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-10 Flatness Randy G Current-mode control for switched step up-step down regulators
US20070057654A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Realtek Semiconductor Corp. Switching regulator with over-current protection
CN102055335A (zh) * 2009-11-03 2011-05-11 立锜科技股份有限公司 升降压式电源转换器及其控制方法
CN102355131A (zh) * 2011-10-14 2012-02-15 杭州矽力杰半导体技术有限公司 一种四开关Buck-Boost变换器的混合控制方法及装置
CN103280971A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 成都芯源系统有限公司 升降压变换器及其控制器和控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105099190A (zh) * 2015-07-29 2015-11-25 阳光电源股份有限公司 一种双向dc/dc变换器及其控制方法
CN110571765A (zh) * 2019-09-29 2019-12-13 苏州浪潮智能科技有限公司 供电电路
CN111181397A (zh) * 2020-01-14 2020-05-19 上海电力大学 四开关buck-boost转换器的三模式控制方法
CN111181397B (zh) * 2020-01-14 2023-05-05 上海电力大学 四开关buck-boost转换器的三模式控制方法

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