CN105811757B - 防止旁路器件误开启的dc/dc变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种DC/DC变换器。防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，包括，设置有储能元件的工作电路，于一PWM调制信号或一PFM调制信号作用下于充电模式和放电模式之间交替切换；控制单元，用以根据基准电压、采样自DC/DC变换器的输出端的电压反馈信号及采样自工作电路的电流检测信号产生脉冲调制信号；旁路开关器件，于控制信号的作用下可切换地连接于输入端与输出端之间；旁路开关器件的控制端连接保护电路，保护电路用于在开机时提供高电平电压至旁路开关器件的控制端。本发明可以保证在开机时，旁路开关器件不会错误的开启，有利于电路安全和正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种DC/DC变换器。
背景技术
BUCK型DC/DC变换器由于电路结构简单、调整方便、可靠性高等优点，在降压式场合得到广泛的应用，其通过利用现代电力电子技术，控制开关器件导通和关断的时间比率，维持稳定输出电压，现有技术的BUCK型DC/DC变换器的一种典型电路结构如图1所示，现有技术中，通过在输入端VDD与输出端Vout之间连接一旁路PMOS管，使得当交汇结点Lx输出电压不足时，通过开启旁路PMOS管使得输入端VDD电压直接提供至输出端Vout，然而现有技术存在的问题是，旁路PMOS管容易被错误开启，从而影响了电路的正常工作。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，解决以上技术问题；
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其中，包括，
一设置有储能元件的工作电路，可切换的连接于一输入端、一输出端、一交汇结点及一接地端之间，于一PWM调制信号或一PFM调制信号作用下于充电模式和放电模式之间交替切换；
一控制单元，用以根据一基准电压、一采样自所述电源转换器的输出端的电压反馈信号及一采样自所述工作电路的电流检测信号产生所述PWM调制信号或所述PFM调制信号；
一旁路开关器件，于一控制信号的作用下可切换地连接于所述输入端与所述输出端之间；所述旁路开关器件的控制端连接一保护电路，所述保护电路用于在开机时提供给一高电平电压至所述旁路开关器件的控制端。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，所述保护电路包括，
第一PMOS管，于一低电平控制信号的作用下连接所述输入端与一第二交汇结点；
第二PMOS管，于所述第二交汇结点的信号作用下可选择地连接于所述输入端与所述旁路开关器件的控制端之间；
电容，连接于所述第二交汇结点与所述接地端之间，用以储存电能或释放电能。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，所述电容通过一第一NMOS管实现，所述第一NMOS管的栅极连接所述第二交汇结点，源极与漏极连接后与所述接地端连接。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，所述工作电路包括，
充电控制支路，连接于所述输入端与所述交汇结点之间；
充放电支路，连接于所述交汇结点与所述输出端之间；
放电控制支路，连接于所述交汇结点与所述接地端之间；
所述储能元件串联于所述充放电支路上；
所述工作电路于充电模式时，所述充电控制支路及所述充放电支路导通，所述放电控制支路断开，使所述输入端输入的电流对所述储能元件充电；
所述工作电路于放电模式时，所述放电控制支路及所述充放电支路导通，并控制所述充电控制支路断开，使所述储能元件对所述输出端放电。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，所述控制单元包括：
一误差放大器，用于对所述电压反馈信号与所述基准电压进行比较，得到一误差放大信号；
一比较器，用以对所述电流检测信号及所述误差放大信号进行比较，产生一比较信号；
一时钟单元；用于产生时钟信号；
一PWM/PFM调制器，所述PWM/PFM调制器连接所述时钟信号和所述比较信号，用于产生所述PWM调制信号或所述PFM调制信号，所述PWM/PFM调制器设有第一输出端和第二输出端。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，还包括开关器件组，设置于所述输入端、所述输出端、所述交汇结点及所述接地端之间的电路上，于所述PWM调制信号或所述PFM调制信号作用下控制所述工作电路于充电模式和放电模式之间交替切换；所述开关器件组包括，
一第一开关器件，串联于所述充电控制支路上，所述第一开关器件的控制端连接所述第一输出端；
一第二开关器件，串联于所述放电控制支路上，所述第二开关器件的控制端连接所述第二输出端。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，所述PWM/PFM调制器通过一逻辑门电路变换后产生所述控制信号。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，所述电流检测信号通过一所述电流检测电路产生，所述电流检测电路包括：
一检测电阻，串联于所述电流检测电路上；
一电流采样电路，连接所述检测电阻的两端，用以检测流过所述检测电阻的电流；
一受所述脉宽调制信号控制通断的检测控制开关，连接于所述电流检测电路上。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，所述旁路开关器件采用一P沟道MOS管。
有益效果：由于采用以上技术方案，本发明的保护电路可以保证在开机时，旁路开关器件的栅极处于高电压，不会错误的开启，有利于电路的安全和正常工作。
附图说明
图1为现有技术的BUCK型DC/DC变换器电路结构图；
图2为本发明的BUCK型DC/DC变换器电路结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参照图2，防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其中，包括，
一设置有储能元件L的工作电路，可切换的连接于一输入端VDD、一输出端Vout、一交汇结点Lx及一接地端GND之间，于一PWM调制信号或PFM调制信号作用下于充电模式和放电模式之间交替切换；
一控制单元，用以根据一基准电压Vref、一采样自DC/DC变换器的输出端Vout的电压反馈信号Vfb及一采样自工作电路的电流检测信号产生PWM调制信号或PFM调制信号；
一旁路开关器件Mp2，于一控制信号的作用下可切换地连接于输入端VDD与输出端Vout之间；旁路开关器件Mp2的控制端连接一保护电路，保护电路用于在开机时提供一高电平电压至旁路开关器件Mp2的控制端。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，保护电路包括，
第一PMOS管Mp3，于一低电平控制信号的作用下连接输入端VDD与一第二交汇结点Lx1；
第二PMOS管Mp4，于第二交汇结点Lx1的信号作用下可选择地连接于输入端VDD与旁路开关器件Mp2的控制端之间；
电容，连接于第二交汇结点Lx与接地端GND之间，用以储存电能或释放电能。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，电容通过一第一NMOS管Mn2实现，第一NMOS管Mn2的栅极连接第二交汇结点Lx1，源极与漏极连接后与接地端GND连接。
传统的带有旁路开关器件的BUCK电路，在开机时，旁路开关器件MP2的栅极处于低电压，源极处于高电压，容易使得旁路开关器件错误的开启。本发明通过第一PMOS管Mp3、第二PMOS管Mp4、第一NMOS管Mn2构成一个保护电路，保证在开机时，旁路开关器件MP2的栅极处于高电压，旁路开关器件MP2不会错误的开启，有利于电路的安全和正常工作。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，工作电路包括，
充电控制支路，连接于输入端VDD与交汇结点Lx之间；
充放电支路，连接于交汇结点Lx与输出端Vout之间；
放电控制支路，连接于交汇结点Lx与接地端之间；
储能元件L串联于充放电支路上；
工作电路于充电模式时，充电控制支路及充放电支路导通，放电控制支路断开，使输入端VDD输入的电流对储能元件L充电；
工作电路于放电模式时，放电控制支路及充放电支路导通，并控制充电控制支路断开，使储能元件L对输出端Vout放电。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，控制单元包括：
一误差放大器6，用于对电压反馈信号Vfb与基准电压Vref进行比较，得到一误差放大信号；
一比较器2，用以对电流检测信号及误差放大信号进行比较，产生一比较信号；
一时钟单元5，用于产生时钟信号；
一PWM/PFM调制器1，用于依据比较信号产生PWM调制信号或PFM调制信号，PWM控制器1还连接时钟信号，PWM/PFM调制器设有第一输出端和第二输出端。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，还包括开关器件组，设置于输入端VDD、输出端Vout、交汇结点Lx及接地端GND之间的电路上，于PWM调制信号或PFM调制信号作用下控制工作电路于充电模式和放电模式之间交替切换；开关器件组包括，
一第一开关器件Mp，串联于充电控制支路上，第一开关器件Mp的控制端连接第一输出端；
一第二开关器件Mn，串联于放电控制支路上，第二开关器件Mn的控制端连接第二输出端。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，第一控制信号和第二控制信号由PWM/PFM调制器1产生。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，PWM/PFM调制器1的第一输出端通过一逻辑门电路A产生控制信号。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，电流检测信号通过一电流检测电路产生，电流检测电路包括：
一检测电阻Rb，串联于电流检测电路上；
一电流采样电路3，连接检测电阻Rb的两端，用以检测流过检测电阻Rb的电流；
一受脉宽调制信号控制通断的检测控制开关Msen，连接于电流检测电路上。
本发明的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，电压反馈信号Vfb通过一反馈网络产生，反馈网络连接于输出端Vout与接地端GND之间，包括相互串联的电阻R1和电阻R2，电压反馈信号自电阻R1与电阻R2相连接的点处引出。控制单元还包括一过零检测电路7，PWM/PFM调制器1与过零检测电路7连接。过零检测电路7可以采用现有技术的过零检测电路7实现，在此不作赘述。
本发明的通过设置保护电路，保证在开机时，旁路开关器件的栅极处于高电压，使得不需要旁路开关器件Mp2开启时，不会错误的开启，有利于电路的安全和正常工作。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，包括，
一设置有储能元件的工作电路，可切换的连接于一输入端、一输出端、一交汇结点及一接地端之间，于一PWM调制信号或一PFM调制信号作用下于充电模式和放电模式之间交替切换；
一控制单元，用以根据一基准电压、一采样自所述DC/DC变换器的输出端的电压反馈信号及一采样自所述工作电路的电流检测信号产生所述脉冲调制信号；
一旁路开关器件，于一控制信号的作用下可切换地连接于所述输入端与所述输出端之间；所述旁路开关器件的控制端连接一保护电路，所述保护电路用于在开机时提供给一高电平电压至所述旁路开关器件的控制端；
所述保护电路包括，
第一PMOS管，于一低电平控制信号的作用下连接所述输入端与一第二交汇结点；
第二PMOS管，于所述第二交汇结点的信号作用下可选择地连接于所述输入端与所述旁路开关器件的控制端之间；
电容，连接于所述第二交汇结点与所述接地端之间，用于储存电能或释放电能。
2.根据权利要求1所述的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，所述电容通过一第一NMOS管实现，所述第一NMOS管的栅极连接所述第二交汇结点，源极与漏极连接后与所述接地端连接。
3.根据权利要求1所述的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，所述工作电路包括，
充电控制支路，连接于所述输入端与所述交汇结点之间；
充放电支路，连接于所述交汇结点与所述输出端之间；
放电控制支路，连接于所述交汇结点与所述接地端之间；
所述储能元件串联于所述充放电支路上；
所述工作电路于充电模式时，所述充电控制支路及所述充放电支路导通，所述放电控制支路断开，使所述输入端输入的电流对所述储能元件充电；
所述工作电路于放电模式时，所述放电控制支路及所述充放电支路导通，并控制所述充电控制支路断开，使所述储能元件对所述输出端放电。
4.根据权利要求1所述的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，所述控制单元包括：
一误差放大器，用于对所述电压反馈信号与所述基准电压进行比较，得到一误差放大信号；
一比较器，用以对所述电流检测信号及所述误差放大信号进行比较，产生一比较信号；
一时钟单元；用于产生时钟信号；
一PWM/PFM调制器，所述PWM/PFM调制器连接所述时钟信号和所述比较信号，用于产生所述PWM调制信号或所述PFM调制信号，所述PWM/PFM调制器设有第一输出端和第二输出端。
5.根据权利要求4所述的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，还包括开关器件组，设置于所述输入端、所述输出端、所述交汇结点及所述接地端之间的电路上，于所述PWM调制信号或PFM调制信号作用下控制所述工作电路于充电模式和放电模式之间交替切换；所述开关器件组包括，
一第一开关器件，串联于所述充电控制支路上，所述第一开关器件的控制端连接所述第一输出端；
一第二开关器件，串联于所述放电控制支路上，所述第二开关器件的控制端连接所述第二输出端。
6.根据权利要求4所述的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，所述PWM/PFM调制器通过一逻辑门电路产生所述控制信号。
7.根据权利要求1所述的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，所述电流检测信号通过一所述电流检测电路产生，所述电流检测电路包括：
一检测电阻，串联于所述电流检测电路上；
一电流采样电路，连接所述检测电阻的两端，用以检测流过所述检测电阻的电流；
一受所述脉宽调制信号控制通断的检测控制开关，连接于所述电流检测电路上。
8.根据权利要求1所述的防止旁路器件误开启的DC/DC变换器，其特征在于，所述旁路开关器件采用一P沟道MOS管。
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