CN108390560A - 降压电路的控制电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种降压电路的控制电路，所述控制电路接收表征流经主功率管电流的采样信号和基准电流，输出控制信号；当主功率管导通时，所述采样信号转化为第一电流，在主功率管初始导通时间内，将默认值视为所述采样信号，并将所述默认值转化为第一电流；当主功率管关断时刻，将所述采样信号的峰值进行保持，续流管导通期间，将峰值转化为第一电流；所述基准电流表征降压电路预期输出电流，对所述第一电流和基准电流的差值进行补偿得到补偿信号，将所述补偿信号和斜坡信号比较以得到所述控制信号，所述控制信号控制主功率管导通时间；当所述第一电流达到所述基准电流时，所述降压电路输出电流达到预期输出电流。本发明输出电流精度较高。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种基于降压电路的控制电路及控制方法。
背景技术
现有技术降压电路的控制方式如下：将主功率管电流采样信号峰值进行采样保持，并得到采样信号的整个开关周期平均值，将平均值和基准信号进行比较，若平均值小于基准信号，则延长主功率管的导通时间，若平均值大于基准信号，减小主功率管的导通时间，最终实现平均值等于基准信号大小，实现闭环调解控制。这种控制方式下，由于EMI滤波器等元器件存在，当主功率管导通，降压电路输出电压与输入电压接近时，得到如图1中的虚线所示电感电流波形，而有主功率管电流采样信号峰值得到的预期电感电流波形如图1中的实线所示，由于实际的电感电流比采样得到的预期电感电流偏大，使得输出电流比预期输出电流偏大，影响了输出电流的控制精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种降压电路的控制电路及控制方法，用于解决现有技术存在的在整个输入电压范围内输出电流精度较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于连续导通模式的降压电路控制电路，所述控制电路接收表征流经主功率管电流的采样信号和基准电流，输出控制信号；当主功率管导通时，所述采样信号转化为第一电流，在主功率管初始导通时间内，将默认值视为所述采样信号，并将所述默认值转化为第一电流；当主功率管关断时刻，将所述采样信号的峰值进行保持，续流管导通期间，将峰值转化为第一电流；所述基准电流表征降压电路预期输出电流，对所述第一电流和基准电流的差值进行补偿得到补偿信号，将所述补偿信号和斜坡信号比较以得到所述控制信号，所述控制信号控制主功率管导通时间；当所述补偿信号稳定时，所述降压电路输出电流达到预期输出电流。
可选的，所述控制电路包括消隐模块，所述消隐模块接收所述采样信号，在主功率管初始导通时间内，所述消隐模块输出默认值，所述默认值为零或者为接近于零的一个值。
可选的，所述控制电路还包括采样保持电路，所述采样保持电路接收所述采样信号，将所述采样信号峰值保持后输出；
可选的，所述控制电路还包括转化电路，当主功率管导通时，所述转化电路接收所述采样信号，所述转化电路将所述采样信号转化为第一电流输出；当续流管导通期间时，所述转化电路接收所述采样信号峰值；所述转化电路将所述采样信号峰值转化为第一电流输出。
可选的，所述控制电路还包括基准电流源和第一电容，所述基准电流源与所述第一电容第一端相连，其公共端连接所述转化电路输出端，所述第一电容第二端接地，所述基准电流源输出基准电流；所述基准电流给所述第一电容充电，在主功率管或者续流管导通期间，所述第一电流给所述第一电容放电，或者，所述基准电流给所述第一电容放电，在主功率管或者续流管导通期间，所述第一电流给所述第一电容充电，得到补偿信号，当所述补偿信号稳定时，降压电路输出电流达到预期输出电流。
可选的，所述控制电路还包括比较器，所述比较器接收所述补偿信号和斜坡信号，输出控制主功率管导通时间的控制信号。
本发明还提供一种降压电路的控制方法，当主功率管导通时，所述主功率管电流采样信号转化为第一电流，在主功率管初始导通时间内，将默认值作为所述采样信号，所述默认值转化为第一电流；当主功率管关断时刻，将所述采样信号的峰值进行保持，续流管导通期间，并将峰值转化为第一电流；所述基准电流表征降压电路预期输出电流，对所述第一电流和基准电流的差值进行补偿得到补偿信号，将所述补偿信号和斜坡信号比较以得到所述控制信号，所述控制信号控制主功率管导通时间；当所述补偿信号稳定时，所述降压电路输出电流达到预期输出电流。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明只需采样主功率管导通时电流，就可以控制降压电路在整个输入电压范围内获得较好的输出电流精度。
附图说明
图1为现有技术降压电路电感电流波形图；
图2为本发明降压电路原理图；
图3为本发明降压电路的控制电路原理图；
图4为本发明降压电路电感电流波形图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的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神和范围上做的替代、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。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图2所示，示意了本发明降压电路原理图，所述降压电路包括主功率管交流电源VIN、EMI滤波器U00、整流桥、主功率管M0、主功率管M0的控制电路U01、续流管D0、电感L0、电容C0和采样电阻Rcs及负载，EMI滤波器接收交流输入信号VIN，输出端连接整流桥输入端，整流桥两个输出端分别连接电容C00两端，续流管D0负极连接电容C0正极，所述续流管D0正极连接主功率管M0漏极，以及通过电感L0和电容C0负极连接，主功率管M0源极通过采样电阻Rcs接地，采样电阻Rcs上电压为主功率管M0电流采样信号VCS，控制电路U01输入端接收采样信号VCS和基准电流信号IREF，输出端连接主功率管M0栅极。
如图3所示，示意了本发明降压电路的控制电路原理图，所述控制电路常基于连续导通模式(CCM)或者临界导通模式(BCM)实现，所述控制电路包括消隐模块U100、采样保持电路U101、转化电路U102、基准电流源IREF、第一电容C101、比较器U103和驱动电路U104。所述消隐模块U100接收所述采样信号VCS，在主功率管M0刚导通的一段时间内，所述消隐模块U100输出默认值作为所述采样信号，所述默认值为0或者接近0的值，用来避免在主功率管M0刚导通的一段时间内，由于寄生电容造成的采样信号尖峰，提高采样精度。所述采样保持电路U101接收采样信号VCS，将所述采样信号峰值VCH保持后输出。当主功率管M0导通、续流管D0关断时，所述转化电路U102接收消隐模块U100输出的采样信号VCS，并将所述采样信号VCS转化为第一电流i01，所述采样信号和所述第一电流i01成比例。所述默认值为0时，可以等效为所述转化电路U102不将所述默认值转化为第一电流i01。在主功率管M0关断时刻所述采样保持电路U101将所述采样信号VCS峰值保持后输出，续流管D0导通期间，所述转化电路U102接收采样信号的峰值VCH，再将峰值VCH的一半转化为第一电流i01，所述采样信号峰值VCH的一半和所述第一电流i01成比例关系。与主功率管M0导通时相比，所述转化电路U102在主功率管M0关断时多将接收的信号值取一半的一个步骤。所述基准电流源IREF输出端连接第一电容C101第一端和转化电路U102输出端，所述第一电容C101第二端接地，所述第一电容上电压为补偿信号Vcomp。所述基准电流源输出基准电流IREF，所述基准电流IREF给所述第一电容C101充电，在主功率管导通或者续流管导通时，所述第一电流i01给所述第一电容C101放电，得到补偿信号Vcomp；或者，所述基准电流IREF给所述第一电容C101放电，在主功率管M0导通或者续流管D0导通时，所述第一电流i01给所述第一电容C101充电，得到补偿信号Vcomp，当所述补偿信号Vcomp稳定时，所述输出电流达到预期输出电流。所述所述比较器U103同相输入端接收所述补偿信号Vcomp，反相输入端接收斜坡信号Vsw，输出控制信号VC，所述驱动电路U104接收所述控制信号VC，输出驱动信号驱动主功率管M0导通，所述补偿信号Vcomp越大，所述控制信号VC高电平时间越长，所述主功率管导通时间越长。
所述控制电路在基于断续导通模式(DCM)时，主功率管M0和续流管D0关断时，所述转化电路U102不输出第一电流i01，或者，所述转化电路U102输出的第一电流i01不给第一电容C101充电或者放电。
如图4所示，示意本发明降压电路电感电流波形图，图中Io1为现有技术输出电流大小随输入电压变化情况，Io2为本发明输出电流大小随输入电压变化情况，在输出电压VIN小于V1时，即输出电压Vout与输入电压VIN接近时，输出电流达到预期输出电流，输出电流精度高。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种降压电路的控制电路，其特征在于：
所述控制电路接收表征流经主功率管电流的采样信号和基准电流，输出控制信号；当主功率管导通时，所述采样信号转化为第一电流，在主功率管初始导通时间内，将默认值视为所述采样信号，并将所述默认值转化为第一电流；当主功率管关断时刻，将所述采样信号的峰值进行保持，续流管导通期间，将峰值转化为第一电流；所述基准电流表征降压电路预期输出电流，对所述第一电流和基准电流的差值进行补偿得到补偿信号，将所述补偿信号和斜坡信号比较以得到所述控制信号，所述控制信号控制主功率管导通时间；当所述补偿信号稳定时，所述降压电路输出电流达到预期输出电流。
2.根据权利要求1所述的降压电路的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括消隐模块，所述消隐模块接收所述采样信号，在主功率管初始导通时间内，所述消隐模块输出默认值，所述默认值为零或者为接近于零的一个值。
3.根据权利要求2所述的降压电路的控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括采样保持电路，所述采样保持电路接收所述采样信号，将所述采样信号的峰值保持后输出。
4.根据权利要求3所述的降压电路的控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括转化电路，当主功率管导通时，所述转化电路接收所述采样信号，所述转化电路将所述采样信号转化为第一电流输出；当续流管导通时，所述转化电路接收所述采样信号峰值，所述转化电路将所述采样信号峰值转化为第一电流输出。
5.根据权利要求4所述的降压电路的控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括基准电流源和第一电容，所述基准电流源与所述第一电容第一端相连，其公共端连接所述转化电路输出端，所述第一电容第二端接地；
所述基准电流源输出基准电流；所述基准电流给所述第一电容充电，当主功率管导通或者续流管导通时，所述第一电流给所述第一电容放电；
或者，所述基准电流给所述第一电容放电，当主功率管导通或者续流管导通时，所述基准电流给所述第一电容充电，所述第一电流给所述第一电容充电，得到补偿信号，当所述补偿信号稳定时，降压电路输出电流达到预期输出电流。
6.根据权利要求5所述的降压电路的控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括比较器，所述比较器接收所述补偿信号和斜坡信号，输出控制主功率管导通时间的控制信号。
7.一种降压电路的控制方法，其特征在于：当主功率管导通时，所述主功率管电流采样信号转化为第一电流，在主功率管初始导通时间内，将默认值视为所述采样信号，并将所述默认值转化为第一电流；当主功率管关断时刻，将所述采样信号的峰值进行保持，续流管导通期间，将峰值转化为第一电流；所述基准电流表征降压电路预期输出电流，对所述第一电流和基准电流的差值进行补偿得到补偿信号，将所述补偿信号和斜坡信号比较以得到所述控制信号，所述控制信号控制主功率管导通时间；当所述补偿信号稳定时，所述降压电路输出电流达到预期输出电流。
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 901-23, 9 / F, west 4 building, Xigang development center, 298 Zhenhua Road, Sandun Town, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310030 Applicant after: Jiehuate Microelectronics Co.,Ltd. Address before: Room 424, building 1, 1500 Wenyi West Road, Cangqian street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: JOULWATT TECHNOLOGY Inc.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |