CN112821733B - 脉冲宽度调制控制电路、驱动电路和直流变换器 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于电子电路技术领域，提供了一种脉冲宽度调制控制电路、驱动电路和直流变换器。脉冲宽度调制控制电路包括：电压电流变换模块，用于将高压直流‑直流变换器输出的误差放大电压信号转换为采样电流信号；高压电压采样模块，用于将采样电流信号作为采样下拉电流，根据输入电压信号对误差放大电压信号进行采样，输出采样电压信号；比较模块，用于对采样电压信号和第一开关节点电压信号进行比较，输出脉冲宽度调制信号，高压直流‑直流变换器用于根据脉冲宽度调制信号以及输入电压信号输出第二开关节点电压信号。本申请提供的脉冲宽度调制控制电路能够减少系统时延，提高高压直流‑直流变换器的响应速度。

Description

脉冲宽度调制控制电路、驱动电路和直流变换器
技术领域
本申请属于电子电路技术领域，尤其涉及一种脉冲宽度调制控制电路、驱动电路和直流变换器。
背景技术
脉冲宽度调制（Pulse width modulation，PWM）控制电路作为直流-直流（DirectCurrent-Direct Current，DC-DC）变换器的核心电路，主要用于控制直流-直流变换器中的开关管，以实现对直流-直流变换器输出电压和电流的控制。具体的，开关管的漏极接电源，开关管的栅极与PWM控制电路的输出端连接，开关管的源极接储能电容，向储能电容输出开关节点电压信号。PWM控制电路输出PWM信号，通过PWM信号调节开关节点电压信号的占空比，从而改变开关管的导通时间，改变储能电容的充电时长，实现对直流-直流变换器输出电压和电流的调节。
对于高压直流-直流变换器来说，开关管的漏极的输入信号为高压信号，则开关管的源极输出的开关节点电压信号为高压信号。若要实现对开关管的驱动和控制，则PWM控制电路的输出信号须为高压信号。
传统技术中的PWM控制电路主要包括电压检测单元和电压比较单元，其中电压检测单元通过高压直流-直流变换器的输入电压信号和开关节点电压信号的电压对流经开关管的电流进行高压电流采样，并将高压电流采样得到的电流转换为采样电压信号。电压比较单元将采样电压信号与误差放大器输出的误差放大电压信号进行比较，得到低压PWM信号，并对低压PWM进行电平转换，得到所需的高压PWM信号。
然而，传统技术中的PWM控制电路存在系统时延，高压直流-直流变换器响应速度较慢。
发明内容
本申请提供一种脉冲宽度调制控制电路、驱动电路和直流变换器，可以解决高压直流-直流变换器响应速度较慢的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种脉冲宽度调制控制电路，应用于高压直流-直流变换器，所述高压直流-直流变换器的输入电压信号的电压值大于预设电压阈值，且所述高压直流-直流变换器输出的第一开关节点电压信号的电压值大于所述预设电压阈值，所述脉冲宽度调制控制电路包括：
电压电流变换模块，用于将所述高压直流-直流变换器输出的误差放大电压信号转换为采样电流信号；
高压电压采样模块，与所述电压电流变换模块连接，用于将所述采样电流信号作为采样下拉电流，根据所述输入电压信号对所述误差放大电压信号进行采样，输出采样电压信号，所述采样电压信号的电压值大于所述预设电压阈值；
比较模块，与所述高压电压采样模块连接，用于对所述采样电压信号和所述第一开关节点电压信号进行比较，输出脉冲宽度调制信号，所述高压直流-直流变换器用于根据所述脉冲宽度调制信号以及所述输入电压信号输出第二开关节点电压信号。
在其中一个实施例中，所述比较模块包括：
比较单元，与所述高压电压采样模块连接，将所述采样电压信号和所述第一开关节点电压信号进行比较，输出比较信号；
电流源单元，与所述比较单元连接，用于向所述比较单元提供偏置电流；
缓冲单元，与所述比较单元连接，用于对所述比较信号进行整形，输出所述脉冲宽度调制信号。
在其中一个实施例中，所述比较单元为共栅极结构。
在其中一个实施例中，所述电流源单元包括MOS管M1和MOS管M5，所述MOS管M1和所述MOS管M5均为高压隔离P型MOS管；
所述MOS管M1的源极和所述MOS管M5的源极均与自举升压节点BS连接，所述MOS管M1的栅极和所述MOS管M1的漏极均与所述比较单元连接，所述MOS管M1的漏极与偏置电流源Ibias2连接，所述MOS管M5的栅极和MOS管M5的漏极均与所述比较单元连接，所述MOS管M5的漏极与偏置电流源Ibias1连接；
所述缓冲单元包括反相器INV1和反相器INV2；所述反相器INV1的输入端与所述比较单元连接，所述反相器INV1的输出端与所述反相器INV2的输入端连接，所述反相器INV2的输出端与所述高压直流-直流变换器中的开关管的栅极连接。
在其中一个实施例中，所述电压电流变换模块包括：
电压电流变换单元，与所述高压直流-直流变换器中的误差放大器连接，用于将所述误差放大电压信号转换为误差放大电流信号；
斜坡补偿单元，用于产生斜坡补偿电流；
电流叠加单元，分别与所述电压电流变换单元、所述斜坡补偿单元和所述高压电压采样模块连接，用于将所述误差放大电流信号与所述斜坡补偿电流叠加，输出所述采样电流信号。
在其中一个实施例中，所述电压电流变换单元包括运算放大器U61、N型MOS管M63和电阻R61；
所述运算放大器U61的正极输入端与所述误差放大器连接，所述运算放大器U61的负极输入端与所述MOS管M63的源极连接，所述运算放大器U61的输出端与所述MOS管M63的栅极连接，所述MOS管M63的漏极与电流叠加单元连接，所述电阻R61的一端与所述MOS管M63的源极连接，所述电阻R61的另一端接地。
在其中一个实施例中，所述高压电压采样模块包括串联的MOS管M71和MOS管M73，所述MOS管M71和所述MOS管M73均为N型LDMOS管，所述MOS管M71的漏极与所述高压直流-直流变换器中的开关管的漏极连接，用于接收所述输入电压信号，所述MOS管M71和所述MOS管M73的栅极均与所述开关管的栅极连接，所述MOS管M73的源极分别与所述电压电流变换模块和所述比较模块连接，用于输出所述采样电压信号。
在其中一个实施例中，所述高压直流-直流变换器包括开关管和误差放大器，所述误差放大器与所述电压电流变换模块连接，所述开关管分别与所述高压电压采样模块和所述比较模块连接，所述开关管用于输出所述第一开关节点电压信号，并用于根据所述脉冲宽度调制信号以及所述输入电压信号输出所述第二开关节点电压信号。
第二方面，本申请实施例提供了一种高压直流-直流变换驱动电路，包括上述第一方面中任一项所述的脉冲宽度调制控制电路和所述误差放大电路。
第三方面，本申请实施例提供了一种高压直流-直流变换器，包括上述第二方面中所述的高压直流-直流变换驱动电路和所述开关管。
本申请提供的脉冲宽度调制控制电路、驱动电路和直流变换器，脉冲宽度调制控制电路包括电压电流变换模块、高压电压采样模块和比较模块。误差放大电压信号为电压值较小的信号，误差放大电压信号经过电压电流变换模块转换得到的采样电流信号为电流值较小的信号。高压直流-直流变换器的输入电压信号为电压值大于预设电压阈值的高压信号，高压电压采样模块将电流值较小的采样电流信号作为采样下拉电流，根据输入电压信号对误差放大信号进行采样，得到的采样电压信号为电压值大于预设电压阈值的高压信号。同时，第一开关节点电压信号为电压值大于预设电压阈值的高压信号，因而，输入比较模块的两个信号均为高压信号，比较模块直接对两个高压信号进行比较，输出的信号为高压信号。本申请实施例提供的脉冲宽度调制控制电路、驱动电路和直流变换器，脉冲宽度调制控制电路能够直接输出高压的脉冲宽度调制信号，无需通过电平转换电路对低压脉冲宽度调制信号进行转换，因而可以减小系统时延，提高了高压直流-直流变换器响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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是本申请一实施例提供的高压直流-直流变换器的电路结构示意图；
图2是传统技术中脉冲宽度调制控制电路的结构示意图；
图3是本申请一实施例提供的脉冲宽度调制控制电路的结构示意图；
图4是本申请一实施例提供的比较模块的结构示意图；
图5是本申请一实施例提供的比较模块的电路图；
图6是本申请另一实施例提供的脉冲宽度调制控制电路的结构示意图；
图7是本申请一实施例提供的电压电流变换模块的电路图；
图8是本申请一实施例提供的高压电压采样模块及开关管的电路图。
附图标记说明：
高压直流-直流变换驱动电路100；误差放大器110；电压基准120；内部稳压器130；逻辑模块140；振荡器150；使能控制模块160；
电压检测单元210；高压电流采样电路211；低压斜坡补偿电路212；低压电流叠加电路213；电压比较单元220；低压PWM比较器221；电平转换电路222；
脉冲宽度调制控制电路300；电压电流变换模块310；电压电流变换单元311；斜坡补偿单元312；电流叠加单元313；
高压电压采样模块320；比较模块330；电流源单元331；比较单元332；缓冲单元333。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
可以理解，本申请所使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
高压直流-直流变换器用于将高压直流电压信号转换为所需电压值的直流电压信号。图1为一个实施例中，高压直流-直流变换器的电路结构示意图。如图1所示，高压直流-直流变换器可以包括开关管M1、开关管M2和高压直流-直流变换驱动电路100。可选的，开关管M1可以为N型MOS管。其中，高压直流-直流变换驱动电路100可以包括误差放大器110、电压基准120、内部稳压器130、逻辑模块140、振荡器150、使能控制模块160和脉冲宽度调制控制电路（以下简称PWM控制电路）300等。高压直流-直流变换器可以具有电压输入端、反馈节点FB、使能节点EN、接地节点GND、自举升压节点BS和开关节点SW等。电压输入端用于接收输入电压信号VIN，反馈节点FB用于输入反馈电压VFB，使能节点EN用于输入使能信号，接地节点GND用于接地，自举升压节点BS用于输出自举升压信号VBS，开关节点SW用于输出开关节点电压信号VSW。
其中，开关管M1的漏极与电压输入端连接，接收输入电压信号VIN。开关管M1的源极与开关节点SW连接。使用时，开关节点SW与储能电容（图未示）连接。开关管M1的栅极与PWM控制电路300的输出端连接，受PWM控制电路300输出的脉冲宽度调制信号（以下简称PWM信号）的控制和驱动。开关管M1用于根据输入节点的输入电压信号和PWM控制电路输出的PWM信号输出开关节点电压信号VSW。需要说明的是，本申请中的储能电容是指实现储能功能的电容模块，可以包括电容，也可以进一步包括电感等器件。
误差放大器110将反馈节点输入的反馈电压VFB和电压基准提供的基准电压VREF进行比较，输出误差放大电压信号VERR。误差放大电压信号VERR输入PWM控制电路300。
PWM控制电路是高压直流-直流变换器中的核心电路。PWM控制电路300主要用于控制开关管M1的导通与关断，以改变储能电容的充电时长。对于高压直流-直流变换器来说，开关管M1的漏极输入高压信号，则开关管M1的源极（即开关节点）输出的开关节点电压信号VSW为高压信号，若要实现开关管M1的驱动，则PWM控制电路的输出信号为高压信号。另外，实际应用中，PWM控制电路300还会集成过压欠压保护，过温保护，过载保护，短路保护等功能。当直流-直流变换器发生异常时，PWM控制电路需要及时输出PWM控制信号关断开关管M1。高压直流-直流变换器的开关管M1的源极输出的开关节点电压信号VSW为高压信号，而各种保护信号为低压信号。因而，若要实现对开关管M1的关断，则PWM控制电路300需要输出高压信号。
图2为传统技术中PWM控制电路的结构示意图。如图2所示，传统技术中的PWM控制电路包括电压检测单元210和电压比较单元220。其中，电压检测单元210包括高压电流采样电路211、低压斜坡补偿电路212、低压电流叠加电路213和电阻R。电压比较单元220包括低压PWM比较器221和电平转换电路222。高压电流采样电路211利用开关节点SW的开关节点电压信号Vsw和输入电压信号VIN之间的相对关系，对流经开关管M1的电流进行采样，得到采样电流信号ISEN1。同时，通过低压斜坡补偿电路212产生低压斜坡补偿电流ISLOPE。低压电流叠加电路213将采样电流信号ISEN1和低压斜坡补偿电流信号ISLOPE进行叠加，并经过电阻R转换为低压电压信号VSEN1。低压PWM比较器221对低压电压信号VSEN1和误差放大电压信号VERR进行比较，输出低压控制信号。电平转换电路222将低压PWM信号转换为高压PWM信号。
传统技术中的PWM控制电路需要电平转换电路222将低压PWM信号转换为高压PWM信号，存在系统时延，导致高压直流-直流变换器的响应速度较慢。本申请实施例提供的PWM控制电路、高压直流-直流变换驱动电路和高压直流-直流变换器旨在解决该问题。
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行详细描述。需要说明，在不冲突的情况下，本申请中不同的技术特征之间可以相互结合。
图3示出了本申请一个实施例提供的PWM控制电路的结构示意图。本实施例提供的PWM控制电路300可以应用于如图1所示的高压直流-直流变换器中。高压直流-直流变换器的输入电压信号VIN的电压值大于预设电压阈值，即输入电压信号VIN为高压信号。开关管M1导通时，开关节点SW处的电压值与输入电压信号VIN的电压值相等或近似相等，因而，开关节点电压信号Vsw的电压值也大于预设电压阈值，即开关节点电压信号Vsw为高压信号。可选的，预设电压阈值可以为18V。
如上所述，PWM控制电路300输出PWM信号。开关管M1的开关节点电压信号Vsw在PWM信号控制下周期性变化。为了便于说明，当前调整周期，开关节点电压信号定义为第一开关电压信号Vsw1。开关管M1根据PWM信号调节第一开关电压信号Vsw1后，开关节点SW输出的信号定义为第二开关电压信号Vsw2。可以理解，生成第二开关电压信号Vsw2后，下一个调整周期，将第二开关电压信号Vsw2作为上述第一开关电压信号Vsw1，重复上述过程。
如图3所示，本实施例提供的PWM控制电路300可以包括：电压电流变换模块310、高压电压采样模块320和比较模块330。
其中，电压电流变换模块310的输入端与误差放大器110的输出端连接，用于将误差放大器110输出的误差放大电压信号VERR转换为采样电流信号ISEN2。高压电压采样模块320包括第一输入端和第二输入端。高压电压采样模块320的第一输入端与开关管M1连接。具体的，高压电压采样模块320的第一输入端可以与开关管M1的漏极连接，接收开关管M1漏极的输入电压信号VIN。高压电压采样模块320的第二输入端与电压电流变换模块310的输出端连接。高压电压采样模块320用于将电压电流变换模块310输出的采样电流信号ISEN2作为采样下拉电流，根据输入电压信号VIN，对误差放大电压信号VERR进行采样，输出采样电压信号VSEN2。高压电压采样模块320自身的压降为第二预设阈值，可选的，该第二预设阈值小于或等于1000mV。在一个具体的实施例中，高压电压采样模块320自身的压降在100mV-500mV范围内。可以理解，误差放大电压信号VERR一般为电压值较小的电压信号，通过误差放大电压信号VERR转换得到的采样电流信号ISEN2为值较小的电流信号。对于高压直流-直流变换器来说，输入电压信号VIN为电压值大于预设电压阈值的高电压信号，通过对高压电压采样模块320设计，可实现当以小电流的采样电流信号ISEN2作为采样下拉电流，对误差放大电压信号VERR进行采样，得到的采样电压信号VSEN2为电压值大于预设电压阈值的高电压信号。
比较模块330包括第一输入端和第二输入端。比较模块330的第一输入端与高压电压采样模块320的输出端连接，比较模块330的第二输入端与开关管M1连接。具体的，比较模块330的第二输入端可以与开关管M1的源极连接，即与开关节点SW连接，接收第一开关节点电压信号VSW1。比较模块330用于对采样电压信号和第一开关节点电压信号VSW1进行比较，输出PWM信号。如上所述，对于高压直流-直流变换器来说，输入电压信号VIN为电压值大于预设电压阈值的高电压信号，开关节点电压信号VSW也为电压值大于预设电压阈值的高电压信号。如此，比较模块330的第一输入端输入的采样电压信号VSEN2和比较模块330的第二输入端开关节点电压信号VSW均为高压信号，比较模块330为高压比较模块，比较模块330输出的信号为电压值大于预设电压阈值的高压PWM信号。
本实施例提供的PWM控制电路300，包括电压电流变换模块310、高压电压采样模块320和比较模块330。误差放大电压信号VERR为电压值较小的信号，误差放大电压信号VERR经过电压电流变换模块310转换得到的采样电流信号ISEN2为电流值较小的信号。高压直流-直流变换器的输入电压信号VIN为电压值大于预设电压阈值的高压信号，高压电压采样模块320将电流值较小的采样电流信号ISEN2作为采样下拉电流，根据输入电压信号VIN对误差放大信号VERR进行采样，得到的采样电压信号VSEN2为电压值大于预设电压阈值的高压信号。同时，第一开关节点电压信号VSW1为电压值大于预设电压阈值的高压信号，因而，输入比较模块330的两个信号均为高压信号，比较模块330直接对两个高压信号进行比较，输出的PWM信号为高压信号。本实施例提供的PWM控制电路300能够直接输出高压的PWM信号，无需通过电平转换电路对低压PWM信号进行转换，因而可以减小系统时延，提高了高压直流-直流变换器响应速度。
以下结合附图，对PWM控制电路300中各个模块的具体电路结构进行进一步说明。
图4为一个实施例中，比较模块330的结构示意图。如图4所示，比较模块330包括：电流源单元331、比较单元332和缓冲单元333。其中，电流源单元331的输出端与比较单元332的电源端连接。比较单元332的第一输入端与开关管M1的源极连接。比较单元332的第二输入端与高压电压采样模块320的输出端连接。比较单元332的输出端与缓冲单元333的输入端连接。可选的，比较单元332可以为共栅极（common-gate）结构的比较器。缓冲单元333的输出端作为比较模块330的输出端与开关管M1的栅极连接。
电流源单元331用于向比较单元332提供偏置电流。比较单元332将采样电压信号VSEN2和第一开关节点电压信号VSW1进行比较，输出比较信号。缓冲单元333用于对比较信号进行整形，输出PWM信号。
本实施例提供的PWM控制电路300中，比较模块330包括电流源单元331、比较单元332和缓冲单元333。电流源单元331能够向比较单元332提供稳定的偏置电流，使得比较单元332稳定工作，同时，缓冲单元333对比较单元332输出的比较信号进行整形，减少输出脉冲信号的高低转换时间，进一步减少系统时延，提高高压直流-直流变换器的响应速度。同时，缓冲单元333能够增大输出的PWM信号的驱动能力。
图5为一个实施例中，比较模块330的电路图。如图5所示，电流源单元331包括MOS管M1和MOS管M5。MOS管M1和MOS管M5均为高压隔离P型MOS管。MOS管M1的源极和MOS管M5的源极均与自举升压节点BS连接。MOS管M1的栅极和漏极连接，并与比较单元332的输入端连接，MOS管M1的漏极与偏置电流源Ibias2连接。MOS管M5的栅极和漏极连接，并与MOS管M6的栅极连接，MOS管M5的漏极与偏置电流源Ibias1连接。
请参见图5，在一个实施例中，比较单元332包括MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M6、MOS管M7、MOS管M8、MOS管M9和MOS管M10、MOS管M11和MOS管M12。其中，MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M6、MOS管M7和MOS管M8均为高压隔离P型MOS管，MOS管M9、MOS管M10和MOS管M11均为高压隔离N型MOS管。
MOS管M9的源极与高压电压采样模块320的输出端连接，MOS管M9的栅极和漏极连接，并与MOS管M6的漏极连接。MOS管M10的源极与开关管M1的源极连接，MOS管M10的栅极与M9的栅极连接。MOS管M12的栅极和漏极连接，并与MOS管M9的源极连接，MOS管M12的源极与MOS管M10的源极连接。
MOS管M2的栅极分别与MOS管M3的栅极和MOS管M4的栅极连接，并与电流源单元331的输出端连接。具体的，MOS管M2的栅极可以与MOS管M1的栅极连接。MOS管M2的源极、MOS管M3的源极和MOS管M4的源极均与自举升压节点BS连接，MOS管M2的漏极与MOS管M6的源极连接。MOS管M3的漏极与MOS管M7的源极连接。MOS管M4的漏极与MOS管M8的源极连接。
MOS管M6的栅极分别与MOS管M7的栅极和MOS管M8的栅极连接，并与电流源单元331的输出端连接。具体的，MOS管M6的栅极可以与MOS管M5的栅极连接。MOS管M8的漏极与MOS管M11的漏极连接，并与缓冲单元333的输入端连接。MOS管M11的栅极与MOS管M10的漏极连接，MOS管M11的源极与MOS管M10的源极连接。
请参见图5，在一个实施例中，缓冲单元333包括反相器INV1和反相器INV2。其中，反相器INV1的输入端与比较单元332的输出端连接，具体的，反相器INV1的输入端可以与MOS管M11的漏极连接。反相器INV1的输出端与反相器INV2的输入端连接，反相器INV2的输出端作为比较模块330的输出端，与开关管M1的栅极连接。
图6为另一个实施例中，PWM控制电路300的结构示意图。如图6所示，电压电流变换模块310包括电压电流变换单元311、斜坡补偿单元312和电流叠加单元313。电压电流变换单元311的输入端与误差放大器110的输出端连接，电压电流变换单元311用于将误差放大电压信号VERR转换为误差放大电流信号IERR。斜坡补偿单元312用于产生斜坡补偿电流ISLOPE。电流叠加单元313的第一输入端与电压电流变换单元311的输出端连接，电流叠加单元313的第二输入端与斜坡补偿单元312的输出端连接，电流叠加单元313的输出端与高压电压采样模块320的输入端连接。电流叠加单元313用于将误差放大电流信号IERR与斜坡补偿电流ISLOPE叠加，输出采样电流信号ISEN2。
本实施例中，电压电流变换模块310包括电压电流变换单元311、斜坡补偿单元312和电流叠加单元313。通过斜坡补偿单元312提供斜坡补偿电流ISLOPE进行低压斜坡补偿，能够控制峰值电流，抑制次谐波振荡，提高电路的稳定性。
图7为一个实施例中，电压电流变换模块310的电路图。如图7所示，所述电压电流变换单元311包括运算放大器U61、N型MOS管M63和电阻R61。运算放大器U61的正极输入端与误差放大器110连接，运算放大器U61的负极输入端与MOS管M63的源极连接，运算放大器U61的输出端与MOS管M63的栅极连接。MOS管M63的漏极与电流叠加单元313连接。电阻R61的一端与MOS管M63的源极连接，电阻R61的另一端接地。
请参见图7，在一个实施例中，电流叠加单元313包括P型MOS管M61、P型MOS管M62、N型MOS管M64、N型MOS管M65和N型MOS管M66。
P型MOS管M61和P型MOS管M62组成的电流镜。P型MOS管M61的栅极和P型MOS管M62的栅极连接。P型MOS管M61的源极和P型MOS管M62的源极均与电源Vcc连接。P型MOS管M61的漏极与栅极连接，并与N型MOS管M63的漏极连接。
其中，N型MOS管M64的漏极分别与斜坡补偿单元312和P型MOS管M62的漏极连接。N型MOS管M64的源极接地。N型MOS管M64的栅极与N型MOS管M66的栅极连接。N型MOS管M66的源极接地。N型MOS管M66的漏极与N型MOS管M65的源极连接。N型MOS管M65的栅极接电源VCC。N型MOS管M65的漏极与高压电压采样模块320连接。具体的，N型MOS管M65的漏极作为电流叠加单元313的输出端，与N型MOS管M73的源极连接。
以下结合附图对高压电压采样模块320的具体结构进行进一步说明。
可选的，高压电压采样模块320可以包括采样管。高压电压采样模块320具体用于将电压电流变换模块310输出的采样电流信号ISEN1作为采样管的下拉电流，根据输入电压信号VIN进行电压采样，输出采样电压信号VSEN2。
可选的，高压电压采样模块320的采样管可以为N型LDMOS管实现。N型LDMOS管的数量可以为一个，也可以为多个。当N型LDMOS管的数量为多个时，多个N型LDMOS管之间串联。
图8为一个实施例中，高压电压采样模块320及开关管M1的电路图。如图8所示，高压电压采样模块包括串联的MOS管M71、MOS管M72和MOS管M73。其中，MOS管M71、MOS管M72和MOS管M73均为N型LDMOS管。MOS管M71的漏极与开关管M1的漏极连接，即与电压输入端连接，接收输入电压信号VIN。MOS管M71、MOS管M72和MOS管M73的栅极均与开关管M1的栅极连接。MOS管M73的源极与电压电流变换模块310的输出端连接。具体的，MOS管M73的源极与N型MOS管M65的漏极连接。MOS管M73的源极作为高压电压采样模块320的输出端输出采样电压信号VSEN2。MOS管M73的源极与比较模块330的第一输入端连接。具体的，MOS管M73的源极与N型MOS管M9的源极连接。
以下结合附图，对PWM控制电路300的工作原理进行进一步说明。
请参见图7，误差放大器110输出的误差放大电压信号VERR经过运算放大器U61、MOS管M63和电阻R61组成的电压电流变换单元311转变为误差放大电流IERR：
Figure 368542DEST_PATH_IMAGE001
其中，R61为电阻R61的阻值。流经MOS管M63的电流为IERR，MOS管M61、MOS管M62组成的电流镜的镜像比例为1:1。流过MOS管M62的电流也为IERR。斜坡补偿单元312从MOS管M64漏极抽走电流ISLOPE。
IERR与斜坡补偿电流ISLOPE叠加后流过MOS管M64的电流为IERR-ISLOPE。
MOS管M64和MOS管M66是镜像关系，设镜像比例为K2。因此，流过MOS管M66的电流为K2(IERR-ISLOPE)，也即采样电流ISEN2为K2(IERR-ISLOPE)。
请参见图8，高压电压采样模块320中，串联的MOS管M71、MOS管M72和MOS管M73组成采样管。以下从高压直流-直流变换器环路的角度进行分析：设开关管M1和采样管之间的比例关系为K1，流经开关管M1的电流为IL，流经采样管的电流为：
Figure 754524DEST_PATH_IMAGE002
开关管M1的电阻为RON，采样管的电阻为：
R=K1RON
采样电压为：
VSEN2=VIN - K2(IERR-ISLOPE)R
开关管M1的源极电压，即开关节点SW的电压为：
VSW=VIN- ILRON
请参见图5，比较模块330为共栅极结构，采样电压信号VSEN2通过MOS管M9的源极输入比较模块330，第一开关节点电压信号VSW1通过MOS管M10的源极输入信号比较模块330。由上式知，误差放大器110输出的误差放大电压信号VERR决定了采样电压信号VSEN2电压的大小。对于高压直流-直流变换器，每个周期随着电感电流的增大，第一开关节点电压信号VSW1的电压变小，当第一开关节点电压信号VSW1的电压减小到和采样电压信号VSEN2的电压大小相等时，比较模块330输出信号变高，关断开关管M1，开启下一个周期。比较模块330输出的PWM信号为高压信号，无需再经过电平转换电路将低压PWM信号转变成高压PWM信号，减小了系统延时，增强了高压直流-直流变换器的响应速度。
本申请实施例还提供了一种高压直流-直流变换驱动电路，例如图1中的高压直流-直流变换驱动电路100。该高压直流-直流变换驱动电路100可以包括如上实施例中任一项所述的PWM控制电路300和误差放大器110等。高压直流-直流变换驱动电路100包括PWM控制电路300，因此具有PWM控制电路300的所有有益效果，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种高压直流-直流变换器，例如图1所示。该高压直流-直流变换器包括如上实施例所述的高压直流-直流变换驱动电路100和开关管M1。高压直流-直流变换器包括高压直流-直流变换驱动电路100，因此具有高压直流-直流变换驱动电路100的所有有益效果，在此不再赘述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种脉冲宽度调制控制电路，其特征在于，应用于高压直流-直流变换器，所述高压直流-直流变换器的输入电压信号的电压值大于预设电压阈值，且所述高压直流-直流变换器输出的第一开关节点电压信号的电压值大于所述预设电压阈值，所述预设电压阈值为18V，所述脉冲宽度调制控制电路包括：
电压电流变换模块，用于将所述高压直流-直流变换器输出的误差放大电压信号转换为采样电流信号；
高压电压采样模块，与所述电压电流变换模块连接，用于将所述采样电流信号作为采样下拉电流，根据所述输入电压信号对所述误差放大电压信号进行采样，输出采样电压信号，所述采样电压信号的电压值大于所述预设电压阈值；
比较模块，与所述高压电压采样模块连接，用于对所述采样电压信号和所述第一开关节点电压信号进行比较，输出脉冲宽度调制信号，所述高压直流-直流变换器用于根据所述脉冲宽度调制信号以及所述输入电压信号输出第二开关节点电压信号；
所述比较模块包括：
比较单元，与所述高压电压采样模块连接，将所述采样电压信号和所述第一开关节点电压信号进行比较，输出比较信号；
电流源单元，与所述比较单元连接，用于向所述比较单元提供偏置电流；
缓冲单元，与所述比较单元连接，用于对所述比较信号进行整形，输出所述脉冲宽度调制信号；
所述电流源单元包括MOS管M1和MOS管M5，所述MOS管M1和所述MOS管M5均为高压隔离P型MOS管；
所述MOS管M1的源极和所述MOS管M5的源极均与自举升压节点BS连接，所述MOS管M1的栅极和所述MOS管M1的漏极均与所述比较单元连接，所述MOS管M1的漏极与偏置电流源Ibias2连接，所述MOS管M5的栅极和MOS管M5的漏极均与所述比较单元连接，所述MOS管M5的漏极与偏置电流源Ibias1连接；
所述缓冲单元包括反相器INV1和反相器INV2；所述反相器INV1的输入端与所述比较单元连接，所述反相器INV1的输出端与所述反相器INV2的输入端连接，所述反相器INV2的输出端与所述高压直流-直流变换器中的开关管的栅极连接。
2.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制控制电路，其特征在于，所述比较单元为共栅极结构。
3.根据权利要求1或2所述的脉冲宽度调制控制电路，其特征在于，所述电压电流变换模块包括：
电压电流变换单元，与所述高压直流-直流变换器中的误差放大器连接，用于将所述误差放大电压信号转换为误差放大电流信号；
斜坡补偿单元，用于产生斜坡补偿电流；
电流叠加单元，分别与所述电压电流变换单元、所述斜坡补偿单元和所述高压电压采样模块连接，用于将所述误差放大电流信号与所述斜坡补偿电流叠加，输出所述采样电流信号。
4.根据权利要求3所述的脉冲宽度调制控制电路，其特征在于，所述电压电流变换单元包括运算放大器U61、N型MOS管M63和电阻R61；
所述运算放大器U61的正极输入端与所述误差放大器连接，所述运算放大器U61的负极输入端与所述MOS管M63的源极连接，所述运算放大器U61的输出端与所述MOS管M63的栅极连接，所述MOS管M63的漏极与电流叠加单元连接，所述电阻R61的一端与所述MOS管M63的源极连接，所述电阻R61的另一端接地。
5.根据权利要求1或2所述的脉冲宽度调制控制电路，其特征在于，所述高压电压采样模块包括串联的MOS管M71和MOS管M73，所述MOS管M71和所述MOS管M73均为N型LDMOS管，所述MOS管M71的漏极与所述高压直流-直流变换器中的开关管的漏极连接，用于接收所述输入电压信号，所述MOS管M71和所述MOS管M73的栅极均与所述开关管的栅极连接，所述MOS管M73的源极分别与所述电压电流变换模块和所述比较模块连接，用于输出所述采样电压信号。
6.根据权利要求1或2所述的脉冲宽度调制控制电路，其特征在于，所述高压直流-直流变换器包括开关管和误差放大器，所述误差放大器与所述电压电流变换模块连接，所述开关管分别与所述高压电压采样模块和所述比较模块连接，所述开关管用于输出所述第一开关节点电压信号，并用于根据所述脉冲宽度调制信号以及所述输入电压信号输出所述第二开关节点电压信号。
7.一种高压直流-直流变换驱动电路，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的脉冲宽度调制控制电路和误差放大器，所述误差放大器与所述电压电流变换模块连接。
8.一种高压直流-直流变换器，其特征在于，包括如权利要求7所述的高压直流-直流变换驱动电路和开关管，所述开关管分别与所述高压电压采样模块和所述比较模块连接。
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