CN113572352A - 用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统 - Google Patents

用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113572352A
CN113572352A CN202110783667.3A CN202110783667A CN113572352A CN 113572352 A CN113572352 A CN 113572352A CN 202110783667 A CN202110783667 A CN 202110783667A CN 113572352 A CN113572352 A CN 113572352A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charge
bootstrap capacitor
output
input
buck
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110783667.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113572352B (zh
Inventor
王发刚
罗强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Original Assignee
On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by On Bright Electronics Shanghai Co Ltd filed Critical On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Priority to CN202110783667.3A priority Critical patent/CN113572352B/zh
Priority to TW110136346A priority patent/TWI829015B/zh
Publication of CN113572352A publication Critical patent/CN113572352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113572352B publication Critical patent/CN113572352B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本申请提供了一种用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统。升降压变换器包括输入侧自举电容和输出侧自举电容，电荷共享自举充电控制系统包括：第一输出侧自举电容充电支路，被连接在输入侧自举电容的高电压端与输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当升降压变换器工作在降压模式时基于输入侧自举电容的高电压端处的电压为输出侧自举电容充电；以及第一输入侧自举电容充电支路，被连接在输入侧自举电容的高电压端与输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当升降压变换器工作在升压模式时基于输出侧自举电容的高电压端处的电压为输入侧自举电容充电。

Description

用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统
技术领域
本申请总体上涉及升降压变换器，并且更具体地涉及用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统。
背景技术
大功率升降压变换器通常使用四个NMOS管作为开关功率管，如图1所示。如果要开启输入侧的上方开关功率管MA和输出侧的上方开关功率管MD，则需要分别从输入侧自举电容CBST1的低电压端SW1和输出侧自举电容CBST2的低电压端SW2处进行自举驱动。当该升降压变换器工作在降压模式时，开关功率管MD需要直通，由于输出侧自举电容CBST2的低电压端的电压VSW2此时一直为升降压变换器的输出电压VOUT，所以自举电容CBST2无法被充电。同样，当该升降压变换器工作在升压模式时，开关功率管MA需要直通，由于输入侧自举电容CBST1的低电压端的电压VSW1此时一直为升降压变换器的输入电压VIN，所以自举电容CBST1无法被充电。
传统的解决方案是当升降压变换器工作在降压模式时，需要适时地使输出侧的下方开关功率管MC导通来下拉VSW2，以给自举电容CBST2充电，如图2所示。同样，当升降压变换器工作在升压模式时，需要适时地使输入侧的下方开关功率管MB导通来下拉VSW1，以给自举电容CBST1充电，如图3所示。这样就可能会导致输出电压存在纹波并且可能会带来电磁干扰(EMI)问题。
发明内容
鉴于以上所述的问题，根据本申请的一方面，提供了一种用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统，其中，升降压变换器包括输入侧自举电容和输出侧自举电容，电荷共享自举充电控制系统包括：第一输出侧自举电容充电支路，被连接在输入侧自举电容的高电压端与输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当升降压变换器工作在降压模式时基于输入侧自举电容的高电压端处的电压为输出侧自举电容充电；以及第一输入侧自举电容充电支路，被连接在输入侧自举电容的高电压端与输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当升降压变换器工作在升压模式时基于输出侧自举电容的高电压端处的电压为输入侧自举电容充电。
根据本申请的另一方面，提供了一种升降压变换器，包括输入侧开关功率管、输入侧自举电容、输出侧开关功率管、输出侧自举电容、以及如上所述的电荷共享自举充电控制系统。
利用根据本申请的实施例的电荷共享自举充电控制系统，可以实现升降压变换器的输入侧和输出侧的电荷共享，从而解决传统升降压变换器在自举电容充电期间可能导致的输出电压纹波和电磁干扰的问题。
附图说明
从下面结合附图对本申请的具体实施方式的描述中可以更好地理解本申请，其中：
图1示出了示例性的传统升降压变换器；
图2示出了如图1所示的传统升降压变换器工作在降压模式时通过下拉输出侧自举电容的低电压端的电压来给输出侧自举电容充电的情况的示例性波形图；
图3示出了如图1所示的传统升降压变换器工作在升压模式时通过下拉输入侧自举电容的低电压端的电压来给输入侧自举电容充电的情况的示例性波形图；
图4示出了根据本申请的实施例的示例性的使用电荷共享自举充电控制系统的升降压变换器；
图5示出了如图4所示的升降压变换器的自举电容充电过程中的相关信号的示例性波形图；
图6示出了根据本申请的实施例的用于对输入侧自举电容两端的电压差进行钳位的VBST1-VSW1钳位模块的示例性电路图；
图7示出了根据本申请的实施例的用于对输出侧自举电容两端的电压差进行钳位的VBST2-VSW2钳位模块的示例性电路图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。本申请决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本申请的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本申请造成不必要的模糊。
图4示出了根据本申请的实施例的示例性的使用电荷共享自举充电控制系统的升降压变换器。与传统的升降压变换器类似，该升降压变换器可以包括位于输入侧的两个开关功率管MA和MB、输入侧自举电容CBST1、输出侧自举电容CBST2、以及位于输出侧的两个开关功率管MD和MC。与传统升降压变换器的不同之处在于，本申请提出了一种电荷共享自举充电控制系统，用于当升降压变换器工作在降压模式时基于输入侧自举电容CBST1上的电荷给输出侧自举电容CBST2充电，并且反过来，当升降压变换器工作在升压模式时基于输出侧自举电容CBST2上的电荷给输入侧自举电容CBST1充电，以实现升降压变换器的输入侧和输出侧的电荷共享。
具体而言，根据本申请的实施例，如图4所示，该电荷共享自举充电控制系统可以包括第一输出侧自举电容充电支路，该充电支路被连接在输入侧自举电容CBST1的高电压端与输出侧自举电容CBST2的高电压端之间，并且被配置为当升降压变换器工作在降压模式时基于输入侧自举电容的高电压端处的电压VBST1为输出侧自举电容CBST2充电。与第一输出侧自举电容充电支路相对称地，该电荷共享自举充电控制系统还可以包括第一输入侧自举电容充电支路，该充电支路也被连接在输入侧自举电容CBST1的高电压端与输出侧自举电容CBST2的高电压端之间，并且被配置为当升降压变换器工作在升压模式时基于输出侧自举电容的高电压端处的电压VBST2为输入侧自举电容CBST1充电。
根据本申请的实施例，第一输出侧自举电容充电支路可以包括第一开关管M1，用于控制第一输出侧自举电容充电支路接通或断开。该充电控制系统还可以包括：输出侧自举电容电压检测模块，被配置为：对输出侧自举电容CBST2两端的电压差VBST2-VSW2进行检测，当检测到VBST2-VSW2小于第一输出侧欠压阈值VBST2_REF1时输出针对输出侧自举电容CBST2的充电使能信号(例如，高电平的VBST2_UV信号)，并且当检测到VBST2-VSW2大于第二输出侧欠压阈值VBST2_REF2时输出针对所述输出侧自举电容的充电停止信号(例如，低电平的VBST2_UV信号)；以及自举充电控制器，被配置为：当升降压变换器工作在降压模式时，基于针对输出侧自举电容CBST2的充电使能信号输出用于控制第一开关管M1导通的第一开关管控制信号，并且基于针对输出侧自举电容CBST2的充电停止信号输出用于控制第一开关管M1断开的第一开关管控制信号。
类似地，第一输入侧自举电容充电支路可以包括第二开关管M2，用于控制第一输入侧自举电容充电支路接通或断开。该充电控制系统还可以包括：输入侧自举电容电压检测模块，被配置为：对输入侧自举电容CBST1两端的电压差VBST1-VSW1进行检测，当检测到VBST1-VSW1小于第一输入侧欠压阈值VBST1_REF1时输出针对输入侧自举电容CBST1的充电使能信号(例如，高电平的VBST1_UV信号)，并且当检测到VBST1-VSW1大于第二输入侧欠压阈值VBST1_REF2时输出针对所述输入侧自举电容的充电停止信号(例如，低电平的VBST1_UV信号)。此外，自举充电控制器还被配置为：当升降压变换器工作在降压模式时，基于针对输入侧自举电容CBST1的充电使能信号输出用于控制第二开关管M2导通的第二开关管控制信号，并且基于针对输入侧自举电容CBST1的充电停止信号输出用于控制第二开关管M2断开的第二开关管控制信号。
如上所述，根据本申请的一些实施例，电荷共享自举充电控制系统可以包括用于基于输入侧自举电容CBST1上的电荷给输出侧自举电容CBST2充电的第一输出侧自举电容充电支路、以及用于基于输出侧自举电容CBST2上的电荷给输入侧自举电容CBST1充电的第一输入侧自举电容充电支路。
此外，根据本申请的一些实施例，该电荷共享自举充电控制系统还可以包括被连接在升降压变换器的输入电压端与输出侧自举电容的高电压端之间的第二输出侧自举电容充电支路，该充电支路被配置为当升降压变换器工作在降压模式时基于升降压变换器的输入电压VIN为输出侧自举电容CBST2充电。该第二输出侧自举电容充电支路可以包括第三开关管M3，用于控制第二输出侧自举电容充电支路接通或断开。相应地，自举充电控制器还被配置为：当升降压变换器工作在降压模式时，基于针对输出侧自举电容CBST2的充电使能信号输出用于控制第三开关管M3导通的第三开关管控制信号，并且基于针对输出侧自举电容CBST2的充电停止信号输出用于控制第三开关管M3断开的第三开关管控制信号。
类似地，该电荷共享自举充电控制系统还可以包括被连接在升降压变换器的输出电压端与输入侧自举电容的高电压端之间的第二输入侧自举电容充电支路，该充电支路被配置为当升降压变换器工作在升压模式时基于升降压变换器的输出电压VOUT为输入侧自举电容CBST1充电。该第二输入侧自举电容充电支路可以包括第四开关管M4，用于控制第二输入侧自举电容充电支路接通或断开。相应地，自举充电控制器还被配置为：当升降压变换器工作在升压模式时，基于针对输入侧自举电容CBST1的充电使能信号输出用于控制第四开关管M4导通的第四开关管控制信号，并且基于针对输入侧自举电容CBST1的充电停止信号输出用于控制第四开关管M4断开的第四开关管控制信号。
此外，根据本申请的一些实施例，如图4所示，电荷共享自举充电控制系统可以包括升降压操作模式检测模块，用于基于升降压变换器的输入电压VIN和输出电压VOUT判断升降压变换器工作在升压模式还是降压模式。
此外，根据本申请的一些实施例，如图4所示，第一输出侧自举电容充电支路和第二输出侧自举电容充电支路可以分别包括第五开关管M5和第六开关管M6，被配置用于对来自输出侧自举电容CBST2的电流进行反向阻断。类似地，第一输入侧自举电容充电支路和第二输入侧自举电容充电支路可以分别包括第七开关管M7和第八开关管M8，被配置用于对来自输入侧自举电容CBST1的电流进行反向阻断。
另外，根据本申请的一些实施例，如图4所示，电荷共享自举充电控制系统还可以包括第一电压钳位模块，该模块可以被包括在第一输出侧自举电容充电支路和/或第二输出侧自举电容充电支路中，被配置用于将输出侧自举电容CBST2两端的电压差VBST2-VSW2钳位到预定电压(例如，5V)。
类似地，电荷共享自举充电控制系统还可以包括第二电压钳位模块，该模块可以被包括在第一输入侧自举电容充电支路和/或第二输入侧自举电容充电支路中，被配置用于将输入侧自举电容CBST1两端的电压差VBST1-VSW1钳位到预定电压(例如，5V)。
此外，根据本申请的一些实施例，如图4所示，电荷自举充电控制系统还可以包括第一电平移位模块至第四电平移位模块，分别被配置用于对自举充电控制器所输出的第一开关管控制信号至第四开关管控制信号进行电平移位以控制第一开关管至第四开关管导通或断开。
以上详细描述了如图4所示的示例性升降压变换器所使用的电荷自举充电控制系统的各个模块或单元的配置功能。需要注意的是，图4所示的电荷自举充电控制系统是考虑了一些可能情况而提出的一种较优选的电荷自举充电控制系统实施例，本领域技术人员可以在本申请所提出的电荷共享自举充电的总体构思的基础上根据实际需要(例如成本或具体性能要求)适当地减少或增加一些模块或单元。
下面将进一步参考图4来具体描述根据本申请的实施例的电荷自举充电控制系统的基本控制原理。
当升降压操作模式检测模块判断升降压变换器工作在降压模式时，降压模式指示信号BUK_ON变为高电平，升降压变换器的输出侧的上方开关功率管MD需要直通。在这种情况下，当VBST2-VSW2检测模块检测到输出侧自举电容CBST2的两端之间的电压差VBST2-VSW2小于第一输出侧欠压阈值VBST2_REF1时，VBST2-VSW2检测模块输出高电平的VBST2_UV信号，系统开始为输出侧自举电容CBST2充电。输出侧自举电容CBST2的低电压端处的电压VSW2在此阶段一直为输出电压VOUT，由于此阶段在升降压变换器的输入侧的上方开关功率管MA开启时输入侧自举电容CBST1的高压端处的电压VBST1大于输出电压VOUT，所以可以通过电压VBST1给输出侧自举电容CBST2充电。因此，自举充电控制器可以基于高电平的VBST2_UV信号控制第一开关管M1导通，以接通第一输出侧自举电容充电支路来基于电压VBST1给输出侧自举电容CBST2充电。
这里，由于输入侧自举电容CBST1的高压端处的电压VBST1一般为输入电压VIN加上5V，输入电压VIN又大于输出电压VOUT，所以电压VBST1会远大于输出电压VOUT。为了保护开关功率管MD的前级驱动和控制电路，需要对输出侧自举电容CBST2的两端之间的电压差VBST2-VSW2进行钳位。通常可以将此电压差钳位在5V附近。
另外，输入侧自举电容CBST1的高压端处的电压VBST1可能会在输出电压VOUT过冲时由于系统停止功率管开关动作而出现电压跌落的情况，所以，增加了通过输入电压VIN对输出侧自举电容CBST2充电的第二输出侧自举电容充电支路。自举充电控制器可以基于高电平的VBST2_UV信号进一步控制第三开关管M3导通，以接通第二输出侧自举电容充电支路来基于输入电压VIN给输出侧自举电容CBST2充电。利用VIN和VBST1同时给CBST2进行充电，可以更好地确保系统的可靠运行。
然后，当VBST2-VSW2检测模块检测到输出侧自举电容CBST2的两端之间的电压差VBST2-VSW2大于第二输出侧欠压阈值VBST2_REF2时，VBST2-VSW2检测模块输出低电平的VBST2_UV信号，自举充电控制器可以基于低电平的VBST2_UV信号控制第一开关管M1和第三开关管M3断开，以断开第一和第二输出侧自举电容充电支路，停止给CBST2充电。当VBST2-VSW2检测模块再次检测到VBST2-VSW2小于第一输出侧欠压阈值VBST2_REF1时，系统开始为输出侧自举电容CBST2充电，如此循环。
当升降压操作模式检测模块判断升降压变换器工作在升压模式时，升压模式指示信号BST_ON信号变为高电平，升降压变换器的输入侧的上方开关功率管MA需要直通。在这种情况下，当VBST1-VSW1检测模块检测到输入侧自举电容CBST1的两端之间的电压差VBST1-VSW1小于第一输入侧欠压阈值VBST1_REF1时，VBST1-VSW1检测模块输出高电平的VBST1_UV信号，系统开始为输入侧自举电容CBST1充电。输入侧自举电容CBST1的低电压端处的电压VSW1在此阶段一直为输入电压VIN，由于此阶段在升降压变换器的输出侧的上方开关功率管MD开启时输出侧自举电容CBST2的高压端处的电压VBST2大于输入电压VIN，所以可以通过电压VBST2给输入侧自举电容CBST1充电。因此，自举充电控制器可以基于高电平的VBST1_UV信号控制第二开关管M2导通，以接通第一输入侧自举电容充电支路来基于电压VBST2给输入侧自举电容CBST1充电。
这里，由于输出侧自举电容CBST2的高压端处的电压VBST2一般为输出电压VOUT加上5V，输出电压VOUT又大于输入电压VIN，所以电压VBST2会远大于输入电压VIN。为了保护开关功率管MA的前级驱动和控制电路，需要对输入侧自举电容CBST1的两端之间的电压差VBST1-VSW1进行钳位。通常可以将此电压差钳位在5V附近。
另外，输出侧自举电容CBST2的高压端处的电压VBST2可能会在输出电压VOUT过冲时由于系统停止功率管开关动作而出现电压跌落的情况，所以，增加了通过输出电压VOUT对输入侧自举电容CBST1充电的第二输入侧自举电容充电支路。自举充电控制器可以基于高电平的VBST1_UV信号进一步控制第四开关管M4导通，以接通第二输入侧自举电容充电支路来基于输出电压VOUT给输入侧自举电容CBST1充电。利用VOUT和VBST2同时给CBST1进行充电，可以更好地确保系统的可靠运行。
然后，当VBST1-VSW1检测模块检测到输入侧自举电容CBST1的两端之间的电压差VBST1-VSW1大于第二输入侧欠压阈值VBST1_REF2时，VBST1-VSW1检测模块输出低电平的VBST1_UV信号，自举充电控制器可以基于低电平的VBST1_UV信号控制第二开关管M2和第四开关管M4断开，以断开第一和第二输入侧自举电容充电支路，停止给CBST1充电。当VBST1-VSW1检测模块再次检测到VBST1-VSW1小于第一输入侧欠压阈值VBST1_REF1时，系统开始为输入侧自举电容CBST1充电，如此循环。
图5示出了如图4所示的升降压变换器的自举电容充电过程中的相关信号的示例性波形图。如图5所示，IBST1是输入侧自举电容CBST1的充电电流，IBST2是输出侧自举电容CBST2的充电电流。此外，图5示出了输入电压VIN、输出电压VOUT、降压模式指示信号BUK_ON、升压模式指示信号BST_ON、输入侧自举电容CBST1两端之间的电压差VBST1-VSW1、输出侧自举电容CBST2两端之间的电压差VBST2-VSW2、输出侧自举电容CBST2的充电使能/停止信号VBST2_UV、输入侧自举电容CBST1的充电使能/停止信号VBST1_UV的示例性波形图。根据图5所示的这些信号的波形图，可以更清楚地理解如上所述的如图4所示的升降压变换器在电荷自举充电控制系统的控制下的充电流程。另外，需要注意的是，在图5所示的波形图中，第一输入侧欠压阈值VBST1_REF1和第一输出侧欠压阈值VBST2_REF1被设定为同一欠压阈值VREF1，第二输入侧欠压阈值VBST1_REF2和第二输出侧欠压阈值VBST2_REF2也被设定为同一欠压阈值VREF2，但是在其它实施例中，根据实际需要，第一输入侧欠压阈值VBST1_REF1和第一输出侧欠压阈值VBST2_REF1也可以被设定为不同的欠压阈值，第二输入侧欠压阈值VBST1_REF2和第二输出侧欠压阈值VBST2_REF2也可以被设定为不同的欠压阈值。
图6和图7分别示出了根据本申请的实施例的用于对输入侧自举电容两端的电压差进行钳位的VBST1-VSW1钳位模块和用于对输出侧自举电容两端的电压差进行钳位的VBST2-VSW2钳位模块的示例性电路图。如图6和图7所示，齐纳管Z1和Z2的作用是分别定义输入侧自举电容CBST1两端的电压差VBST1-VSW1和输出侧自举电容CBST2两端的电压差VBST2-VSW2的最大值。需要注意的是，图6和图7所示出的钳位模块的电路图只是示例性的，本领域技术人员可以使用任何适当的钳位电路来替代图6和图7所示出的钳位电路，只要该钳位电路可以实现对VBST1-VSW1和VBST2-VSW2的钳位即可。
以上详细描述了根据本申请的实施例的用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统。从结合图4所描述的该电荷共享自举充电控制系统的基本工作原理和图5所示出的升降压变换器的自举电容充电过程中的相关信号的示例性波形图可以看出，利用根据本申请的实施例的电荷共享自举充电控制系统，可以解决传统升降压变换器在自举电容充电期间可能导致的输出电压纹波和电磁干扰的问题。
上文中提到了“实施例”、“一些实施例”等，然而应理解，在各个实施例中提及的特征并不一定只能应用于该实施例，而是可能用于其他实施例。一个实施例中的特征可以应用于另一实施例，或者可以被包括在另一实施例中。
上文中提到了“第一”、“第二”…等序数词。然而应理解这些表述仅仅是为了叙述和引用的方便，所限定的对象并不存在次序上的先后关系。
本申请可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本申请的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本申请的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本申请的范围之中。

Claims (23)

1.一种用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述升降压变换器包括输入侧自举电容和输出侧自举电容，所述电荷共享自举充电控制系统包括：
第一输出侧自举电容充电支路，被连接在所述输入侧自举电容的高电压端与所述输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当所述升降压变换器工作在降压模式时基于所述输入侧自举电容的高电压端处的电压为所述输出侧自举电容充电；以及
第一输入侧自举电容充电支路，被连接在所述输入侧自举电容的高电压端与所述输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当所述升降压变换器工作在升压模式时基于所述输出侧自举电容的高电压端处的电压为所述输入侧自举电容充电。
2.根据权利要求1所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输出侧自举电容充电支路包括第一开关管，用于控制所述第一输出侧自举电容充电支路接通或断开，所述电荷共享自举充电控制系统还包括：
输出侧自举电容电压检测模块，被配置为：对所述输出侧自举电容两端的电压差进行检测，当检测到所述输出侧自举电容两端的电压差小于第一输出侧欠压阈值时输出针对所述输出侧自举电容的充电使能信号，并且当检测到所述输出侧自举电容两端的电压差大于第二输出侧欠压阈值时输出针对所述输出侧自举电容的充电停止信号；以及
自举充电控制器，被配置为：当所述升降压变换器工作在所述降压模式时，基于针对所述输出侧自举电容的所述充电使能信号输出用于控制所述第一开关管导通的第一开关管控制信号，并且基于针对所述输出侧自举电容的所述充电停止信号输出用于控制所述第一开关管断开的所述第一开关管控制信号。
3.根据权利要求2所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输入侧自举电容充电支路包括第二开关管，用于控制所述第一输入侧自举电容充电支路接通或断开，所述电荷共享自举充电控制系统还包括：
输入侧自举电容电压检测模块，被配置为：对所述输入侧自举电容两端的电压差进行检测，当检测到所述输入侧自举电容两端的电压差小于第一输入侧欠压阈值时输出针对所述输入侧自举电容的充电使能信号，并且当检测到所述输入侧自举电容两端的电压差大于第二输入侧欠压阈值时输出针对所述输入侧自举电容的充电停止信号，
其中，所述自举充电控制器还被配置为：当所述升降压变换器工作在所述升压模式时，基于针对所述输入侧自举电容的所述充电使能信号输出用于控制所述第二开关管导通的第二开关管控制信号，并且基于针对所述输入侧自举电容的所述充电停止信号输出用于控制所述第二开关管断开的所述第二开关管控制信号。
4.根据权利要求1所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：
第二输出侧自举电容充电支路，被连接在所述升降压变换器的输入电压端与所述输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当所述升降压变换器工作在所述降压模式时基于所述升降压变换器的输入电压为所述输出侧自举电容充电。
5.根据权利要求2所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：
第二输出侧自举电容充电支路，被连接在所述升降压变换器的输入电压端与所述输出侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当所述升降压变换器工作在所述降压模式时基于所述升降压变换器的输入电压为所述输出侧自举电容充电。
6.根据权利要求5所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第二输出侧自举电容充电支路包括第三开关管，用于控制所述第二输出侧自举电容充电支路接通或断开，并且
所述自举充电控制器还被配置为：当所述升降压变换器工作在所述降压模式时，基于针对所述输出侧自举电容的所述充电使能信号输出用于控制所述第三开关管导通的第三开关管控制信号，并且基于针对所述输出侧自举电容的所述充电停止信号输出用于控制所述第三开关管断开的所述第三开关管控制信号。
7.根据权利要求1所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：
第二输入侧自举电容充电支路，被连接在所述升降压变换器的输出电压端与所述输入侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当所述升降压变换器工作在所述升压模式时基于所述升降压变换器的输出电压为所述输入侧自举电容充电。
8.根据权利要求3所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：
第二输入侧自举电容充电支路，被连接在所述升降压变换器的输出电压端与所述输入侧自举电容的高电压端之间，并且被配置为当所述升降压变换器工作在所述升压模式时基于所述升降压变换器的输出电压为所述输入侧自举电容充电。
9.根据权利要求8所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第二输入侧自举电容充电支路包括第四开关管，用于控制所述第二输入侧自举电容充电支路接通或断开，并且
所述自举充电控制器还被配置为：当所述升降压变换器工作在所述升压模式时，基于针对所述输入侧自举电容的所述充电使能信号输出用于控制所述第四开关管导通的第四开关管控制信号，并且基于针对所述输入侧自举电容的所述充电停止信号输出用于控制所述第四开关管断开的所述第四开关管控制信号。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输出侧自举电容充电支路包括：第五开关管，被配置用于对来自所述输出侧自举电容的电流进行反向阻断。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输出侧自举电容充电支路包括：第一电压钳位模块，被配置用于将所述输出侧自举电容两端的电压差钳位到预定电压。
12.根据权利要求4至6中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第二输出侧自举电容充电支路包括：第六开关管，被配置用于对来自所述输出侧自举电容的电流进行反向阻断。
13.根据权利要求4至6中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输出侧自举电容充电支路和所述第二输出侧自举电容充电支路包括共用的第一电压钳位模块，被配置用于将所述输出侧自举电容两端的电压差钳位到预定电压。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输入侧自举电容充电支路包括：第七开关管，被配置用于对来自所述输入侧自举电容的电流进行反向阻断。
15.根据权利要求1至9中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输入侧自举电容充电支路包括：第二电压钳位模块，被配置用于将所述输入侧自举电容两端的电压差钳位到预定电压。
16.根据权利要求7至9中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第二输入侧自举电容充电支路包括：第八开关管，被配置用于对来自所述输入侧自举电容的电流进行反向阻断。
17.根据权利要求7至9中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，其中，所述第一输出侧自举电容充电支路和所述第二输出侧自举电容充电支路包括共用的第二电压钳位模块，被配置用于将所述输入侧自举电容两端的电压差钳位到预定电压。
18.根据权利要求1至9中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：升降压操作模式检测模块，被配置为基于所述升降压变换器的输入电压和输出电压判断所述升降压变换器工作在所述升压模式还是所述降压模式。
19.根据权利要求2所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：第一电平移位模块，被连接在所述自举充电控制器与所述第一开关管之间，并且被配置用于对所述第一开关管控制信号进行电平移位以控制所述第一开关管导通或断开。
20.根据权利要求3所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：第二电平移位模块，被连接在所述自举充电控制器与所述第二开关管之间，并且被配置用于对所述第二开关管控制信号进行电平移位以控制所述第二开关管导通或断开。
21.根据权利要求6所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：第三电平移位模块，被连接在所述自举充电控制器与所述第三开关管之间，并且被配置用于对所述第三开关管控制信号进行电平移位以控制所述第三开关管导通或断开。
22.根据权利要求9所述的电荷共享自举充电控制系统，还包括：第四电平移位模块，被连接在所述自举充电控制器与所述第四开关管之间，并且被配置用于对所述第四开关管控制信号进行电平移位以控制所述第四开关管导通或断开。
23.一种升降压变换器，包括输入侧开关功率管、输入侧自举电容、输出侧开关功率管、输出侧自举电容、以及根据权利要求1至22中任一项所述的电荷共享自举充电控制系统。
CN202110783667.3A 2021-07-12 2021-07-12 用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统 Active CN113572352B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110783667.3A CN113572352B (zh) 2021-07-12 2021-07-12 用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统
TW110136346A TWI829015B (zh) 2021-07-12 2021-09-29 用於升降壓變換器的電荷共用自舉充電控制系統

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110783667.3A CN113572352B (zh) 2021-07-12 2021-07-12 用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113572352A true CN113572352A (zh) 2021-10-29
CN113572352B CN113572352B (zh) 2023-04-14

Family

ID=78164378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110783667.3A Active CN113572352B (zh) 2021-07-12 2021-07-12 用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113572352B (zh)
TW (1) TWI829015B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115296384A (zh) * 2022-07-29 2022-11-04 苏州浪潮智能科技有限公司 自举电容充电方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108306489A (zh) * 2018-01-26 2018-07-20 成都芯源系统有限公司 升降压开关变换器的驱动电路、控制电路及驱动方法
CN207926439U (zh) * 2018-01-04 2018-09-28 北京经纬恒润科技有限公司 一种降压型dc-dc电路
CN108616210A (zh) * 2018-04-20 2018-10-02 成都芯源系统有限公司 开关变换器的驱动电路、控制电路及自举电压刷新方法
CN109217671A (zh) * 2018-10-23 2019-01-15 广州金升阳科技有限公司 一种浮地稳压供电电路
CN110994995A (zh) * 2019-12-31 2020-04-10 深圳芯智汇科技有限公司 一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路
CN112311211A (zh) * 2020-10-22 2021-02-02 浙江大学 一种用于GaN HEMT功率器件的驱动控制芯片

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7321258B2 (en) * 2005-07-29 2008-01-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for controlling the charge of a bootstrap capacitor for non-synchronous type DC-DC converter
CN112165252B (zh) * 2020-09-22 2021-08-13 郑州嘉晨电器有限公司 一种基于窄脉冲控制的buck变换器自举驱动电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207926439U (zh) * 2018-01-04 2018-09-28 北京经纬恒润科技有限公司 一种降压型dc-dc电路
CN108306489A (zh) * 2018-01-26 2018-07-20 成都芯源系统有限公司 升降压开关变换器的驱动电路、控制电路及驱动方法
CN108616210A (zh) * 2018-04-20 2018-10-02 成都芯源系统有限公司 开关变换器的驱动电路、控制电路及自举电压刷新方法
CN109217671A (zh) * 2018-10-23 2019-01-15 广州金升阳科技有限公司 一种浮地稳压供电电路
CN110994995A (zh) * 2019-12-31 2020-04-10 深圳芯智汇科技有限公司 一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路
CN112311211A (zh) * 2020-10-22 2021-02-02 浙江大学 一种用于GaN HEMT功率器件的驱动控制芯片

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115296384A (zh) * 2022-07-29 2022-11-04 苏州浪潮智能科技有限公司 自举电容充电方法、装置、计算机设备和存储介质
CN115296384B (zh) * 2022-07-29 2024-02-02 苏州浪潮智能科技有限公司 自举电容充电方法、装置、计算机设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN113572352B (zh) 2023-04-14
TWI829015B (zh) 2024-01-11
TW202304114A (zh) 2023-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100454737C (zh) 开关调节器、包括它的电源电路和辅助电池充电电路
US7965069B2 (en) Power converter and multiport power converter
CN100367643C (zh) 开关电源装置和具有开关电源装置的电器
CN1722592B (zh) 用于dc/dc转换器的闭环数字控制系统
CN109067178B (zh) 一种同相升降压变换器模式平滑切换的控制系统及方法
WO2001059917A1 (en) Power converter
US9385530B2 (en) Input line selector system for battery chargers
EP2277256A1 (en) Step-down switching regulator
CN108566082B (zh) 一种支持多种输入电压的直流atx电源
CN113572352B (zh) 用于升降压变换器的电荷共享自举充电控制系统
US8310849B2 (en) Pulse width modulation regulator IC and circuit thereof
CN113534689B (zh) 延时启动控制方法及设备
CN113497559A (zh) 转换器电路、对应的设备和方法
CN115603571A (zh) 一种三电平变换器的控制方法及相关组件
CN112736851B (zh) 电压检测与处理电路和方法、开关电源电路、驱动芯片
EP2747262A1 (en) Dc-dc converter
CN107681901B (zh) 一种抑制开关电源输出电压过冲的电路及方法
CN112653324A (zh) 一种无直接供电的升压转换器系统
KR101030776B1 (ko) 승압형 직류/직류 변환기
CN114744874A (zh) 降压电源电路结构及降压电源
CN115811213A (zh) 应用全桥同步整流启动防倒灌电路及相关的电子设备
US10727749B1 (en) Dual rail power supply system
JP2022521419A (ja) パワー半導体スイッチの駆動回路に電圧を供給するためのパワーエレクトロニクスデバイスおよび方法
CN220711348U (zh) 一种非隔离开关电源、电源装置以及电子设备
JP2013229968A (ja) 充電制御回路および充電回路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant