CN210629351U - 升压降压变换器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种升压降压变换器，包括：第一开关和第二开关，串联在第一端子和参考端子之间并相连于第一节点；第三开关和第四开关串联在第二端子和参考端子之间并相连于第二节点；电感，连接在第一节点和第二节点之间；第一自举电容，其第一端与第一节点相连、第二端接收第一电源电压并提供第一自举电压；第二自举电容，其第一端与第二节点相连、第二端接收第二电源电压并提供第二自举电压；控制电路，交替导通第一开关和第二开关、交替导通第三开关和第四开关。在补偿阶段，第二开关和第四开关被导通，第一自举电容和第二自举电容分别被充电以补偿第一自举电压和第二自举电压，减弱因自举电容漏电产生的输出纹波。

Description

升压降压变换器

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种升压降压变换器。

背景技术

在传统技术中，具有多种工作模式的升压降压变换器包括第一开关至第四开关，第一开关和第二开关分别作为上桥开关和下桥开关串联形成第一桥臂，第三开关和第四开关分别作为上桥开关和下桥开关串联形成第二桥臂。升压降压变换器通常包括自举电容，分别用于提供自举电压，使得第一桥臂和第二桥臂中的上桥开关可以在自举电容的自举作用下被导通。

升压降压变换器可以根据输入电压产生相应的输出电压，输出电压可以小于、大于或等于输入电压，从而分别实现降压模式、升压模式或升压-降压模式。

在输入电压与输出电压差值较大的情况下，通常采用降压模式或升压模式，以减少电路损耗，从而提高电能传输效率。具体地，在降压模式下，第二桥臂的上桥开关常导通、下桥开关常关断；在升压模式下，第一桥臂的上桥开关常导通、下桥开关常关断。

然而，当第一桥臂或第二桥臂的上桥开关常导通时(升压模式/降压模式)，与该上桥开关相连的自举电容会发生漏电，因此上桥开关控制端的电压会因为自举电容的漏电而降低，导致上桥开关不能被导通。

为了解决这一问题，现有技术提供的方案中，在常导通的上桥开关导通时，将与不常导通的上桥开关相连的下桥开关不定时地导通一段时间，以对相应的自举电容进行充电，使得上桥开关的控制端的电压能够维持稳定。但是这会导致升压降压变换器的等效占空比发生变化，即：在升压降压变换器的每个周期中，由输入端向输出端传输能量的有效时间占该周期的比值会发生较大的变化、输出电压和电流会产生波动，因此现有技术的方案所提供的输出电压的纹波较大。

在一些改进的现有技术中，可以利用计算模块对等效占空比进行调节，从而抑制输出电压的纹波，但是当利用导通的下桥开关对相应的自举电容进行充电时，等效占空比的运算过程复杂，计算模块需要执行大量的运算，并且实际的调节效果会受到电路实际参数的影响，因此这种改进的现有技术对输出电压的纹波抑制效果有限。

在另一些改进的现有技术中，在升压降压变换器的每个工作周期均将原本常关断的下桥开关导通一段时间，从而使得等效占空比维持稳定，但是这种技术方案需要升压降压变换器在一定时间内停止从输入端到输出端的能量传输，从而升压降压变换器在升压模式或者降压模式下(存在常导通的上桥开关，需要对自举电容进行充电)的等效占空比无法达到100％，导致升压降压变换器的传输效率显著下降、升压降压变换器的等效占空比的可控范围受到限制。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种升压降压变换器，在减弱自举电容因漏电而产生的影响的同时，能够抑制输出电压的纹波，并能保证传输效率以及升压模式/降压模式下等效占空比的可控范围。

本实用新型的实施例提供了一种升压降压变换器，包括：依次串联在第一端子和参考端子之间的第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关相连于第一节点，所述第一端子接收输入电压；依次串联在第二端子和所述参考端子之间的第三开关和第四开关，所述第三开关和所述第四开关相连于第二节点，所述第二端子提供输出电压；电感，连接在所述第一节点和所述第二节点之间；第一和第二自举电容，所述第一自举电容的第一端与所述第一节点相连、第二端接收第一电源电压并提供第一自举电压，所述第二自举电容的第一端与所述第二节点相连、第二端接收第二电源电压并提供第二自举电压；以及控制电路，用于交替导通所述第一开关和所述第二开关，并交替导通所述第三开关和所述第四开关，其中，在补偿阶段，所述第二开关和所述第四开关均被所述控制电路导通，所述第一自举电容的第一端经所述第二开关与所述参考端子相连以使所述第一自举电容被所述第一电源电压充电，所述第二自举电容的第二端经所述第四开关与所述参考端子相连以使所述第二自举电容被所述第二电源电压充电。

可选的，所述控制电路提供互补且具有第一工作周期的第一控制信号和第二控制信号，并提供互补且具有第二工作周期的第三控制信号和第四控制信号，所述第一至第四开关的控制端分别受控于所述第一至第四控制信号，其中，当所述第二工作周期大于所述第一工作周期时，所述升压降压变换器工作在降压模式，所述输入电压大于所述输出电压，当所述第一工作周期大于所述第二工作周期时，所述升压降压变换器工作在升压模式，所述输入电压小于所述输出电压。

可选的，在降压模式下，所述第二控制信号在每个所述第一工作周期内的有效电平持续时间大于所述第四控制信号在每个所述第二工作周期内的有效电平持续时间，所述第二控制信号为无效电平状态时所述第四控制信号也为无效电平状态，在升压模式下，所述第四控制信号在每个所述第二工作周期内的有效电平持续时间大于所述第二控制信号在每个所述第一工作周期内的有效电平持续时间，所述第四控制信号为无效电平状态时所述第二控制信号也为无效电平状态。

可选的，在降压模式下，一个所述第二工作周期与至少两个所述第一工作周期对应，在升压模式下，一个所述第一工作周期与至少两个所述第二工作周期对应。

可选的，在降压模式下，在所述第二控制信号由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，所述第四控制信号由无效电平状态转换为有效电平状态以开启所述补偿阶段，在升压模式下，在所述第四控制信号由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，所述第二控制信号由无效电平状态转换为有效电平状态以开启所述补偿阶段。

可选的，在降压模式下，所述第二控制信号在每个所述第一工作周期中的有效电平持续时间具有第一初始值，当所述第二控制信号为有效电平状态时，若所述第四控制信号出现用于表征补偿阶段持续时间的有效电平脉冲，则在该所述第一工作周期中，所述第二控制信号的有效电平持续时间延长为所述第一初始值与所述补偿阶段持续时间之和，在升压模式下，所述第四控制信号在每个所述第二工作周期中的有效电平持续时间具有第二初始值，当所述第四控制信号为有效电平状态时，若所述第二控制信号出现用于表征所述补偿阶段持续时间的有效电平脉冲，则在该所述第二工作周期中，所述第四控制信号的有效电平持续时间延长为所述第二初始值与所述补偿阶段持续时间之和。

可选的，在降压模式下，所述第三和第四控制信号具有可调频率，以调节所述第二自举电容的充电周期，在升压模式下，所述第一和第二控制信号具有可调频率，以调节所述第一自举电容的充电周期。

可选的，所述控制电路包括：微控制器，提供时序控制信号；振荡器，根据所述时序控制信号产生所述第一至第四初始控制信号；以及驱动器，根据所述第一至第四初始控制信号、所述第一自举电压和所述第二自举电压产生所述第一至第四控制信号。

可选的，升压降压变换器还包括：第一二极管，所述第一自举电容的第二端经所述第一二极管接收所述第一电源电压，所述第一二极管的阴极与所述第一自举电容的第二端相连接；以及第二二极管，所述第二自举电容的第二端经所述第二二极管接收所述第二电源电压，所述第二二极管的阴极与所述第二自举电容的第二端相连接。

可选的，升压降压变换器还包括：第一电容，连接在所述第一端子和所述参考端子之间；以及第二电容，连接在所述第二端子和所述参考端子之间。

与现有技术相比，本实用新型实施例的升压降压变换器的优点在于：通过控制两个下桥开关同时导通，电路电压电流波动较小，从而在降低自举电容漏电带来的影响的同时抑制输出电压的纹波，升压模式和降压模式下升压降压变换器的等效占空比的可控范围不受限制，并且无需对等效占空比进行复杂计算即可快速调整减小输出电压的波动，降低了对控制电路的性能要求。在一些优选的实施例中，每隔一定的时间才同时导通两个下桥开关，电路损耗小且功率传输效率高。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本实用新型实施例的升压降压变换器的电路示意图；

图2示出图1中控制电路的示意性框图；

图3示出本实用新型实施例的升压降压变换器工作在降压模式时第一至第四控制信号的波形示意图；

图4示出本实用新型实施例的升压降压变换器工作在升压模式时第一至第四控制信号的波形示意图；

图5示出本实用新型实施例的升压降压变换器的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本实用新型可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

本实用新型实施例的升压降压变换器可以根据输入电压产生相应的输出电压，输出电压可以小于、大于或等于输入电压，从而分别实现降压模式、升压模式或升压-降压模式。在输入电压与输出电压差值较大的情况下，通常采用降压模式或升压模式，以减少电路损耗，从而提高电能传输效率。下面分别对本实用新型实施例的升压降压变换器的降压模式和升压模式进行具体描述。

图1示出本实用新型实施例的升压降压变换器的电路示意图。图2示出图1中控制电路的示意性框图。

如图1所示，本实用新型实施例的升压降压变换器100包括第一桥臂110、第二桥臂120、电感L0、第一自举电容Cj10、第二自举电容Cj20以及控制电路130。

第一桥臂110包括依次串联在第一端子port1和参考端子port0(例如与参考地相连)之间的第一开关M10(作为第一桥臂110的上桥开关)和第二开关M11(作为第一桥臂110的下桥开关)，第一开关M10和第二开关M11相连于第一节点sw10；第二桥臂120包括依次串联在第二端子port2和参考端子port0之间的第三开关M20(作为第二桥臂120的上桥开关)和第四开关M21(作为第二桥臂120的下桥开关)，第三开关M20和第四开关M21相连于第二节点sw20。电感L0连接在第一节点sw10和第二节点sw20之间。

控制电路130用于交替导通第一开关M10和第二开关M11，并交替导通第三开关M20和第四开关M21。具体地，控制电路130提供第一控制信号T10至第一开关M10的控制端、提供第二控制信号T11至第二开关M11的控制端、提供第三控制信号T20至第三开关M20的控制端、提供第四控制信号T21至第四开关M21的控制端，以使第一开关M10或第二开关M11导通、第三开关M20或第四开关M21导通。

第一自举电容Cj10根据第一节点sw10的电压提供第一自举电压Vj1，第二自举电容Cj20根据第二节点sw20的电压提供第二自举电压Vj2。具体地，控制电路130根据第一自举电压Vj1提供第一控制信号T10，从而当第一控制信号T10为有效电平状态时，作为上桥开关的第一开关M10能够在第一控制信号T10的作用下导通；控制电路130根据第二自举电压Vj2提供第三控制信号T20，从而当第三控制信号T20为有效电平状态时，作为上桥开关的第三开关M20能够在第三控制信号T20的作用下导通。作为一种具体的实施例，第一自举电容Cj10的第一端与第一节点sw10相连，第二端接收第一电源电压Vbst1并提供第一自举电压Vj1，第一自举电容Cj10的第二端可以经第一二极管D10接收第一电源电压Vbst1，其中第一二极管D10的阴极与第一自举电容Cj10的第二端连接；第二自举电容Cj20的第一端与第二节点sw20相连，第二端接收第二电源电压Vbst2并提供第二自举电压Vj2，第二自举电容Cj10的第二端可以经第二二极管D20接收第二电源电压Vbst2，其中第二二极管D20的阴极与第二自举电容Cj20的第二端连接。

第一端子port1接收输入电压Vin，第二端子port2用于提供输出电压Vout。在降压模式下，输出电压Vout小于输入电压Vin。在升压模式下，输出电压Vout大于输入电压Vin。

在一些实施例中，第一电源电压Vbst1和第二电源电压Vbst2为具有一定供电能力的直流电压，该直流电压可以小于输入电压Vin和输出电压Vout，且可以由降压模块提供，该降压模块可以位于控制电路130之内或控制电路130之外。

进一步地，本实用新型实施例的升压降压变换器还包括第一电容C10和第二电容C20，其中：第一电容C10连接在第一端子port1和参考端子port0之间，用于对施加在第一端子port1和参考端子port0之间的电压进行稳压和滤波；第二电容C20连接在第二端子port2和参考端子port0之间，用于对施加在第二端子port2和参考端子port0之间的电压进行稳压和滤波。

作为一种具体的实施例，如图2所示，控制电路130包括微控制器131、振荡器132以及驱动器133。其中，微控制器131用于提供时序控制信号Tcon(例如为数字信号)；振荡器132根据时序控制信号Tcon提供第一至第四初始控制信号T10_org、T11_org、T20_org和T21_org；驱动器133对第一至第四初始控制信号进行驱动并输出第一至第四控制信号T10、T11、T20和T21至第一至第四开关的控制端。

例如在降压模式下，具体的工作过程为：控制电路130在非补偿阶段关断第四开关M21以使电感L0积累或释放电能；在第二开关管M11导通的前提下，控制电路130导通第四开关M21以进入补偿阶段，使第二自举电容Cj20被充电，与第二自举电容Cj20的第一端相连的第二节点sw20的电压经第四开关M21被复位至参考端子port0的电压，同时第二自举电容Cj20的第二端接收第二电源电压Vbst2使得第二自举电容Cj20被充电，从而当第四开关M21再次关断时，第二节点sw20的电压升高以使第二自举电容Cj20的第二端电压由第二电源电压Vbst2自举至高于第二电源电压Vbst2的第二自举电压Vj2。通过补偿阶段，第二自举电压Vj2被恢复至能够使第三开关M20导通的电压值。同样地，在第二开关M11导通时，第一自举电容Cj10被第一电源电压Vbst1充电，使得第一自举电压Vj恢复至能够使第一开关M10导通的电压值。

下面结合第一至第四信号的波形示意图具体对本实用新型实施例的升压降压变换器100的降压模式进行描述。

如图3所示，第一控制信号T10和第二控制信号T11互补且具有第一工作周期，第三控制信号T20和第四控制信号T21互补且具有第二工作周期。其中，在降压模式下，第二工作周期大于第一工作周期(即第一控制信号T10和第二控制信号T11的工作频率大于第三控制信号T20和第四控制信号T21的工作频率)，第二控制信号T11在每个第一工作周期内的有效电平持续时间大于第四控制信号T21在每个第二工作周期内的有效电平持续时间。在本实施例中，第四控制信号T21在每个第二工作周期内的有效电平时间等于补偿阶段持续时间t₁。

第二控制信号T11在每个第一工作周期中的有效电平持续时间具有初始值t₁₀，当第二控制信号T11为有效电平状态时，若第四控制信号T21出现有效电平脉冲，则在该第一工作周期中，第二控制信号T11的有效电平持续时间延长为初始值t₁₀与补偿阶段持续时间t₁之和t₁₁。其中，补偿阶段持续时间t₁是由系统损耗、第一电源电压Vbst1以及第二电源电压Vbst2的驱动能力决定的。

作为可选的实施例，一个第二工作周期与至少两个第一工作周期对应。具体地，第三和第四控制信号的频率可调，从而使得第二自举电容Cj20的充电周期被调节。

作为具体的实施例，在第二控制信号T11由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，第四控制信号T21由无效电平状态转换为有效电平状态。

在降压模式下，本实用新型实施例的升压降压变换器100具有三种工作模态：

在第一工作模态下，第一开关M10导通、第二开关M11关断、第三开关M20导通且第四开关M21关断，此时电流经第一端子port1、第一开关M10、电感L0以及第三开关M20传输至第二端子port2，此时电感L0积累电能。

在第二工作模态下(第一自举电容Cj10可处于充电状态)，第一开关M10关断、第二开关M11导通、第三开关M20导通且第四开关M21关断，此时电感L0释放电能。

在第一开关M10导通、第二开关M11关断的前提下，升压降压变换器100可以进入降压模式的第三工作模态(第二自举电容Cj20处于充电状态，第一自举电容Cj10可处于充电状态)，在第三工作模态下，第三开关M20关断一定的时间(对应补偿阶段持续时间t₁)，第四开关M21相应地导通一定的时间，使得第二自举电容Cj20被充电以将第二自举电压Vj2恢复至足以导通第三开关M20的电压值。在补偿阶段内，电感L0提供的电流基本维持恒定。

图4示出本实用新型实施例的升压降压变换器工作在升压模式时的波形示意图。

如图4所示，本实用新型实施例的升压降压变换器工作在升压模式下时，相当于将图1中的第一端子port1和第二端子port2进行互换，或相当于将图1中的第一桥臂110和第二桥臂120进行互换。

如图4所示，第一控制信号T10和第二控制信号T11互补且具有第一工作周期，第三控制信号T20和第四控制信号T21互补且具有第二工作周期。其中，在升压模式下，第一工作周期大于第二工作周期(即第一控制信号T10和第二控制信号T11的工作频率小于第三控制信号T20和第四控制信号T21的工作频率)，第二控制信号T11在每个第一工作周期内的有效电平持续时间小于第四控制信号T21在每个第二工作周期内的有效电平持续时间。在本实施例中，升压模式下，第二控制信号T11在每个第二工作周期内的有效电平持续时间等于补偿阶段持续时间t₂。

第四控制信号T21在每个第二工作周期中的有效电平持续时间具有初始值t₂₀，当第四控制信号T21为有效电平状态时，若第二控制信号T11出现有效电平脉冲，则在该第二工作周期中，第四控制信号T21的有效电平持续时间延长为初始值t₂₀与补偿阶段持续时间t₂之和t₂₁。其中，补偿阶段持续时间t₂是由系统损耗、第一电源电压Vbst1以及第二电源电压Vbst2的驱动能力决定的。

作为可选的实施例，一个第一工作周期与至少两个第二工作周期对应。具体地，第一和第二控制信号的频率可调，从而使得第一自举电容Cj10的充电周期被调节。

作为具体的实施例，在第四控制信号T21由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，第二控制信号T11由无效电平状态转换为有效电平状态。

在升压模式下，本实用新型实施例的升压降压变换器100具有三种工作模态：

在第一工作模态下，第三开关M20导通、第四开关M21关断、第一开关M10导通且第二开关M11关断，此时电流经第一端子port1、第一开关M10、电感L0以及第三开关M20传输至第二端子port2，此时电感L0积累电能。

在第二工作模态下(第二自举电容Cj10可处于充电状态)，第三开关M20关断、第四开关M21导通、第一开关M10导通且第二开关M11关断，此时电感L0释放电能。

在第三开关M20导通、第四开关M21关断的前提下，升压降压变换器100可以进入升压模式的第三工作模态(第一自举电容Cj10处于充电状态，第二自举电容Cj20可处于充电状态)，在第三工作模态下，第一开关M10关断一定的时间(对应补偿阶段持续时间t₂)，第二开关M11相应地导通一定的时间，使得第一自举电容Cj10被充电以将第一自举电压Vj1恢复至足以导通第一开关M10的电压值。在第一自举电容Cj10的充电状态下，电感L0提供的电流基本维持恒定。

本实用新型还提供了升压降压变换器的控制方法的实施例，用于控制上述各实施例的升压降压变换器。

在本实施例的控制方法中，升压降压变换器中的第一开关和第二开关被交替导通、第三开关和第四开关被交替导通。在具体的实施例中，第一至第四开关的控制端分别受控于第一至第四控制信号，第一控制信号和第二控制信号互补且具有第一工作周期，第三控制信号和第四控制信号互补且具有第二工作周期。

在降压模式下，第二工作周期大于第一工作周期，第二控制信号在每个第一工作周期内的有效电平持续时间大于第四控制信号在每个第二工作周期内的有效电平持续时间。在可选的实施例中，第三和第四控制信号具有可调频率，以调节第二自举电容的充电周期。在可选的实施例中，一个第二工作周期与至少两个第一工作周期对应。

在升压模式下，第一工作周期大于第二工作周期，第四控制信号在每个第二工作周期内的有效电平持续时间大于第二控制信号在每个第一工作周期内的有效电平持续时间。在可选的实施例中，第一和第二控制信号具有可调频率，以调节第一自举电容的充电周期。在一些可选的实施例中，一个第一工作周期与至少两个第二工作周期对应。

在一些可选的实施例中，根据第一自举电压提供第一控制信号，从而当第一控制信号为有效电平状态时，作为上桥开关的第一开关能够在第一控制信号的作用下导通；根据第二自举电压提供第三控制信号，从而当第三控制信号为有效电平状态时，作为上桥开关的第三开关能够在第三控制信号的作用下导通。

图5示出本实用新型实施例的升压降压变换器的控制方法的流程示意图。

如图5所示，升压降压变换器的控制方法可以包括步骤S200、S211至S213以及S221至S223。

在步骤S220中，选择升压降压变换器的工作模式，升压降压变换器的工作模式至少包括升压模式和降压模式。在升压模式和降压模式下，按照第一工作周期交替导通第一开关和第二开关，并按照第二工作周期交替导通第三开关和第四开关。

当升压降压变换器工作在降压模式时，执行步骤S211至S213：

在步骤S211中，设置第一工作周期小于第二工作周期。

在步骤S212中，在第二开关导通的前提下，导通第四开关以进入补偿阶段，使第二自举电容被所述第二电源电压充电。

在可选的实施例中，第二自举电容可以持续地接收第二电源电压，也可以仅在补偿阶段接收第二电源电压。

在一些可选的实施例中，在第二控制信号由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，第四控制信号由无效电平状态转换为有效电平状态。

在一些可选的实施例中，第二控制信号在每个第一工作周期中的有效电平持续时间具有初始值。当第二控制信号为有效电平状态时，若第四控制信号出现用于表征补偿阶段持续时间的有效电平脉冲，则在该第一工作周期中，第二控制信号的有效电平持续时间延长为初始值与补偿阶段持续时间之和。

在步骤S213中，当第二开关被导通时，第一自举电容被第一电源电压充电。在可选的实施例中，第一自举电容可以持续地接收第一电源电压，也可以仅在第二开关导通时接收第一电源电压。

当升压降压变换器工作在升压模式时，执行步骤S221至S223：

在步骤S221中，设置第一工作周期大于第二工作周期。

在步骤S222中，在第四开关导通的前提下，导通第二开关以进入补偿阶段，使第一自举电容在补偿阶段被所述第一电源电压充电。

在一些可选的实施例中，在第四控制信号由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，第二控制信号由无效电平状态转换为有效电平状态。

在一些优选的实施例中，第四控制信号在每个第二工作周期中的有效电平持续时间具有初始值。当第四控制信号为有效电平状态时，若第二控制信号出现用于表征补偿阶段持续时间的有效电平脉冲，则在该第二工作周期中，第四控制信号的有效电平持续时间延长为初始值与补偿阶段持续时间之和。

在步骤S223中，当第四开关被导通时，第二自举电容被第二电源电压充电。在可选的实施例中，第二自举电容可以持续地接收第二电源电压，也可以仅在第四开关导通时接收第二电源电压。

具体的控制方法与上述各实施例所述的控制方法对应，在此不再赘述。

与现有技术相比，本实用新型实施例的升压降压变换器及其控制方法的优点在于：通过控制两个下桥开关同时导通，从而在降低自举电容漏电带来的影响的同时抑制输出电压的纹波，升压模式和降压模式下升压降压变换器的等效占空比的可控范围不受限制，并且无需对等效占空比进行复杂计算即可调整输出电压的波动，降低了对控制电路的性能要求。在一些优选的实施例中，每隔一定的时间才同时导通两个下桥开关，电路损耗小且功率传输效率高。

本实用新型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，也不限制该实用新型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实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种升压降压变换器，其特征在于，包括：

依次串联在第一端子和参考端子之间的第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关相连于第一节点，所述第一端子接收输入电压；

依次串联在第二端子和所述参考端子之间的第三开关和第四开关，所述第三开关和所述第四开关相连于第二节点，所述第二端子提供输出电压；

电感，连接在所述第一节点和所述第二节点之间；

第一和第二自举电容，所述第一自举电容的第一端与所述第一节点相连、第二端接收第一电源电压并提供第一自举电压，所述第二自举电容的第一端与所述第二节点相连、第二端接收第二电源电压并提供第二自举电压；以及

控制电路，用于交替导通所述第一开关和所述第二开关，并交替导通所述第三开关和所述第四开关，

其中，在补偿阶段，所述第二开关和所述第四开关均被所述控制电路导通，所述第一自举电容的第二端经所述第二开关与所述参考端子相连以使所述第一自举电容被所述第一电源电压充电，所述第二自举电容的第二端经所述第四开关与所述参考端子相连以使所述第二自举电容被所述第二电源电压充电。

2.根据权利要求1所述的升压降压变换器，其特征在于，所述控制电路用于提供互补且具有第一工作周期的第一控制信号和第二控制信号，并提供互补且具有第二工作周期的第三控制信号和第四控制信号，所述第一至第四开关的控制端分别受控于所述第一至第四控制信号，

其中，当所述第二工作周期大于所述第一工作周期时，所述升压降压变换器工作在降压模式，所述输入电压大于所述输出电压，

当所述第一工作周期大于所述第二工作周期时，所述升压降压变换器工作在升压模式，所述输入电压小于所述输出电压。

3.根据权利要求2所述的升压降压变换器，其特征在于，

在降压模式下，所述第二控制信号在每个所述第一工作周期内的有效电平持续时间大于所述第四控制信号在每个所述第二工作周期内的有效电平持续时间，所述第二控制信号为无效电平状态时所述第四控制信号也为无效电平状态，

在升压模式下，所述第四控制信号在每个所述第二工作周期内的有效电平持续时间大于所述第二控制信号在每个所述第一工作周期内的有效电平持续时间，所述第四控制信号为无效电平状态时所述第二控制信号也为无效电平状态。

4.根据权利要求2所述的升压降压变换器，其特征在于，

在降压模式下，一个所述第二工作周期与至少两个所述第一工作周期对应，

在升压模式下，一个所述第一工作周期与至少两个所述第二工作周期对应。

5.根据权利要求4所述的升压降压变换器，其特征在于，

在降压模式下，在所述第二控制信号由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，所述第四控制信号由无效电平状态转换为有效电平状态以开启所述补偿阶段，

在升压模式下，在所述第四控制信号由无效电平状态变为有效电平状态之时或之后，所述第二控制信号由无效电平状态转换为有效电平状态以开启所述补偿阶段。

6.根据权利要求5所述的升压降压变换器，其特征在于，

在降压模式下，所述第二控制信号在每个所述第一工作周期中的有效电平持续时间具有第一初始值，当所述第二控制信号为有效电平状态时，若所述第四控制信号出现用于表征补偿阶段持续时间的有效电平脉冲，则在该所述第一工作周期中，所述第二控制信号的有效电平持续时间延长为所述第一初始值与所述补偿阶段持续时间之和，

在升压模式下，所述第四控制信号在每个所述第二工作周期中的有效电平持续时间具有第二初始值，当所述第四控制信号为有效电平状态时，若所述第二控制信号出现用于表征所述补偿阶段持续时间的有效电平脉冲，则在该所述第二工作周期中，所述第四控制信号的有效电平持续时间延长为所述第二初始值与所述补偿阶段持续时间之和。

7.根据权利要求2所述的升压降压变换器，其特征在于，

在降压模式下，所述第三和第四控制信号具有可调频率，以调节所述第二自举电容的充电周期，

在升压模式下，所述第一和第二控制信号具有可调频率，以调节所述第一自举电容的充电周期。

8.根据权利要求2所述的升压降压变换器，其特征在于，所述控制电路包括：

微控制器，提供时序控制信号；

振荡器，根据所述时序控制信号产生所述第一至第四初始控制信号；以及

驱动器，根据所述第一至第四初始控制信号、所述第一自举电压和所述第二自举电压产生所述第一至第四控制信号。

9.根据权利要求1所述的升压降压变换器，其特征在于，还包括：

第一二极管，所述第一自举电容的第二端经所述第一二极管接收所述第一电源电压，所述第一二极管的阴极与所述第一自举电容的第二端相连接；以及

第二二极管，所述第二自举电容的第二端经所述第二二极管接收所述第二电源电压，所述第二二极管的阴极与所述第二自举电容的第二端相连接。

10.根据权利要求1所述的升压降压变换器，其特征在于，还包括：

第一电容，连接在所述第一端子和所述参考端子之间；以及

第二电容，连接在所述第二端子和所述参考端子之间。

Images