一種自舉電壓刷新控制電路及其電壓轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及電子電路，尤其涉及電壓轉(zhuǎn)換電路及其自舉電壓刷新控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的開(kāi)關(guān)型直流變換電路中，需要高壓驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管，因此常用到自舉電路以提供所需的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0003]圖1所示為一電壓轉(zhuǎn)換電路50。如圖1所示，電壓轉(zhuǎn)換電路50包括開(kāi)關(guān)電路51，控制電路52。開(kāi)關(guān)電路51包括高側(cè)開(kāi)關(guān)11、低側(cè)開(kāi)關(guān)12，電感器L、電容器C以及負(fù)載R。高側(cè)開(kāi)關(guān)11的漏極電連接至電壓轉(zhuǎn)換電路50的輸入端IN接收輸入電壓信號(hào)Vin;低側(cè)開(kāi)關(guān)12的源極電連接至地；高側(cè)開(kāi)關(guān)11的源極和低側(cè)開(kāi)關(guān)12的漏極耦接形成公共節(jié)點(diǎn)SW ;電感L電連接于節(jié)點(diǎn)SW和電壓轉(zhuǎn)換電路50的輸出端OUT之間；電容器C和負(fù)載R并聯(lián)連接于電壓轉(zhuǎn)換電路50的輸出端OUT和地之間。
[0004]控制電路52耦接至電壓轉(zhuǎn)換電路50的輸出端OUT接收代表輸出電壓Vqut的反饋信號(hào)FB，控制電路52根據(jù)輸出電壓Vott的變化，產(chǎn)生用于導(dǎo)通和關(guān)斷高側(cè)開(kāi)關(guān)11和低側(cè)開(kāi)關(guān)12的控制信號(hào)SjPSp在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路52包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路，PWM控制電路通過(guò)提供不同占空比的方形脈沖信號(hào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出電壓Vtot的大小。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制電路52包括脈沖頻率調(diào)制(PFM)電路，PFM控制電路通過(guò)提供不同頻率的方形脈沖信號(hào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出電壓V-的大小。
[0005]在圖1所示實(shí)施例中，控制電路52中還包括驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)高側(cè)開(kāi)關(guān)11和低偵U開(kāi)關(guān)12。在電感器正向儲(chǔ)能期間，驅(qū)動(dòng)電路將拉高高側(cè)開(kāi)關(guān)管11的柵極電壓，在這種情況下，為了使高側(cè)開(kāi)關(guān)11能夠充分導(dǎo)通(即:高側(cè)開(kāi)關(guān)11工作在飽和區(qū)，這樣高側(cè)開(kāi)關(guān)11的導(dǎo)通電阻很小)，高側(cè)開(kāi)關(guān)11的柵極與其耦接至節(jié)點(diǎn)SW的一端之間的電壓差應(yīng)該足夠大，至少需要大于高側(cè)開(kāi)關(guān)11的導(dǎo)通閾值電壓。然而，若高側(cè)開(kāi)關(guān)11導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)SW的電壓可以是輸入電壓Vin，這時(shí)，需要為高側(cè)開(kāi)關(guān)11的柵極提供高于節(jié)點(diǎn)SW的電壓(即高于輸入電壓Vin)的電壓才能使高側(cè)開(kāi)關(guān)11充分導(dǎo)通。
[0006]為了在電壓轉(zhuǎn)換電路50中獲得高于輸入電壓Vin的電壓，因此，通常電壓轉(zhuǎn)換電路50中還包括自舉電路53，用于以節(jié)點(diǎn)SW的電壓為參考電勢(shì)產(chǎn)生自舉電壓VBST，該自舉電壓Vbst可以用于提升/增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)能力，從而更好地控制高側(cè)開(kāi)關(guān)11的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0007]在圖1所示實(shí)施例中，自舉電路53包括二極管Db和自舉電容Cb，串聯(lián)耦接于自舉供電輸入端和節(jié)點(diǎn)SW之間，其中二極管隊(duì)的陽(yáng)極耦接自舉供電輸入端接收自舉供電電壓Vb，二極管Db的陰極耦接自舉電容Cb的第一端，自舉電容Cb的第二端耦接節(jié)點(diǎn)SW。自舉電路53的工作原理是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的，即，當(dāng)高側(cè)開(kāi)關(guān)11關(guān)斷時(shí)，低側(cè)開(kāi)關(guān)12導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)SW的電壓為零，自舉供電電壓Vb通過(guò)二極管D B為自舉電容C B充電，使得自舉電容Cb第一端和第二端之間具有自舉電壓Vbst;當(dāng)高側(cè)開(kāi)關(guān)11導(dǎo)通時(shí)，低側(cè)開(kāi)關(guān)12關(guān)斷，節(jié)點(diǎn)SW處的電壓為VIN，此時(shí)節(jié)點(diǎn)BST的電壓被抬升為輸入電壓Vin疊加上自舉電壓V BST，從而實(shí)現(xiàn)了在降壓型直流電壓轉(zhuǎn)換電路50中獲得高于輸入電壓Vin的電壓的目的。同時(shí)，二極管Db反向偏置而被關(guān)斷，從而可以保護(hù)提供自舉供電電壓的電源不受相對(duì)較高的輸入電壓Vin的損壞。
[0008]可見(jiàn)，自舉電路53通過(guò)在低側(cè)開(kāi)關(guān)12導(dǎo)通時(shí)將自舉電容Cb第二端的電壓拉低至參考地，而獲得為自舉電容Cb充電的機(jī)會(huì)，以提供自舉電SVBST。然而在某些工作狀態(tài)下，由于自舉電容Cb上的電荷不足而又不能及時(shí)被充電到足夠的水平，而導(dǎo)致自舉電路53提供的自舉電壓Vbst下降，不足以使高側(cè)開(kāi)關(guān)11正常導(dǎo)通和關(guān)斷，因此電壓轉(zhuǎn)換電路50不能正常工作；又或自舉電壓Vbst下降到電路預(yù)設(shè)的低壓閉鎖值，使得整個(gè)變換器被鎖定，電路也因此不能正常工作。
[0009]例如，當(dāng)輸出電壓Vtot接近輸入電壓Vin，此時(shí)需要高側(cè)開(kāi)關(guān)11以很高、甚至100%的占空比工作(導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)或切換頻率增大)，低側(cè)開(kāi)關(guān)12導(dǎo)通時(shí)間非常短、甚至沒(méi)有導(dǎo)通機(jī)會(huì)，因此自舉電容Cb不能及時(shí)充電到相關(guān)水平。
[0010]又如，在輕載或空載條件下，控制電路52會(huì)降低高側(cè)開(kāi)關(guān)11和低側(cè)開(kāi)關(guān)12的導(dǎo)通時(shí)間和/或者切換頻率，甚至同時(shí)關(guān)斷高側(cè)開(kāi)關(guān)11和低側(cè)開(kāi)關(guān)12以提高轉(zhuǎn)換效率，這樣可能由于低側(cè)開(kāi)關(guān)12在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行導(dǎo)通或?qū)〞r(shí)間很短而無(wú)法使自舉電容(；被及時(shí)充電，以使自舉電壓Vbst被刷新恢復(fù)至期望值。
[0011]這些均會(huì)導(dǎo)致自舉電路53提供的自舉電壓Vbst下降，不足以使高側(cè)開(kāi)關(guān)11正常導(dǎo)通和關(guān)斷，那么電壓轉(zhuǎn)換電路50也因此不能正常工作。這樣要等到多個(gè)周期之后輸出電壓Vtot自然掉落，自舉電容C B才有機(jī)會(huì)被充電以使自舉電壓Vbst恢復(fù)。在此過(guò)程中，輸出電壓Vtot會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)尖峰，這不僅對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路50不利，更有可能損害負(fù)載，因而是不希望出現(xiàn)的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，提出了一種自舉電壓刷新控制電路和電壓轉(zhuǎn)換電路。
[0013]本實(shí)用新型一方面提供了一種自舉電壓刷新控制電路，用于電壓轉(zhuǎn)換電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)以及用于為所述高側(cè)開(kāi)關(guān)提供自舉電壓信號(hào)的自舉電容，所述電壓轉(zhuǎn)換電路基于所述高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷切換將其輸入端的輸入電壓轉(zhuǎn)換為其輸出端的輸出電壓。所述自舉電壓刷新控制電路包括:自舉電壓刷新模塊，所述自舉電壓刷新模塊包括第一比較模塊，所述第一比較模塊具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一比較模塊的第一輸入端用于接收所述自舉電壓信號(hào)；第一比較模塊的第二輸入端用于接收一自舉電壓刷新閾值；第一比較模塊用于將所述自舉電壓信號(hào)與所述自舉電壓刷新閾值進(jìn)行比較并在第一比較模塊的輸出端提供第一比較信號(hào)；其中，若所述自舉電壓信號(hào)低于所述自舉電壓刷新閾值，所述第一比較信號(hào)具有第一邏輯狀態(tài)；若所述自舉電壓信號(hào)高于所述自舉電壓刷新閾值，所述第一比較信號(hào)具有第二邏輯狀態(tài)。所述自舉電壓刷新控制電路進(jìn)一步包括電壓差值模塊，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述電壓差值模塊的第一輸入端接收代表所述輸出電壓的反饋信號(hào)；所述電壓差值模塊的第二輸入端接收參考信號(hào)；所述電壓差值模塊對(duì)所述反饋信號(hào)和所述參考信號(hào)進(jìn)行比較，并在其輸出端輸出差值信號(hào)。其中，當(dāng)所述第一比較信號(hào)具有第一邏輯狀態(tài)時(shí)，所述自舉電壓刷新模塊用于降低所述輸出電壓，當(dāng)所述反饋信號(hào)小于所述參考信號(hào)時(shí)，所述自舉電壓刷新控制電路根據(jù)所述差值信號(hào)控制所述高側(cè)開(kāi)關(guān)和所述低側(cè)開(kāi)關(guān)開(kāi)始導(dǎo)通和關(guān)斷切換，所述自舉電容被充電，所述自舉電壓被刷新。
[0014]本實(shí)用新型另一方面提供了一種電壓轉(zhuǎn)換電路，包括:開(kāi)關(guān)電路，具有高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)，通過(guò)高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷切換將電壓轉(zhuǎn)換電路輸入端的輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為其輸出端的輸出電壓信號(hào)；自舉電路，包括自舉電容，用于為所述高側(cè)開(kāi)關(guān)提供自舉電壓信號(hào)；以及自舉電壓刷新控制電路。
[0015]根據(jù)上述方面的實(shí)施例，本申請(qǐng)?zhí)岢龅淖耘e電壓刷新控制電路在不影響電路正常的控制方式和開(kāi)關(guān)時(shí)序的情況下刷新自舉電壓，簡(jiǎn)化了電路邏輯的設(shè)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]在所有附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示具有相同、相似或相應(yīng)的特征或功能。
[0017]圖1示出了一種典型的電壓轉(zhuǎn)換電路50的簡(jiǎn)化示意圖。
[0018]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換電路100的示意圖。
[0019]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換電路200的示意圖。
[0020]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換電路300的示意圖。
[0021]圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換電路的工作波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將詳細(xì)描述本公開(kāi)的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本公開(kāi)。相反，本公開(kāi)意在涵蓋由所附權(quán)利要求所界定的本公開(kāi)精神和范圍內(nèi)所定義的各種備選方案、修改方案和等同方案。在以下描述中，為了提供對(duì)本公開(kāi)的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本公開(kāi)同樣可以實(shí)施。在其他一些實(shí)施例中，為了便于凸顯本公開(kāi)的主旨，對(duì)于眾所周知的方案、