[实用新型]升降压变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子电路，尤其涉及升降压变换器。

背景技术

随着消费类电子产品市场的迅速发展，便携式电子产品不断向小型化、轻型化转变，产品的体积变小使得其电池的体积和容量也随之减小。这就要求尽可能地提高此类产品供电模块的转换效率，减小功耗，并使其能在较宽的电池电压变化范围内提供稳定的输出电压，以便延长电池的使用时间。能在宽输入范围下工作的升降压变换器被广泛用于此类场合。

图1是传统四开关升降压变换器的电路原理图。该升降压变换器将输入电压VIN转换为输出电压VOUT，包括开关管S1～S4、电感器L以及输出电容器C。当开关管S1、S3导通，开关管S2、S4关断时，电感器L储存能量。当开关管S1、S3关断，开关管S2、S4导通时，电感器L储存的能量被提供至负载。由于四个开关管S1～S4均持续工作，传统升降压变换器的功率损耗较大。

为了降低功耗，可以根据输入输出电压的不同关系采用不同的工作模式，以减少同时工作的开关数量。当输入电压VIN小于输出电压VOUT时，升降压变换器工作于升压模式，开关管S1恒定导通，开关管S2恒定关断，开关管S3和S4通过脉冲宽度调制进行控制。当输入电压VIN大于输出电压VOUT时，升降压变换器工作于降压模式，开关管S4恒定导通，开关管S3恒定关断，开关管S1和S2通过脉冲宽度调制进行控制。

然而，根据输入输出电压关系来判断工作模式，使得控制回路与电压反馈回路之间的关系复杂，加大了系统设计和测试的难度。此外，不同工作模式之间的转换，也会引起各电路参数(例如电压、电流、占空比)的突变，输出电压VOUT上可能会出现跳变尖峰。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、模式转换平滑，且易于设计和测试的升降压变换器。

根据本实用新型实施例的一种升降压变换器，包括：第一开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压；第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端，第二端接地；电感器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端；第三开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电感器的第二端，第二端接地；第四开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电感器的第二端和第三开关管的第一端，第二端提供输出电压；输出电容器，耦接在第四开关管的第二端和地之间；反馈电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至第四开关管的第二端以接收输出电压，反馈电路采样输出电压，在输出端产生代表输出电压的反馈信号；逻辑控制电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端耦接至反馈电路的输出端以接收反馈信号，逻辑控制电路基于参考信号和反馈信号，在输出端产生逻辑控制信号；脉冲宽度增大电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至逻辑控制电路的输出端以接收逻辑控制信号，脉冲宽度增大电路基于逻辑控制信号，在输出端产生和值控制信号，其中脉冲宽度增大电路将逻辑控制信号的脉冲宽度增大第一预设值，以产生和值控制信号的脉冲宽度；脉冲宽度减小电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至逻辑控制电路的输出端以接收逻辑控制信号，脉冲宽度减小电路基于逻辑控制信号，在输出端产生差值控制信号，其中脉冲宽度减小电路将逻辑控制信号的脉冲宽度减小第二预设值，以产生差值控制信号的脉冲宽度；第一驱动电路，具有输入端、第一输出端和第二输出端，其中输入端耦接至脉冲宽度增大电路的输出端以接收和值控制信号，第一输出端耦接至第一开关管的控制端，第二输出端耦接至第二开关管的控制端，其中第一驱动电路基于和值控制信号，在第一输出端和第二输出端产生第一驱动信号和第二驱动信号；以及第二驱动电路，具有输入端、第一输出端和第二输出端，其中输入端耦接至脉冲宽度减小电路的输出端以接收差值控制信号，第一输出端耦接至第三开关管的控制端，第二输出端耦接至第四开关管的控制端，其中第二驱动电路基于差值控制信号，在第一输出端和第二输出端产生第三驱动信号和第四驱动信号。

在一个实施例中，所述脉冲宽度增大电路包括：第一二极管，具有阳极和阴极，其中阳极耦接至逻辑控制电路以接收逻辑控制信号；第一电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一二极管的阳极，第二端耦接至第一二极管的阴极；第一电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一二极管的阴极，第二端接地；以及第一比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一电容器的第一端，第二输入端接收第一阈值电压，第一比较器将第一电容器两端的电压与第一阈值电压进行比较，在输出端产生和值控制信号。