[发明专利]基于输出电压纹波控制的降压型变换器

说明书

本发明公开了一种基于输出电压纹波控制的降压型变换器，在波纹控制和固定导通时间控制的基础上，增加了峰值限流部分，在固定导通时间产生电路判断导通时间结束或峰值限流电路判断电流峰值达到限值的情况下，使主功率开关管关断，两种情况以先到来的触发；在发明的波纹控制下，环路动态响应快，能够工作在准谐振模式，在稳态时，以相对固定的频率工作，并对主功率开关管进行峰值限流，有效地保护了电路。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种基于输出电压纹波控制的降压型变换器。

背景技术

降压变换器用于直流电压的电压转换，将较高电压转换为较低的恒定电压输出。现有技术的降压变换器一般包括主功率开关管、同步开关管、电感和控制电路，在固定导通时间控制模式下，根据输出电压产生基准信号，将基准信号与斜坡信号进行比较从而控制降压变换器的主功率开关管关断。采用输出电压，将其与相应的参考信号进行比较，以实现主功率开关管的导通。一般地，主功率开关管导通的情况下，同步开关管断开，在主功率开关管关断期间，同步开关管导通续流。

然而，对于上述现有技术，由于没有对电感电流峰值进行限流，可能存在电感饱和的现象，同时也容易因峰值电流过大而损坏电路，影响电路的正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于输出电压纹波控制的降压型变换器，以解决现有技术中可能存在电感饱和现象以及峰值电流过大的技术问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的基于输出电压纹波控制的降压型变换器，包括主功率开关管、同步开关管、电感及控制电路，所述的主功率开关管的第一端接输入电压，其第二端与同步开关管的第一端相连接，所述电感的一端连接在主功率开关管与同步开关管的公共端，电感的另一端连接在降压变换器的输出端；所述的控制电路包括固定导通时间产生电路和纹波控制电路，所述的固定导通时间产生电路通过比较第一基准电压与斜坡信号以关断主功率开关管；所述的纹波控制电路对输出电压进行反馈以使主功率开关管导通；

所述的降压型变换器还包括峰值限流电路，所述的峰值限流电路采样流经主功率开关管的电流峰值，当电流峰值达到第二基准电压时则关断主功率开关管。

优选地，在表征降压型变换器输出电压的输出采样信号上叠加纹波信号，作为纹波控制电路第一端的输入信号，纹波控制电路的第二端接收第三基准信号，输出用以使主功率开关管导通的导通信号。

优选地，所述的第三基准信号由固定值信号和校正信号叠加而成，输出采样信号与所述的固定值信号比较得到所述的校正信号。

优选地，所述的纹波信号由纹波信号发生电路产生，所述的纹波信号发生电路包括斩波电路和滤波电路，纹波信号发生电路接收与所述输入电压相等的输入信号，经斩波电路斩波后，得到占空比信号，所述占空比信号经滤波电路滤波后得到所述的纹波信号。

优选地，所述的斩波电路由两个压控开关连接而成，所述的滤波电路连接在两个压控开关的公共端，两个压控开关的控制信号分别与主功率开关管和同步开关管的控制信号相同。

优选地，所述的固定导通时间产生电路包括基准信号产生电路和斜坡电路，基准信号产生电路包括第一电阻、第一电流源、第一开关和第一电容，所述的第一电流源流经第一电阻，所述的第一开关与第一电阻并联，第一开关的其中一端接地，在主功率开关管导通期间，第一开关断开，以在第一电容上形成第一基准信号，在主功率开关管断开期间，第一开关闭合，以将第一电容上的电压拉低。

优选地，所述的斜坡电路包括第二电流源、第二开关和第二电容，在主功率开关管导通期间，第二开关断开，以对第二电容充电，在主功率开关管断开期间，第二开关闭合，以对第二电容放电，从而产生斜坡信号。