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直流降壓型穩(wěn)壓器及其脈沖頻率調(diào)制控制電路和方法與流程

文檔序號(hào):12132419閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于直流降壓型穩(wěn)壓器的脈沖頻率調(diào)制控制電路,該直流降壓型穩(wěn)壓器包括向負(fù)載提供電流的感性元件,其特征在于,該電路包括:

三角波發(fā)生器,用于在三角波發(fā)生器使能信號(hào)使能時(shí)產(chǎn)生三角波;

采樣單元,用于對(duì)所述感性元件的峰值電流和所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓進(jìn)行采樣;

脈沖頻率調(diào)制控制單元,用于在第一條件滿足時(shí)控制所述感性元件處于充電狀態(tài),在所述峰值電流大于預(yù)設(shè)峰值電流閾值時(shí)控制所述感性元件處于續(xù)流狀態(tài),其中所述第一條件為以下三者中的兩者已經(jīng)滿足且剩余一者從不滿足變?yōu)闈M足:所述峰值電流小于所述預(yù)設(shè)峰值電流閾值、所述輸出電壓低于預(yù)設(shè)參考電壓且一個(gè)三角波充放電周期完成;

同步單元,用于使所述三角波發(fā)生器使能信號(hào)開始使能的時(shí)刻與所述感性元件充電開始的時(shí)刻同步。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,所述三角波發(fā)生器包括:

由第一半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和電容器串聯(lián)形成的充電回路,所述電容器兩端的電壓作為所述三角波發(fā)生器的輸出電壓,所述第三半導(dǎo)體開關(guān)的通斷由所述三角波發(fā)生器使能信號(hào)控制;

由第二半導(dǎo)體開關(guān)、所述第三半導(dǎo)體開關(guān)和所述電容器串聯(lián)形成的放電回路;

所述三角波發(fā)生器的輸出電壓與三角波高電壓閾值作為第二比較器的輸入信號(hào),所述三角波發(fā)生器的輸出電壓與三角波低電壓閾值作為第一比較器的輸入信號(hào),所述第一比較器和所述第二比較器的輸出信號(hào)作為RS觸發(fā)器的輸入信號(hào),所述RS觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)用于控制所述第一半導(dǎo)體開關(guān)和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)不同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路,其特征在于,所述充電回路和所述放電回路的電流大小相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路,其特征在于,所述第一半導(dǎo)體開關(guān)和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)電類型相同或不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路,其特征在于,所述脈沖頻率調(diào)制控制單元包括:

所述峰值電流與所述預(yù)設(shè)峰值電流閾值作為第四比較器的輸入信號(hào),所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓與所述預(yù)設(shè)參考電壓作為第三比較器的輸入信號(hào),電源信號(hào)作為第一D觸發(fā)器的輸入信號(hào),所述RS觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)的反相信號(hào)作為所述第一D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào);

所述第四比較器的輸出信號(hào)、所述第一D觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)和所述第三比較器的輸出信號(hào)相與之后,經(jīng)過將上升沿信號(hào)變?yōu)樯仙}沖信號(hào)的處理和反相處理后與脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的輸出信號(hào)作為第二D觸發(fā)器的清零端輸入信號(hào),所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)使能時(shí)使所述直流降壓型穩(wěn)壓器進(jìn)入脈沖頻率調(diào)制模式、不使能時(shí)使所述直流降壓型穩(wěn)壓器進(jìn)入脈寬調(diào)制模式;

所述第二D觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)經(jīng)過反相處理、將上升沿信號(hào)變?yōu)樯仙}沖信號(hào)的處理、反相處理后與所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的信號(hào)作為所述第一D觸發(fā)器的清零端輸入信號(hào);

所述第四比較器的輸出信號(hào)經(jīng)過反相處理、將上升沿信號(hào)變化上升脈沖信號(hào)的處理、反相處理后與所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的信號(hào)作為所述第二D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào),所述電源信號(hào)為所述第二D觸發(fā)器的輸入信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路,其特征在于,所述同步單元包括:

第三D觸發(fā)器;

所述電源信號(hào)作為所述第三D觸發(fā)器的輸入信號(hào);

所述RS觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)的反相信號(hào)作為所述第三D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào);

所述第二D觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)經(jīng)過反相處理、將上升沿信號(hào)變?yōu)樯仙}沖信號(hào)的處理、反相處理后與所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的信號(hào)作為所述第三D觸發(fā)器的清零端輸入信號(hào);

所述第三D觸發(fā)器的QN輸出信號(hào)作為所述三角波發(fā)生器使能信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電路,其特征在于,所述脈沖頻率調(diào)制控制電路還包括脈沖頻率調(diào)制模式進(jìn)出控制單元,其中:

所述采樣單元還用于對(duì)所述脈寬調(diào)制模式下的均值電流進(jìn)行采樣;

所述脈沖頻率調(diào)制模式進(jìn)出控制單元包括第五比較器、第六比較器、反相器和與門,其中,采樣到的均值電流和預(yù)設(shè)均值電流閾值作為所述第五比較器的輸入信號(hào),所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓和比所述預(yù)設(shè)參考電壓低的預(yù)設(shè)電壓值作為所述第六比較器的輸入信號(hào),所述第六比較器的輸出信號(hào)反相后與所述第五比較器的輸出信號(hào)相與得到所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)。

8.一種直流降壓型穩(wěn)壓器,其特征在于,該直流降壓型穩(wěn)壓器包括權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的電路。

9.一種用于直流降壓型穩(wěn)壓器的脈沖頻率調(diào)制控制方法,該直流降壓型穩(wěn)壓器包括向負(fù)載提供電流的感性元件,其特征在于,該方法包括:

對(duì)所述感性元件的峰值電流和所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓進(jìn)行采樣;

在第一條件滿足時(shí)控制所述感性元件處于充電狀態(tài),其中所述直流降壓型穩(wěn)壓器的三角波發(fā)生器的三角波發(fā)生器使能信號(hào)開始使能的時(shí)刻與所述感性元件充電開始的時(shí)刻同步,所述三角波發(fā)生器用于在所述三角波發(fā)生器使能信號(hào)使能時(shí)產(chǎn)生三角波;

在所述峰值電流大于預(yù)設(shè)峰值電流閾值時(shí)控制所述感性元件處于續(xù)流狀態(tài),

其中所述第一條件為以下三者中的兩者已經(jīng)滿足且剩余一者從不滿足變?yōu)闈M足:所述峰值電流小于所述預(yù)設(shè)峰值電流閾值、所述輸出電壓低于預(yù)設(shè)參考電壓且一個(gè)三角波充放電周期完成。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,所述三角波發(fā)生器包括:

由第一半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和電容器串聯(lián)形成的充電回路,所述電容器兩端的電壓作為所述三角波發(fā)生器的輸出電壓,所述第三半導(dǎo)體開關(guān)的通斷由所述三角波發(fā)生器使能信號(hào)控制;

由第二半導(dǎo)體開關(guān)、所述第三半導(dǎo)體開關(guān)和所述電容器串聯(lián)形成的放電回路;

所述三角波發(fā)生器的輸出電壓與三角波高電壓閾值作為第二比較器的輸入信號(hào),所述三角波發(fā)生器的輸出電壓與三角波低電壓閾值作為第一比較器的輸入信號(hào),所述第一比較器和所述第二比較器的輸出信號(hào)作為RS觸發(fā)器的輸入信號(hào),所述RS觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)用于控制所述第一半導(dǎo)體開關(guān)和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)不同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,所述充電回路和所述放電回路的電流大小相等。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,所述在第一條件滿足時(shí)控制所述感性元件處于充電狀態(tài)和所述在所述峰值電流大于預(yù)設(shè)峰值電流閾值時(shí)控制所述感性元件處于續(xù)流狀態(tài)的步驟通過脈沖頻率調(diào)制控制單元來實(shí)現(xiàn),所述脈沖頻率調(diào)制控制單元包括:

所述峰值電流與所述預(yù)設(shè)峰值電流閾值作為第四比較器的輸入信號(hào),所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓與所述預(yù)設(shè)參考電壓作為第三比較器的輸入信號(hào),電源信號(hào)作為第一D觸發(fā)器的輸入信號(hào),所述RS觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)的反相信號(hào)作為所述第一D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào);

所述第四比較器的輸出信號(hào)、所述第一D觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)和所述第三比較器的輸出信號(hào)相與之后,經(jīng)過將上升沿信號(hào)變?yōu)樯仙}沖信號(hào)的處理和反相處理后與脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的輸出信號(hào)作為第二D觸發(fā)器的清零端輸入信號(hào),所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)使能時(shí)使所述直流降壓型穩(wěn)壓器進(jìn)入脈沖頻率調(diào)制模式、不使能時(shí)使所述直流降壓型穩(wěn)壓器進(jìn)入脈寬調(diào)制模式;

所述第二D觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)經(jīng)過反相處理、將上升沿信號(hào)變?yōu)樯仙}沖信號(hào)的處理、反相處理后與所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的信號(hào)作為所述第一D觸發(fā)器的清零端輸入信號(hào);

所述第四比較器的輸出信號(hào)經(jīng)過反相處理、將上升沿信號(hào)變化上升脈沖信號(hào)的處理、反相處理后與所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的信號(hào)作為所述第二D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào),所述電源信號(hào)為所述第二D觸發(fā)器的輸入信號(hào)。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,所述直流降壓型穩(wěn)壓器的三角波發(fā)生器的三角波發(fā)生器使能信號(hào)開始使能的時(shí)刻與所述感性元件充電開始的時(shí)刻同步的步驟通過同步單元實(shí)現(xiàn),所述同步單元包括:

第三D觸發(fā)器;

所述電源信號(hào)作為所述第三D觸發(fā)器的輸入信號(hào);

所述RS觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)的反相信號(hào)作為所述第三D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào);

所述第二D觸發(fā)器的Q輸出信號(hào)經(jīng)過反相處理、將上升沿信號(hào)變?yōu)樯仙}沖信號(hào)的處理、反相處理后與所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)相與,相與后的信號(hào)作為所述第三D觸發(fā)器的清零端輸入信號(hào);

所述第三D觸發(fā)器的QN輸出信號(hào)作為所述三角波發(fā)生器使能信號(hào)。

14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法,其特征在于,該方法還包括:

對(duì)所述脈寬調(diào)制模式下的均值電流進(jìn)行采樣;

依據(jù)采樣到的均值電流與預(yù)設(shè)均值電流閾值的比較結(jié)果和所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓與比所述預(yù)設(shè)參考電壓低的預(yù)設(shè)電壓值的比較結(jié)果,來控制進(jìn)出脈沖頻率調(diào)制模式。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述依據(jù)采樣到的均值電流與預(yù)設(shè)均值電流閾值的比較結(jié)果和所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓與比所述預(yù)設(shè)參考電壓低的預(yù)設(shè)電壓值的比較結(jié)果,來控制進(jìn)出脈沖頻率調(diào)制模式的步驟通過脈沖頻率調(diào)制模式進(jìn)出控制單元來實(shí)現(xiàn),

所述脈沖頻率調(diào)制模式進(jìn)出控制單元包括第五比較器、第六比較器、反相器和與門,其中,采樣到的均值電流和預(yù)設(shè)均值電流閾值作為所述第五比較器的輸入信號(hào),所述直流降壓型穩(wěn)壓器的輸出電壓和比所述預(yù)設(shè)參考電壓低的預(yù)設(shè)電壓值作為所述第六比較器的輸入信號(hào),所述第六比較器的輸出信號(hào)反相后與所述第五比較器的輸出信號(hào)相與得到所述脈沖頻率調(diào)制使能信號(hào)。

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