具有能量回收功能的直流-直流轉換器的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源轉換技術領域，特別涉及一種具有能量回收功能的直流-直流轉換器。
【【背景技術】】
[0002]傳統的直流-直流轉換器通常為單向傳輸能量，即總是從輸入電源向輸出負載傳輸能量，如圖1所示。所述直流-直流轉換器包括有輸出電路110、采樣電路120、負反饋控制電路130、電池BAT140和被供電電路150。為了節省能量，很多系統都采用間歇式工作方式，即圖1中的直流-直流轉換器被間歇式使能和關閉(系統間歇式工作和休眠)，當使能信號EN為高電平(有效)時，負反饋控制電路130工作，將輸入電壓VIN(例如4V)轉換為輸出電壓VO(例如10V)，為被供電電路150提供工作電壓。當使能信號EN為低電平時，負反饋控制電路130停止工作，輸出電壓VO被采樣電阻R2和Rl或被供電電路放電至零負，也有的設計中通過額外連接在電源輸出端VO和地節點之間的開關將輸出電容C2的電荷放掉。每次使能信號EN重新變為高電平時，輸出電容C2被重新充電；每次使能信號EN變為低電平時，輸出電容C2被完全放電。這樣輸出電容C2被反復充電和放電時，能量被完全浪費掉。
[0003]因此需要一種改進方案來克服上述技術問題的影響。
【【實用新型內容】】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種直流-直流轉換器，其能夠回收輸出電容C2上的部分能量，從而可以節省能量。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型提供一種直流-直流轉換器，其包括:輸出電路，其連接于電源輸入端和電源輸出端之間，其包括功率開關；采樣電路，其采樣所述電源輸出端的輸出電壓得到反饋電壓；負反饋控制電路，用于基于所述反饋電壓輸出驅動控制信號給所述功率開關的控制端以控制所述功率開關在導通和截止之間不斷交替，進而控制輸出電路將電源輸入端的輸入電壓轉換為電源輸出端的輸出電壓，所述負反饋控制電路包括可控的設置于電源輸入端和電源輸出端的能量回收通路，在所述負反饋控制電路的使能信號為無效且電源輸出端的輸出電壓高于電源輸入端的輸入電壓和預定閾值電壓之和時，導通該能量回收通路，使得電流能夠從電源輸出端經過所述能量回收通路流至電源輸入端，否貝1J，斷開該能量回收通路。
[0006]進一步的，所述直流-直流轉換器還包括連接于所述電源輸入端和地之間的電池和電容Cl，被供電電路連接于所述電源輸出端和地之間。
[0007]進一步的，所述輸出電路包括電感L1、功率開關S1、功率開關S2和輸出電容C2，電感L1、功率開關S2和輸出電容C2依次串聯于電源輸入端和地之間，功率開關SI的一端與電感LI和功率開關S2的中間節點相連，另一端接地，功率開關S2和輸出電容C2的中間節點作為所述電源輸出端。
[0008]進一步的，所述負反饋控制電路還包括誤差放大器、PWM比較器和輸出邏輯驅動電路，所述誤差放大器將所述反饋電壓和參考電壓的差進行放大得到誤差放大信號，所述PWM比較器用于比較所述誤差放大信號和三角波信號得到PWM控制信號，所述輸出邏輯驅動電路基于PWM控制信號生成驅動控制信號，并將所述驅動控制信號輸出至所述功率開關的控制端。
[0009]進一步的，所述輸出邏輯驅動電路包括控制邏輯、與門AND5、與門AND2、第一驅動單元和第二驅動單元，所述控制邏輯的輸入端接收所述PWM控制信號，基于PWM控制信號形成兩路信號HDP和LDP，其第一輸出端輸出信號HDP，第二輸出端輸出信號LDP，所述與門AND5的一個輸入端與控制邏輯的第一輸出端相連，另一個輸入端連接所述負反饋控制電路的使能信號，所述與門AND2的一個輸入端與控制邏輯的第二輸出端相連，另一個輸入端連接所述負反饋控制電路的使能信號，第一驅動單元的輸入端與所述與門AND5的輸出端相連，其輸出端連接至功率開關SI的控制端，第二驅動單元的輸入端與所述與門AND2的輸出端相連，其輸出端連接至功率開關S2的控制端。
[0010]進一步的，所述能量回收通路包括有串聯在電源輸入端和電源輸出端之間的二極管D3和控制開關S3，該二極管D3的陽極連接電源輸出端，該二極管D3的陰極連接電源輸輸入端，所述預定閾值電壓為所述二極管D3的導通閾值電壓，在所述負反饋控制電路的使能信號為無效時，控制所述控制開關S3導通，所述負反饋控制電路停止工作，控制所述功率開關持續截止，在所述負反饋控制電路的使能信號為有效時，控制所述控制開關S3截止，所述負反饋控制電路正常工作，控制所述功率開關在導通和截止之間不斷交替。
[0011]進一步的，所述能量回收通路包括有連接于電源輸入端和電源輸出端之間的控制開關S4,所述負反饋控制電路還包括有控制所述控制開關S4的能量回收控制電路，所述能量回收控制電路比較電源輸入端的輸入電壓和電源輸出端的輸出電壓，在所述負反饋控制電路的使能信號為有效時，控制所述控制開關S4截止，所述負反饋控制電路正常工作，控制所述功率開關在導通和截止之間不斷交替，在所述負反饋控制電路的使能信號為無效且輸出電壓高于輸入電壓時，控制所述控制開關S4導通，所述負反饋控制電路停止工作，所述功率開關持續截止。
[0012]與現有技術相比，本實用新型通過在電源輸入端和電源輸出端設置可控的能量回收通路，從而可以將輸出電容C2上的能量和電荷部分回收，以節省能量。
【【附圖說明】】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0014]圖1為現有的一種典型的直流-直流轉換電路的電路示意圖；
[0015]圖2為本實用新型中的直流-直流轉換電路在一個實施例中的電路示意圖；
[0016]圖3為圖2中的負反饋控制電路在一個實施例中的電路示意圖；
[0017]圖4為圖2中的負反饋控制電路在另一個實施例中的電路示意圖。【【具體實施方式】】
[0018]為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本實用新型至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。除非特別說明，本文中的連接、相連、相接的表示電性連接的詞均表示直接或間接電性相連。
[0020]圖2為本實用新型中的直流-直流轉換電路在一個實施例中的電路示意圖。如圖2所示，所述直流-直流轉換器200包括輸出電路210、采樣電路220、負反饋控制電路230。
[0021]所述輸出電路210連接于電源輸入端VIN和電源輸出端VO之間，其包括功率開關。如圖2所示，所述輸出電路210包括電感L1、功率開關S1、功率開關S2和輸出電容C2，其中電感L1、功率開關S2和輸出電容C2依次串聯于電源輸入端VIN和地之間，功率開關SI的一端與電感LI和功率開關S2的中間節點相連，另一端接地，功率開關S2和輸出電容C2的中間節點作為所述電源輸出端W。
[0022]所述采樣電路220采樣所述電源輸出端VO的輸出電壓得到反饋電壓FB。如圖2所示，所述采樣電路220包括串聯的采樣電阻R2和Rl，兩個采樣電阻之間的中間節點的電壓就是反饋電壓FB。
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