升降壓開關電路及其控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電子電路，更具體地說，本實用新型涉及一種開關電路及其控制電路。
【背景技術】
[0002]升降壓開關電路具有升壓模式、降壓模式和升降壓模式三種工作模式。通常情況下，當輸入電壓高于輸出電壓時，升降壓開關電路工作于降壓模式；當輸入電壓低于輸出電壓時，升降壓開關電路工作于升壓模式；當輸入電壓與輸出電壓相近時，升降壓開關電路工作于升降壓模式。
[0003]圖1示出了傳統的升降壓開關電路10。所述升降壓開關電路10包括:第一功率開關PA和第二功率開關PB耦接在輸入電壓Vin和地之間；第三功率開關PC和第四功率開關PD耦接在輸出電壓Vout和地之間；電感LI耦接在第一功率開關PA和第二功率開關PB的連接點與第三功率開關PC和第四功率開關H)的連接點之間；輸出電容Cout耦接在輸出電壓和地之間；誤差放大器101接收表征輸出電壓Vout的反饋信號Vfb與基準信號Vref，并且輸出兩者的差值放大信號Vcom;比較器102接收表征降壓模式下流過電感LI的電流的電流檢測信號Vcsl以及差值放大信號Vcom，輸出開關控制信號PWM_1 ;比較器103接收表征升壓模式下流過電感LI的電流的電流檢測信號Vcs2以及差值放大信號Vcom，輸出開關控制信號PWM_2 ;驅動電路104接收開關控制信號PWM_1和開關控制信號PWM_2，輸出第一開關控制信號GA、第二開關控制信號GB、第三開關控制信號GC和第四開關控制信號GD分別控制第一功率開關PA、第二功率開關PB、第三功率開關PC和第四功率開關PD。所述第一功率開關PA、第二功率開關PB、第三功率開關PC和第四功率開關H)分別在控制信號GA、GB、GC和GD的控制下有序地導通和關斷，以控制輸出電壓Vout以及流過負載RL的電流。
[0004]在圖1所示的升降壓開關電路10中，由于各開關的占空比受誤差放大信號Vcom控制，因此，誤差放大信號Vcom的紋波與噪聲將會導致升降壓模式下以及各模式切換過程中的輸出電壓的開關紋波。同時，在輕載情況下，升降壓開關電路10的效率較低，并且各模式切換會有較大的遲滯，導致輸出電壓的紋波較大。此外，圖1所示的升降壓開關電路10只示出了部分的控制電路。在實際應用中，升降壓開關電路10的電路結構十分復雜。
[0005]因此，有需要提出一種電路結構簡單，模式切換方便，并且輸出電壓紋波較小的升降壓開關電路。
【實用新型內容】
[0006]考慮到現有技術的一個或多個技術問題，提出了一種升降壓開關電路及其控制電路。
[0007]根據本技術的實施例，提出了一種升降壓開關電路，包括:輸入端口，接收輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓；降壓開關對，包括串聯耦接在輸入端口和地之間的第一功率開關和第二功率開關；升壓開關對，包括串聯親接在輸出端口和地之間的第三功率開關和第四功率開關；電感，耦接在降壓開關對的連接點和升壓開關對的連接點之間；模式選擇電路，接收輸入電壓和輸出電壓，輸出降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號；模式控制電路，接收表征輸出電壓的反饋信號、基準信號、降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號，輸出第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號；以及驅動邏輯電路，接收第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號，輸出第一開關控制信號、第二開關控制信號、第三開關控制信號和第四開關控制信號分別控制第一功率開關、第二功率開關、第三功率開關和第四功率開關的通斷。
[0008]根據本技術的實施例，還提出了一種升降壓開關電路的控制電路，所述升降壓開關電路包括接收輸入電壓的輸入端口、提供輸出電壓的輸出端口、第一功率開關、第二功率開關、第三功率開關和第四功率開關，所述控制電路包括:模式選擇電路，接收輸入電壓和輸出電壓，輸出降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號；模式控制電路，接收表征輸出電壓的反饋信號、基準信號、降壓使能信號、升壓使能信號和升降壓使能信號，輸出第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號；以及驅動邏輯電路，接收第一降壓控制信號、第二降壓控制信號、第一升壓控制信號和第二升壓控制信號，輸出第一開關控制信號、第二開關控制信號、第三開關控制信號和第四開關控制信號分別控制第一功率開關、第二功率開關、第三功率開關和第四功率開關的通斷。
[0009]在一個實施例中，所述模式選擇電路包括:第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收與輸出電壓成比例的第一電壓信號，所述第二輸入端接收輸入電壓，所述輸出端輸出降壓使能信號；第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收與輸出電壓成比例的第二電壓信號，所述第二輸入端接收輸入電壓，所述輸出端輸出升壓使能信號；以及選擇邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至比較器的輸出端接收降壓使能信號，所述第二輸入端耦接至比較器的輸出端接收升壓使能信號，所述輸出端輸出升降壓使能信號。
[0010]在一個實施例中，所述模式控制電路包括:反饋比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收基準信號，所述第二輸入端接收表征輸出電壓的反饋信號，所述輸出端輸出置位信號；第一 RS觸發器，具有復位端、置位端和輸出端，所述復位端接收復位信號，所述置位端耦接至反饋比較器的輸出端接收置位信號，所述輸出端輸出反饋控制信號；第一使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收降壓使能信號，所述輸出端輸出第一降壓控制信號；第二使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升壓使能信號，所述輸出端輸出第一升壓控制信號；第三使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升降壓使能信號，所述輸出端輸出第二降壓控制信號；第一固定時長導通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第一使能邏輯電路的輸出端接收第一降壓控制信號，所述輸出端輸出第一降壓復位信號；第二固定時長導通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二使能邏輯電路的輸出端接收第一升壓控制信號，所述輸出端輸出第一升壓復位信號；第三固定時長導通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二降壓復位信號；延時電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二降壓控制信號經過預設延時的延時控制信號；第二RS觸發器，具有復位端、置位端和輸出端，所述置位端耦接至延時電路的輸出端接收延時控制信號，所述輸出端輸出第二升壓控制信號；第四固定時長導通電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二 RS觸發器的輸出端接收第二升壓控制信號，所述輸出端輸出第二升壓復位信號；以及復位邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一固定時長導通電路的輸出端接收第一降壓復位信號，所述第二輸入端耦接至第二固定時長導通電路的輸出端接收第一升壓復位信號，所述第三輸入端耦接至第三固定時長導通電路的輸出端接收第二降壓復位信號，所述輸出端輸出復位信號；其中所述第一 RS觸發器的復位端耦接至復位邏輯電路的輸出端接收復位信號，所述第二RS觸發器的復位端耦接至第四固定時長導通電路的輸出端接收第二升壓復位信號。
[0011]在一個實施例中，所述預設的第四固定導通時長晚于第三固定導通時長開始，并早于第三固定導通時長結束。
[0012]在一個實施例中，所述模式控制電路包括:反饋比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收表征輸出電壓的反饋信號，所述第二輸入端接收基準信號，所述輸出端輸出復位信號；第一 RS觸發器，具有復位端、置位端和輸出端，所述復位端耦接至反饋比較器的輸出端接收復位信號，所述置位端接收置位信號，所述輸出端輸出反饋控制信號；第一使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收降壓使能信號，所述輸出端輸出第一降壓控制信號；第二使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升壓使能信號，所述輸出端輸出第一升壓控制信號；第三使能邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收反饋控制信號，所述第二輸入端接收升降壓使能信號，所述輸出端輸出第二降壓控制信號；第一固定時長關斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第一使能邏輯電路的輸出端接收第一降壓控制信號，所述輸出端輸出第一降壓置位信號；第二固定時長關斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二使能邏輯電路的輸出端接收第一升壓控制信號，所述輸出端輸出第一升壓置位信號；第三固定時長關斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二降壓置位信號；第二 RS觸發器，具有復位端、置位端和輸出端，所述復位端耦接至第三使能邏輯電路的輸出端接收第二降壓控制信號，所述輸出端輸出第二升壓控制信號；第四固定時長關斷電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至第二 RS觸發器的輸出端接收第二升壓控制信號，所述輸出端輸出第二升壓置位信號；以及置位邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至第一固定時長關斷電路的輸出端接收第一降壓置位信號，所述第二輸入端耦接至第二固定時長關斷電路的輸出端接收第一升壓置位信號，所述第三輸入端耦接至第三固定時長關斷電路的輸出端接收第二降壓置位信號，所述輸出端輸出置位信號；其中所述第一 RS觸發器的置位端耦接至置位邏輯電路的輸出端接收置位信號，所述第二 RS觸發器的置位端耦接至第四固定時長關斷電路的輸出端接收第二升壓置位信號。
[0013]在一個實施例中，所述預設的第四固定關斷時長與第三固定關斷時長同時開始或者晚于第三固定關斷時長開始，并晚于第三固定關斷時長結束。
[0014]在一個實施例中，所述驅動邏輯電路包括:第一邏輯門電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第一降壓控制信號，所述第二輸入端接收第二降壓控制信號，在第一降壓控制信號或第二降壓控制信號任意一個有效的情況下，在輸出端輸出有效的第一開關控制信號，否則輸出無效的第一開關控制信號；以及第二邏輯門電路，具有第一輸入端、第