[发明专利]DC－DC变换电路、DC－DC变换控制电路及DC－DC变换控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及DC-DC变换电路、DC-DC变换控制电路及DC-DC变换控制方法。

背景技术

在笔记本个人电脑之类的便携电子设备中，二次电池(secondarybattery)被用作电源。通常，二次电池提供的电压随二次电池放电的进行而减少，因此，使用DC-DC变换器(DC-DC变换电路)的电源电路被安装以保持便携电子设备内使用的电压恒定。此外，在便携电子设备中，还安装了使用DC-DC变换器的充电电路以便能够轻易地通过经AC适配器等耦合外电源来给二次电池充电。一般情况下，便携电子设备在未耦合外电源时通过使用二次电池的电源来驱动，在耦合外电源时通过使用外电源的电源来驱动。

在DC-DC变换器中，避免在DC-DC变换器启动时的涌入电流(inrush curent)很重要。例如，在PWM控制方法的DC-DC变换器中，公知的方法是通过强制减小控制信号的脉冲宽度然后根据DC-DC变换器启动时的时间流逝逐渐增加脉冲宽度来避免涌入电流，所述控制信号通过使用死区时间(dead time)控制电路来接通/断开开关元件。除了上述方法，另一个公知方法是通过输出斜率(slope)控制来避免涌入电流，所述输出斜率控制从DC-DC变换器启动时的“0”(零)伏开始逐渐增加DC-DC变换器的输出电压。

图1示出DC-DC变换器的示例。DC-DC变换器CNV被配置为恒压控制类型的DC-DC变换器，具有主开关晶体管T1、同步整流晶体管T2、扼流圈L1、平流电容器(smoothing capacitor)C1、软启动电容器CS1和控制电路CTL。主开关晶体管T1由n型晶体管配置。主开关晶体管T1的输入引脚耦合到接收输入电压Vi的输入引脚P1。主开关晶体管T1的输出引脚耦合到扼流圈L1的一端。主开关晶体管T1的控制引脚接收控制电路CTL中PWM比较器PCMP的输出信号QP。

同步整流晶体管T2由n型晶体管配置。同步整流晶体管T2的输入引脚耦合到地线。同步整流晶体管T2的输出引脚耦合到扼流圈L1的一端。同步整流晶体管T2的控制引脚接收控制电路CTL中的PWM比较器PCMP的输出信号/QP。扼流圈L1的另一端耦合到提供输出电压Vo的输出引脚P2。平流电容器C1耦合到输出引脚P2和地线之间，它的提供用来平滑输出电压Vo。软启动电容器CS1的一端耦合到控制电路CTL中的差错放大器ERA1的第一和第二同相输入引脚之间的第二同相输入引脚。软启动电容器CS1的另一端耦合到地线。

控制电路CTL通过包含恒流电路I1，开关电路SW1A、SW1B、放电电阻器RD1、电阻器R1、R2、电压发生器E1、差错放大器ERA1、三角波振荡器OSC以及PWM比较器PCMP来配置。恒流电路I1和开关电路SW1A串联耦合在电源电压Vh的馈线和软启动电容器CS1的一端(差错放大器ERA1的第二同相输入引脚)之间。开关电路SW1B和放电电阻器RD1串联耦合在软启动电容器CS1的一端(差错放大器ERA1的第二同相输入引脚)和地线之间。开关电路SW1A响应于DC-DC变换器CNV的开始请求而转为接通状态，并响应于DC-DC变换器CNV的停止请求而转为断开状态。开关电路SW1B响应于DC-DC变换器CNV的停止请求而转为接通状态，并响应于DC-DC变换器CNV的开始请求而转为断开状态。电阻器R1、R2串联耦合在输出引脚P2和地线之间。电压发生器E1生成参考电压Ve1。

差错放大器ERA1放大第一同相输入引脚的电压和第二同相输入引脚的电压中的较低电压与反相输入引脚的电压之间的电压差以生成输出信号DF1。差错放大器ERA1在第一同相输入引脚处接收参考电压Ve1，在第二同相输入引脚处接收软启动电容器CS1生成的电压Vs1(开关电路SW1A、SW1B的连接点的电压)，并在反相输入引脚处接收由电阻器R1、R2划分输出电压Vo得到的电压Vd(电阻器R1、R2的连接点的电压)。因此，差错放大器ERA1在电压Vs1低于参考电压Ve1时通过放大电压Vs1和电压Vd之间的电压差来生成输出信号DF1，在电压Vs1高于参考电压Ve1时通过放大参考电压Ve1和电压Vd之间的电压差来生成输出信号DF1。三角波振荡器OSC生成具有预定周期的三角波信号TW。例如，三角波信号TW的电压最小值为1.0伏，三角波信号TW的电压最大值为2.0伏。