[发明专利]控制电路和四开关升降压型变换器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及用于四开关升降压型变换器的控制电路及对应的四开关升降压型变换器。

背景技术

由于四开关升降压型变换器（也称为H桥升降压型变换器）可实现同极性升、降压的功能，因而得到广泛应用。图1是四开关升降压型变换器功率级电路的示意图，如图1所示，四开关升降压型变换器包括第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、第三功率开关管Q3和第四功率开关管Q4，以及输出电容C_o、储能电感L。通过控制第一至四功率开关管的通断，可输出所需的输出电压。

但是，现有的控制方式存在功率开关不能较好地交替导通的问题，由此导致变换器效率不高。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种控制电路和四开关升降压型变换器，使得四开关升降压型变换器可以无缝切换，提高电路效率。

第一方面，提供一种控制电路，用于四开关升降压型变换器，所述控制电路包括反馈补偿电路和控制信号生成电路；

所述反馈补偿电路用于比较反馈电压信号和基准电压信号，以产生第一补偿信号和第二补偿信号，所述第二补偿信号与第一补偿信号的差值为预定电压值；

所述控制信号生成电路用于生成第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，第一至第四控制信号分别控制所述变换器的第一至第四功率开关；

其中，所述第一控制信号在第一采样信号下降到所述第一补偿信号时，控制所述第一功率开关导通，在充电电压上升到平均电压时，控制第一功率开关关断；所述充电电压在所述第一功率开关和第四功率开关同时导通时开始上升，所述平均电压随开关周期变化；

所述第三控制信号在第一采样信号下降到所述第一补偿信号时，控制所述第三功率开关导通，在所述第二采样信号上升到所述第二补偿信号时，控制所述第三功率开关关断；

所述第二控制信号控制所述第二功率开关相对于所述第一功率开关交替导通和关断；所述第四控制信号控制所述第四功率开关相对于所述第三功率开关交替导通和关断；

所述第一采样信号和第二采样信号均用于全部或部分表征电感电流值。

优选地，所述第一采样信号表征经过所述第二功率开关的电流值，所述第二采样信号表征经过所述第三功率开关的电流值。

优选地，所述预定电压值正比于功率级电路的输出电压与输入电压差值的绝对值。

优选地，所述控制信号生成电路包括第一比较器、第二比较器、第一RS触发器、第二RS触发器、复位信号生成电路、第一逻辑驱动电路和第二逻辑驱动电路；

所述第一比较器连接到所述第一RS触发器和所述第二RS触发器的置位端，用于比较所述第一采样信号和所述第一补偿信号，在所述第一采样信号下降到所述第一补偿信号时输出置位信号；

所述复位信号生成电路连接到所述第一RS触发器的复位端，用于在所述充电电压上升到所述平均电压时输出第一复位信号；

所述第二比较器连接到所述第二RS触发器的复位端，用于比较所述第二采样信号和所述第二补偿信号，在所述第二采样信号上升到所述第二补偿信号时输出第二复位信号；

所述第一逻辑驱动电路根据所述第一RS触发器的输出信号输出所述第一控制信号和第二控制信号；

所述第二逻辑驱动电路根据所述第二RS触发器的输出信号输出所述第三控制信号和第四控制信号。

优选地，所述复位信号生成电路包括逻辑电路、充电电压电路、平均电压电路和比较输出电路；

所述逻辑电路输出充电控制信号，所述充电控制信号在所述第一功率开关和第四功率开关同时导通时处于关断状态；

所述平均电压电路输出随开关周期变化的所述平均电压信号；

所述充电电压电路在所述充电控制信号为关断状态期间，输出以预定斜率上升的所述充电电压信号；

所述比较输出电路比较所述充电电压信号和平均电压信号，在所述充电电压信号上升到所述平均电压信号时输出所述第一复位信号。

优选地，所述平均电压电路包括第一充电开关、第一电流源、充电电阻、滤波电阻和滤波电容；所述第一电流源与所述第一充电开关以及所述充电电阻并联连接在公共端和接地端之间，所述滤波电阻连接在所述公共端和第一输出端之间，所述滤波电容连接在所述第一输出端和接地端之间；

所述充电电压电路包括第二充电开关、第二电流源和充电电容；所述第二电流源、所述第二充电开关和所述充电电容并联连接在第二输出端和所述接地端之间；

所述第一输出端输出所述平均电压信号；

所述第二输出端输出所述充电电压信号。