[发明专利]开关变换器的驱动电路、控制电路及自举电压刷新方法

说明书

公开了升降压开关变换器的驱动电路、控制电路和自举电压刷新方法。该升降压开关变换器包括第一功率开关和第二功率开关。驱动电路包括第一自举电容和第二自举电容，分别提供第一自举电压用于驱动第一功率开关和第二自举电压用于驱动第二功率开关。当变换器工作在降压模式时，且第二自举电压低于第二预设阈值电压时，驱动电路在第一功率开关导通时用第一自举电压对第二自举电容充电；当变换器工作在升压模式时，且第一自举电压低于第一预设阈值电压时，驱动电路在第二功率开关导通时用第二自举电压对第一自举电容充电。该驱动电路电路拓扑简单，可以自动刷新第一、第二自举电压。

技术领域

本发明涉及电子电路，尤其涉及升降压开关变换器的驱动电路、控制电路和自举电压刷新方法。

背景技术

升降压开关变换器可以将输入电压转换为高于、等于或低于该输入电压的输出电压，输入电压变换范围较宽，因此在电源领域得到很大发展。

图1是传统的带驱动电路的升降压开关变换器50的电路原理图。该升降压开关变换器50将输入电压V1N转换为输出电压VOUT，包括功率开关11～14、电感器15以及电容器16。第一功率开关11和第三功率开关13串联耦接在升降压开关变换器50的输入端和逻辑地之间。第一功率开关11和第三功率开关13的公共端形成第一开关节点SW1。第二功率开关12和第四功率开关14串联耦接在升降压开关变换器100的输出端和逻辑地之间。第二功率开关12和第四功率开关14的公共端形成第二开关节点SW2。第一开关节点SW1和第二开关节点SW2之间耦接电感器15。电容器16电连接在升降压开关变换器50的输出端和逻辑地之间。

为了正常地驱动第一功率开关11和第二功率开关12，常需要提供足够高的第一自举电压信号VBST1和第二自举电压信号VBST2分别作用于第一驱动器21的第一供电端和第二驱动器22的第一供电端分别用于驱动第一功率开关11和第二功率开关12。通常，升降压开关变换器50还包括第一自举电容31、第二自举电容33，第一二极管32和第二二极管34。第一自举电容31耦接在第一驱动器21的第一供电端和第一开关节点SW1之间，其中，第一驱动器2l的第一供电端和第一自举电容31的公共端作为第一自举端BST1。第一二极管32的阳极接收供电电压信号VCC，第一二极管32的阴极耦接第一自举端BST1。供电电压信号VCC通过对第一自举电容31充电产生第一自举电压信号VBST1，其中第一自举电压信号VBST1为以第一开关节点SW1的电压为参考电势的第一自举电容31的电压。第二自举电容33耦接在第二驱动器22的第一供电端和第二开关节点SW2之间，其中，第二驱动器22的第一供电端和第二自举电容33的公共端作为第二自举端BST2。第二二极管34的阳极接收供电电压信号VCC，第二二极管34的阴极耦接第二自举端BST2。供电电压信号VCC通过对第二自举电容33充电产生第二自举电压信号VBST2，其中，第二自举电压信号VBST2为以第二开关节点SW2的电压为参考电势的第二自举电容33上的电压。然而，在降压模式下，需要保持第二功率开关12常通，第四功率开关14常断，此时第二开关节点SW2的电压等于输出电压VOUT，因此供电电压信号VCC不能给第二自举电容33充电到足够的水平，而导致第二自举电压信号VBST2下降，不足以使第二功率开关12正常的导通和关断，升降压开关变换器50不能正常工作。又如，在升压模式下，需要保持第一功率开关11常通，第三功率开关13常断，此时第一开关节点SW1的电压等于输入电压VIN，因此供电电压信号VCC不能给第一自举电容31充电到足够的水平，而导致第一自举电压信号VBST1下降，不足以使第一功率开关11正常的导通和关断，升降压开关变换器50不能正常工作。因此，当第一自举电压信号VBST1和第二自举电压信号VBST2下降至低于设定阈值时，需要对第一自举电压信号VBST1和第二自举电压信号VBST2刷新，即：将第一自举电压信号VBST1和第二自举电压信号VBST2提高恢复(例如通过对第一自举电容31和第二自举电容33充电)到足够的正常电压值。

因此，我们期望能提供一种可以在升降压开关变换器条件下刷新第一自举电压和第二自举电压的控制电路和自举电压刷新方法。

发明内容