[发明专利]一种供电方法及控制器

说明书

本申请提供一种供电方法及控制器，涉及电路技术领域，能够在不增加外围电路的情况下，为电压变换器的上管持续供电。该方法包括：控制器检测电压变换器的工作模态，工作模态包括第一模态和第二模态，第一模态为M组开关管中的至少一组开关管中的上管常高，下管截止，第二模态为每一组开关管中的上管和下管都处于开关状态；当电压变换器的工作模态为第一模态时，控制器周期性地将电压变换器的工作模态从第一模态切换为第二模态，并在持续N个开关周期后，切换回第一模态；其中，电压变换器工作在第二模态时发出的充电脉冲，用于为与至少一组开关管中的上管连接的上管储能电容充电，以使得上管储能电容持续为至少一组开关管中的上管供电。

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种供电方法及控制器。

背景技术

四个开关管的降压升压(Four Switch Buck-Boost，FSBB)变换器能够同时支持三种工作模态，包括实现降压功能降压(buck)态，实现升压功能升压(boost)态，以及既可以实现降压功能，也可以实现升压功能的降压升压(buck-boost)态，因此经常被使用在宽输入电压、宽输出电压的场景中，用于实现直流电源与直流电源之间能量转换。

如图1所示，为典型的FSBB变换器的结构示意图，其中，Q1-Q4为四个开关，即金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，Q1和Q3为上管，Q2和Q4为下管。Vin表示输入电压，Vo表示输出电压，L1为电感，C1和C2分别表示一个电容，V1表示Q1的参考地电压，V2表示Q3的参考地电压，Hb表示浮动点(即V1和V2)的电压源，Hi表示Q1和Q3的驱动输入信号，Ho表示Q1和Q3的驱动输出信号，Li表示Q2和Q4的驱动输入信号，Lo表示Q2和Q4的驱动输出信号，CB表示上管储能电容，CB1用于给Q1供电，CB2用于给Q3供电，Hs表示浮动点的参考地电压。控制器输出驱动输入信号后，触发驱动器1和驱动器2输出驱动输出信号，以驱动Q1-Q4进行开关工作，Vcc表示电源电压。当Q2导通时，Vcc、CB1和Q2形成回路为CB1充电，由CB1向Q1供电，以使得Q1有效导通。当Q2截止时，CB1的充电回路断开，CB1中的电能放完时,Q1截止。同理，当Q4导通时，Vcc、CB2和Q4形成回路为CB2充电，由CB2向Q4供电，以使得Q3有效导通。当Q4截止时，CB2的充电回路断开，CB2中的电能放完时,Q3截止。

然而当FSBB变换器工作在boost态时，需要保持Q1常高，Q2截止。当工作在buck态时，需要保持Q3常高，Q4截止。那么，为了使得FSBB变换器能够持续工作在boost态或者buck态，目前采用两种供电方式在下管截止的情况下持续为上管供电。一种是为每个上管储能电容设置独立的绕组供电电路。如图2所示，一个绕组供电电路至少包括一个绕组变压器T1、两个二极管D1和D3、一个电容C1、一个电阻R1以及一个稳压D2。当下管截止时，由该绕组供电电路供电。FSBB变压器则需要两个绕组供电电路，这就提高了FSBB变压器的物料成本和工作损耗，也增加了布板难度，不利于实现模组小型化。

另一种供电方式是采用专用的驱动器，例如LTC3780驱动器，当FSBB变换器工作在Buck态或Boost态时，在固定的周期1khz，下管固定导通1us给上管储能电容充电。而针对FSBB变换器的专用驱动器，也需要增加软启动、振荡等外围电路才能正常工作，提高了物料成本，且在充电过程中极易触发模块保护，导致掉电。

发明内容

本申请提供一种供电方法及控制器，能够在不增加外围电路的情况下，为电压变换器的上管持续供电，降低物料成本。