[发明专利]电压转换集成电路、高压BUCK变换器及控制方法

说明书

公开了一种电压转换集成电路、高压BUCK开关变换器以及控制高压BUCK开关变换器的控制方法。该电压转换集成电路集成了功率开关，该功率开关的漏极耦接集成电路的输入管脚，源极耦接集成电路的接地管脚。该集成电路还包括检测管脚。当耦接在集成电路接地管脚外部的续流二极管续流截止流过的电流断续时，集成电路在其检测管脚产生一个钳位电压，当钳位电压值等于续流二极管续流截止时输出电压的值时，浮空检测管脚。当接地管脚上的电压低于钳位电压一个重载阈值时，导通功率开关。该集成电路可用于非隔离高压BUCK开关变换器，可快速检测负载变化，有利于提高系统的动态响应速度。

技术领域

本发明涉及电子电路，具体涉及一种集成电路变换器、高压降压变换器及其控制方法。

背景技术

在高压降压运用场合，功率调节器(比如开关模式电压调节器)广泛运用在各种电子设备中。非隔离高压降压开关变换器因其电路简单、外围电路元件少、损耗小以及发热低等特点，被广泛运用在小家电控制板电源、工业控制电源供电、LED照明等电路中。

例如，图1示出了一个传统的非隔离AC-DC开关变换器的电路结构示意图。该非隔离AC-DC开关变换器包括整流电路、输入滤波电容C_IN和高压BUCK开关电路。其中，高压BUCK开关电路包括集成电路51，二极管D，输出电感LOUT、输出电容C_OUT和反馈电路52。

通常，集成电路51包括输入管脚IN、反馈管脚FB和接地管脚GND2。集成电路51内部包括一个功率开关管，该功率开关管的漏极耦接输入管脚IN，该功率开关管的源极耦接芯片接地管脚GND2，并通过二极管D电连接至非隔离AC-DC开关变换器的逻辑地GND1。反馈管脚FB接收一个代表输出端OUT的输出电压信号V_OUT的反馈信号，并根据反馈信号控制功率开关管的导通和关断，进而将输入电容C_IN两端的直流输入电压V_DC转换为输出电压信号V_OUT。

在图1示出的非隔离AC-DC开关变换器中，由于集成电路51的接地管脚GND2和AC-DC开关变换器的逻辑地GND1是两个不同的电位，因此，很难直接实时采集输出电压信号V_OUT送至集成电路51进行控制调节。通常，我们采用一个反馈电路52耦接在输出端OUT和集成电路51接地管脚GND2之间。当集成电路51内的主开关管关断，二极管D续流导通时，集成电路51的接地管脚GND2与逻辑地GND1电连接，此时，接地管脚GND2与逻辑地GND1之间具有一个固定电压差(二极管D的导通压降)，因此，反馈电路51产生的反馈信号可代表输出电压信号V_OUT。

但是，当非隔离AC-DC开关变换器工作在轻载或空载时，反馈管脚FB的电压为零，接地管脚GND2的电压与输出电压信号V_OUT的值相等，输出电压信号V_OUT由输出电容C_OUT放电维持。与此同时，为了提高效率，系统通常会进入频率调节模式，系统工作频率很低。一旦系统从轻载或空载恢复成重载时，由于反馈管脚FB上接收的反馈信号是上一周期二极管导通期间采集的，不能及时反应负载的变化，同时，由于工作频率很低，下一切换周期不会立刻到来，因此导致系统的瞬态响应速度慢。输出电容C_OUT不足以维持负载的需求，输出电压信号V_OUT的值掉电严重，系统不能正常工作。因此，对于非隔离AC-DC开关变换器系统，通常会连接一个假负载来保证整个系统不会工作在非常低的频率条件下，但是，假负载又会增加功耗，导致系统效率低下。

因此，我们期望提出一种瞬态响应速度快、功耗低的非隔离AC-DC开关变换器。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，提出了一种电压转换集成电路、高压BUCK变换器及控制方法。