[发明专利]一种电容预充电电路及开关电容器转换器

说明书

本申请实施例提供一种电容预充电电路及开关电容器转换器，包括：输入电压正极与第一取样电阻一端及第一开关管第一级相连，第一取样电阻另一端与第二取样电阻一端相连，第一开关管第二极与飞跨电容一端相连，飞跨电容另一端与第二开关管第一级相连，第二取样电阻另一端及第二开关管第二极与输入电压负极相连；第一比较器第一输入与第一取样电阻另一端相连，第一比较器第二输入与飞跨电容一端相连，第一比较器输出与第二比较器及第三比较器第一输入相连，第二比较器及第三比较器第二输入与电压V_GS相连，第二比较器输出与第一开关管第三极相连，第三比较器输出与第二开关管第三极相连，通过模拟电路的方式，可以提升充电响应速度并简化控制流程。

技术领域

本申请涉及开关电容器转换器，特别地涉及用于开关电容器转换器启动控制的电容预充电电路。

背景技术

目前，包括三电平降压转换器(Buck Converter，Buck转换器)和三电平升压转换器(Boost Converter，Boost转换器)在内的电源转换器，具有开关器件电压应力减半的优点，以及具有滤波斩波电抗的电流频率增加一倍和纹波减小一倍的优势，这为提升传输功率等级和减小磁性元件体积带来了解决方案，从而在大功率、大电压的电力变换中广泛使用。在实际应用中，电源转换器在发波前需要保证飞跨电容C_fly两端的电压建立为输入电压U_in的一半。因此，在启动电源转换器前，所述飞跨电容C_fly需要进行软启动步骤，以实现飞跨电容C_fly的预充电。

目前，已有的预充电方案多是通过控制主电路开关管，或者通过额外的充电回路采样监测来控制其飞跨电容C_fly两端的电压为输入电压U_in的一半，这些方案中涉及的电路结构复杂性，并且会由于采样监测而带来相应的延迟与误差。

发明内容

本申请实施例提供一种电容预充电电路及开关电容器转换器，所述预充电电路包括：三个比较器（COMP、COMP_up、COMP_down），两个取样电阻（R_up、R_down），两个构成预充电回路的开关管（Q_up、Q_down）以及调整充电速度的限流电阻R_charge，本申请实施例通过以上器件构成的模拟电路进行电容预充电，可以有效提升预充电电路的响应速度并简化控制流程。

第一方面，本申请实施例提供了一种电容预充电电路，包括：