[发明专利]高压输入DC-DC变换器及其控制方法

摘要

本发明揭示了一种高压输入DC‑DC变换器及其控制方法，DC‑DC变换器包括环路控制单元、差分采样电路、驱动电路、第一功率管、第一二极管、电感、输入电容、输出电容；所述差分采样电路连接环路控制单元，环路控制单元连接驱动电路；输出电压正极Vo+、输出电压负极Vo‑作为差分采样电路的输入端，差分采样电路用以获取设定两点的压差，并将结果输出到环路控制单元；环路控制单元用以根据差分采样电路发送的压差数据进行第一功率管的占空比调节，并将相关数据发送至所述驱动电路；驱动电路用以结合环路控制单元发送的相关数据驱动第一功率管开关动作。本发明提出的高压输入DC‑DC变换器，可简化设计电路，降低成本，同时降低晶元加工工艺难度。

主权项

1.一种高压输入DC‑DC变换器，其特征在于，所述DC‑DC变换器包括：环路控制单元、差分采样电路、驱动电路、第一功率管Q1、第一二极管D1、电感L、输入电容Cin、输出电容Cout；所述输入电容Cin的第一端分别连接输入电压Vin、第一二极管D1的负极、输出电容Cout的第一端、输出电压正极Vo+、差分采样电路；输入电容Cin的第二端接地；所述第一二极管D1的正极分别连接电感L的第一端、第一功率管Q1的漏极；所述电感L的第二端分别连接输出电容Cout的第二端、输出电压负极Vo‑、差分采样电路；所述第一功率管Q1的源极接地，或者，所述第一功率管Q1的源极通过一电阻接地；第一功率管Q1的栅极连接所述驱动电路；所述差分采样电路连接环路控制单元，所述环路控制单元连接驱动电路；输出电压正极Vo+、输出电压负极Vo‑作为所述差分采样电路的输入端，所述差分采样电路用以获取设定两点的压差，并将结果输出到环路控制单元；所述环路控制单元用以根据所述差分采样电路发送的压差数据进行第一功率管Q1的占空比调制，并将占空比调制出的数据结果信息发送至所述驱动电路；所述驱动电路用以结合所述环路控制单元发送的占空比调制出的数据结果信息驱动第一功率管Q1开关动作，控制输出电压正极Vo+与输出电压负极Vo‑之间的压差满足输出电压的目标；所述环路控制单元包括环路运放EA、基准电压生成单元、环路补偿电路、占空比调制电路；所述基准电压生成单元用以生成基准电压Vref；所述环路运放EA用以计算反馈和基准电压Vref之间的误差，将两点压差与基准电压Vref比较，将比较的结果发送至环路补偿电路；所述环路补偿电路用以根据环路运放EA的比较结果进行误差补偿，输出给占空比调制电路；所述占空比调制电路用以根据环路补偿电路的误差补偿进行占空比调制，得到第一功率管Q1驱动的占空比信号，并将得到的占空比信号输出给驱动电路；所述差分采样电路的输出是环路控制单元的反馈，差分采样电路的输出分别连接环路补偿电路的第二端、环路运放EA的负极输入端，环路运放EA的正极输入端连接基准电压生成单元的第一端，基准电压生成单元的第二端接地；所述环路补偿电路的第一端连接环路运放EA的输出端、占空比调制电路；所述差分采样电路的输入端为输出电压正极Vo+和输出电压负极Vo‑，差分采样电路在得到两点压差后，将两点压差输出到环路运放EA输入端，环路运放EA将其与基准电压Vref比较；环路补偿电路对比较的误差的补偿输出给占空比调制电路，得到第一功率管Q1驱动的占空比信号；占空比调制电路将得到的占空比信号输出给驱动电路，驱动电路以此驱动第一功率管Q1开关动作，控制输出电压正极Vo+与输出电压负极Vo‑之间的压差满足输出电压的目标；所述差分采样电路的参考点为输入电压Vin的“地”；所述第一功率管Q1的驱动电路部分的参考点与输入电压Vin的“地”相同；所述差分采样电路包括比较器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4；所述比较器的负极输入端分别连接第三电阻R3的第一端、第四电阻R4的第二端；第三电阻R3的第二端连接输出电压负极Vo‑，第四电阻R4的第一端连接，比较器的输出端；所述比较器的正极输入端分别连接第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端；第一电阻R1的第二端连接输出电压正极Vo+，第二电阻R2的第二端接地。