本發(fā)明涉及電力電子，更具體地說(shuō)，涉及一種升降壓開關(guān)變換器的控制電路及升降壓開關(guān)變換器。
背景技術(shù)：
1、升降壓開關(guān)變換器中應(yīng)用較為廣泛的一種為四開關(guān)buck-boost變換器，如圖1所示，其包括第一開關(guān)管q1至第四開關(guān)管q4和一個(gè)電感l(wèi)1。其中第一開關(guān)管q1和第二開關(guān)管q2連接且第一開關(guān)管接收輸入端，第三開關(guān)管q3和第四開關(guān)管q4連接且第四開關(guān)管連接在輸出端，電感的一端連接于第一開關(guān)管和第二開關(guān)管之間，另一端連接于第三開關(guān)管和第四開關(guān)管之間，由一個(gè)控制器控制第一開關(guān)管至第四開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，以調(diào)節(jié)變換器的輸出電壓。
2、變換器工作在三種模式下，即在變換器的輸入電壓與輸出電壓接近時(shí)采用buck-boost模式(第一開關(guān)管和第二開關(guān)管交替導(dǎo)通，第三開關(guān)管和第四開關(guān)管交替導(dǎo)通)、在輸入電壓小于輸出電壓時(shí)采用boost模式(第三開關(guān)管和第四開關(guān)管交替導(dǎo)通)、在輸入電壓大于輸出電壓時(shí)使用buck模式(第一開關(guān)管和第二開關(guān)管交替導(dǎo)通)。但無(wú)論在哪種開關(guān)模式下，通常均需要采樣電感電流來(lái)進(jìn)行開關(guān)控制，而電感電流采樣電路需要根據(jù)開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)切換輸入信號(hào)，采樣精度容易受到噪聲的影響，另外，采樣電感電流來(lái)進(jìn)行開關(guān)控制會(huì)限制開關(guān)管的最小導(dǎo)通時(shí)間，不利于變換器工作在高頻狀態(tài)，從而影響輸出效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種升降壓開關(guān)變換器的控制電路及升降壓開關(guān)變換器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的抗干擾能力差、輸出效率低的問(wèn)題。
2、依據(jù)本申請(qǐng)的一種開關(guān)管的升降壓開關(guān)變換器的控制電路，所述升降壓開關(guān)變換器包括第一開關(guān)管至第四開關(guān)管和電感，第一開關(guān)管和第二開關(guān)管依次耦接在輸入端和參考地之間，第一開關(guān)管和第二開關(guān)管連接處為第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)，第四開關(guān)管和第三開關(guān)管依次耦接在輸出端和參考地之間，第四開關(guān)管和第三開關(guān)管連接處為第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)，電感連接在所述第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)和所述第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)之間，所述控制電路包括：
3、誤差放大器，將輸出反饋信號(hào)和第一參考信號(hào)進(jìn)行誤差放大得到補(bǔ)償信號(hào)；
4、參考信號(hào)產(chǎn)生電路，根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)和第一斜坡信號(hào)產(chǎn)生下限參考信號(hào)，根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)和第二斜坡信號(hào)產(chǎn)生上限參考信號(hào)；
5、紋波信號(hào)產(chǎn)生電路，將第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行均值處理得到第一均值信號(hào)，將第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行均值處理得到第二均值信號(hào)，根據(jù)所述第一均值信號(hào)和第二均值信號(hào)的差值得到紋波信號(hào)；
6、比較電路，將所述紋波信號(hào)和所述下限參考信號(hào)進(jìn)行比較生成第一比較信號(hào)，將所述紋波信號(hào)和所述上限參考信號(hào)進(jìn)行比較生成第二比較信號(hào)；
7、其中，在升降壓工作模式下，所述第一比較信號(hào)用于控制所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)，所述第二比較信號(hào)控制所述第三開關(guān)管和所述第四開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
8、可選的，在降壓工作模式下，所述第三開關(guān)管保持關(guān)斷，所述第四開關(guān)管保持開通，所述第一比較信號(hào)用于控制所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)；
9、或者，在升壓工作模式下，所述第一開關(guān)管保持開通，所述第二開關(guān)管保持關(guān)斷，所述第二比較信號(hào)用于控制所述第三開關(guān)管和所述第四開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
10、可選的，所述第一開關(guān)管占空比大于所述第三開關(guān)管的占空比。
11、可選的，所述第一斜坡信號(hào)和所述第二斜坡信號(hào)錯(cuò)相。
12、可選的，所述參考信號(hào)產(chǎn)生電路根據(jù)第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第一斜坡信號(hào)，根據(jù)第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第二斜坡信號(hào)；
13、所述第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)和所述第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)錯(cuò)相。
14、可選的，所述第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)和所述第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)錯(cuò)相180度相位。
15、可選的，在降壓工作模式下，根據(jù)第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第一斜坡信號(hào)；
16、在升壓工作模式下，根據(jù)第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第二斜坡信號(hào)；
17、在升降壓工作模式下，根據(jù)第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第一斜坡信號(hào)，在所述第二開關(guān)管關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生所述第二斜坡信號(hào)。
18、可選的，所述第一斜坡信號(hào)的斜坡斜率與所述輸入電壓和輸出電壓的差值成正比，且所述第一斜坡信號(hào)的斜坡斜率大于第一閾值。
19、可選的，所述第二斜坡信號(hào)的斜坡斜率與所述輸出電壓和所述輸入電壓的差值成正比，且所述第二斜坡信號(hào)的斜坡斜率大于第二閾值。
20、可選的，所述誤差放大信號(hào)和所述第一斜坡信號(hào)疊加產(chǎn)生所述下限參考信號(hào)；
21、所述誤差放大信號(hào)和設(shè)定電壓之和與所述第二斜坡信號(hào)相減產(chǎn)生所述上限參考信號(hào)。
22、可選的，所述紋波信號(hào)與所述電感電流同相位。
23、可選的，所述紋波信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一濾波器、第二濾波器和第一誤差放大器，
24、所述第一濾波器接收所述第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓，輸出所述第一均值信號(hào)；
25、所述第二濾波器接收所述第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓，輸出所述第二均值信號(hào)；
26、所述第一誤差放大器將所述第一均值信號(hào)和所述第二均值信號(hào)進(jìn)行誤差放大得到所述紋波信號(hào)。
27、可選的，所述比較電路包括第一比較器和第二比較器，
28、所述第一比較器將所述紋波信號(hào)和所述下限參考信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生第一比較信號(hào)，所述紋波信號(hào)達(dá)到所述下限參考信號(hào)時(shí)，所述第一比較信號(hào)用于控制所述第一開關(guān)管開通，所述第二開關(guān)管關(guān)斷；
29、所述第二比較器將所述紋波信號(hào)和所述上限參考信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生第二比較信號(hào)，所述紋波信號(hào)達(dá)到所述上限參考信號(hào)時(shí)，所述第二比較信號(hào)用于控制所述第三開關(guān)管關(guān)斷，所述第四開關(guān)管開通。
30、可選的，第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)所述第一開關(guān)管關(guān)斷，所述第二開關(guān)管開通；
31、第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)所述第三開關(guān)管開通，所述第四開關(guān)管關(guān)斷。
32、可選的，第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)所述第一開關(guān)管關(guān)斷，所述第二開關(guān)管開通；
33、所述第二開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述第三開關(guān)管開通，所述第四開關(guān)管關(guān)斷。
34、本發(fā)明還提出一種升降壓開關(guān)變換器，其特征在于：包括權(quán)利要求1-16任意一種所述的控制電路，用于控制升降壓開關(guān)變換器的第一開關(guān)管至第四開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)和第一斜坡信號(hào)產(chǎn)生下限參考信號(hào)，根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)和第二斜坡信號(hào)產(chǎn)生上限參考信號(hào)；分別將第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓和第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行均值處理得到紋波信號(hào)；分別將所述紋波信號(hào)和所述下限參考信號(hào)和所述上限參考信號(hào)進(jìn)行比較；在升降壓模式下，根據(jù)比較結(jié)果控制第一開關(guān)管至第四開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)，其中第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)錯(cuò)相。本發(fā)明能夠提高變換器的抗干擾能力，提升變換器的穩(wěn)定性以及提高輸出效率。
1.一種升降壓開關(guān)變換器的控制電路，所述升降壓開關(guān)變換器包括第一開關(guān)管至第四開關(guān)管和電感，第一開關(guān)管和第二開關(guān)管依次耦接在輸入端和參考地之間，第一開關(guān)管和第二開關(guān)管連接處為第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)，第四開關(guān)管和第三開關(guān)管依次耦接在輸出端和參考地之間，第四開關(guān)管和第三開關(guān)管連接處為第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)，電感連接在所述第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)和所述第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)之間，其特征在于，所述控制電路包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：在降壓工作模式下，所述第三開關(guān)管保持關(guān)斷，所述第四開關(guān)管保持開通，所述第一比較信號(hào)用于控制所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述第一開關(guān)管占空比大于所述第三開關(guān)管的占空比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述第一斜坡信號(hào)和所述第二斜坡信號(hào)錯(cuò)相。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述參考信號(hào)產(chǎn)生電路根據(jù)第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第一斜坡信號(hào)，根據(jù)第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第二斜坡信號(hào)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制電路，其特征在于：所述第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)和所述第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)錯(cuò)相180度相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于：在降壓工作模式下，根據(jù)第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生所述第一斜坡信號(hào)；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述第一斜坡信號(hào)的斜坡斜率與所述輸入電壓和輸出電壓的差值成正比，且所述第一斜坡信號(hào)的斜坡斜率大于第一閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述第二斜坡信號(hào)的斜坡斜率與所述輸出電壓和所述輸入電壓的差值成正比，且所述第二斜坡信號(hào)的斜坡斜率大于第二閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述誤差放大信號(hào)和所述第一斜坡信號(hào)疊加產(chǎn)生所述下限參考信號(hào)；
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述紋波信號(hào)與所述電感電流同相位。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述紋波信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一濾波器、第二濾波器和第一誤差放大器，
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于：所述比較電路包括第一比較器和第二比較器，
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制電路，其特征在于：第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)所述第一開關(guān)管關(guān)斷，所述第二開關(guān)管開通；
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制電路，其特征在于：第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)所述第一開關(guān)管關(guān)斷，所述第二開關(guān)管開通；
16.一種升降壓開關(guān)變換器，其特征在于：包括權(quán)利要求1-15任意一種所述的控制電路，用于控制升降壓開關(guān)變換器的第一開關(guān)管至第四開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。