一種用于實現dc-dc升降壓平滑切換的拓撲電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路。
【背景技術】
[0002]目前，DC-DC升降壓電路主要有兩方案:單管升-降壓電路，開關MOS管是高端驅動，因此可工作在升-降壓兩種工作狀態，但是輸出電壓與輸入電壓方向相反，使用受到很大的限制。雙管升-降壓電路，開關MOS管同時具有高、低端驅動，優點是輸出電壓與輸入電壓方向相同，使用方便，缺點是存在升-降壓兩種工作狀態相互切換的問題，容易產生工作狀態切換不穩定問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路。
[0004]本實用新型為實現上述目的，采用如下技術方案:一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路，包括第一 MOS管Q1，其源極端與電壓輸入端連接，其漏極端依次通過第一電阻以及第二二極管D2連接到電壓輸出端；所述電壓輸出端設置有輸出濾波電容以及反饋分壓電阻；還包括誤差放大器，其負極輸入端與所述反饋分壓電阻連接，其正極輸入端與基準電壓連接，其輸出端分別與降壓脈寬調制器以及升壓脈寬調制器的負極輸入端連接；所述降壓脈寬調制器的輸出端通過降壓控制邏輯門電路與所述第一 MOS管Ql的柵極端連接，所述升壓脈寬調制器的輸出端通過升壓控制邏輯門電路與第二 MOS管Q2的柵極連接；所述第二 MOS管Q2的源極與接地端連接，其漏極連接到所述第一電阻和第二二極管D2的連接點；其中，所述誤差放大器的輸出端設置有相位補償電路。
[0005]進一步的，所述誤差放大器的輸出端與所述升壓脈寬調制器的負極輸入端之間設置有電壓平移電路。
[0006]進一步的，還包括第一二極管Dl，其陽極端接地，陰極端連接到所述第一 MOS管Ql的漏極端。
[0007]本實用新型的有益效果:本實用新型提供一種簡單的實現升-降壓的拓撲電路，它采用雙管方案，升-降壓共用一個誤差放大器和相位補償電路，但有各自獨立的脈寬調制比較器和功率管邏輯控制電路，可以穩定的升壓和降壓功能，以及升-降壓的平滑切滑，而無需復雜的邏輯判斷及控制。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的第一結構原理圖。
[0009]圖2為本實用新型的降壓脈寬調制器和升壓脈寬調制器的斜坡波形示意圖。
[0010]圖3為圖1中的誤差放大器、降壓脈寬調制器和升壓脈寬調制器的電壓范圍示意圖。
[0011]圖4為本實用新型的第二結構原理圖。
[0012]圖5為圖2中的誤差放大器、降壓脈寬調制器和升壓脈寬調制器的電壓范圍示意圖。
【具體實施方式】
[0013]圖1所示，涉及一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路，包括第一 MOS管Ql，其源極端與電壓輸入端連接，其漏極端依次通過第一電阻L以及第二二極管D2連接到電壓輸出端；所述電壓輸出端設置有輸出濾波電容C以及反饋分壓電阻單元；還包括誤差放大器5，其負極輸入端與所述反饋分壓電阻單元連接，其正極輸入端與基準電壓連接，其輸出端A分別與降壓脈寬調制器3以及升壓脈寬調制器4的負極輸入端連接；所述降壓脈寬調制器3的輸出端通過降壓控制邏輯門電路I與所述第一 MOS管Ql的柵極端連接，所述升壓脈寬調制器4的輸出端通過升壓控制邏輯門電路2與第二 MOS管Q2的柵極連接；所述第二 MOS管Q2的源極與接地端連接，其漏極連接到所述第一電阻L和第二二極管D2的連接點；其中，所述誤差放大器5的輸出端設置有相位補償電路6。
[0014]上述電路中，還包括第一二極管Dl，其陽極端接地，陰極端連接到所述第一 MOS管Ql的漏極端。
[0015]圖1中，第一 MOS管Q1，第一二極管D1，第一電阻L，反饋分壓電阻單元，輸出濾波電容C，誤差放大器5，相位補償電路6，降壓脈寬調制器3，降壓控制邏輯門電路I等組成完整的DC-DC降壓電路，由第一電阻L，第二 MOS管Q2，第二二極管D2，反饋分壓電阻單元，輸出濾波電容C，誤差放大器5，相位補償電路6，升壓脈寬調制器4，升壓控制邏輯門電路2等組成完整的DC-DC升壓電路。以上的降壓電路和升壓電路都是常規結構，采用電壓模式或電流模式均可。并且反饋分壓電阻單元，輸出濾波電容，誤差放大器，相位補償等部分可以共用，這樣可以最大限度地減小失配，以使輸出電壓保持很高的線性調整率。
[0016]圖2中，B端和C端分別是降壓脈寬調制器和升壓脈寬調制器的斜坡波形，D和E分別是時鐘脈沖信號，其中D和E可以完全相同，但要求B，C，D，E的波形滿足圖2所示的條件:即C的電壓的最低點必須要高于B電壓的最高點，并且D，E與之同步，在斜坡波形的最低電壓時，D，E時鐘脈沖發生。
[0017]圖3中，虛線表示誤差放大器的A點電壓，要求A點電壓擺幅完全含蓋B、C電壓的最低點及電高點范圍。
[0018]本電路工作時，如果某時刻輸出電壓低于理論要求的目標值，則A點電壓會升高，如果A電壓仍處于波形B的范圍內，則Q2處于關閉狀態，此時DC-DC處于降壓模式中，并且隨著A點電壓的升高，占空比增大，相應的輸出電壓也升高，如果降壓模式能夠使輸出電壓達到目標值，則A點電壓穩定住，并使輸出電壓穩定在目標值上。如果A點電壓升高到高于B的范圍，即降壓模式占空比達到100%輸出電壓仍低于目標值，則Ql處于常開啟狀態，A點電壓繼續升高并進入C波形范圍之內，并使DC-DC處于升壓模式狀態中，使輸出電壓達到目標值。
[0019]反之，如果某時刻輸出電壓高于理論要求的目標值，則A點電壓會下降，并最終穩定在B與C所含蓋的范圍內的某點，使輸出電壓保持在目標值穩定。
[0020]圖4是對本實用新型方案的另一種變形，在所述誤差放大器的輸出端與所述升壓脈寬調制器的負極輸入端之間設置有電壓平移電路5。
[0021]該方案中，輸出電壓A通過電壓平移，產生一個電壓F，則這樣就并不要求B、C波形必須滿足C的電壓的最低點必須要高于B電壓的最高點這一條。參見圖5，只需要保證A點電壓達到B的理論最高點時，F點電壓仍不高于C的最低點，這樣即可保證電路整體只會工作于一種模式而不會引起工作混亂。
[0022]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路，其特征在于，包括第一 MOS管Q1，其源極端與電壓輸入端連接，其漏極端依次通過第一電阻以及第二二極管D2連接到電壓輸出端；所述電壓輸出端設置有輸出濾波電容以及反饋分壓電阻；還包括誤差放大器，其負極輸入端與所述反饋分壓電阻連接，其正極輸入端與基準電壓連接，其輸出端分別與降壓脈寬調制器以及升壓脈寬調制器的負極輸入端連接；所述降壓脈寬調制器的輸出端通過降壓控制邏輯門電路與所述第一 M0S管Q1的柵極端連接，所述升壓脈寬調制器的輸出端通過升壓控制邏輯門電路與第二 M0S管Q2的柵極連接；所述第二 M0S管Q2的源極與接地端連接，其漏極連接到所述第一電阻和第二二極管D2的連接點；其中，所述誤差放大器的輸出端設置有相位補償電路。2.如權利要求1所述的一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路，其特征在于，所述誤差放大器的輸出端與所述升壓脈寬調制器的負極輸入端之間設置有電壓平移電路。3.如權利要求1或2所述的一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路，其特征在于，還包括第一二極管D1，其陽極端接地，陰極端連接到所述第一 M0S管Q1的漏極端。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于實現DC-DC升降壓平滑切換的拓撲電路，包括第一MOS管Q1，其源極端與電壓輸入端連接，其漏極端依次通過第一電阻以及第二二極管D2連接到電壓輸出端；電壓輸出端設置有輸出濾波電容以及反饋分壓電阻；還包括誤差放大器，其負極輸入端與所述反饋分壓電阻連接，其正極輸入端與基準電壓連接，其輸出端與降壓脈寬調制器以及升壓脈寬調制器的負極輸入端連接；降壓脈寬調制器的輸出端通過降壓控制邏輯門電路與第一MOS管Q1的柵極端連接，升壓脈寬調制器的輸出端通過升壓控制邏輯門電路與第二MOS管Q2的柵極連接。本實用新型采用雙管方案，共用一個誤差放大器和相位補償電路，可以穩定的升壓和降壓功能。
【IPC分類】H02M3/158, G05F1/46
【公開號】CN205029561
【申請號】CN201520780795
【發明人】吳翔宇
【申請人】無錫松朗微電子有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月9日