直流变换器及其控制电路和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种直流变换器及其控制电路和方法。
【背景技术】
[0002]在电源转换领域中，功率开关电路的运行通常有两种模式，电流连续运行模式(continued current mode，CCM)和电流断续运行模式(discontinued current mode，DCM)。在CCM下，无需过零检测(zero current detect1n, ZO))，从功率管的断开通过主功率管的导通来实现。在DCM下，从功率管的断开可以通过对电感电流的过零检测实现。
[0003]然而，过零检测用的比较器通常存在速度误差，使得过零检测的精确度受到影响。因此，有需要提出一种精确性更高的过零检测。
【发明内容】
[0004]因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种可以精确提供过零检测的直流变换器及其控制电路和方法。
[0005]根据本发明的实施例，提出了一种用于直流变换器的控制电路，所述直流变换器包括主功率管、从功率管、储能元件，其中主功率管和从功率管分别被第一控制信号和第二控制信号周期性地导通和断开，当主功率管导通、从功率管断开时，流过储能元件的电流增大，储能元件开始储存能量；当主功率管断开、从功率管导通时，流过储能元件的电流减小，储能元件存储的能量被输送至输出，所述从功率管具有体二极管，所述控制电路包括:采样保持电路，接收表征从功率管两端压降的检测电压，所述采样保持电路响应从功率管的断开，对检测电压进行短时间地采样，并对采样的结果进行保持，得到采样保持信号；误差放大电路，耦接至采样保持电路接收采样保持信号，产生误差放大信号；电压电流转化器，耦接至误差放大电路接收误差放大信号，产生转化电流；电阻，耦接至电压电流转化器，所述电阻两端电压为阈值电压；比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至电阻接收阈值电压，其第二输入端接收检测电压，所述比较电路在主功率管断开时对检测电压和阈值电压进行比较，产生过零检测信号，在主功率管导通时比较电路输出的过零检测信号被无效；以及逻辑控制电路，接收过零检测信号，产生所述第二控制信号，当所述检测电压大于阈值电压时，所述过零检测信号复位第二控制信号，使从功率管被断开。
[0006]根据本发明的实施例，提出了一种直流变换器，包括上述控制电路和具有所述主功率管、从功率管、储能元件的功率开关电路。
[0007]根据本发明的实施例，还提出了一种用于直流变换器的方法，所述直流变换器包括主功率管、从功率管、储能元件，其中主功率管和从功率管被周期性地导通和断开，当主功率管导通、从功率管断开时，流过储能元件的电流增大，储能元件开始储存能量；当主功率管断开、从功率管导通时，流过储能元件的电流减小，储能元件存储的能量被输送至输出，所述方法包括:响应从功率管的断开，产生短脉冲信号，在短脉冲时间内对从功率管两端的压降进行采样，得到采样保持信号；对采样保持信号与参考零电压的差值进行放大，并进行比例积分，得到误差放大信号；将误差放大信号转化为与之成比例的转化电流；响应转化电流，得到与之成比例的阈值电压；当主功率管断开时，比较从功率管两端的压降和阈值电压的大小，产生过零检测信号；当主功率管导通时，所述过零检测信号被无效；其中在主功率管断开期间，当所述从功率管两端的压降大于阈值电压时，断开从功率管。
[0008]根据本发明各方面的上述直流变换器及其控制电路和方法，精确地实现过零检测对从功率管的断开控制。
【附图说明】
[0009]图1为根据本发明实施例的直流变换器100的电路结构示意图；
[0010]图2示出根据本发明实施例的图1所示直流变换器100中比较电路108的电路结构示意图；
[0011]图3示出根据本发明实施例的图1所示直流变换器100中比较电路108的另一电路结构不意图；
[0012]图4示出根据本发明实施例的图1所示直流变换器100中采样保持电路104的电路结构不意图；
[0013]图5示出根据本发明实施例的图1所示直流变换器100中逻辑控制电路109的电路结构不意图；
[0014]图6为根据本发明实施例的直流变换器200的电路结构示意图；
[0015]图7为根据本发明实施例的直流变换器300的电路结构示意图；
[0016]图8示意性示出了根据本发明实施例的用于直流变换器的方法流程图400。
【具体实施方式】
[0017]下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
[0018]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“ 一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0019]图1为根据本发明实施例的直流变换器100的电路结构示意图。在图1所示实施例中，所述直流变换器100包括:输入端口 101，接收输入电压Vin ;输出端口 102，提供输出电压V。;功率开关电路103，耦接在输入端口 101和输出端口 102之间，所述功率开关电路103包括:主功率管31、从功率管32和储能元件(如电感)33，三者均耦接至开关节点30，所述主功率管31在第一控制信号G31的控制下被导通和断开，所述从功率管32在第二控制信号G32的控制下被导通和断开，所述从功率管32具有体二极管；采样保持电路104，接收表征从功率管32两端压降的检测电压V32，所述采样保持电路104响应从功率管32的断开，对检测电压V32进行短时间地采样，并对采样的结果进行保持，得到采样保持信号V SH;误差放大电路105，耦接至采样保持电路104接收采样保持信号VSH，产生误差放大信号VEA;电压电流转化器106，耦接至误差放大电路105接收误差放大信号VEA，产生转化电流Ieh，其中所述转化电流误差放大信号V EA成比例(I ch= V ωΧΙ，其中&为转化系数);电阻107，耦接至电压电流转化器106，所述电阻107两端电压为阈