[发明专利]高侧降压变换电路的控制电路和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路领域。更具体地，本发明涉及高侧降压变换电路的控制电路和控制方法。

背景技术

在高电压降压变换电路(buck)应用中，开关节点处存在大的电压波动。因此，buck控制电路需要承受高的开关电压和BST(自举电压)，这使得buck控制电路芯片难以设计。为了克服这个问题，可以通过将buck控制电路的参考地设计为buck变换电路的开关节点来将buck变换电路设计成高侧buck变换电路。

但是，这样的高侧buck变换电路也有缺陷，即该高侧buck变换电路的输出的接地参考与buck控制电路的接地参考不同。当在高侧buck变换电路的输出反馈与buck控制电路之间进行通信时，无法直接采样输出信号。

在现有技术中，提出了一些方案来克服上述问题。

图1示出了根据现有技术的用于克服上述问题的COT(恒定导通时间)系统。图1所示COT系统中通过采用感测电容器来解决上述问题。

如图1所示，该COT系统100包括第一比较器110，该第一比较器110的反相输入端接收反馈信号V_FB，同相输入端接收参考信号V_REF，其输出端连接至RS触发器120的置位端S。RS触发器120的复位端R连接至第二比较器130的输出端，而其输出Q连接到上开关管M₁的控制端。其中，RS触发器120和第二比较器130组成恒定导通时间信号产生器。在以下，将上开关管M₁简称为上管M₁，其可以是三极管、MOS管等器件。这里，不失一般性，假定上管M₁为NPN三极管，并且RS触发器120的输出Q连接到上管M₁的基极，该系统100的输入V_IN连接到上管M₁的集电极。第二比较器130的同相输入端连接到上管M₁的发射极，反相输入端接收峰值电流参考I_peak REF。另外，该上管M₁的发射极还连接输出电阻R₃的一端，该输出电阻R₃的另一端连接到作为下开关管的二极管D₁的阴极(在以下，将下开关管D₁简称为下管D₁)，而二极管D₁的阳极接地。在二极管D₁的阴极与地之间串联连接输出电感器L、输出电容器Co。在输出电感器L和输出电容器Co之间得到系统100的输出V_OUT。

此外，在该系统100中，在系统输出V_OUT与地之间，还串联连接有组成感测器的感测二极管D₂和感测电容器C₂，其中感测二极管的阳极连接到系统输出V_OUT。

此外，在感测二极管的阴极和感测电容器C₂的连接点与地之间，串联连接有反馈电阻R₁和电阻R₂，它们组成一个反馈回路，用于得到一个感测信号(感测电容器C₂上的电压)的反馈信号V_FB(电阻R₁和电阻R₂之间的电压)，该反馈信号V_FB被输送至第一比较器110的反相输入端。

系统100工作时，当反馈信号V_FB低于参考信号V_REF时，第一比较器110输出为高，从而置位RS触发器120，使其输出Q为高。此高的输出Q将上开关管M₁导通、下开关管D₁关断，从而使系统100通过上管M₁、电阻R₃、输出电感器L，输出电容器Co和感测电容器C₂进行充电操作，使得系统100的输出V_0UT和感测电容器C₂上的感测电压V_SENSE升高。当感测电压V_SENSE升高至使得反馈信号V_FB高于参考信号V_REF时，第一比较器110输出为低，进而RS触发器120的置位端S为低，其输出Q保持原来的状态。