[发明专利]一种检测并阻止反向电流的降压变换器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种检测并阻止反向电流的降压变换器。

背景技术

降压变换器一般应用在输出电压比供电电压低的场合。典型降压变换器包括如图1所示耦接的上功率开关S1、下功率开关S2、输出电感器L和输出电容器Co。由于其高效率，降压变换器在电源转换领域得到了广泛的应用。但降压变换器在轻载或者空载情况下，下功率开关S2导通过长可能导致电感电流减小至零并出现反向电流。出现反向电流时，电感电流由输出端流经输出电感器L、下功率开关S2至参考地，如图1虚线所示。该反向电流会对下功率开关S2产生电压应力，从而可能损坏下功率开关S2。

发明内容

本发明提出一种改进的降压变换器，解决了现有降压变换器在轻载或空载状态下出现反向电流损坏下功率开关的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种检测并阻止反向电流的降压变换器，包括：输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；检测电阻器，与所述下功率开关串联耦接，检测流过输出电感器的反向电流；检测电路，跨接在检测电阻器的两端，根据检测电阻器两端的电压产生锁定信号；误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压，其反相输入端接收表征输出电压的反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收表征流过上功率开关电流的电流采样信号，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路，具有第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，其第一输入端子接收时钟信号，其第二输入端子耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，其第三输入端子耦接至检测电路接收锁定信号，所述控制及驱动电路基于所述时钟信号、电流比较信号和锁定信号，产生两路驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。

可选地，所述检测并阻止反向电流的降压变换器还包括反馈电路，产生所述反馈电压。

可选地，所述反馈电路包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电阻和第二电容，其中反馈电压在第一电阻和第二电阻的串联耦接节点处产生。

可选地，所述反馈电路包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电容和第二电阻，其中反馈电压在第一电容和第二电容的串联耦接节点处产生。

可选地，所述检测电路包括电压比较器。

可选地，所述检测并阻止反向电流的降压变换器进一步包括：补偿电容器，耦接在误差放大器的反相输入端和输出端子之间。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：

一种检测并阻止反向电流的降压变换器，包括：输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；上功率开关和下功率开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；输出电感器，耦接在上功率开关和下功率开关的串联耦接节点和输出端口之间；输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；检测电阻器，与所述下功率开关串联耦接，检测流过输出电感器的反向电流；检测电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至下功率开关和检测电阻器的串联耦接节点接收检测电阻器两端的电压，其第二输入端子接收阈值电压，所述检测电路基于检测电阻器两端的电压和阈值电压，在其输出端子输出锁定信号；误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收参考电压，其反相输入端接收表征输出电压的反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；电流比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收表征流过上功率开关电流的电流采样信号，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其输出端子产生电流比较信号；控制及驱动电路，具有第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，其第一输入端子接收时钟信号，其第二输入端子耦接至电流比较器的输出端子接收电流比较信号，其第三输入端子耦接至检测电路的输出端子接收锁定信号，所述控制及驱动电路基于所述时钟信号、电流比较信号和锁定信号，产生两路驱动信号，以控制上功率开关和下功率开关的通断。

可选地，所述检测电路包括电压比较器。

可选地，所述检测并阻止反向电流的降压变换器进一步包括：补偿电容器，耦接在误差放大器的反相输入端和输出端子之间。

可选地，所述阈值电压为0.1V。