[发明专利]一种电压转换电路及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种电压转换电路及其使用方法。

背景技术

随着电源市场的发展与电子产品的多样化，电压转换器广泛应用于电力系统、各类仪表、电器及试验中。常用直流转换器按功能可分为：升压转换器(Boost)、降压转换器(Buck)、升降压转换器(Buck-Boost)。

以简单的Buck电路为例：Buck电路开关MOS管的控制电路通常是由误差放大器、电压比较器与逻辑门电路组成。误差放大器两端输入信号分别为主电路输出电压(Vo)和基准电压(Vref)，误差放大器输出信号为Vo与Vref的电压误差放大信号(V1)。电压比较器两端输入信号分别为：锯齿波形信号和V1，电压比较器对两端输入信号进行大小比较产生一个具有固定占空比的脉冲信号(P)，即V1比锯齿波形信号高的时候产生一个高脉冲，低的时候就产生一个低脉冲，脉冲信号(P)经过逻辑门运算输出数字信号来控制开关MOS管。其中脉冲信号(P)的占空比(D)＝脉冲高电平(T1)/脉冲周期(T)，输出电压(Vo)＝D*输入电压(Vin)。为了扩大电压转换器的工作范围，即在Vin不变的情况下降低Vo，通常可通过减小D来实现。

在现有技术中，减小脉冲信号(P)的信号占空比(D)有两种方法：

第一种方法是保持T1不变，增加P的周期(T)，通常采用增大锯齿波周期，电压比较器输出P的周期(T)也会随之增大，导致控制主电路充放电的开关频率降低。但是，为了适应高频率的充放电开关在LC电路中需要选用更大值和体积的电感(L)和电容(C)来滤除高次谐波，这样就会在电路板制作时会占据更大的面积。

第二种方法是提高电压比较器的工作功率，缩短电压比较器比较电压的工作时间，脉冲信号占空比计算公式中T1是由V1比锯齿波形信号电压高的时间决定的，若电压比较器比较V1与锯齿波形信号所用的时间越短，占空比越小。但是，增大电压比较器的工作功率，会造成电路功率消耗增大的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种电压转换电路及其使用方法，既节省电路板面积又减少电路功率消耗地减小了脉冲信号占空比，扩大了电压转换器工作范围。

本发明的第一方面提供一种电压转换电路，所述主电路包括：控制开关、LC电路和电压误差放大信号输出模块；

其中，所述控制开关用于在逻辑模块的控制下，控制所述LC电路的充放电；

所述LC电路，用于在所述控制开关的控制下进行充放电，输出主电路输出电压；

所述电压误差放大信号输出模块用于将所述LC电路输出的所述主电路输出电压与基准电压进行比较并将比较的结果放大，输出电压误差放大信号；

所述电压转换电路还包括：相移模块、所述逻辑模块和信号源；

所述相移模块的一个输入端连接主电路的电压误差放大信号输出模块，另一个输入端连接信号源的输出端，所述相移模块根据所述电压误差放大信号，对所述信号源输出的信号进行相位延迟得到相位延迟后的信号；

所述逻辑模块的一个输入端连接所述相移模块的输出端，另一个输入端连接信号源的输出端，所述逻辑模块的输出端连接主电路的控制开关，所述逻辑模块将所述相移模块输出的延迟后的信号与信号源输出的信号进行逻辑运算，得到具有期望的占空比的脉冲信号，以通过所述控制开关控制LC电路的充放电；

所述信号源，用于向所述相移模块和所述逻辑模块输出同源的信号。

结合本发明的第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述相移模块为：级联反相器、RC相移电路或自定义相移电路。

结合本发明的第一方面和第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述信号源输出的信号为：方波信号、锯齿波信号。

结合本发明的第一方面和上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述主电路为：升压转换电路(Boost)、降压转换电路(Buck)或升降压转换电路(Buck-Boost)。

进一步的，所述主电路包括：控制开关和LC电路。

其中，所述控制开关包括：开关逻辑模块；所述开关逻辑模块的输入端与所述逻辑模块的输出端连接，所述开关逻辑模块的输出端连接控制LC电路充放电的开关MOS管。

所述LC电路，用于在所述开关MOS管控制下进行充放电，输出主电路输出电压。

本发明的第二方面还提供一种电压转换电路的使用方法，包括：

依据误差放大信号对信号源输出的同源的信号进行相位延迟，得到相位延迟后的信号；