[发明专利]一种单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制方法与电路

说明书

技术领域

本发明属于专用集成电路设计（ASIC）领域，涉及一种单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制方法。通过对外电路反馈信号的处理，实现输出双路有源箝位软开关控制信号，应用于直流到直流电压转换电路；本发明还涉其实现该方法的电路。

背景技术

在直流到直流电压转换电路中，目前常见的转换方式有线性转换与开关转换。开关转换方式较低线性转换方式而言，因自身消耗功耗较小，转换效率高，体积小等优点，得到较为广泛的应用。

根据开关转换方式的不同，可分为硬开关与软开关两种。硬开关，实现的电路结构相对简单，但是存在一定缺点。其缺点表现在开关通断的过程中，电流与电压同时变化，形成了开关损耗，影响转换效率；感性关断与容性开通，产生电压尖锋与电流尖峰，影响电路的工作寿命。随着开关频率的提高，开关的损耗与电压电流尖锋会越来越大。相比硬开关，软开关优点表现在开关通断的过程中，电流与电压单独变化，开关损耗在理想情况下近似为零；避免感性关断与容性开通，解决了电压尖锋与电流尖峰问题。软开关的工作方式，更有利于电路向高频方向发展。但是为了实现软开关需要额外的控制逻辑，电路结构相对复杂。

在开关电源控制电路中，有源箝位控制是一种软开关的控制方式。相较普通的硬开关工作方式而言，其需要一对带有重叠时间的驱动信号，这一方面实现了软开关工作方式，但是另一方面，因其需要额外的逻辑功能电路，增加了电路结构的复杂程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制方法及电路。该方法可以同时输出两路有源箝位控制信号，控制两路有源箝位转换电路，同时具备宽电压输入、时钟可同步、欠压过流保护等功能。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下的技术方案来实现。本发明是一种单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制方法，其特点是：该方法采用耐压100V以上的BCD集成电路加工工艺，以及粗精双稳压方法，实现12V~100V的宽电压输入，7V~8V的电压输出；采用时钟可同步方法，实现多芯片的并联使用和多电源热备份功能；采用双时钟方法，双路PWM方波生成电路，实现双路的PWM控制；采用重叠方波生成方法，实现对有源箝位电压转换电路的软开关控制；采用温度补偿方法，实现低温漂基准电压输出；采用欠压、过流采样方法，实现对电路出现欠压、过流现象的保护。

以上所述的一种单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制方法，进一步优选的技术方案是：所述的BCD集成电路加工工艺将所有功能电路集成在一块芯片上，实现输出端口对有源箝位转换电路直接驱动控制，无需在外电路增加其它有源箝位控制电路；所述的粗精双稳压方法，先对输入的高电压进行粗稳压，得到一个初步的稳定的低电压，再对低电压进行精确稳压，得到相对精确的内部供电电压。

以上所述的一种单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制方法，进一步优选的技术方案是：采用可同步时钟方法，通过外接时钟信号，同步多个芯片的内部时钟，实现多芯片的并联使用和多电源热备份功能；采用双时钟方法，生成双路时钟，结合双路PWM方波生成电路，实现对双路转换电路的PWM控制；采用重叠方波生成方法，生成带重叠时间的驱动方波，结合双路PWM方波生成电路，实现对双路有源箝位电压转换电路的软开关控制。

以上所述的一种单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制方法，进一步优选的技术方案是：采用温度补偿方法，减小温度变化对电压信号的影响，实现低的温度漂移的基准电压信号输出；采用信号采样处理方法，对欠压、过流信号进行采样处理，实现对电路出现欠压、过流现象的保护。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明还公开了一种实现以上所述的方法的单芯片的宽电压可同步双路有源箝位控制电路，其特点是：该电路主要由宽电压转换电路、可同步双时钟振荡电路、双路PWM方波生成电路、双路有源箝位驱动电路、基准电路和保护电路组成；分述如下：

（1）所述的宽电压转换电路包括粗稳压电路和反馈环路，所述的反馈环路为精稳压电路，对粗稳压电路初步稳压后的电压进行精确稳压，得到的稳定电压作为芯片内部的供电电压；

（2）所述的基准电路为芯片工作提供一个基准电压；基准电路采用一阶温度补偿的方法，产生1.25V的带隙电压；

（3）所述的可同步双时钟振荡电路由充电电路，比较电路及逻辑电路组成；

（4）所述的双路PWM方波生成电路在两路时钟的控制下，对外产生两路PWM方波控制信号；

（5）所述的保护电路包括欠压保护电路与过流保护电路；