[发明专利]直流变换器及其控制电路和方法

权利要求书

1.一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控制导通和断开，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。

2.如权利要求1所述的控制电路，其中所述比较电路包括：

比较器，具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端，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，其使能端接收表征第一控制信号的使能信号；其中

所述比较器在第一控制信号将主功率管导通时被去使能；在第一控制信号将主功率管断开时被使能，并对检测电压和阈值电压进行比较，产生过零检测信号。

3.如权利要求1所述的控制电路，其中所述比较电路包括：

比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端；

第一开关，具有第一端和第二端，其第一端接收检测电压，第二端耦接至比较器的第二输入端；

第二开关，耦接在比较器的第二输入端和参考地之间；

第三开关，具有第一端和第二端，其第一端接收阈值电压，第二端耦接至比较器的第一输入端；

第四开关，耦接在比较器的第一输入端和参考地之间。

4.如权利要求1所述的控制电路，其中所述采样保持电路包括：

短脉冲电路，响应第二控制信号的下降沿，产生短脉冲信号；

采样开关，具有第一端、第二端和控制端，其第一端接收检测电压，其控制端耦接至短脉冲电路接收短脉冲信号；

保持电容，耦接在采样开关的第二端和参考地之间，其中所述保持电容两端的电压即为采样保持信号。

5.如权利要求1所述的控制电路，还包括：

第一偏置电路，提供第一偏置电压，所述检测电压经由所述第一偏置电路被输送至比较电路。

6.如权利要求1所述的控制电路，还包括：

第二偏置电路，提供第二偏置电压至误差放大电路；其中所述误差放大电路基于采样保持信号和偏置电压，产生误差放大信号。

7.如权利要求1所述的控制电路，其中所述误差放大电路包括：

误差放大器，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采样保持电路接收采样保持信号，其第二输入端耦接至参考地，其输出端产生误差放大信号；

补偿电容，耦接在误差放大器的输出端和参考地之间。

8.如权利要求1所述的直流变换器，其中所述逻辑控制电路包括：

RS触发器，具有置位输入端、复位输入端和输出端，其复位输入端耦接至比较电路接收过零检测信号，输出端产生所述第二控制信号，用以控制从功率管的运行。

9.一种直流变换器，包括如权利要求1～8中任一项所述的控制电路，所述直流变换器还包括具有所述主功率管、从功率管、储能元件的功率开关电路。

10.一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。