[实用新型]一种开关电路的控制电路及开关电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种开关电路的控制电路及开关电路。

背景技术

四开关管Buck-Boost升降压电路拓扑结构如图1所示。该电路包含Q1、 Q2、Q3、Q4四个功率开关管、储能电感L、以及输入端电容Cin，输出端电容Co。开关管Q1和开关管Q2串联，开关管Q1和开关管Q2的公共端为第一节点SW1，开关管Q1连接到输入端，开关管Q2连接到地，输入端通过电容Cin连接到地，开关管Q3和开关管Q4串联，开关管Q3和开关管Q4 的公共端为第二节点SW2，开关管Q3连接到输出端，开关管Q4连接到地，输出端通过电容Co连接到地，电感L连接于第一节点SW1和第二节点SW2 之间。

当输入电压V_IN比输出电压V_O大一定值时，此电路工作在Buck降压模式，开关管Q1、Q2工作在高频开关状态，开关管Q3管常导通，开关管Q4 管常关闭；当输入电压V_IN比输出电压V_O小一定值时，此电路工作在Boost 升压模式，开关管Q3，开关管Q4工作在高频开关状态，开关管Q1管常导通，开关管Q2管常关闭；当V_IN与V_O接近时，此电路工作在Buck-Boost 升降压模式，开关管Q1、Q2、Q3、Q4均处于高频开关状态。

不同的控制策略针对三种工作模式(Buck、Boost、Buck-Boost)的切换条件和控制方法不同，工作于Buck-Boost升降压模式的工作条件也不同。由于Buck、Boost这两种工作模式的效率较高，因此希望Buck-Boost升降压模式的工作区间越窄越好。

一种现有的控制方法为控制电路采样输入电压V_IN和输出电压V_O，根据 V_IN和V_O的电压区分三种工作模式：

V_O≤V_IN-Vth1时，电路工作在Buck降压模式；

V_O≥V_IN+Vth2时，电路工作在Boost升压模式；

V_IN-Vth1<V_O<V_IN+Vth2，电路工作在Buck-Boost升降压模式；

其中，Vth1和Vth2为电压阈值。

该控制方法根据输入输出电压的大小关系区别三种工作模式。为了使输出电压稳定，通常需要设置较宽的Buck-Boost升降压模式的工作区间，降低了系统的平均效率。

另一种现有的控制方法如图2(a)所示，控制电路通过采样电阻R01、R02 采样输出电压V_O，得到的采样电压FB通过运算放大器U00与内部基准信号 Vref比较，输出补偿信号Vc，补偿信号Vc与时钟电路U01产生的两个载波信号输入到比较电路U02的输入端，比较电路U02产生4个管子的驱动信号 PWM。时钟电路U01产生的两个载波信号如图2(b)所示，为锯齿波信号，当补偿信号Vc落在区域1(灰色部分)时，开关管Q1、Q4导通；当补偿信号Vc落在区域2(白色部分)时，开关管Q1、Q3导通；当补偿信号Vc落在区域3(斜线部分)时，开关管Q2、Q3导通。即

Vc≥Vc1时，电路工作在Boost升压模式；

Vc≤Vc2时，电路工作在Buck降压模式；

Vc2<Vc<Vc1时，电路工作在Buck-Boost升降压模式。

该控制方法需要采用电压模式控制，系统的动态响应较差。原因是电压信号的变化相对于电流信号存在一定的滞后，设计控制环路时需要通过降低系统带宽来使得系统能够稳定工作，这样的代价是降低系统的动态性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种四开关管电路的控制电路及开关电路，用以解决现有技术中系统平均效率低、系统动态响应差的问题。