[发明专利]一种用于低压差BUCK转换器的辅助控制电路

说明书

一种用于低压差BUCK转换器的辅助控制电路，属于模拟电路电源管理技术领域。包括第一比较器、第二比较器、RS锁存器和或非门，第一比较器的第一输入端和第二输入端分别连接BUCK转换器的输入端和输出端；第二比较器的第一输入端和第二输入端分别连接BUCK转换器的输入端和开关节点，其控制信号为所述第一比较器输出信号的反相信号；RS锁存器的S输入端连接第一比较器的输出端，其R输入端连接第二比较器的输出端；或非门的两个输入端分别连接RS锁存器的S输入端和Q输出端，其输出端输出控制信号BUCK转换器。本发明提供的辅助控制电路能够防止BUCK转换器在输入电压和输出电压相差较小时进入失效状态，保证了BUCK转换器输出电压的稳定性。

技术领域

本发明属于模拟电路电源管理技术领域，具体涉及一种用于低压差BUCK转换器的辅助控制电路，用于在BUCK环路失效后对其进行辅助控制。

背景技术

在电源管理电路领域，BUCK转换器是很常用的一种DC-DC转换器。与低压差线性稳压器(LDO)相比，BUCK转换器效率更高，有着广阔的商用价值。BUCK使用电感作为储能元件，并使用两个功率管使得电感周期性的在两种不同的充电状态之间切换；利用伏秒平衡定理，在不同的占空比下，BUCK可以将输出电压稳定在不同的值。

BUCK的控制方法分为迟滞模、电压模、电流模、COT等。其中能够完全固定工作频率的是电压模和电流模。电压模和电流模BUCK都是通过差分放大器将输出电压的分压与固定基准比较，以得到一个反馈环路；BUCK电路在工作时自动根据反馈环路对占空比进行调整，最后得到一个稳定的输出电压。一般来说，BUCK电路都会引入断续工作模式(DCM)以提高轻载下的工作效率。DCM的工作原理是在电感电流过零时同时关断上下功率管，直到下个周期开始。

对于BUCK而言，瞬态跳变意味着占空比的改变。当负载从轻载跳重载时，输出电压会下降。反之，当重载跳轻载时，输出电压会上升，而这就存在一个输出电压过高的问题。简单来说，如果BUCK的输入输出电压压差较小，在负载跳变过程中BUCK的输出电压是有可能变得比输入电压高的，这样就可能会使环路进入失控状态，常规控制失效。以往的方案往往是从设计指标上避免这种情况，或者是通过瞬态增强而减小输出电压上冲值，但是到目前为止，都没有看到直接针对这种情况进行修正的电路方案。

发明内容

针对上述BUCK转换器在低输入输出压差、重载跳变轻载时环路失控导致输出电压和电感电流大幅振荡的问题，本发明提出一种辅助控制电路，用于BUCK变换器在输入输出压差小时，通过对BUCK变换器输入电压和输出电压的比较检测，判断系统环路是否处于异常状态，如果输出电压高于输入电压，则同时关断上下管，BUCK转换器停止工作；在恢复正常工作时有两种条件判断，以保证该电路在从重载跳轻载或极轻载时都能有较好的表现。

本发明的技术方案为：

一种用于低压差BUCK转换器的辅助控制电路，包括

第一比较器，其第一输入端和第二输入端分别连接所述BUCK转换器的输入端和输出端；

第二比较器，其第一输入端和第二输入端分别连接所述BUCK转换器的输入端和开关节点，其控制信号为所述第一比较器输出信号的反相信号；

RS锁存器，其S输入端连接所述第一比较器的输出端，其R输入端连接所述第二比较器的输出端；

和或非门，其两个输入端分别连接所述RS锁存器的S输入端和Q输出端，其输出端输出控制信号连接所述BUCK转换器。

具体的，所述辅助控制电路用于DCR采样的BUCK转换器，所述DCR采样的BUCK转换器包括DCR电容，所述第二比较器的输出端和所述RS锁存器之间还设置有短脉冲产生电路，用于产生一短脉冲信号，其输入端连接所述第二比较器的输出端，其输出信号一方面用于控制所述DCR电容，另一方面连接所述RS锁存器的R输入端。