[发明专利]升降压DC-DC变换器及其软起动控制方法

说明书

本发明涉及一种应用于升降压DC‑DC变换器的软起动控制方法，包括：步骤S1：预配置第一拐点电压和第二拐点电压，以及输出电压达到第一拐点电压所需要的时间、达到第二拐点电压所需要的时间；步骤S2：控制输出电压按照恒定速率上升至第一拐点电压后，继续按照另一恒定速率上升至第二拐点电压。与现有技术相比，本发明通过预配置两个拐点，将启动分为两个节点，第一阶段尽快建立输出电压并减少启动时间，第二阶段确保DC‑DC变换器控制单元中的电压误差放大器能够退出饱和，其输出能够达到期望值。

技术领域

本发明涉及一种升降压技术，尤其是涉及一种升降压DC-DC变换器及其软起动控制方法。

背景技术

如图1所示，基于升降压拓扑的变换器包括输入整流电容C1和升降压变换器主电路1，以及产生驱动信号的升压控制单元和降压控制单元。在变换器主电路中，降压主开关Q1接在整流输入电压Vin和主电感L之间，二极管D1和升压主开关Q2分别接在主电感的两端与地之间，二极管D2接在主电感与输出电压Vout之间。分压电阻R1和R2用来产生一个合适的输出电压反馈信号Vfb。

降压控制单元2(buck control circuit)和升压控制单元3(boost controlcircuit)分别包括一个电压误差放大器和PWM信号发生单元21、31(PWM Generator Unit)，用来根据反馈信号Vfb产生开关器件的驱动信号。模式切换单元4(Mode Switch)可以根据输入电压的反馈信号决定当前变换器是工作于降压模式还是升压模式。当变换器工作在降压模式时，降压主开关Q1根据驱动信号进行工作，而升压主开关Q2处于“常开”状态。当变换器工作在升压模式时，升压主开关Q2根据驱动信号进行工作，而降压主开关Q2处于“常闭”状态。电压误差放大器根据输出电压反馈信号Vfb和参考电压Vref产生一个电压误差信号Ver。PWM信号发生单元(PWM generator unit)提供一个锯齿波电压，并将电压误差信号与锯齿波信号进行对比，以分别产生升压或降压驱动信号。

如图1所示，在变换器启动时，由于输出电压还未建立，所以电压误差放大器将进入饱和，此时PWM信号发生单元将输出最大占空比，这将导致主电感L进入饱和状态同时对输出缓冲电容C2造成危害。因此，无论是升压变换还是降压变换，通常都会加入一个软启动控制电路，用来限制启动时开关器件控制信号的占空比，同时使得输出电压按照给定的速率缓慢上升。然而，在基于升降压拓扑的变换器中，在软起动过程中必须考虑工作模式的切换问题。同升压或降压变换器一样，升降压变换器也是由降压模式开始启动，输出电压逐步建立。如果输入电压足够高，当输出电压达到额定输出电压后，变换器将始终保持降压工作模式，若输入电压不够高，变换器将切换至升压模式，以确保输出电压能够达到额定输出电压。

因此，需要设计一种能够应用于升降压变换器的全新的软启动方法，来适应宽输入电压的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种升降压DC-DC变换器及其软起动控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于升降压DC-DC变换器的软起动控制方法，包括：

步骤S1：预配置第一拐点电压和第二拐点电压，以及输出电压达到第一拐点电压所需要的时间、达到第二拐点电压所需要的时间；

步骤S2：控制输出电压按照恒定速率上升至第一拐点电压后，继续按照另一恒定速率上升至第二拐点电压。

所述步骤S2具体包括：

步骤S21：判断输入电压是否大于第一拐点电压，若为是，则执行步骤S22，若为否，则执行步骤S23；

步骤S22：控制变换器工作于降压模式，并使输出电压按照第一降压模式斜率上升直至第一拐点电压，并执行步骤S25；