一種buck電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，包括帶PFC功能的BUCK電路，所述BUCK電路中的開關(guān)管與驅(qū)動(dòng)其開關(guān)的控制芯片連接，當(dāng)BUCK電路的輸入電壓瞬時(shí)值的絕對(duì)值比輸出電壓高，則控制芯片驅(qū)動(dòng)功率管進(jìn)行正常頻率開關(guān)，當(dāng)在BUCK電路的輸入電壓接近輸出電壓或者比輸出電壓低的時(shí)候，則控制芯片驅(qū)動(dòng)功率管進(jìn)行低頻開關(guān)。本發(fā)明的有益效果：可以檢測(cè)到輸入電壓，并且降低了芯片功耗。
【專利說明】—種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示，虛線框中的電路為BUCK (降壓)電路，該電路要求正常工作時(shí)，輸入電壓比輸出電壓高。該電路帶輸入電流功率因數(shù)校正(PFC)功能，因此輸入電容Cl比較小，輸入電壓可能會(huì)到比較低的電壓。一般，輸入為電網(wǎng)正弦波形狀電壓，當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值的絕對(duì)值比輸出電壓高，則芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，進(jìn)行正常頻率開關(guān)，輸入向輸出傳遞能量。開關(guān)頻率一般為40-150kHz。當(dāng)輸入電壓比輸出電壓低的時(shí)候，則BUCK電路的輸入不能再向輸出傳遞能量。此時(shí)開關(guān)管管最好處于關(guān)斷的狀態(tài)。但是，由于芯片沒有輸入輸出電壓差的檢測(cè)，只有在開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)候，通過ISP電壓能夠得到輸入輸出電壓差。如果開關(guān)管一直關(guān)斷，則芯片不知道什么時(shí)候輸入輸出電壓差建立，則不知道什么時(shí)候開始正常開關(guān)。如果開關(guān)管一直導(dǎo)通，可以檢測(cè)到輸入輸出電壓差值，但是芯片功耗會(huì)過大，VCC電壓可能維持不住，或者如果要維持足夠的VCC電壓，需要比較大的VCC電容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種可以檢測(cè)到輸入電壓、降低功耗的BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，包括帶PFC功能的BUCK電路，所述BUCK電路中的開關(guān)管與驅(qū)動(dòng)其開關(guān)的控制芯片連接，當(dāng)BUCK電路的輸入電壓瞬時(shí)值的絕對(duì)值比輸出電壓高，則控制芯片驅(qū)動(dòng)功率管進(jìn)行正常頻率開關(guān)，其特征在于:當(dāng)在BUCK電路的輸入電壓接近輸出電壓或者比輸出電壓低的時(shí)候，則控制芯片驅(qū)動(dòng)功率管進(jìn)行低頻開關(guān)。
[0005]進(jìn)一步，當(dāng)BUCK電路工作于恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，控制芯片的ISP電壓低于設(shè)定值ISP_L，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管一直導(dǎo)通，直到導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
[0006]或者，當(dāng)BUCK電路工作于恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，控制芯片的ISP電壓一直低于ISP_L，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間仍舊為Τ0Ν，導(dǎo)通時(shí)間到TON后，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
[0007]或者，當(dāng)BUCK電路工作于峰值電流控制模式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:如果開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
[0008]或者，當(dāng)BUCK電路工作于峰值電流控制模式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:如果開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，且在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，控制芯片的ISP電壓一直低于ISP_L，則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
[0009]本發(fā)明的BUCK電路對(duì)于PFC的實(shí)現(xiàn)，一般有恒導(dǎo)通時(shí)間和峰值電流控制這兩種方法，在這兩種控制方法下，分別有不同的方式來實(shí)現(xiàn)在輸入電壓接近輸出電壓的時(shí)候，進(jìn)行低頻開關(guān)。在恒導(dǎo)通時(shí)間控制時(shí)，控制芯片會(huì)采樣輸出電流，和控制芯片內(nèi)部設(shè)置的電流比較，來調(diào)節(jié)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間。該導(dǎo)通時(shí)間在一個(gè)工頻周期里都基本維持不變。在恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下，可以用以下兩種方法實(shí)現(xiàn)輸入電壓在接近輸出電壓時(shí)，進(jìn)行低頻開關(guān)。方式一:在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，ISP電壓低于設(shè)定值ISP_L，則開關(guān)管一直導(dǎo)通，直到導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，則開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該關(guān)斷時(shí)間比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間一般為幾u(yù)s到十幾u(yù)s，而T0FF_MAX —般為幾十us。開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。方式二:在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，ISP電壓一直低于ISP_L，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間仍舊為Τ0Ν，導(dǎo)通時(shí)間到TON后，開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該關(guān)斷時(shí)間比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間一般為幾u(yù)s到十幾u(yù)s，而T0FF_MAX—般為幾十us。開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
[0010]另外一種實(shí)現(xiàn)PFC的方式為峰值電流控制模式,在該模式下,控制芯片會(huì)米樣輸出電流，和控制芯片內(nèi)部設(shè)置的電流比較來調(diào)節(jié)指令電流的大小。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，當(dāng)電感電流大于指令電流時(shí)，則開關(guān)管關(guān)斷。在峰值電流模式下，可以用以下兩種方式實(shí)現(xiàn)輸入電壓在接近輸出電壓時(shí)，進(jìn)行低頻開關(guān)。方式一:如果開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_MAX，則開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX ;否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。方式二:如果開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，且在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，ISP電壓一直低于ISP_L，則開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX ;否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
[0011]本發(fā)明的有益效果:可以檢測(cè)到輸入電壓，并且降低了芯片功耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明在恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下的方式一的控制流程圖。
[0014]圖3是本發(fā)明在恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下的方式二的控制流程圖。
[0015]圖4是本發(fā)明在峰值電流控制模式下的方式一的控制流程圖。
[0016]圖5是本發(fā)明在峰值電流控制模式下的方式二的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但并不將本發(fā)明局限于這些【具體實(shí)施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。
[0018]實(shí)施例一
參照?qǐng)D1、圖2，一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，包括帶PFC功能的BUCK電路1，所述BUCK電路I中的開關(guān)管Ml與驅(qū)動(dòng)其開關(guān)的控制芯片2連接，當(dāng)BUCK電路I的輸入電壓瞬時(shí)值的絕對(duì)值比輸出電壓高，則控制芯片2驅(qū)動(dòng)功率管Ml進(jìn)行正常頻率開關(guān)，當(dāng)在BUCK電路I的輸入電壓接近輸出電壓或者比輸出電壓低的時(shí)候，則控制芯片2驅(qū)動(dòng)功率管Ml進(jìn)行低頻開關(guān)。
[0019]當(dāng)BUCK電路I工作在恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下時(shí)，控制芯片會(huì)采樣輸出電流，和控制芯片內(nèi)部設(shè)置的電流比較，來調(diào)節(jié)開關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)間。該導(dǎo)通時(shí)間在一個(gè)工頻周期里都基本維持不變，導(dǎo)通時(shí)間的變化速度是低于工頻的。開關(guān)管Ml控制的具體步驟如下:在開關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)，控制芯片2的ISP電壓低于設(shè)定值ISP_L，控制芯片2則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml —直導(dǎo)通，直到導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，控制芯片2則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間一般為幾u(yù)s到十幾u(yù)s，而T0FF_MAX 一般為幾十us。開關(guān)管Ml經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml再次導(dǎo)通。
[0020]實(shí)施例二
參照?qǐng)D3,本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于:當(dāng)BUCK電路I工作于恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下時(shí)，開關(guān)管Ml控制的具體步驟如下:在開關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)，控制芯片2的ISP電壓一直低于ISP_L，開關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)間仍舊為Τ0Ν，導(dǎo)通時(shí)間到TON后，控制芯片2則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間一般為幾u(yù)s到十幾u(yù)s，而T0FF_MAX —般為幾十us。開關(guān)管Ml經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml再次導(dǎo)通。其余結(jié)構(gòu)和功能與實(shí)施例一相同。
[0021]實(shí)施例三
參照?qǐng)D4，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于:當(dāng)BUCK電路I工作于峰值電流控制模式下時(shí)，開關(guān)管Ml控制的具體步驟如下:如果開關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_MAX，控制芯片2則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間一般為幾u(yù)s到十幾u(yù)s，而T0FF_MAX —般為幾十us。開關(guān)管Ml經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml再次導(dǎo)通。其余結(jié)構(gòu)和功能與實(shí)施例一相同。
[0022]實(shí)施例四
參照?qǐng)D5，本實(shí)施例與實(shí)施例三的不同之處在于:當(dāng)BUCK電路I工作于峰值電流控制模式下時(shí)，開關(guān)管Ml控制的具體步驟如下:如果開關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_MAX，且在開關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)，控制芯片2的ISP電壓一直低于ISP_L，則控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間一般為幾u(yù)s到十幾u(yù)s，而TOFF_MAX —般為幾十us。開關(guān)管Ml經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片2驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Ml再次導(dǎo)通。其余結(jié)構(gòu)和功能與實(shí)施例三相同。
【權(quán)利要求】
1.一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，包括帶PFC功能的BUCK電路，所述BUCK電路中的開關(guān)管與驅(qū)動(dòng)其開關(guān)的控制芯片連接，當(dāng)BUCK電路的輸入電壓瞬時(shí)值的絕對(duì)值比輸出電壓高，則控制芯片驅(qū)動(dòng)功率管進(jìn)行正常頻率開關(guān)，其特征在于:當(dāng)在BUCK電路的輸入電壓接近輸出電壓或者比輸出電壓低的時(shí)候，則控制芯片驅(qū)動(dòng)功率管進(jìn)行低頻開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于:當(dāng)BUCK電路工作于恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，控制芯片的ISP電壓低于設(shè)定值ISP_L，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管一直導(dǎo)通，直到導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間TON_MAX，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為TOFF_MAX，該TOFF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于:當(dāng)BUCK電路工作于恒導(dǎo)通時(shí)間控制方式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，控制芯片的ISP電壓一直低于ISP_L，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間仍舊為TON，導(dǎo)通時(shí)間到TON后，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于:當(dāng)BUCK電路工作于峰值電流控制模式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:如果開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，控制芯片則驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BUCK電路中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于:當(dāng)BUCK電路工作于峰值電流控制模式下時(shí)，開關(guān)管控制的具體步驟如下:如果開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間到最大導(dǎo)通時(shí)間Τ0Ν_ΜΑΧ，且在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，控制芯片的ISP電壓一直低于ISP_L，則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為T0FF_MAX，該T0FF_MAX比正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多；否則控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為正常工作時(shí)的關(guān)斷時(shí)間；開關(guān)管經(jīng)過關(guān)斷時(shí)間之后，控制芯片驅(qū)動(dòng)開關(guān)管再次導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK103997194SQ201410164527
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】季悅, 黃必亮, 任遠(yuǎn)程, 周遜偉 申請(qǐng)人:杰華特微電子（杭州）有限公司