三电平直流-直流变换器以及控制电路的制作方法

技术特征：
1.一种三电平直流-直流变换器的控制电路，所述三电平直流-直流变换器包括串联连接在输入电压与参考地之间的第一至第四功率管以及连接在第一和第二功率管的公共节点与第三和第四功率管的公共节点之间的飞跨电容，其特征在于，所述控制电路被配置为：根据所述飞跨电容的电压值和预设值之间的误差调节所述第一功率管和第二功率管的驱动信号的相位差以及所述驱动信号的占空比，从而使得所述飞跨电容的电压值稳定在预设值。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，当所述飞跨电容的电压值大于所述预设值时，所述控制电路被配置为控制所述相位差减小，所述第一功率管的占空比减小，所述第二功率管的占空比增大；当所述飞跨电容的电压值小于所述预设值时，所述控制电路被配置为控制所述相位差增大，所述第一功率管的占空比增大，所述第二功率管的占空比减小。3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述占空比的变化量与所述相位差的变化量成正比。4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述占空比的变化量与所述相位差的变化量的比例系数为常数。5.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述占空比的变化量与所述相位差的变化量的比例系数为与占空比有关的函数。6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，包括：反馈补偿电路，被配置为对表征所述三电平直流-直流变换器的输出信号的反馈信号和表征所述输出信号的期望值的基准信号的误差进行补偿以产生反馈补偿信号；电容平衡电路，被配置为根据所述飞跨电容的电压值和所述预设值之间的误差调节所述第一功率管和第二功率管的驱动信号的相位差；驱动电路，被配置为根据所述补偿信号和占空比调节信号产生控制所述三电平直流-直流变换器中功率管的驱动信号，其中所述占空比调节信号根据所述相位差的变化量产生。7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述电容平衡电路包括：电容补偿电路，被配置为根据所述飞跨电容的电压值和所述预设值之间的误差产生第一电容补偿信号，并根据所述第一电容补偿信号与偏置电压之和得到第二电容补偿信号；以及锯齿波产生电路，被配置为根据开关周期和所述第二电容补偿信号产生周期等于所述开关周期且峰峰值相等的第一锯齿波信号和第二锯齿波信号。8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述第一电容补偿信号用以表征所述第一锯齿波信号和所述第二锯齿波信号之间的相位差的变化量。9.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述偏置电压等于所述第一锯齿波信号的峰峰值的1/2。10.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述电容补偿电路包括：采样电路，被配置为获取表征所述飞跨电容的电压值的电容电压采样信号；误差放大器，被配置为获取所述电容电压采样信号和表征所述预设值的参考信号之间的误差；
补偿网络，被配置为对所述误差进行补偿得到第一电容补偿信号；以及偏置电路，被配置为获取所述第一电容补偿信号与所述偏置电压之和以产生所述第二电容补偿信号。11.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述锯齿波产生电路包括：第一锯齿波产生电路，被配置为产生周期与所述开关周期相等的第一时钟信号，并受控于所述第一时钟信号产生所述第一锯齿波信号；以及第二锯齿波产生电路，被配置为将所述第一锯齿波信号与所述第二电容补偿信号比较以产生第二时钟信号，并根据所述第二时钟信号产生所述第二锯齿波信号，其中所述第一和第二锯齿波信号的峰峰值相同。12.根据权利要求11所述的控制电路，其特征在于，所述第二锯齿波产生电路包括：时钟产生电路，被配置为根据第二电容补偿信号和所述第一时钟信号产生第二时钟信号，其中所述第二电容补偿信号用于调节所述第一时钟信号和所述第二时钟信号之间的相位差；以及锯齿波发生器，受控于所述第二时钟信号以产生所述第二锯齿波信号，其中所述第二锯齿波信号的周期与所述第二时钟信号的周期相同。13.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括：第一驱动电路，被配置为根据第一补偿信号和第一锯齿波信号的比较结果产生第一驱动信号，以根据所述第一驱动信号来控制所述第一和第四功率管；以及第二驱动电路，被配置为根据第二补偿信号和第二锯齿波信号的比较结果产生第二驱动信号，以根据所述第二驱动信号来控制所述第二和第三功率管，其中所述第一补偿信号为所述反馈补偿信号与所述占空比调节信号之和；所述第二补偿信号为所述反馈补偿信号与所述占空比调节信号之差。14.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，所述占空比调节信号与所述第一电容补偿信号成正比。15.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述预设值为所述输入电压的1/2。16.一种三电平直流-直流变换器，其特征在于，包括：第一至第四功率管，串联连接在输入电压和参考地之间；飞跨电容，连接在所述第一和第二功率管的公共节点与所述第三和第四功率管的公共节点；以及权利要求1-15中任一项所述的控制电路。17.根据权利要求16所述的三电平直流-直流变换器，其特征在于，还包括：电感，连接在所述第二和第三功率管的公共节点与输出端之间。18.根据权利要求17所述的三电平直流-直流变换器，其特征在于，当所述三电平直流-直流变换器处于电流连续模式时，所述第一功率管和所述第四功率管的驱动信号互补，所述第二功率管和所述第三功率管的驱动信号互补，且所述第一功率管和所述第二功率管的驱动信号之间具有相位差。19.根据权利要求17所述的三电平直流-直流变换器，其特征在于，当所述三电平直流-直流变换器处于电流断续模式时，所述第四功率管受所述第一功率管的关断时刻控制而导通，并在电感电流到零时关断；所述第三功率管受所述第二功率管的关断时刻控制而导通，
并在电感电流到零时关断，且所述第一功率管和所述第二功率管的驱动信号之间具有相位差。

技术总结
公开了一种三电平直流-直流变换器。本发明实施例通过调节三电平直流-直流变换器中第一功率管和第二功率管之间的相位差，以及各功率管的占空比，使得飞跨电容的电压值稳定在预定值，其中占空比的变化量与相位差的变化量成正比。该方案在任何负载情况下均有效，这提高了电路的效率和稳定性。了电路的效率和稳定性。了电路的效率和稳定性。


技术研发人员：张帅 张望
受保护的技术使用者：南京矽力微电子技术有限公司
技术研发日：2022.02.22
技术公布日：2022/11/10