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JP7839362B2 - BUCK circuit and its power-on control method, controller, power-on control device - Google Patents
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JP7839362B2 - BUCK circuit and its power-on control method, controller, power-on control device - Google Patents

BUCK circuit and its power-on control method, controller, power-on control device

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Description

本開示は、2022年07月22日に提出された、出願番号が202210869343.6、発明の名称が「BUCK回路及びそのパワーオン制御方法、コントローラ、パワーオン制御装置」、及び2022年07月22日に提出された、出願番号が202210872067.9、発明の名称が「BUCK回路及びそのパワーオン制御方法、コントローラ、パワーオン制御装置、記憶媒体」の中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は引用により本開示に組み込まれる。 This disclosure claims priority to the Chinese patent applications filed on July 22, 2022, application number 202210869343.6, titled "BUCK Circuit and its Power-On Control Method, Controller, and Power-On Control Device," and filed on July 22, 2022, application number 202210872067.9, titled "BUCK Circuit and its Power-On Control Method, Controller, Power-On Control Device, and Storage Medium," all of which are incorporated herein by reference.

本開示は電源技術の分野に関し、特にBUCK回路及びそのパワーオン制御方法、コントローラ、パワーオン制御装置に関する。 This disclosure relates to the field of power supply technology, and more particularly to BUCK circuits and their power-on control methods, controllers, and power-on control devices.

BUCK回路は降圧回路として様々な場面で広く用いられている。現在よく用いられているBUCK回路を図1に示すが、該回路は使用中に以下の欠点がある。即ち、初期状態で入力側コンデンサC1が満充電となり、出力側コンデンサC2が無充電となるため、BUCK回路がパワーオンされたときに、スイッチトランジスタQ1を直接オンにすると、出力側コンデンサC2が短絡に相当し、充電電流が急激に上昇し、これにより、スイッチトランジスタQ1がブレークダウンを起こしたり、インダクタL1を飽和させたりして、回路に損傷を与える恐れがある。 The BUCK circuit is widely used as a step-down circuit in various applications. Figure 1 shows a commonly used BUCK circuit, but this circuit has the following drawbacks during use. Specifically, in the initial state, the input capacitor C1 is fully charged and the output capacitor C2 is uncharged. Therefore, when the BUCK circuit is powered on, directly turning on the switch transistor Q1 is equivalent to a short circuit across the output capacitor C2, causing a rapid increase in charging current. This can lead to the switch transistor Q1 breaking down or the inductor L1 saturating, potentially damaging the circuit.

本開示は、上記技術問題の一つを少なくともある程度解決することを目的とする。 This disclosure aims to solve, at least to some extent, one of the technical problems described above.

このため、本開示の第1の目的は、BUCK回路のパワーオン制御方法を提供することであり、BUCK回路における第1のスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流に応じて設定電流を決定し、パワーオン中に、インダクタ電流が設定電流に上昇する時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定して第1のスイッチトランジスタをオフ制御することにより、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 Therefore, the first object of this disclosure is to provide a power-on control method for a BUCK circuit. This method involves determining a set current according to the current withstand capability of the first switch transistor and the saturation current of the inductor in the BUCK circuit, and during power-on, determining the off-setting time of the first switch transistor according to the time it takes for the inductor current to rise to the set current, thereby controlling the first switch transistor to be turned off. This prevents the inductor current from damaging any elements in the circuit, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

本開示の第2の目的は、BUCK回路のコントローラを提供することである。 A second object of this disclosure is to provide a controller for a BUCK circuit.

本開示の第3の目的は、コンピュータ可読記憶媒体を提供することである。 The third object of this disclosure is to provide a computer-readable storage medium.

本開示の第4の目的は、BUCK回路のパワーオン制御装置を提供することである。 A fourth object of this disclosure is to provide a power-on control device for a BUCK circuit.

本開示の第5の目的は、BUCK回路を提供することである。 The fifth object of this disclosure is to provide a BUCK circuit.

上記の目的を達成するために、本開示の第1の態様の実施例で提供するBUCK回路のパワーオン制御方法は、BUCK回路中の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路中のインダクタの飽和電流を特定するステップと、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と電流上昇時間を決定するステップと、前記電流上昇時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定するステップと、前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるステップと、を含む。 To achieve the above objective, the power-on control method for a BUCK circuit provided in an embodiment of the first aspect of this disclosure includes the steps of: identifying the current withstand capability of a first switch transistor in the BUCK circuit and identifying the saturation current of an inductor in the BUCK circuit; determining a set current and a current rise time according to the smaller of the current withstand capability and the saturation current; determining the on-set time of the first switch transistor according to the current rise time; and, when the BUCK circuit is powered on, switching the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current, or switching the state of the first switch transistor according to the on-time of the first switch transistor and the on-set time, until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage.

本開示の実施例によるBUCK回路のパワーオン制御方法は、BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と電流上昇時間を決定し、電流上昇時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定し、BUCK回路がパワーオンされたとき、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に基づき第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えることにより、パワーオン中に、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 The power-on control method for a BUCK circuit according to the embodiment of this disclosure determines the set current and current rise time according to the smaller of the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit and the saturation current of the inductor, determines the on-set time of the first switch transistor according to the current rise time, and when the BUCK circuit is powered on, switches the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage, or switches the state of the first switch transistor based on the on-time and the on-set time of the first switch transistor, thereby preventing the inductor current from damaging each element in the circuit during power-on and effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

本開示の一実施例によれば、インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるステップは、前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、インダクタ電流を取得し、前記インダクタ電流が前記設定電流に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間を決定し、前記オン時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定し、前記第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、前記第1のスイッチトランジスタのオフ時間が前記オフ設定時間に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御することを、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで順次繰り返すステップを含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of switching the state of the first switch transistor in accordance with the inductor current and the set current includes the steps of: controlling the first switch transistor to turn on when the BUCK circuit is powered on, acquiring the inductor current, determining the on time of the first switch transistor when the inductor current reaches the set current, determining the off setting time of the first switch transistor according to the on time, controlling the first switch transistor to turn off, and controlling the first switch transistor to turn on when the off time of the first switch transistor reaches the off setting time, repeating this process sequentially until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage.

本開示の一実施例によれば、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定するステップは、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップと、オン時間が制御周期以上であるとき、オン時間と制御周期との間の時間差を特定し、制御周期と時間差との間の差をオフ設定時間とするステップと、オン時間が制御周期より小さいとき、制御周期とオン時間との間の差をオフ設定時間とするステップと、を含む。 According to one embodiment of this disclosure, the step of determining the off-setting time of the first switch transistor according to the on-time includes: determining the control period of the first switch transistor; identifying the time difference between the on-time and the control period when the on-time is greater than or equal to the control period, and setting the difference between the control period and the time difference as the off-setting time; and setting the difference between the control period and the on-time as the off-setting time when the on-time is less than the control period.

本開示の一実施例によれば、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップは、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、インダクタ電流が最大電流値からゼロに低下する第2の時間を特定するステップと、第1の時間と第2の時間との和を制御周期とするステップと、を含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of determining the control period of the first switch transistor includes: identifying a first time when the inductor current rises to a maximum current value when the first switch transistor is first turned on; identifying a second time when the first switch transistor is controlled to turn off and the inductor current falls from the maximum current value to zero; and defining the control period as the sum of the first time and the second time.

本開示の一実施例によれば、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップは、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、インダクタ電流が最大電流値からゼロより大きい予め設定された電流閾値に低下する第3の時間を特定するステップと、第1の時間と第3の時間との和を制御周期とするステップと、を含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of determining the control period of a first switch transistor includes: identifying a first time when the first switch transistor is first turned on, during which the inductor current rises to a maximum current value; identifying a third time when the first switch transistor is controlled to turn off, during which the inductor current drops from the maximum current value to a preset current threshold greater than zero; and defining the sum of the first time and the third time as the control period.

本開示の一実施例によれば、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるステップは、前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間が前記オン設定時間に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定したとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御することを、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで順次繰り返すステップを含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of switching the state of the first switch transistor according to the on-time and on-set time of the first switch transistor includes the steps of controlling the first switch transistor to turn on when the BUCK circuit is powered on, controlling the first switch transistor to turn off when the on-time of the first switch transistor reaches the on-set time, and controlling the first switch transistor to turn on when it is determined that the first switch transistor satisfies a preset off condition, and repeating this sequentially until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage.

本開示の一実施例によれば、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、インダクタの電流を取得するステップと、インダクタの電流がゼロに低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of determining that a first switch transistor satisfies a preset off condition includes the steps of: obtaining the current of an inductor during the off period of the first switch transistor; and determining that the first switch transistor satisfies the preset off condition when the current of the inductor drops to zero.

本開示の一実施例によれば、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、インダクタの電流を取得するステップと、インダクタの電流が予め設定された電流閾値に低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of determining that a first switch transistor satisfies a preset off condition includes: obtaining the current of an inductor during the off period of the first switch transistor; and determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the current of the inductor drops to a preset current threshold.

本開示の一実施例によれば、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタのオフ時間を取得し、第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第2の設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップを含み、第2の設定時間はオン設定時間より大きい。 According to one embodiment of this disclosure, the step of determining that a first switch transistor satisfies a preset off condition includes obtaining the off time of the first switch transistor, and determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches a second set time, wherein the second set time is greater than the on set time.

本開示の一実施例によれば、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタの初回のオン期間中に、インダクタの最大電流を取得するステップと、最大電流がゼロに低下する第1の時間を特定するステップと、第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第1の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of determining that a first switch transistor satisfies a preset off condition includes: obtaining the maximum current of the inductor during the initial on-period of the first switch transistor; identifying a first time at which the maximum current decreases to zero; and determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off-period of the first switch transistor reaches a first time.

本開示の一実施例によれば、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタの初回のオン期間中に、インダクタの最大電流を取得するステップと、最大電流が予め設定された電流閾値に低下する第2の時間を特定するステップと、第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第2の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む。 According to one embodiment of the present disclosure, the step of determining that a first switch transistor satisfies a preset off condition includes: obtaining the maximum current of the inductor during the initial on-period of the first switch transistor; identifying a second time at which the maximum current decreases to a preset current threshold; and determining that the first switch transistor satisfies the preset off condition when the off-time of the first switch transistor reaches the second time.

本開示の一実施例によれば、BUCK回路におけるフライバック素子が第2のスイッチトランジスタである場合、方法は、第1のスイッチトランジスタをオンに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオフに制御するステップと、第1のスイッチトランジスタをオフに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオンに制御するステップと、をさらに含む。 According to one embodiment of the present disclosure, when the flyback element in the BUCK circuit is a second switch transistor, the method further includes the steps of: controlling the second switch transistor to be turned off when the first switch transistor is turned on; and controlling the second switch transistor to be turned on when the first switch transistor is turned off.

本開示の一実施例によれば、第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、方法は、インダクタ電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達していない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御するステップをさらに含む。 According to one embodiment of the present disclosure, when the second switch transistor is on, the method further includes the step of controlling the second switch transistor to turn off prematurely if the inductor current drops to zero and the off time of the first switch transistor has not reached the off-set time.

上記の目的を達成するために、本開示の第2の態様の実施例で提供するBUCK回路のコントローラは、メモリと、プロセッサと、メモリに記憶されてプロセッサ上で稼働できるBUCK回路のパワーオン制御プログラムとを備え、プロセッサはBUCK回路のパワーオン制御プログラムを実行する際に、前述のパワーオン制御方法を実現する。 To achieve the above objective, the BUCK circuit controller provided in the second embodiment of this disclosure comprises a memory, a processor, and a BUCK circuit power-on control program stored in the memory and operable on the processor. The processor implements the aforementioned power-on control method when executing the BUCK circuit power-on control program.

本開示の実施例によるBUCK回路のコントローラは、BUCK回路上で前述のパワーオン制御方法を実現することによって、パワーオン中に、BUCK回路のインダクタ電流をスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流より小さくするようにすることができ、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えることがなく、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 The controller for the BUCK circuit according to the embodiment of this disclosure implements the aforementioned power-on control method on the BUCK circuit, thereby reducing the inductor current of the BUCK circuit to less than the current withstand capability of the switch transistor and the saturation current of the inductor during power-on. This prevents the inductor current from damaging any elements in the circuit, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

上記の目的を達成するために、本開示の第3の態様の実施例で提供するコンピュータ可読記憶媒体は、BUCK回路のパワーオン制御プログラムが記憶され、該BUCK回路のパワーオン制御プログラムがプロセッサによって実行されると、前述のBUCK回路のパワーオン制御方法を実現する。 To achieve the above objective, the computer-readable storage medium provided in the third embodiment of this disclosure stores a power-on control program for the BUCK circuit, and when the power-on control program for the BUCK circuit is executed by the processor, the aforementioned power-on control method for the BUCK circuit is realized.

本開示の実施例によるコンピュータ可読記憶媒体は、前述のパワーオン制御方法によって、パワーオン中に、BUCK回路のインダクタ電流をスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流より小さくするようにすることができ、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えることがなく、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 The computer-readable storage medium according to the embodiments of this disclosure, through the aforementioned power-on control method, can ensure that the inductor current of the BUCK circuit is kept below the current rating of the switch transistor and the saturation current of the inductor during power-on. This prevents the inductor current from damaging any elements in the circuit, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

上記の目的を達成するために、本開示の第4の態様の実施例で提供するBUCK回路のパワーオン制御装置は、BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路中のインダクタの飽和電流を特定し、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と電流上昇時間を決定し、前記電流上昇時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定するための決定モジュールと、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるための制御モジュールとを備える。 To achieve the above objective, the power-on control device for a BUCK circuit provided in an embodiment of the fourth aspect of this disclosure comprises: a determination module for determining the current withstand capability of a first switch transistor in the BUCK circuit, determining the saturation current of an inductor in the BUCK circuit, determining a set current and current rise time according to the smaller of the current withstand capability and saturation current, and determining the on-set time of the first switch transistor according to the current rise time; and a control module for switching the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current, or switching the state of the first switch transistor according to the on-time of the first switch transistor and the on-set time, until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage.

本開示の実施例によるパワーオン制御装置は、決定モジュールによってBUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路内のインダクタの飽和電流を特定し、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と電流上昇時間を決定するとともに、電流上昇時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定し、制御モジュールによってBUCK回路のパワーオン時に、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と設定電流に基づき第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、第1のスイッチトランジスタのオン時間とオン設定時間に基づき第1のスイッチトランジスタの状態を切り替え、これによりパワーオン中に、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 The power-on control device according to the embodiment of this disclosure uses a determination module to identify the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit and the saturation current of the inductor in the BUCK circuit. The control module determines the set current and current rise time based on the smaller of the current withstand capability and saturation current, and determines the on-set time of the first switch transistor based on the current rise time. When the BUCK circuit is powered on, the control module switches the state of the first switch transistor based on the inductor current and the set current, or switches the state of the first switch transistor based on the on-time and on-set time, until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage. This effectively ensures the safety of the BUCK circuit during power-on by preventing the inductor current from damaging the components in the circuit.

上記の目的を達成するために、本開示の第5の態様の実施例で提供するBUCK回路は、入力側コンデンサと、一端は入力側コンデンサの一端に接続される第1のスイッチトランジスタと、一端は第1のスイッチトランジスタの他端に接続され、他端は入力側コンデンサの他端に接続されるフライバック素子と、一端は第1のスイッチトランジスタの他端に接続されるインダクタと、一端はインダクタの他端に接続され、他端はフライバック素子の他端に接続される出力側コンデンサと、BUCK回路の出力電圧を検出するための出力電圧検出モジュールと、インダクタ電流を検出するための電流検出モジュールと、第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、インダクタの飽和電流を特定し、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と上昇時間を決定するとともに、前記電流上昇時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定するためのコントローラと、を備え、コントローラはさらに、BUCK回路がパワーオンされたとき、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるために使用される。 To achieve the above objective, the BUCK circuit provided in the fifth embodiment of this disclosure includes an input capacitor, a first switch transistor with one end connected to one end of the input capacitor, a flyback element with one end connected to the other end of the first switch transistor and the other end connected to the other end of the input capacitor, an inductor with one end connected to the other end of the first switch transistor, an output capacitor with one end connected to the other end of the inductor and the other end connected to the other end of the flyback element, an output voltage detection module for detecting the output voltage of the BUCK circuit, a current detection module for detecting the inductor current, and the first switch transistor The system includes a controller for determining the current withstand capability of an inductor, determining the saturation current of an inductor, determining the set current and rise time according to the smaller of the current withstand capability and saturation current, and determining the on-set time of the first switch transistor according to the current rise time. The controller is further used, when the BUCK circuit is powered on, to switch the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current, or to switch the state of the first switch transistor according to the on-time of the first switch transistor and the on-set time, until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage.

本開示の実施例によるBUCK回路によれば、コントローラによって第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、インダクタの飽和電流を特定し、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と上昇時間を決定するとともに電流上昇時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定し、BUCK回路のパワーオン時に、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と設定電流に基づき第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、第1のスイッチトランジスタのオン時間とオン設定時間に応じて第1のスイッチトランジスタの状態を切り替え、パワーオン中に、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 According to the BUCK circuit of the embodiment of this disclosure, the controller determines the current withstand capability of the first switch transistor and the saturation current of the inductor. The controller determines the set current and rise time based on the smaller of the current withstand capability and saturation current, and the controller determines the on-set time of the first switch transistor based on the current rise time. When the BUCK circuit is powered on, the controller switches the state of the first switch transistor based on the inductor current and the set current until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage, or switches the state of the first switch transistor based on the on-time and on-set time of the first switch transistor. This effectively ensures the safety of the BUCK circuit during power-on by preventing the inductor current from damaging the elements in the circuit.

本開示の付加的な態様と利点は、以下の説明の中で部分的に与えられ、一部は以下の説明から明らかになるか、または本開示の実践を通して理解される。 Additional aspects and benefits of this disclosure are partially given in the following description, some of which are evident from the following description or understood through the practice of this disclosure.

関連技術におけるBUCK回路の回路図である。This is a circuit diagram of a BUCK circuit in related technologies. 本開示の一実施例によるBUCK回路の回路図である。This is a circuit diagram of a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の他の実施例によるBUCK回路の回路図である。This is a circuit diagram of a BUCK circuit according to another embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御方法のフローチャートである。This is a flowchart of a power-on control method for a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の他の実施例によるBUCK回路のパワーオン制御方法のフローチャートである。This is a flowchart of a power-on control method for a BUCK circuit according to another embodiment of the present disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタ動作と電圧、電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the switch transistor operation of a BUCK circuit and voltage and current according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御方法のフローチャートである。This is a flowchart of a power-on control method for a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧、電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor in a BUCK circuit and the voltage and current according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some embodiments of this disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧、電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor in a BUCK circuit and the voltage and current according to some other embodiments of this disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタの動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the operation of the switch transistor and voltage/current in a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタ動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the switch transistor operation and voltage/current of a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタ動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the switch transistor operation and voltage/current of a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタ動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the switch transistor operation and voltage/current of a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の他のいくつかの実施例によるBUCK回路のスイッチトランジスタ動作と電圧電流との関係図である。This diagram shows the relationship between the switch transistor operation and voltage/current of a BUCK circuit according to some other embodiments of the present disclosure. 本開示の一実施例によるBUCK回路のコントローラの構造模式図である。This is a schematic diagram of the structure of a BUCK circuit controller according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御装置の構造模式図である。This is a schematic diagram of the structure of a power-on control device for a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御装置の構造模式図である。This is a schematic diagram of the structure of a power-on control device for a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施例によるBUCK回路の回路図である。This is a circuit diagram of a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure.

以下、図面に示される本開示の実施例を詳細に説明し、全図面において、同一又は類似の符号は同一又は類似の素子或いは同一又は類似の機能を有する素子を示す。以下の参考図面を介して説明する実施例は例示的なものであり、本開示を説明するためのものであり、本開示に対する制限として理解すべきではない。 The embodiments of this disclosure shown in the drawings will be described in detail below. In all drawings, the same or similar reference numerals indicate the same or similar elements or elements having the same or similar functions. The embodiments described with reference to the following drawings are illustrative and are for illustrative purposes only and should not be understood as limitations to this disclosure.

なお、本開示のパワーオン制御方法は図2または図3に示すようなBUCK回路に適用できる。図2-図3に示すように、BUCK回路は入力側コンデンサC1、第1のスイッチトランジスタQ1、フライバック素子、インダクタL1及び出力側コンデンサC2を備える。フライバック素子は図2に示すようなダイオードD或いは図3に示すような第2のスイッチトランジスタQ2であってもよい。第1のスイッチトランジスタQ1の一端は入力側コンデンサC1の一端に接続され、フライバック素子の一端は第1のスイッチトランジスタQ1の他端に接続され、フライバック素子の他端は入力側コンデンサC1の他端に接続され、インダクタL1の一端は第1のスイッチトランジスタQ1の他端に接続され、出力側コンデンサC2の一端はインダクタL1の他端に接続され、出力側コンデンサC2の他端はフライバック素子の他端に接続される。図3に示すように、第1のスイッチトランジスタQ1と第2のスイッチトランジスタQ2のオンまたはオフを制御することによって、BUCK回路の降圧機能を実現でき、入力電圧(即ち入力側コンデンサC1の両端の電圧)を降圧して出力電圧(即ち出力側コンデンサC2の両端の電圧)が得られ、且つ入力電圧が出力電圧より大きい。図2に示すように、第1のスイッチトランジスタQ1のオンまたはオフを制御することによって、BUCK回路の降圧機能を実現することができる。 The power-on control method of this disclosure can be applied to a BUCK circuit as shown in Figure 2 or Figure 3. As shown in Figures 2-3, the BUCK circuit comprises an input capacitor C1, a first switch transistor Q1, a flyback element, an inductor L1, and an output capacitor C2. The flyback element may be a diode D as shown in Figure 2 or a second switch transistor Q2 as shown in Figure 3. One end of the first switch transistor Q1 is connected to one end of the input capacitor C1, one end of the flyback element is connected to the other end of the first switch transistor Q1, the other end of the flyback element is connected to the other end of the input capacitor C1, one end of the inductor L1 is connected to the other end of the first switch transistor Q1, one end of the output capacitor C2 is connected to the other end of the inductor L1, and the other end of the output capacitor C2 is connected to the other end of the flyback element. As shown in Figure 3, the step-down function of the BUCK circuit can be realized by controlling the on/off state of the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2. The input voltage (i.e., the voltage across the input capacitor C1) is stepped down to obtain the output voltage (i.e., the voltage across the output capacitor C2), and the input voltage is greater than the output voltage. As shown in Figure 2, the step-down function of the BUCK circuit can be realized by controlling the on/off state of the first switch transistor Q1.

図4は本開示の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御方法のフローチャートである。なお、説明を簡素化するために、以下、主にパワーオン制御方法を図2に示すようなBUCK回路に使用する場合を例として説明する。 Figure 4 is a flowchart of a power-on control method for a BUCK circuit according to one embodiment of this disclosure. For the sake of simplicity, the following explanation will primarily use the case where the power-on control method is applied to a BUCK circuit as shown in Figure 2 as an example.

図4に示すように、BUCK回路のパワーオン制御方法は以下のステップを含むことができる。 As shown in Figure 4, the power-on control method for the BUCK circuit may include the following steps:

S102では、BUCK回路中の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路中のインダクタの飽和電流を特定する。 In step S102, the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit is determined, as well as the saturation current of the inductor in the BUCK circuit.

なお、耐電流とは、第1のスイッチトランジスタQ1が耐えられる最大電流であり、電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流を超えると、第1のスイッチトランジスタQ1がブレークダウンして破損する。飽和電流とは、インダクタLの飽和に対応する電流であり、即ち電流がインダクタL1の飽和電流を超えると、インダクタL1に飽和現象が発生する。 Note that current withstand capability refers to the maximum current that the first switch transistor Q1 can withstand. If the current exceeds the current withstand capability of the first switch transistor Q1, the first switch transistor Q1 will break down and be damaged. Saturation current refers to the current corresponding to the saturation of the inductor L. That is, if the current exceeds the saturation current of the inductor L1, a saturation phenomenon occurs in the inductor L1.

S104では、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流を決定する。 In S104, the set current is determined according to the smaller of the current-bearing capacity and saturation current values.

具体的に、図2に示すように、BUCK回路がパワーオンにされると、第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされたとき、入力側コンデンサC1と出力側コンデンサC2の影響により、BUCK回路が大きな充電電流を発生させ、出力側コンデンサC2に充電する。回路にインダクタL1が存在するため、BUCK回路の充電電流(即ちインダクタ電流)はゼロから上昇し続け、第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流またはインダクタL1の飽和電流を超えるまで上昇すると、第1のスイッチトランジスタQ1がブレークダウンして破損したり、インダクタL1に飽和現象が発生したりするため、第1のスイッチトランジスタQ1がブレークダウンして破損したり、インダクタL1に飽和現象が発生するのを避けるように、耐電流と飽和電流に応じて設定電流を決定することができる。例えば、設定電流は耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値より小さい。 Specifically, as shown in Figure 2, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is initially turned on. Due to the influence of the input capacitor C1 and output capacitor C2, the BUCK circuit generates a large charging current, charging the output capacitor C2. Because an inductor L1 is present in the circuit, the charging current of the BUCK circuit (i.e., the inductor current) continues to rise from zero. When this rise exceeds the current rating of the first switch transistor Q1 or the saturation current of the inductor L1, the first switch transistor Q1 may break down and be damaged, or the inductor L1 may saturate. Therefore, to avoid the breakdown and damage of the first switch transistor Q1 or the saturation of the inductor L1, the set current can be determined according to the current rating and saturation current. For example, the set current is less than the smaller of the current rating and saturation current.

なお、第1のスイッチトランジスタQ1とインダクタL1の型番などに基づいて、製品パラメータを調べることで第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流及びインダクタL1の飽和電流を予め求めることができ、その後、両方のうちの小さい方の値を取得し、小さい方の値より小さい値を設定電流として選択する。 Furthermore, by examining the product parameters based on the model numbers of the first switch transistor Q1 and inductor L1, the current withstand capability of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1 can be determined in advance. Then, the smaller of these two values is obtained, and a value smaller than this smaller value is selected as the set current.

S106では、BUCK回路がパワーオンされたとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、インダクタ電流を取得し、インダクタ電流が設定電流に達したとき、第1のスイッチトランジスタのオン時間を特定し、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御することを、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで順次繰り返す。 In S106, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor is controlled to turn on, the inductor current is acquired, and when the inductor current reaches the set current, the on time of the first switch transistor is determined, the off setting time of the first switch transistor is determined according to the on time, the first switch transistor is controlled to turn off, and when the off time of the first switch transistor reaches the off setting time, the first switch transistor is controlled to turn on. This process is repeated sequentially until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage.

具体的に、図2に示すように、BUCK回路がパワーオンにされるとき、まず、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御する。このとき、入力側コンデンサC1は第1のスイッチトランジスタQ1とインダクタL1を介して出力側コンデンサC2に充電する。インダクタ電流がゼロから上昇し続け、インダクタ電流がゼロから設定電流まで上昇したとき、BUCK回路の充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流またはインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値に近づいたことを示しているので、このとき、充電電流が上昇し続けることによる第1のスイッチトランジスタQ1のブレークダウン及びインダクタL1の飽和を避けるように、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御する。それと同時に、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間を取得し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間を決定する。第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされると、インダクタL1はダイオードDによって出力側コンデンサC2に充電し続け、出力側コンデンサC2の両端の電圧が上昇し続け、BUCK回路のインダクタ電流が低下する。第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間がオフ設定時間に達すると、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御する。 Specifically, as shown in Figure 2, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is first controlled to turn on. At this time, the input capacitor C1 charges the output capacitor C2 via the first switch transistor Q1 and inductor L1. The inductor current continues to rise from zero, and when the inductor current rises from zero to the set current, it indicates that the charging current of the BUCK circuit is approaching the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 or the saturation current of the inductor L1. At this time, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off to avoid breakdown of the first switch transistor Q1 and saturation of the inductor L1 due to the continued rise in charging current. Simultaneously, the on time of the first switch transistor Q1 is obtained, and the off setting time of the first switch transistor Q1 is determined according to the on time of the first switch transistor Q1. When the first switch transistor Q1 is turned off, the inductor L1 continues to charge the output capacitor C2 via the diode D, causing the voltage across the output capacitor C2 to continue rising and the inductor current in the BUCK circuit to decrease. When the off time of the first switch transistor Q1 reaches the set off time, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned on again.

第1のスイッチトランジスタQ1が再度オンにされると、インダクタ電流が再度上昇し、インダクタ電流が設定電流に上昇したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに、今回の第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間を特定し、今回のオン時間に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間を決定する。第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が今回の決定されたオフ設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御し、BUCK回路の出力電圧が目標電圧(該目標電圧は入力電圧より小さい)に達するまで、このように繰り返す。このとき、第1のスイッチトランジスタQ1のオンオフは、回路安全性に影響を与える大きな突入電流が発生しなくなり、BUCK回路はステップS106の実行を停止し、正常な制御論理に入ることができる。 When the first switch transistor Q1 is turned on again, the inductor current rises again. When the inductor current reaches the set current, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off. The current on-time of the first switch transistor Q1 is determined, and the off-time of the first switch transistor Q1 is determined according to this on-time. When the off-time of the first switch transistor Q1 reaches the determined off-time, the first switch transistor Q1 is controlled to turn on again. This process is repeated until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage (which is less than the input voltage). At this point, the on/off switching of the first switch transistor Q1 does not generate a large inrush current that would affect circuit safety, and the BUCK circuit can stop executing step S106 and enter normal control logic.

上記の実施例において、BUCK回路における第1のスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流に応じて設定電流を決定し、パワーオン中に、インダクタ電流が設定電流に上昇する時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定して第1のスイッチトランジスタをオフ制御することにより、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 In the above embodiment, the set current is determined according to the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit and the saturation current of the inductor. During power-on, the off-setting time of the first switch transistor is determined according to the time it takes for the inductor current to rise to the set current, and the first switch transistor is controlled to be off. This prevents the inductor current from damaging each element in the circuit, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

いくつかの実施例では、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定するステップは、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップと、オン時間が制御周期以上であるとき、オン時間と制御周期との間の時間差を特定し、制御周期と時間差との間の差をオフ設定時間とするステップと、オン時間が制御周期より小さいとき、制御周期とオン時間との間の差をオフ設定時間とするステップと、を含む。 In some embodiments, the step of determining the off-setting time of the first switch transistor according to the on-time includes: determining the control period of the first switch transistor; identifying the time difference between the on-time and the control period when the on-time is greater than or equal to the control period, and setting the difference between the control period and the time difference as the off-setting time; and setting the difference between the control period and the on-time as the off-setting time when the on-time is less than the control period.

具体的に、第1のスイッチトランジスタQ1の制御周期Tは、実際の状況に応じて予め設定することができる固定値であってもよい。通常、1つの制御周期Tは、第1のスイッチトランジスタQ1のオンとオフの2つの過程を含むべきであるが、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間tは、設定電流及びBUCK回路中のインダクタ、コンデンサの充放電速度に関連するため、パワーオン中に、オン時間tが変わり、制御周期Tより大きくなったり、小さくなったり、或いは等しくなりうる。このため、オン時間tと制御周期Tとの間の大小関係に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間t`を決定し、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ制御を実現する。対応する制御論理を図5に示す。 Specifically, the control period T of the first switch transistor Q1 may be a fixed value that can be preset according to the actual situation. Normally, one control period T should include two processes: turning the first switch transistor Q1 on and turning it off. However, since the on-time t of the first switch transistor Q1 is related to the set current and the charging and discharging rates of the inductor and capacitor in the BUCK circuit, the on-time t changes during power-on, and may become greater than, less than, or equal to the control period T. Therefore, the off-setting time t' of the first switch transistor Q1 is determined according to the relationship between the on-time t and the control period T, thereby realizing off-control of the first switch transistor Q1. The corresponding control logic is shown in Figure 5.

さらに、図6aはスイッチトランジスタ動作と電圧、電流との関係の模式図である。図6aに示すように、BUCK回路がパワーオンされると、まず第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御するとともに、計時を開始する。同時にインダクタL1の電流を取得し、インダクタL1の電流がゼロから上昇し続け、インダクタL1の電流が設定電流に達すると、計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間tを取得し、オン時間tが制御周期T以上であるかどうかを判断する。このとき、オン時間tが制御周期Tより小さいため、オン時間をt`=tに更新することができ、即ちオン時間をそのまま保持し、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間をT-t`とし、同時に第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、計時を開始する。計時時間がオフ設定時間T-t`に達すると、第1のスイッチトランジスタQ1の最初の制御周期が終了する。 Furthermore, Figure 6a is a schematic diagram illustrating the relationship between the operation of the switch transistor and the voltage and current. As shown in Figure 6a, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is first controlled to be ON, and timing begins. Simultaneously, the current of inductor L1 is acquired. As the current of inductor L1 continues to rise from zero and reaches the set current, timing is stopped, the ON time t of the first switch transistor Q1 is acquired, and it is determined whether the ON time t is greater than or equal to the control period T. At this time, since the ON time t is smaller than the control period T, the ON time can be updated to t' = t, that is, the ON time is maintained as is, the OFF setting time of the first switch transistor Q1 is set to T-t', and simultaneously, the first switch transistor Q1 is controlled to be OFF, and timing begins. When the timing time reaches the OFF setting time T-t', the first control period of the first switch transistor Q1 ends.

その後、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御し、計時を開始するとともに、インダクタL1の電流を取得する。得られたインダクタL1の電流が設定電流に達すると、計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間tを取得し、オン時間tが制御周期T以上であるかどうかを判断する。このとき、オン時間tが制御周期T以上であるため、オン時間をt`=t-Tに更新することができ、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間をT-t`として計算し、同時に第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、計時を開始する。計時時間がオフ設定時間T-t`に達すると、第1のスイッチトランジスタQ1の第2の制御周期が終了する。図6aから分かるように、第2の制御周期が終了した後、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するため、制御周期Tを合理的に設定することによってBUCK回路のパワーオンを迅速に完成することができる。 Subsequently, the first switch transistor Q1 is controlled to turn on again, and timing begins, while the current of inductor L1 is acquired. When the acquired current of inductor L1 reaches the set current, timing is stopped, the on-time t of the first switch transistor Q1 is acquired, and it is determined whether the on-time t is greater than or equal to the control period T. At this point, since the on-time t is greater than or equal to the control period T, the on-time can be updated to t' = t - T, the off-setting time of the first switch transistor Q1 is calculated as T - t', and simultaneously, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off, and timing begins. When the timing time reaches the off-setting time T - t', the second control period of the first switch transistor Q1 ends. As can be seen from Figure 6a, since the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage after the second control period ends, the power-on of the BUCK circuit can be completed quickly by rationally setting the control period T.

なお、制御周期Tを大きく設定すると、図6bと図6cに示すような状況が発生する。即ち第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間がまだオフ設定時間に達していないときに、インダクタ電流がゼロに低下してしまう。したがって制御周期Tを合理的に設定することによって、このような状況の発生を減らすことができ、これにより、BUCK回路の高速パワーオンを実現する。 Furthermore, setting a large control period T can lead to situations like those shown in Figures 6b and 6c. Specifically, the inductor current drops to zero before the off-time of the first switch transistor Q1 has reached the set off time. Therefore, by rationally setting the control period T, the occurrence of such situations can be reduced, thereby enabling high-speed power-on of the BUCK circuit.

上記の実施例において、第1のスイッチトランジスタのオン時間と制御周期との間の大小関係に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定することによって、一定の制御周期であるが異なるデューティ比のスイッチトランジスタ制御を実現することができ、且つ該方式はパワーオン中に、BUCK回路の充電電流が各素子に損傷を与えることがなく、BUCK回路の安全性を確保することができる。 In the above embodiment, by determining the off-setting time of the first switch transistor according to the relationship between the on-time and control cycle of the first switch transistor, it is possible to achieve switch transistor control with a constant control cycle but different duty cycles. Furthermore, this method ensures the safety of the BUCK circuit by preventing the charging current of the BUCK circuit from damaging each element during power-on.

いくつかの実施例では、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップは、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御するステップと、インダクタ電流が最大電流値からゼロに低下する第2の時間を特定するステップと、第1の時間と第2の時間との和を制御周期とするステップと、を含む。 In some embodiments, the step of determining the control period of the first switch transistor includes: identifying a first time when the inductor current rises to a maximum current value when the first switch transistor is first turned on, and controlling the first switch transistor to turn off; identifying a second time when the inductor current falls from the maximum current value to zero; and taking the sum of the first time and the second time as the control period.

つまり、第1のスイッチトランジスタの制御周期は固定値に設定するだけでなく、第1のスイッチトランジスタの初回のオンオフに対応する時間に応じて決定してもよい。具体的に、図6dに示すように、BUCK回路がパワーオンされたとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、計時を開始するとともに、インダクタL1の電流を取得する。インダクタL1の電流がゼロから上昇し続け、得られたインダクタL1の電流が最大電流値(即ち設定電流値)に達すると、計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間を取得し、第1の時間とする。同時に第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、計時を開始し、インダクタL1の電流が最大電流値から低下し始め、ゼロに低下すると、計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間を取得し、第2の時間とする。次に、第1の時間と第2の時間の和を制御周期Tとする。 In other words, the control period of the first switch transistor may not only be set to a fixed value, but may also be determined according to the time corresponding to the first on/off cycle of the first switch transistor. Specifically, as shown in Figure 6d, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is controlled to be on, timing begins, and the current of inductor L1 is acquired. As the current of inductor L1 continues to rise from zero, and the acquired current reaches the maximum current value (i.e., the set current value), timing is stopped, the on time of the first switch transistor Q1 is acquired, and this is the first time. Simultaneously, the first switch transistor Q1 is controlled to be off, timing begins, and as the current of inductor L1 begins to decrease from the maximum current value and drops to zero, timing is stopped, the off time of the first switch transistor Q1 is acquired, and this is the second time. Next, the sum of the first time and the second time is defined as the control period T.

その後、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御し、計時を開始するとともに、インダクタL1の電流を取得する。インダクタL1の電流が設定電流に達すると計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間tを取得し、オン時間tが制御周期T以上であるかどうかを判断する。このとき、オン時間tが制御周期Tより小さいため、オン時間をt`=tに更新することができ、即ちオン時間を変えずに、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間をT-t`として計算し、同時に第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、計時を開始する。計時時間がオフ設定時間T-t`に達すると、第1のスイッチトランジスタQ1の第2の制御周期が終了する。後続の制御周期についても、以下同様である。 Subsequently, the first switch transistor Q1 is controlled to turn on again, and timing begins. The current of inductor L1 is also acquired. When the current of inductor L1 reaches the set current, timing is stopped. The on-time t of the first switch transistor Q1 is acquired, and it is determined whether the on-time t is greater than or equal to the control period T. At this point, since the on-time t is less than the control period T, the on-time can be updated to t'=t. That is, without changing the on-time, the off-setting time of the first switch transistor Q1 is calculated as T-t', and simultaneously, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off, and timing begins. When the timing time reaches the off-setting time T-t', the second control period of the first switch transistor Q1 ends. The same procedure is followed for subsequent control periods.

なお、第1のスイッチトランジスタQ1がオンにされたとき、第2の制御周期の入力側コンデンサC2の両端の電圧が最初の制御周期の入力側コンデンサC2の両端の電圧より大きいため、インダクタ電流の計算式di/dt=(VC1-VC2)/L(ここで、VC1は入力側コンデンサC1の両端の電圧であり、Lはインダクタのインダクタンス値である)から分かるように、第2の制御周期のインダクタ電流の上昇速度が最初の制御周期のインダクタ電流上昇速度より小さい。したがって第2の制御周期の第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間は最初の制御周期の第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間より大きい。また、第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされたとき、インダクタ電流の計算式di/dt=(-VC2)/Lから分かるように、第2の制御周期のインダクタ電流の低下速度は最初の制御周期のインダクタ電流低下速度より大きいため、第2の制御周期の第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が最初の制御周期の第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間より小さい。しかし、第2の制御周期の第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間とオフ時間の和は最初の制御周期のオン時間とオフ時間の和と特に差が大きくないため、最初の制御周期の第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間とオフ時間の和を制御周期Tとすることができ、且つ該制御周期Tは、制御周期が大きく設定されすぎることによるパワーオン速度の遅れを回避することができ、これにより、パワーオン制御方法の更なる最適化を実現する。 Furthermore, when the first switch transistor Q1 is turned on, the voltage across the input capacitor C2 in the second control cycle is greater than the voltage across the input capacitor C2 in the first control cycle. As can be seen from the inductor current calculation formula di/dt = (VC1 - VC2) / L (where VC1 is the voltage across the input capacitor C1 and L is the inductance value of the inductor), the rate of increase of the inductor current in the second control cycle is smaller than the rate of increase of the inductor current in the first control cycle. Therefore, the on time of the first switch transistor Q1 in the second control cycle is greater than the on time of the first switch transistor Q1 in the first control cycle. Also, when the first switch transistor Q1 is turned off, as can be seen from the inductor current calculation formula di/dt = (-VC2) / L, the rate of decrease of the inductor current in the second control cycle is greater than the rate of decrease of the inductor current in the first control cycle. Therefore, the off time of the first switch transistor Q1 in the second control cycle is smaller than the off time of the first switch transistor Q1 in the first control cycle. However, since the sum of the on-time and off-time of the first switch transistor Q1 in the second control cycle is not significantly different from the sum of the on-time and off-time of the first control cycle, the control cycle T can be set to the sum of the on-time and off-time of the first switch transistor Q1 in the first control cycle. Furthermore, this control cycle T avoids delays in power-on speed caused by setting the control cycle too large, thereby achieving further optimization of the power-on control method.

これにより、第1のスイッチトランジスタの初回オンオフ時の時間に従って制御周期を設定し、第1のスイッチトランジスタのオン時間と制御周期との間の大小関係に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定することによって、一定の制御周期であるが異なるデューティ比のスイッチトランジスタ制御を実現することができ、且つ該方式はパワーオン中に、BUCK回路の充電電流が各素子に損傷を与えることがなく、BUCK回路の安全性を確保することができ、同時に制御周期を大きく設定しすぎることによるパワーオン速度の遅れを回避することができ、これにより、パワーオン制御方法の更なる最適化を実現する。 This allows for setting the control cycle according to the initial on/off time of the first switch transistor, and determining the off setting time of the first switch transistor according to the relationship between the on time and the control cycle. This enables switch transistor control with a constant control cycle but different duty cycles. Furthermore, this method ensures the safety of the BUCK circuit by preventing damage to individual components from the charging current during power-on, while simultaneously avoiding power-on speed delays caused by setting the control cycle too large. This leads to further optimization of the power-on control method.

他のいくつかの実施例では、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップは、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御するステップと、インダクタ電流が最大電流値からゼロより大きい予め設定された電流閾値に低下する第3の時間を特定するステップと、第1の時間と第3の時間との和を制御周期とするステップと、を含む。 In some other embodiments, the step of determining the control period of the first switch transistor includes: identifying a first time when the first switch transistor is first turned on, during which the inductor current rises to a maximum current value, and controlling the first switch transistor to turn off; identifying a third time when the inductor current falls from the maximum current value to a preset current threshold greater than zero; and taking the sum of the first time and the third time as the control period.

つまり、インダクタ電流がゼロ、又は1つの非ゼロ値に低下したことに応じて制御周期Tを決定することができる。 In other words, the control period T can be determined based on whether the inductor current drops to zero or a single non-zero value.

具体的に、図6eに示すように、BUCK回路がパワーオンされると、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、計時を開始するとともに、インダクタL1の電流を取得する。インダクタL1の電流がゼロから上昇し続け、得られたインダクタL1の電流が最大電流値(即ち設定電流値)に達すると、計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間を取得し、第1の時間とする。同時に第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、計時を開始し、インダクタL1の電流が最大電流値から低下し始め、予め設定された電流閾値に低下すると、計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間を取得し、第3の時間とする。次に、第1の時間と第3の時間の和を制御周期Tとする。 Specifically, as shown in Figure 6e, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is controlled to turn on, timing begins, and the current of inductor L1 is acquired. As the current of inductor L1 continues to rise from zero, and reaches the maximum current value (i.e., the set current value), timing stops, the ON time of the first switch transistor Q1 is acquired, and this is defined as the first time. Simultaneously, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off, timing begins again, and as the current of inductor L1 begins to decrease from the maximum current value and falls to a preset current threshold, timing stops, the OFF time of the first switch transistor Q1 is acquired, and this is defined as the third time. Next, the sum of the first time and the third time is defined as the control period T.

その後、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御し、計時を開始するとともに、インダクタL1の電流を取得する。インダクタL1の電流が設定電流に達すると計時を停止し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間tを取得し、オン時間tが制御周期T以上であるかどうかを判断する。このとき、オン時間tが制御周期Tより小さいため、オン時間をt`=tに更新することができ、即ちオン時間を変えずに、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間をT-t`として計算し、同時に第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、計時を開始する。計時時間がオフ設定時間T-t`に達すると、第1のスイッチトランジスタQ1の第2の制御周期が終了する。後続の制御周期についても、以下同様である。 Subsequently, the first switch transistor Q1 is controlled to turn on again, and timing begins. The current of inductor L1 is also acquired. When the current of inductor L1 reaches the set current, timing is stopped. The on-time t of the first switch transistor Q1 is acquired, and it is determined whether the on-time t is greater than or equal to the control period T. At this point, since the on-time t is less than the control period T, the on-time can be updated to t'=t. That is, without changing the on-time, the off-setting time of the first switch transistor Q1 is calculated as T-t', and simultaneously, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off, and timing begins. When the timing time reaches the off-setting time T-t', the second control period of the first switch transistor Q1 ends. The same procedure is followed for subsequent control periods.

これにより、第1のスイッチトランジスタの初回オンオフ時の時間に従って制御周期を設定し、第1のスイッチトランジスタのオン時間と制御周期との間の大小関係に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定することによって、一定の制御周期であるが異なるデューティ比のスイッチトランジスタ制御を実現することができ、且つ該方式はパワーオン中に、BUCK回路の充電電流が各素子に損傷を与えることがなく、BUCK回路の安全性を確保することができ、同時に制御周期を大きく設定しすぎることによるパワーオン速度の遅れや、或いは小さく設定しすぎることによる第1のスイッチトランジスタの頻繁なオンオフを回避することができ、パワーオン制御方法の更なる最適化を実現する。 This allows for setting the control cycle according to the initial on/off time of the first switch transistor, and determining the off setting time of the first switch transistor according to the relationship between the on time and the control cycle. This enables the control of switch transistors with a constant control cycle but different duty cycles. Furthermore, this method ensures the safety of the BUCK circuit by preventing damage to individual components from the charging current during power-on. Simultaneously, it avoids delays in power-on speed due to setting the control cycle too large, or frequent on/off cycles of the first switch transistor due to setting it too small, thereby achieving further optimization of the power-on control method.

いくつかの実施例では、図3に示すように、BUCK回路におけるフライバック素子が第2のスイッチトランジスタQ2である場合、パワーオン制御方法は、第1のスイッチトランジスタをオンに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオフに制御するステップと、第1のスイッチトランジスタをオフに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオンに制御するステップと、をさらに含む。 In some embodiments, as shown in Figure 3, when the flyback element in the BUCK circuit is the second switch transistor Q2, the power-on control method further includes the steps of: controlling the second switch transistor to turn off when the first switch transistor is turned on, and controlling the second switch transistor to turn on when the first switch transistor is turned off.

具体的に、図3及び図7a-図7eに示すように、BUCK回路がパワーオンされると、まず第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御するとともに、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。このとき、入力側コンデンサC1は第1のスイッチトランジスタQ1とインダクタL1を介して出力側コンデンサC2に充電する。インダクタ電流がゼロから上昇し続け、インダクタ電流がゼロから設定電流まで上昇すると、BUCK回路の充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流またはインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値に近づいたことを示しているので、このとき、充電電流が上昇し続けることによる第1のスイッチトランジスタQ1のブレークダウン及びインダクタL1の飽和を避けるように、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに、第2のスイッチトランジスタQ2をオンに制御する。同時に第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間を取得し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間を決定する。第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされ、第2のスイッチトランジスタQ2がオンにされると、インダクタL1は第2のスイッチトランジスタQ2によって出力側コンデンサC2に充電し続け、出力側コンデンサC2の両端の電圧が上昇し続け、BUCK回路のインダクタ電流が低下し、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間がオフ設定時間に達すると、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御するとともに、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。 Specifically, as shown in Figures 3 and 7a-7e, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is first controlled to turn on, and the second switch transistor Q2 is controlled to turn off. At this time, the input capacitor C1 charges the output capacitor C2 via the first switch transistor Q1 and inductor L1. The inductor current continues to rise from zero, and when the inductor current rises from zero to the set current, it indicates that the charging current of the BUCK circuit is approaching the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 or the saturation current of the inductor L1. At this time, in order to avoid breakdown of the first switch transistor Q1 and saturation of the inductor L1 due to the continued rise in charging current, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off, and the second switch transistor Q2 is controlled to turn on. Simultaneously, the on time of the first switch transistor Q1 is obtained, and the off setting time of the first switch transistor Q1 is determined according to the on time of the first switch transistor Q1. When the first switch transistor Q1 is turned off and the second switch transistor Q2 is turned on, inductor L1 continues to charge the output capacitor C2 via the second switch transistor Q2. As the voltage across the output capacitor C2 continues to rise, the inductor current of the BUCK circuit decreases. When the off time of the first switch transistor Q1 reaches the off-setting time, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned on again, and the second switch transistor Q2 is controlled to be turned off.

第1のスイッチトランジスタQ1が再度オンにされ、第2のスイッチトランジスタQ2が再度オフにされると、インダクタ電流が再度上昇し、インダクタ電流が設定電流に上昇すると、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに、第2のスイッチトランジスタQ2をオンに制御し、同時に今回の第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間を特定し、今回のオン時間に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間を決定する。第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が今回の決定のオフ設定時間に達すると、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御するとともに、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御し、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返す。このとき、第1のスイッチトランジスタQ1のオンオフは、回路安全性に影響を与える大きな突入電流が発生しなくなり、BUCK回路はステップS106の実行を停止し、正常な制御論理に入ることができる。 When the first switch transistor Q1 is turned on again and the second switch transistor Q2 is turned off again, the inductor current rises again. When the inductor current reaches the set current, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off, and the second switch transistor Q2 is controlled to turn on. Simultaneously, the on-time of the first switch transistor Q1 is determined, and the off-time of the first switch transistor Q1 is determined according to this on-time. When the off-time of the first switch transistor Q1 reaches the determined off-time, the first switch transistor Q1 is controlled to turn on again, and the second switch transistor Q2 is controlled to turn off. This process is repeated until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage. At this point, the on/off switching of the first switch transistor Q1 does not generate a large inrush current that would affect circuit safety, and the BUCK circuit can stop executing step S106 and enter normal control logic.

上記の実施例において、BUCK回路における第1のスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流に応じて設定電流を決定し、パワーオン中に、インダクタ電流が設定電流に上昇する時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定して第1のスイッチトランジスタをオフ制御することにより、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 In the above embodiment, the set current is determined according to the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit and the saturation current of the inductor. During power-on, the off-setting time of the first switch transistor is determined according to the time it takes for the inductor current to rise to the set current, and the first switch transistor is controlled to be off. This prevents the inductor current from damaging each element in the circuit, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

いくつかの実施例では、第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、パワーオン制御方法は、インダクタ電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達していない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御するステップをさらに含む。 In some embodiments, when the second switch transistor is on, the power-on control method further includes the step of controlling the second switch transistor to turn off prematurely if the inductor current drops to zero and the off time of the first switch transistor has not reached the off-set time.

具体的に、まず、制御周期Tが予め設定された固定値である場合を例とする。制御周期Tが大きく設定された場合、図7b-図7cに示すように、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間がまだオフ設定時間に達していないときに、インダクタL1が完全に放電され、インダクタ電流がゼロに低下する。このとき、第2のスイッチトランジスタQ2を早期にオフに制御することができる。具体的に実現する際に、第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされると、インダクタL1の電流を取得し、インダクタL1の電流がゼロに低下したとき、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御することができる。制御周期Tが小さく設定された場合、図7aに示すように、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間がオフ設定時間に達したとき、インダクタ電流がちょうどゼロに低下したか、またはまだゼロに低下していない場合、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間の制約に基づいて、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。 Specifically, let's first consider the case where the control period T is a preset fixed value. When the control period T is set to a large value, as shown in Figures 7b-7c, the inductor L1 is completely discharged and the inductor current drops to zero before the off-time of the first switch transistor Q1 has reached the off-setting time. At this time, the second switch transistor Q2 can be controlled to be turned off early. In practical implementation, when the first switch transistor Q1 is turned off, the current of the inductor L1 is acquired, and when the current of the inductor L1 drops to zero, the second switch transistor Q2 can be controlled to be turned off. When the control period T is set to a small value, as shown in Figure 7a, when the off-time of the first switch transistor Q1 reaches the off-setting time, if the inductor current has just dropped to zero or has not yet dropped to zero, the second switch transistor Q2 is controlled to be turned off based on the constraint of the off-setting time of the first switch transistor Q1.

さらに、制御周期Tを、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時にインダクタ電流がゼロに低下する場合に対応した制御周期Tとする場合を例にとる。図7dに示すように、インダクタ電流がゼロに低下したが第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間がオフ設定時間に達していない、という状況は存在しない。このとき、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間の制約に基づいて、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。 Furthermore, let's consider an example where the control period T corresponds to the case where the inductor current drops to zero when the first switch transistor Q1 is turned off. As shown in Figure 7d, there is no situation where the inductor current drops to zero but the off time of the first switch transistor Q1 has not reached the off-set time. In this case, the second switch transistor Q2 is controlled to turn off based on the constraint of the off-set time of the first switch transistor Q1.

さらに、制御周期Tを、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時にインダクタ電流が予め設定された電流閾値に低下する場合に対応した制御周期Tとする場合を例にとる。図7eに示すように、インダクタ電流がゼロに低下したが第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間がオフ設定時間に達していない、という状況は存在しない。このとき、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間の制約に基づいて、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。 Furthermore, let's consider an example where the control period T corresponds to the case where the inductor current drops to a preset current threshold when the first switch transistor Q1 is turned off. As shown in Figure 7e, there is no situation where the inductor current drops to zero but the off time of the first switch transistor Q1 has not reached the off-setting time. In this case, the second switch transistor Q2 is controlled to turn off based on the constraint of the off-setting time of the first switch transistor Q1.

図8は本発明の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御方法のフローチャートである。なお、説明を簡素化するために、以下、主にパワーオン制御方法を図2に示すようなBUCK回路に適用する例として説明する。 Figure 8 is a flowchart of a power-on control method for a BUCK circuit according to one embodiment of the present invention. For the sake of simplicity, the following explanation will primarily describe the power-on control method applied to a BUCK circuit as shown in Figure 2.

図8に示すように、BUCK回路のパワーオン制御方法は、以下のステップを含むことができる。 As shown in Figure 8, the power-on control method for the BUCK circuit may include the following steps:

S202では、BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路中のインダクタの飽和電流を特定する。 In S202, the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit is determined, as well as the saturation current of the inductor in the BUCK circuit.

なお、耐電流とは、第1のスイッチトランジスタQ1が耐えられる最大電流であり、電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流を超えると、第1のスイッチトランジスタQ1がブレークダウンされて破損する。飽和電流とは、インダクタLの飽和に対応する電流であり、即ち電流がインダクタL1の飽和電流を超えると、インダクタL1に飽和現象が発生する。 Note that the current rating refers to the maximum current that the first switch transistor Q1 can withstand. If the current exceeds the current rating of the first switch transistor Q1, it will break down and be damaged. The saturation current is the current corresponding to the saturation of the inductor L. That is, if the current exceeds the saturation current of the inductor L1, a saturation phenomenon occurs in the inductor L1.

S204では、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて電流上昇時間を特定するとともに、電流上昇時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定する。 In S204, the current rise time is determined according to the smaller of the withstand current and the saturation current, and the ON setting time of the first switch transistor is determined according to the current rise time.

具体的に、図2に示すように、BUCK回路がパワーオンにされると、第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされたとき、入力側コンデンサC1と出力側コンデンサC2の影響を受けて、BUCK回路が大きな充電電流(即ちインダクタL1の電流)を発生させ、出力側コンデンサC2に充電する。回路にインダクタL1があるため、BUCK回路の充電電流がゼロから上昇し続ける。ここで、充電電流がゼロから第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流とのうちの小さい方の値に上昇することに対応する時間を電流上昇時間に設定する。該電流上昇時間に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオン設定時間TS1を決定し、第1のスイッチトランジスタQ1の実際のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御して、充電電流が上昇し続けることによる第1のスイッチトランジスタQ1のブレークダウンまたはインダクタL1の飽和を避ける。 Specifically, as shown in Figure 2, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is initially turned on. Influenced by the input capacitor C1 and output capacitor C2, the BUCK circuit generates a large charging current (i.e., the current in inductor L1), charging the output capacitor C2. Because of the inductor L1 in the circuit, the charging current of the BUCK circuit continues to rise from zero. Here, the current rise time is set to the time corresponding to the increase in the charging current from zero to the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. The ON setting time TS1 of the first switch transistor Q1 is determined according to this current rise time. When the actual ON time of the first switch transistor Q1 reaches the ON setting time TS1, the first switch transistor Q1 is controlled to turn OFF to avoid breakdown of the first switch transistor Q1 or saturation of the inductor L1 due to the continuously rising charging current.

なお、第1のスイッチトランジスタQ1とインダクタL1の型番などに基づいて、製品パラメータを調べることで第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流及びインダクタL1の飽和電流を予め求めることができ、両方のうちの小さい方の値を取得し、その後、インダクタ電流の計算式に基づいて、入力側コンデンサC1の両端の電圧及び出力側コンデンサC2の両端の電圧に基づき計算して電流上昇時間を得て、これに基づいて一定の余裕を加えることにより、第1のスイッチトランジスタのオン設定時間TS1を得る。例えば、電流上昇時間は約Imin*L/(VC1-VC2)であり、Iminは両方のうちの小さい方の値であり、Lはインダクタのインダクタンス値であり、VC1は入力側コンデンサC1の両端の電圧であり、VC2は出力側コンデンサC2の両端の電圧であり、初期状態で、VC2が0である。次に、これに基づいて適切に電流上昇時間を短縮してオン設定時間TS1を得る。 Furthermore, by examining the product parameters based on the model numbers of the first switch transistor Q1 and inductor L1, the current withstand capability of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1 can be determined in advance. The smaller of these two values is obtained, and then, based on the inductor current calculation formula, the current rise time is calculated based on the voltage across the input capacitor C1 and the voltage across the output capacitor C2. By adding a certain margin based on this, the on-set time TS1 of the first switch transistor is obtained. For example, the current rise time is approximately Imin * L / (VC1 - VC2), where Imin is the smaller of the two values, L is the inductance value of the inductor, VC1 is the voltage across the input capacitor C1, and VC2 is the voltage across the output capacitor C2. In the initial state, VC2 is 0. Next, the on-set time TS1 is obtained by appropriately shortening the current rise time based on this.

S206では、BUCK回路がパワーオンされたとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、第1のスイッチトランジスタのオン時間がオン設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定したとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御することを、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで順次繰り返す。 In S206, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor is controlled to turn on. When the on time of the first switch transistor reaches the set on time, the first switch transistor is controlled to turn off. When it is determined that the first switch transistor satisfies the preset off condition, the first switch transistor is controlled to turn on. This process is repeated sequentially until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage.

具体的に、図2に示すように、BUCK回路がパワーオンされたとき、まず第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御する。このとき、入力側コンデンサC1は第1のスイッチトランジスタQ1とインダクタL1を介して出力側コンデンサC2に充電し、BUCK回路の充電電流がゼロから上昇し続ける。第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、BUCK回路の充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流またはインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値に近づき、このとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御して、充電電流が上昇し続けることによる第1のスイッチトランジスタQ1のブレークダウン及びインダクタL1の飽和を避ける。 Specifically, as shown in Figure 2, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is first controlled to turn on. At this time, the input capacitor C1 charges the output capacitor C2 via the first switch transistor Q1 and inductor L1, and the charging current of the BUCK circuit continues to rise from zero. When the on time of the first switch transistor Q1 reaches the on-set time TS1, the charging current of the BUCK circuit approaches the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 or the saturation current of the inductor L1. At this point, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off to avoid breakdown of the first switch transistor Q1 and saturation of the inductor L1 due to the continuously rising charging current.

第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされると、インダクタL1はダイオードDによって出力側コンデンサC2に充電し続け、出力側コンデンサC2の両端の電圧が上昇し続け、BUCK回路の充電電流が低下する。第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと、第1のスイッチトランジスタQ1の最初のオンオフ周期が終了する。その後、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、オン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御する。第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと、第1のスイッチトランジスタQ1の第2のオンオフ周期が終了する。BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達する(該目標電圧が入力電圧より小さい)まで、このように繰り返す。このとき、第1のスイッチトランジスタQ1のオンオフは、回路安全性に影響を与える大きな突入電流が発生しなくなり、BUCK回路はステップS206の実行を停止し、正常な制御論理に入ることができる。 When the first switch transistor Q1 is turned off, the inductor L1 continues to charge the output capacitor C2 via the diode D, causing the voltage across the output capacitor C2 to continue rising and the charging current of the BUCK circuit to decrease. When the first switch transistor Q1 satisfies the preset off condition, the first on-off cycle of the first switch transistor Q1 ends. Subsequently, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned on, and when the on time reaches the on-setting time TS1, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off. When the first switch transistor Q1 satisfies the preset off condition, the second on-off cycle of the first switch transistor Q1 ends. This process is repeated until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage (which is less than the input voltage). At this point, the on-off of the first switch transistor Q1 no longer generates a large inrush current that would affect circuit safety, and the BUCK circuit can stop executing step S206 and enter normal control logic.

上記の実施例において、スイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流に応じてオン設定時間を決定し、BUCK回路がパワーオンされたとき、スイッチトランジスタをそのオン時間がオン設定時間に達したときオフにし、予め設定されたオフ条件を満たしたとき再度オンにするように制御し、出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返す。これにより、パワーオン中に、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 In the above embodiment, the on-setting time is determined according to the current withstand capability of the switch transistor and the saturation current of the inductor. When the BUCK circuit is powered on, the switch transistor is controlled to turn off when its on-time reaches the on-setting time, and to turn on again when a preset off condition is met. This process is repeated until the output voltage reaches the target voltage. This effectively ensures the safety of the BUCK circuit during power-on by preventing the inductor current from damaging any elements in the circuit.

いくつかの実施例では、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中にインダクタの電流を取得するステップと、インダクタの電流がゼロに低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む。 In some embodiments, the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition includes the steps of obtaining the current of the inductor during the off period of the first switch transistor, and determining that the first switch transistor satisfies the preset off condition when the current of the inductor drops to zero.

具体的に、図9aに示すように、第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされ、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに、インダクタL1の電流を取得し、インダクタL1の電流がゼロに達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1を再度オンに制御し、第1のオンオフ周期が終了する。後続のオンオフ周期も同様である。 Specifically, as shown in Figure 9a, the first switch transistor Q1 is initially turned on. When the on-time of the first switch transistor Q1 reaches the on-set time TS1, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off, and the current of inductor L1 is acquired. When the current of inductor L1 reaches zero, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned on again, and the first on/off cycle ends. Subsequent on/off cycles proceed similarly.

なお、第2のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1がオンにされると、充電電流がゼロから上昇し続けるが、インダクタ電流の計算式から分かるように、VC2が追加され、インダクタ電流の上昇速度が低下したため、同じオン設定時間TS1でも、インダクタ電流上昇の最大電流が低減する。これにより、充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値を超えないことが保証される。同時に、インダクタ電流の上昇速度が低下し、インダクタL1の蓄電エネルギーが少なくなるため、第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされると、充電電流は迅速にゼロに低下し、図からわかるように、第2のオンオフ周期の第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間は第1のオンオフ周期より明らかに短くなる。後続のオンオフ周期も同様である。 Furthermore, in the second on/off cycle, when the first switch transistor Q1 is turned on, the charging current continues to rise from zero. However, as can be seen from the inductor current calculation formula, the addition of VC2 reduces the rate at which the inductor current rises. Therefore, even with the same on-setting time TS1, the maximum current rise of the inductor current is reduced. This ensures that the charging current does not exceed the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. Simultaneously, because the rate at which the inductor current rises decreases and the stored energy of the inductor L1 decreases, when the first switch transistor Q1 is turned off, the charging current quickly drops to zero. As can be seen from the figure, the off time of the first switch transistor Q1 in the second on/off cycle is clearly shorter than that of the first on/off cycle. The same applies to subsequent on/off cycles.

これにより、第1のスイッチトランジスタの初回のオン期間中に、インダクタ電流が最大電流からゼロに低下する第1の時間に従って第1のスイッチトランジスタをオフに制御することにより、BUCK回路のパワーオン時に、充電電流が第1のスイッチトランジスタの耐電流またはインダクタの飽和電流を超えないようにし、BUCK回路の安全性を確保する。 This ensures the safety of the BUCK circuit by controlling the first switch transistor to turn off according to a first time interval during the first on-period of the first switch transistor, which is the time it takes for the inductor current to decrease from its maximum current to zero. This prevents the charging current from exceeding the current rating of the first switch transistor or the saturation current of the inductor when the BUCK circuit is powered on.

他のいくつかの実施例では、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たしたと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、インダクタの電流を取得するステップと、インダクタの電流が予め設定された電流閾値に低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たしたと決定するステップと、を含む。 In some other embodiments, the step of determining that the first switch transistor has met a preset off condition includes the steps of: obtaining the current of the inductor during the off period of the first switch transistor; and determining that the first switch transistor has met a preset off condition when the current of the inductor drops to a preset current threshold.

なお、予め設定された電流閾値はゼロより大きいある値であるが、該値により後続のオンオフ周期でBUCK回路の充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流を超えるか、またはインダクタL1が飽和することがないように確保する必要がある。具体的に、理論計算またはテストなどにより予め取得することができ、ここで制限しない。 The pre-set current threshold is a value greater than zero, but this value must be used to ensure that the charging current of the BUCK circuit does not exceed the current rating of the first switch transistor Q1 or that the inductor L1 does not saturate during subsequent on/off cycles. Specifically, this value can be obtained in advance through theoretical calculations or tests, and is not limited thereto.

具体的に、図9bに示すように、第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされ、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに、インダクタL1の電流を取得し、同時にインダクタL1の電流を取得し、インダクタL1の電流が予め設定された電流閾値に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、第1のオンオフ周期が終了する。後続のオンオフ周期についても同様である。 Specifically, as shown in Figure 9b, the first switch transistor Q1 is initially turned on. When the on-time of the first switch transistor Q1 reaches the on-setting time TS1, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off, and the current of inductor L1 is acquired. Simultaneously, the current of inductor L1 is acquired, and when the current of inductor L1 reaches a preset current threshold, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned on, ending the first on/off cycle. The same procedure is followed for subsequent on/off cycles.

なお、第2のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1がオンされると、充電電流は予め設定された電流閾値から上昇し続ける。充電電流がゼロから上昇し始めるわけではないが、予め設定された電流閾値が合理的に設定され、第2のオンオフ周期のインダクタ電流の上昇速度が小さくなる場合、同じオン設定時間TS1でも、インダクタ電流上昇の最大電流を第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値より小さくすることができ、第1のスイッチトランジスタQ1がブレークダウンして損傷し、インダクタL1が飽和することがないことが保証される。 Furthermore, when the first switch transistor Q1 is turned on during the second on/off cycle, the charging current continues to rise from a preset current threshold. While the charging current does not start rising from zero, if the preset current threshold is reasonably set and the rate of increase of the inductor current during the second on/off cycle is small, then even with the same on-setting time TS1, the maximum current rise of the inductor current can be made smaller than the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. This ensures that the first switch transistor Q1 does not break down and become damaged, and that the inductor L1 does not saturate.

他のいくつかの実施例では、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタのオフ時間を取得するとともに、第1のスイッチトランジスタのオフ時間が、オン設定時間より大きい第2の設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップを含む。 In some other embodiments, the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition includes obtaining the off time of the first switch transistor and determining that the first switch transistor satisfies the preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches a second set time greater than the on set time.

つまり、予め設定されたオフ条件を第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の設定時間TS2に達したことにすることができる。第2の設定時間TS2はオン設定時間TS1より大きい固定値であり、例えば、第2の設定時間TS2をオン設定時間TS1と比べて大きい値とすることができ、これにより後続の各オンオフ周期の充電電流はいずれも第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値を超えないことが保証される。 In other words, the pre-set off condition can be defined as the off time of the first switch transistor Q1 reaching the second set time TS2. The second set time TS2 is a fixed value greater than the on set time TS1. For example, the second set time TS2 can be set to a value greater than the on set time TS1, thereby ensuring that the charging current for each subsequent on/off cycle does not exceed the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1.

図9cに示すように、第2の設定時間TS2が大きく設定されると、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の設定時間TS2に達していないときに、インダクタL1が完全に放電され、充電電流が0に低下する。次のオンオフ周期が来ると、第1のスイッチトランジスタQ1がオンされ、充電電流がゼロから上昇し続けるが、インダクタ電流の計算式di/dt=(VC1-VC2)/Lからわかるように、VC2が追加され、インダクタ電流の上昇速度が低下するため、同じオン設定時間TS1でも、インダクタ電流が上昇する最大電流は小さくなり、充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値を超えないことが保証される。同時に、インダクタ電流の上昇速度が低下し、インダクタL1の蓄電エネルギーが少なくなるため、第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされると、充電電流が迅速にゼロに低下し、図から分かるように、第2のオンオフ周期中の電流がゼロである時間は増加した。後続のオンオフ周期も同様である。 As shown in Figure 9c, when the second set time TS2 is set to a large value, the inductor L1 is completely discharged and the charging current drops to zero before the off time of the first switch transistor Q1 reaches the second set time TS2. When the next on/off cycle arrives, the first switch transistor Q1 is turned on, and the charging current continues to rise from zero. However, as can be seen from the inductor current calculation formula di/dt = (VC1 - VC2)/L, VC2 is added, and the rate of increase of the inductor current decreases. Therefore, even with the same on set time TS1, the maximum current at which the inductor current rises becomes smaller, and it is guaranteed that the charging current does not exceed the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. Simultaneously, because the rate of increase of the inductor current decreases and the stored energy of the inductor L1 decreases, when the first switch transistor Q1 is turned off, the charging current rapidly drops to zero. As can be seen from the figure, the time during which the current is zero during the second on/off cycle increases. The same applies to subsequent on/off cycles.

これにより、第1のスイッチトランジスタのオン設定時間と比べて大きい固定値を第2の設定時間として、該設定時間に基づいて第1のスイッチトランジスタをオフに制御することにより、BUCK回路のパワーオン時に、充電電流が第1のスイッチトランジスタの耐電流またはインダクタの飽和電流を超えないようにし、BUCK回路の安全性を確保する。 This ensures the safety of the BUCK circuit by setting a second setting time that is larger than the on-setting time of the first switch transistor, and controlling the first switch transistor to be turned off based on this setting time. This prevents the charging current from exceeding the current rating of the first switch transistor or the saturation current of the inductor when the BUCK circuit is powered on.

他のいくつかの実施例では、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタの最初のオン期間中に、インダクタの最大電流を取得するステップと、最大電流がゼロに低下する第1の時間を決定するステップと、第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第1の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む。 In some other embodiments, the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition includes: obtaining the maximum current of the inductor during the first on period of the first switch transistor; determining a first time at which the maximum current drops to zero; and determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches a first time.

具体的に、図9dに示すように、第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされ、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、インダクタL1の電流を取得する。該電流は第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされたときのインダクタL1の最大電流であり、その後、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに、計時を開始する。同時にインダクタL1の電流を取得し、インダクタL1の電流がゼロに達したとき計時を停止し、インダクタL1の電流が最大電流からゼロに低下する時間を取得し、第1の時間T1とする。その後、第2のオンオフ周期に入り、該周期内で、まず第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、オフ時間が第1の時間T1に達したとき、第2のオンオフ周期が終了する。以下同様である。 Specifically, as shown in Figure 9d, the first switch transistor Q1 is initially turned on, and when the on-time of the first switch transistor Q1 reaches the on-set time TS1, the current of inductor L1 is acquired. This current is the maximum current of inductor L1 when the first switch transistor Q1 is initially turned on. Subsequently, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off, and timing begins. Simultaneously, the current of inductor L1 is acquired, and when the current of inductor L1 reaches zero, timing is stopped. The time it takes for the current of inductor L1 to decrease from the maximum current to zero is acquired and defined as the first time T1. Then, the second on-off cycle begins. Within this cycle, the first switch transistor Q1 is first controlled to be turned on, and when the on-time of the first switch transistor Q1 reaches the on-set time TS1, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off. When the off-time reaches the first time T1, the second on-off cycle ends. The process is similar for subsequent cycles.

なお、第2のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1がオンされ、充電電流がゼロから上昇し続けるが、インダクタ電流の計算式からわかるように、VC2が追加され、インダクタ電流の上昇速度が低下したため、同じオン設定時間TS1でも、インダクタ電流上昇の最大電流が低減する。これにより、充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値を超えないことが保証される。同時に、インダクタ電流の上昇速度が低下し、インダクタL1の蓄電エネルギーが少なくなるため、第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされると、充電電流は迅速にゼロに低下し、図から分かるように、第2のオンオフ周期で電流がゼロである時間が増加する。後続のオンオフ周期も同様である。 In the second on/off cycle, the first switch transistor Q1 is turned on, and the charging current continues to rise from zero. However, as can be seen from the inductor current calculation formula, the addition of VC2 reduces the rate at which the inductor current rises. Therefore, even with the same on-setting time TS1, the maximum current rise of the inductor current is reduced. This ensures that the charging current does not exceed the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. Simultaneously, because the rate at which the inductor current rises decreases and the stored energy of the inductor L1 decreases, when the first switch transistor Q1 is turned off, the charging current quickly drops to zero. As can be seen from the figure, the time during which the current is zero in the second on/off cycle increases. The same applies to subsequent on/off cycles.

これにより、第1のスイッチトランジスタの初回のオン期間中に、インダクタ電流が最大電流からゼロに低下する第1の時間に従って第1のスイッチトランジスタをオフに制御することにより、BUCK回路のパワーオン時に、充電電流が第1のスイッチトランジスタの耐電流またはインダクタの飽和電流を超えないようにし、BUCK回路の安全性を確保し、且つ図5cに示すような方式と比べて、BUCK回路のパワーオン時間を短縮し、BUCK回路のパワーオン速度を向上させる。 This ensures that, during the initial on-period of the first switch transistor, the first switch transistor is turned off according to a first time interval during which the inductor current decreases from maximum to zero. This prevents the charging current from exceeding the current rating of the first switch transistor or the saturation current of the inductor when the BUCK circuit is powered on, thereby ensuring the safety of the BUCK circuit. Furthermore, compared to the method shown in Figure 5c, the power-on time of the BUCK circuit is shortened, improving the power-on speed of the BUCK circuit.

他のいくつかの実施例では、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、第1のスイッチトランジスタの最初のオン期間中に、インダクタの最大電流を取得するステップと、最大電流が予め設定された電流閾値に低下する第2の時間を決定するステップと、第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第2の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む。 In some other embodiments, the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition includes: obtaining the maximum current of the inductor during the first on period of the first switch transistor; determining a second time at which the maximum current decreases to a preset current threshold; and determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches the second time.

なお、予め設定された電流閾値はゼロより大きいある値であるが、該値により後続のオンオフ周期でBUCK回路の充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流を超えるか、またはインダクタL1が飽和することがないように確保する必要がある。具体的に、該値を理論計算またはテストなどにより予め取得することができ、ここで制限しない。 The pre-set current threshold is a value greater than zero, but this value must ensure that the charging current of the BUCK circuit does not exceed the current rating of the first switch transistor Q1 or that the inductor L1 does not saturate during subsequent on/off cycles. Specifically, this value can be obtained in advance through theoretical calculations or tests, and is not limited thereto.

具体的に、図5e-図9gに示すように、第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされ、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、インダクタL1の電流を取得する。該電流は第1のスイッチトランジスタQ1が最初にオンにされたときのインダクタL1の最大電流である。その後、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに計時を開始し、インダクタL1の電流を取得する。インダクタL1の電流が予め設定された電流閾値に達したとき計時を停止し、インダクタL1の電流が最大電流から予め設定された電流閾値に低下する時間を取得し、第2の時間T2とする。その後、第2のオンオフ周期に入り、該周期内で、まず第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、オフ時間が第2の時間T2に達したとき、第2のオンオフ周期が終了する。以下同様である。 Specifically, as shown in Figures 5e-9g, the first switch transistor Q1 is initially turned on, and when the on-time of the first switch transistor Q1 reaches the on-setting time TS1, the current of inductor L1 is acquired. This current is the maximum current of inductor L1 when the first switch transistor Q1 is initially turned on. Subsequently, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off, and timing is started, and the current of inductor L1 is acquired. When the current of inductor L1 reaches a preset current threshold, timing is stopped, and the time it takes for the current of inductor L1 to decrease from the maximum current to the preset current threshold is acquired, which is defined as the second time T2. Then, the second on-off cycle begins. Within this cycle, the first switch transistor Q1 is first controlled to be turned on, and when the on-time of the first switch transistor Q1 reaches the on-setting time TS1, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off, and when the off-time reaches the second time T2, the second on-off cycle ends. The process is similar for subsequent cycles.

なお、第2のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1がオンされると、充電電流は予め設定された電流閾値から上昇し続ける。充電電流がゼロから上昇し始めるわけではないが、予め設定された電流閾値が合理的に設定され、第2のオンオフ周期のインダクタ電流の上昇速度が小さくなる場合、同じオン設定時間TS1でも、インダクタ電流上昇の最大電流を第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値より小さくすることができ、第1のスイッチトランジスタQ1がブレークダウンされて損傷し、インダクタL1が飽和することがないことが保証される。 Furthermore, when the first switch transistor Q1 is turned on during the second on/off cycle, the charging current continues to rise from a preset current threshold. While the charging current does not start rising from zero, if the preset current threshold is reasonably set and the rate of increase of the inductor current during the second on/off cycle is small, then even with the same on-setting time TS1, the maximum current rise of the inductor current can be made smaller than the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. This ensures that the first switch transistor Q1 does not break down and become damaged, and that the inductor L1 does not saturate.

さらに、予め設定された電流閾値の設定によっては、それに応じて第2のオンオフ周期の終了時に複数の場合がある。図9eに示すように、第2のオンオフ周期の終了時に、充電電流がちょうどゼロに低下した場合、前述分析からわかるように、電流がゼロから上昇し続けると、充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値より小さいことを確保することができる。図9fに示すように、第2のオンオフ周期が終了したとき、充電電流がすでにゼロに低下している場合、前述分析からわかるように、電流がゼロから上昇し続けると、充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値より小さいことを確保することができる。図9gに示すように、第2のオンオフ周期が終了したとき、充電電流がゼロに低下していないが、該電流が予め設定された電流閾値より低下しているため、第2のオンオフ周期の開始時の分析に基づいて、第3のオンオフ周期の充電電流は第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値より小さくなる。これからわかるように、上記の複数の場合でいずれも第1のスイッチトランジスタQ1の各オンオフ周期で充電電流を第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流とインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値より小さくすることができる。 Furthermore, depending on the preset current threshold setting, there are multiple possible outcomes at the end of the second on/off cycle. As shown in Figure 9e, if the charging current drops to exactly zero at the end of the second on/off cycle, as can be seen from the analysis above, if the current continues to rise from zero, it is possible to ensure that the charging current is less than the smaller of the current withstand voltage of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. As shown in Figure 9f, if the charging current has already dropped to zero when the second on/off cycle ends, as can be seen from the analysis above, if the current continues to rise from zero, it is possible to ensure that the charging current is less than the smaller of the current withstand voltage of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. As shown in Figure 9g, when the second on/off cycle ends, the charging current has not dropped to zero, but since the current has fallen below the preset current threshold, based on the analysis at the start of the second on/off cycle, the charging current for the third on/off cycle will be less than the smaller of the current withstand voltage of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1. As can be seen from the above, in all of the above cases, the charging current can be made smaller than the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1 during each on/off cycle of the first switch transistor Q1.

これにより、第1のスイッチトランジスタの初回のオン期間中に、インダクタ電流が最大電流から予め設定された電流閾値に低下する第2の時間に従って第1のスイッチトランジスタをオフに制御することにより、BUCK回路のパワーオン時に、充電電流が第1のスイッチトランジスタの耐電流またはインダクタの飽和電流を超えないようにし、BUCK回路の安全性を確保することができ、且つ図9c-図9dに示すような方式と比べて、BUCK回路のパワーオン時間を短縮し、BUCK回路のパワーオン速度を向上させる。 This allows the first switch transistor to be turned off according to a second time interval during its initial on-period, when the inductor current decreases from the maximum current to a preset current threshold. This ensures that the charging current does not exceed the current rating of the first switch transistor or the saturation current of the inductor when the BUCK circuit is powered on, thereby ensuring the safety of the BUCK circuit. Furthermore, compared to the method shown in Figures 9c-9d, this method shortens the power-on time of the BUCK circuit and improves its power-on speed.

いくつかの実施例では、図3に示すように、BUCK回路におけるフライバック素子が第2のスイッチトランジスタQ2である場合、パワーオン制御方法は、第1のスイッチトランジスタをオンに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオフに制御するステップと、第1のスイッチトランジスタをオフに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオンに制御するステップと、をさらに含む。 In some embodiments, as shown in Figure 3, when the flyback element in the BUCK circuit is the second switch transistor Q2, the power-on control method further includes the steps of: controlling the second switch transistor to turn off when the first switch transistor is turned on, and controlling the second switch transistor to turn on when the first switch transistor is turned off.

具体的に、図3及び図10a-図10gに示すように、BUCK回路がパワーオンにされると、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御するとともに、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。このとき、入力側コンデンサC1は第1のスイッチトランジスタQ1とインダクタL1を介して出力側コンデンサC2に充電し、BUCK回路の充電電流がゼロから上昇し続ける。第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、BUCK回路の充電電流が第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流またはインダクタL1の飽和電流のうちの小さい方の値に近づいている。このとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御するとともに、第2のスイッチトランジスタQ2をオンに制御し、第2のスイッチトランジスタQ2を介して電流を流し、充電電流が上昇し続けることによる第1のスイッチトランジスタQ1のブレークダウン及びインダクタL1の飽和を避けるようにする。 Specifically, as shown in Figures 3 and 10a-10g, when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor Q1 is controlled to turn on, and the second switch transistor Q2 is controlled to turn off. At this time, the input capacitor C1 charges the output capacitor C2 via the first switch transistor Q1 and inductor L1, and the charging current of the BUCK circuit continues to rise from zero. When the on time of the first switch transistor Q1 reaches the on-set time TS1, the charging current of the BUCK circuit approaches the smaller of the current rating of the first switch transistor Q1 or the saturation current of the inductor L1. At this time, the first switch transistor Q1 is controlled to turn off, and the second switch transistor Q2 is controlled to turn on, allowing current to flow through the second switch transistor Q2 to avoid breakdown of the first switch transistor Q1 and saturation of the inductor L1 due to the continuously rising charging current.

第1のスイッチトランジスタQ1がオフにされ、第2のスイッチトランジスタQ2がオンにされると、インダクタL1は第2のスイッチトランジスタQ2によって出力側コンデンサC2に充電し続け、出力側コンデンサC2の両端の電圧が上昇し続け、BUCK回路の充電電流が低下する。第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと、第1のスイッチトランジスタQ1の最初のオンオフ周期が終了する。その後、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、第2のスイッチトランジスタQ2をオフにする。オン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、第2のスイッチトランジスタQ2がオンにされる。第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと、第1のスイッチトランジスタQ1の第2のオンオフ周期が終了する。BUCK回路の出力電圧が目標電圧(該目標電圧は入力電圧より小さい)に達するまで、このように繰り返す。このとき、第1のスイッチトランジスタQ1と第2のスイッチトランジスタQ2のオンオフは、回路の安全性に影響を与える大きな突入電流が発生しなくなり、BUCK回路はステップS206の実行を停止し、正常な制御論理に入ることができる。 When the first switch transistor Q1 is turned off and the second switch transistor Q2 is turned on, the inductor L1 continues to charge the output capacitor C2 by the second switch transistor Q2, the voltage across the output capacitor C2 continues to rise, and the charging current of the BUCK circuit decreases. When the first switch transistor Q1 satisfies the preset off condition, the first on-off cycle of the first switch transistor Q1 ends. After that, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned on and the second switch transistor Q2 is turned off. When the on time reaches the on-setting time TS1, the first switch transistor Q1 is controlled to be turned off and the second switch transistor Q2 is turned on. When the first switch transistor Q1 satisfies the preset off condition, the second on-off cycle of the first switch transistor Q1 ends. This is repeated until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage (which is less than the input voltage). At this point, the on/off switching of the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2 no longer generates a large inrush current that could affect the safety of the circuit. The BUCK circuit then stops executing step S206 and can enter normal control logic.

上記の実施例において、スイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流に応じてオン設定時間を決定し、BUCK回路がパワーオンにされると、スイッチトランジスタをそのオン時間がオン設定時間に達したときオフにし、予め設定されたオフ条件を満たしたときに再度オンにするように制御し、出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返す。これにより、パワーオン中に、BUCK回路の充電電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 In the above embodiment, the on-setting time is determined according to the current withstand capability of the switch transistor and the saturation current of the inductor. When the BUCK circuit is powered on, the switch transistor is controlled to turn off when its on-time reaches the on-setting time, and to turn on again when a preset off condition is met. This process is repeated until the output voltage reaches the target voltage. This effectively ensures the safety of the BUCK circuit during power-on by preventing the charging current of the BUCK circuit from damaging any elements in the circuit.

いくつかの実施例では、第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、パワーオン制御方法は、インダクタの電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たしていない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御するステップ、をさらに含む。 In some embodiments, when the second switch transistor is on, the power-on control method further includes the step of controlling the second switch transistor to turn off prematurely if the inductor current drops to zero and the first switch transistor does not satisfy a preset off condition.

具体的に、まず、予め設定されたオフ条件が第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の設定時間TS2に達することである場合を例とする。図10cに示すように、第2の設定時間TS2が大きく設定された場合、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の設定時間TS2に達していないときに、インダクタL1が完全に放電され、充電電流がゼロに低下する。このとき、第2のスイッチトランジスタQ2を早期にオフに制御することができる。具体的に実現する際に、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、インダクタL1の電流を取得し始め、インダクタL1の電流がゼロに低下したとき、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。 Specifically, let's first consider the case where the preset off condition is that the off time of the first switch transistor Q1 reaches the second set time TS2. As shown in Figure 10c, when the second set time TS2 is set to a large value, the inductor L1 is completely discharged and the charging current drops to zero before the off time of the first switch transistor Q1 reaches the second set time TS2. At this time, the second switch transistor Q2 can be controlled to be turned off early. In specific implementation, when the on time of the first switch transistor Q1 reaches the on set time TS1, the current of the inductor L1 is acquired, and when the current of the inductor L1 drops to zero, the second switch transistor Q2 is controlled to be turned off.

さらに、予め設定されたオフ条件が第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第1の時間T1に達することである場合を例とする。図10dに示すように、第1のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第1の時間T1に達し、充電電流がちょうどゼロに低下した場合、それに対応して、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。第2のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第1の時間T1に達していないときに、インダクタL1が完全に放電され、充電電流がゼロに低下している場合、このとき、第2のスイッチトランジスタQ2を早期にオフに制御することができる。具体的に実現する際に、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、インダクタL1の電流を取得し始め、インダクタL1の電流がゼロに低下したとき、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御することができる。 Furthermore, let's consider an example where the preset off condition is that the off time of the first switch transistor Q1 reaches the first time T1. As shown in Figure 10d, in the first on/off cycle, when the off time of the first switch transistor Q1 reaches the first time T1 and the charging current drops to exactly zero, the second switch transistor Q2 is controlled to be turned off accordingly. In the second on/off cycle, when the off time of the first switch transistor Q1 has not yet reached the first time T1, if the inductor L1 is completely discharged and the charging current drops to zero, the second switch transistor Q2 can be controlled to be turned off early. Specifically, when the on time of the first switch transistor Q1 reaches the on-setting time TS1, the current of the inductor L1 is acquired, and when the current of the inductor L1 drops to zero, the second switch transistor Q2 can be controlled to be turned off.

さらに、予め設定されたオフ条件が第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の時間T2に達することである場合を例とする。図10e-図10gに示すように、第1のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の時間T2に達しており、充電電流がまだゼロに低下していないが、第2の時間T2の制約で、第2のスイッチトランジスタQ2はオフにされ、次のオンオフ周期のために準備する。後続のオンオフ周期で、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の時間T2に達したが、充電電流がまだゼロに低下していないか、或いは充電電流がちょうどゼロに低下したか、或いは充電電流がすでにゼロに低下しているという複数の場合がある。ゼロに低下していない場合、図10gに示すように、第2の時間T2の制約に基づいて、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御し、ちょうどゼロに低下した場合、図10eに示すように、第2の時間T2の制約に基づいて、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御し、すでにゼロに低下している場合、図10fに示すように、第2のスイッチトランジスタQ2を早期にオフする。具体的に実現する際に、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、インダクタL1の電流を取得し始め、インダクタL1の電流がゼロに低下したとき、第2のスイッチトランジスタQ2をオフに制御する。 Furthermore, let us consider an example where the pre-set off condition is that the off time of the first switch transistor Q1 reaches the second time T2. As shown in Figures 10e-10g, in the first on/off cycle, the off time of the first switch transistor Q1 reaches the second time T2, and the charging current has not yet decreased to zero. However, due to the constraint of the second time T2, the second switch transistor Q2 is turned off and prepared for the next on/off cycle. In the subsequent on/off cycle, the off time of the first switch transistor Q1 reaches the second time T2, but there are several possibilities: the charging current has not yet decreased to zero, the charging current has just decreased to zero, or the charging current has already decreased to zero. If the current has not yet dropped to zero, the second switch transistor Q2 is controlled to turn off based on the constraint of the second time T2, as shown in Figure 10g. If the current has just dropped to zero, the second switch transistor Q2 is controlled to turn off based on the constraint of the second time T2, as shown in Figure 10e. If the current has already dropped to zero, the second switch transistor Q2 is turned off prematurely, as shown in Figure 10f. In specific implementation, when the on time of the first switch transistor Q1 reaches the on-set time TS1, the current of inductor L1 is acquired, and when the current of inductor L1 drops to zero, the second switch transistor Q2 is controlled to turn off.

なお、フライバック素子が第2のスイッチトランジスタであるBUCK回路の場合、フライバック素子がダイオードであるものとの違いは、第2のスイッチトランジスタの制御のみであり、第1のスイッチトランジスタの制御が同様であるため、フライバック素子がダイオードである場合と同じ効果がある。具体的に、前述を参照し、ここで繰り返さない。 Furthermore, in the case of a BUCK circuit where the flyback element is a second switch transistor, the only difference from a circuit where the flyback element is a diode is the control of the second switch transistor; the control of the first switch transistor is the same, thus achieving the same effect as when the flyback element is a diode. See above for specifics; they will not be repeated here.

上記の実施例において、ダイオードの代わりに、第2のスイッチトランジスタを使用し、インダクタの電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達していない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御することにより、後続の機能に影響を与えない上、回路損失を低下させ、これにより、パワーオン制御方法の最適化を実現する。 In the above embodiment, a second switch transistor is used instead of a diode. When the inductor current drops to zero and the off-time of the first switch transistor has not reached the off-set time, the second switch transistor is controlled to turn off early. This prevents impact on subsequent functions, reduces circuit losses, and thereby optimizes the power-on control method.

以上より、本開示の実施例によるBUCK回路のパワーオン制御方法は、BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流を決定する。BUCK回路がパワーオンにされると、第1のスイッチトランジスタをオンに制御して、インダクタ電流を取得し、インダクタ電流が設定電流に達したとき、第1のスイッチトランジスタのオン時間を特定し、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御する。第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達すると、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返す。これによりパワーオン中に、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 Based on the above, the power-on control method for the BUCK circuit according to the embodiment of this disclosure determines the set current according to the smaller of the current-tolerant current of the first switch transistor in the BUCK circuit and the saturation current of the inductor. When the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor is controlled to turn on to acquire the inductor current. When the inductor current reaches the set current, the on time of the first switch transistor is determined, the off-setting time of the first switch transistor is determined according to the on time, and the first switch transistor is controlled to turn off. When the off time of the first switch transistor reaches the off-setting time, the first switch transistor is controlled to turn on, and this is repeated until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage. This prevents the inductor current from damaging each element in the circuit during power-on, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

上記実施例に対応して、本開示の実施例はBUCK回路のコントローラをさらに提供する。 In accordance with the above embodiments, the embodiments of this disclosure further provide a controller for a BUCK circuit.

図11は本開示の一実施例によるBUCK回路のコントローラの構造模式図であり、図11に示すように、該コントローラ130はメモリ131、プロセッサ132及びメモリ131に記憶されてプロセッサ132上で稼働できるBUCK回路のパワーオン制御プログラムを備え、プロセッサ132はBUCK回路のパワーオン制御プログラムを実行する際に、前述のパワーオン制御方法を実現する。 Figure 11 is a schematic diagram of the structure of a BUCK circuit controller according to one embodiment of the present disclosure. As shown in Figure 11, the controller 130 includes a memory 131, a processor 132, and a power-on control program for the BUCK circuit stored in the memory 131 and operable on the processor 132. When the processor 132 executes the power-on control program for the BUCK circuit, it implements the aforementioned power-on control method.

本開示の実施例によるBUCK回路のコントローラは、BUCK回路上で前述のパワーオン制御方法を実現することによって、パワーオン中に、BUCK回路のインダクタ電流をスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流より小さくするようにすることができ、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えることがなく、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 The controller for the BUCK circuit according to the embodiment of this disclosure implements the aforementioned power-on control method on the BUCK circuit, thereby reducing the inductor current of the BUCK circuit to less than the current withstand capability of the switch transistor and the saturation current of the inductor during power-on. This prevents the inductor current from damaging any elements in the circuit, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

上記実施例に対応して、本開示の実施例はコンピュータ可読記憶媒体をさらに提供し、コンピュータ可読記憶媒体にはBUCK回路のパワーオン制御プログラムが記憶され、該BUCK回路のパワーオン制御プログラムがプロセッサによって実行されると、前述のBUCK回路のパワーオン制御方法を実現する。 Corresponding to the above embodiment, the embodiment of this disclosure further provides a computer-readable storage medium in which a power-on control program for the BUCK circuit is stored. When the power-on control program for the BUCK circuit is executed by the processor, the aforementioned power-on control method for the BUCK circuit is realized.

本開示の実施例によるコンピュータ可読記憶媒体は、前述のパワーオン制御方法によって、パワーオン中に、BUCK回路のインダクタ電流をスイッチトランジスタの耐電流とインダクタの飽和電流より小さくするようにすることができ、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えることがなく、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 The computer-readable storage medium according to the embodiments of this disclosure, through the aforementioned power-on control method, can ensure that the inductor current of the BUCK circuit is kept below the current rating of the switch transistor and the saturation current of the inductor during power-on. This prevents the inductor current from damaging any elements in the circuit, effectively ensuring the safety of the BUCK circuit during power-on.

上記実施例に対応して、本開示の実施例はBUCK回路のパワーオン制御装置をさらに提供する。 In accordance with the above embodiment, the embodiment of this disclosure further provides a power-on control device for a BUCK circuit.

図12は本開示の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御装置の構造模式図であり、図12に示すように、該パワーオン制御装置200は、決定モジュール210と制御モジュール220を備える。 Figure 12 is a schematic diagram of the structure of a power-on control device for a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure. As shown in Figure 12, the power-on control device 200 comprises a determination module 210 and a control module 220.

決定モジュール210は、BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路中のインダクタの飽和電流を特定すること、及び耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流を決定することに用いられる。制御モジュール220は、BUCK回路がパワーオンされると、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、インダクタ電流を取得すること、インダクタ電流が設定電流に達したとき、第1のスイッチトランジスタのオン時間を特定し、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定すること、及び第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返すことに用いられる。 The determination module 210 is used to determine the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit, the saturation current of the inductor in the BUCK circuit, and to determine the set current according to the smaller of the current withstand capability and the saturation current. The control module 220 is used to control the first switch transistor to turn on when the BUCK circuit is powered on, to acquire the inductor current, to determine the on-time of the first switch transistor when the inductor current reaches the set current, to determine the off-setting time of the first switch transistor according to the on-time, and to control the first switch transistor to turn off. When the off-time of the first switch transistor reaches the off-setting time, the first switch transistor is controlled to turn on, and this process is repeated until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage.

本開示の一実施例によれば、制御モジュール220は、具体的に、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定すること、オン時間が制御周期以上である場合、オン時間と制御周期との間の時間差を特定し、制御周期と時間差との間の差をオフ設定時間とすること、及びオン時間が制御周期より小さい場合、制御周期とオン時間との間の差をオフ設定時間とすることに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, the control module 220 is specifically used to determine the control period of the first switch transistor, to identify the time difference between the on time and the control period if the on time is greater than or equal to the control period, to set the difference between the control period and the time difference as the off-setting time if the on time is less than the control period, and to set the difference between the control period and the on time as the off-setting time if the on time is less than the control period.

本開示の一実施例によれば、制御モジュール220は、具体的に、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御すること、インダクタ電流が最大電流値からゼロに低下する第2の時間を特定すること、及び第1の時間と第2の時間との和を制御周期とすることに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, the control module 220 is specifically used to determine a first time when the first switch transistor is first turned on, the time at which the inductor current rises to its maximum current value, and to control the first switch transistor to turn off; to determine a second time when the inductor current falls from its maximum current value to zero; and to define the control period as the sum of the first time and the second time.

本開示の一実施例によれば、制御モジュール220は、具体的に、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御すること、インダクタ電流が最大電流値からゼロより大きい予め設定された電流閾値に低下する第3の時間を決定すること、及び第1の時間と第3の時間との和を制御周期とすることに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, the control module 220 is specifically used to determine a first time when the first switch transistor is first turned on, the time at which the inductor current rises to its maximum current value, control the first switch transistor to turn it off, determine a third time at which the inductor current drops from the maximum current value to a preset current threshold greater than zero, and set the sum of the first time and the third time as the control period.

本開示の一実施例によれば、BUCK回路におけるフライバック素子が第2のスイッチトランジスタである場合、制御モジュール220はさらに、第1のスイッチトランジスタをオンに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオフに制御すること、及び第1のスイッチトランジスタをオフに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオンに制御することに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, when the flyback element in the BUCK circuit is a second switch transistor, the control module 220 is further used to control the second switch transistor to be turned off when the first switch transistor is turned on, and to control the second switch transistor to be turned on when the first switch transistor is turned off.

本開示の一実施例によれば、第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、制御モジュール220はさらに、インダクタ電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達していない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御することに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, when the second switch transistor is ON, the control module 220 is further used to control the second switch transistor to turn OFF early if the inductor current drops to zero and the OFF time of the first switch transistor has not reached the OFF setting time.

なお、本開示におけるBUCK回路のパワーオン制御装置の説明については、本開示におけるBUCK回路のパワーオン制御方法の関連説明を参照されたく、具体的なことについて、ここで繰り返さない。 Furthermore, regarding the explanation of the power-on control device for the BUCK circuit in this disclosure, please refer to the related explanation of the power-on control method for the BUCK circuit in this disclosure; specific details will not be repeated here.

本開示の実施例によるパワーオン制御装置は、決定モジュールによってBUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路中のインダクタの飽和電流を特定し、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流を決定する。制御モジュールによって、BUCK回路がパワーオンにされると、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、インダクタ電流を取得する。インダクタ電流が設定電流に達したとき、第1のスイッチトランジスタのオン時間を特定し、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定する。第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返す。これにより、パワーオン中に、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 The power-on control device according to the embodiment of this disclosure uses a determination module to identify the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit and the saturation current of the inductor in the BUCK circuit, and determines a set current according to the smaller of the withstand capability and saturation current. When the BUCK circuit is powered on, the control module controls the first switch transistor to turn on and acquires the inductor current. When the inductor current reaches the set current, the control module identifies the on time of the first switch transistor and determines the off-set time of the first switch transistor according to the on time. The control module controls the first switch transistor to turn off, and when the off time of the first switch transistor reaches the off-set time, it controls the first switch transistor to turn on, repeating this process until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage. This effectively ensures the safety of the BUCK circuit during power-on by preventing the inductor current from damaging the elements in the circuit.

図13は本発明の一実施例によるBUCK回路のパワーオン制御装置の構造模式図であり、図13に示すように、該パワーオン制御装置300は、第1の決定モジュール310、第2の決定モジュール320及び制御モジュール330を備える。 Figure 13 is a schematic diagram of the structure of a power-on control device for a BUCK circuit according to one embodiment of the present invention. As shown in Figure 13, the power-on control device 300 comprises a first decision module 310, a second decision module 320, and a control module 330.

第1の決定モジュール310は、BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、BUCK回路内のインダクタの飽和電流を特定することに用いられる。第2の決定モジュール320は、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて電流上昇時間を特定するとともに、電流上昇時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定することに用いられる。制御モジュール330はBUCK回路がパワーオンにされると、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、第1のスイッチトランジスタのオン時間がオン設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタをオフに制御すること、及び第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定したとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返すことに用いられる。 The first determination module 310 is used to determine the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit and the saturation current of the inductor in the BUCK circuit. The second determination module 320 is used to determine the current rise time according to the smaller of the current withstand capability and saturation current, and to determine the on-set time of the first switch transistor according to the current rise time. The control module 330 is used to control the first switch transistor to turn on when the BUCK circuit is powered on, to turn off the first switch transistor when the on-time of the first switch transistor reaches the on-set time, and to control the first switch transistor to turn on when it is determined that the first switch transistor satisfies a preset off condition, repeating this process until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage.

本発明の一実施例によれば、制御モジュール330は、具体的に、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、インダクタの電流を取得すること、及びインダクタの電流がゼロに低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to one embodiment of the present invention, the control module 330 is specifically used to acquire the inductor current during the off period of the first switch transistor, and to determine that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the inductor current drops to zero.

本発明の他の実施例によれば、制御モジュール330は、具体的に、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、インダクタの電流を取得すること、及びインダクタの電流が予め設定された電流閾値に低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to another embodiment of the present invention, the control module 330 is specifically used to acquire the inductor current during the off period of the first switch transistor, and to determine that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the inductor current drops to a preset current threshold.

本発明の他の実施例によれば、制御モジュール330は、具体的に、第1のスイッチトランジスタのオフ時間を取得するとともに、第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第2の設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられ、第2の設定時間はオン設定時間より大きい。 According to another embodiment of the present invention, the control module 330 is specifically used to acquire the off time of the first switch transistor and to determine that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches a second set time, wherein the second set time is greater than the on set time.

本発明の他の実施例によれば、制御モジュール330は、具体的に、第1のスイッチトランジスタの最初のオン期間中に、インダクタの最大電流を取得すること、最大電流がゼロに低下する第1の時間を特定すること、及び第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第1の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to another embodiment of the present invention, the control module 330 is specifically used to obtain the maximum current of the inductor during the initial on-period of the first switch transistor, to identify a first time at which the maximum current drops to zero, and to determine that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off-period of the first switch transistor reaches a first time.

本発明の他の実施例によれば、制御モジュール330は、具体的に、第1のスイッチトランジスタの最初のオン期間中に、インダクタの最大電流を取得すること、最大電流が予め設定された電流閾値に低下する第2の時間を特定すること、及び第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第2の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to another embodiment of the present invention, the control module 330 is specifically used to obtain the maximum current of the inductor during the initial on-period of the first switch transistor, to identify a second time when the maximum current drops to a preset current threshold, and to determine that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off-period of the first switch transistor reaches the second time.

本発明の一実施例によれば、BUCK回路におけるフライバック素子が第2のスイッチトランジスタである場合、制御モジュール330は、さらに、第1のスイッチトランジスタをオンに制御したとき、第2のスイッチトランジスタをオフに制御すること、及び第1のスイッチトランジスタをオフに制御したとき、第2のスイッチトランジスタをオンに制御することに用いられる。 According to one embodiment of the present invention, when the flyback element in the BUCK circuit is a second switch transistor, the control module 330 is further used to control the second switch transistor to the off state when the first switch transistor is turned on, and to control the second switch transistor to the on state when the first switch transistor is turned off.

本発明の一実施例によれば、第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、制御モジュール330はさらに、インダクタの電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たさない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御することに用いられる。 According to one embodiment of the present invention, when the second switch transistor is on, the control module 330 is further used to control the second switch transistor to turn off early if the inductor current drops to zero and the first switch transistor does not meet a preset off condition.

なお、本願におけるBUCK回路のパワーオン制御装置の説明については、本願におけるBUCK回路のパワーオン制御方法の関連説明を参照されたく、具体的なことについて、ここで繰り返さない。 Regarding the explanation of the power-on control device for the BUCK circuit in this application, please refer to the related explanation of the power-on control method for the BUCK circuit in this application; specific details will not be repeated here.

上記実施例に対応して、本開示の実施例はBUCK回路をさらに提供する。 In accordance with the above embodiments, the embodiments of this disclosure further provide a BUCK circuit.

図14は本開示の一実施例によるBUCK回路の回路図であり、図14に示すように、該BUCK回路100は、入力側コンデンサC1、第1のスイッチトランジスタQ1、フライバック素子XL、インダクタL1、出力側コンデンサC2、出力電圧検出モジュール110、電流検出モジュール120及びコントローラ130を備える。 Figure 14 is a circuit diagram of a BUCK circuit according to one embodiment of the present disclosure. As shown in Figure 14, the BUCK circuit 100 comprises an input capacitor C1, a first switch transistor Q1, a flyback element XL, an inductor L1, an output capacitor C2, an output voltage detection module 110, a current detection module 120, and a controller 130.

第1のスイッチトランジスタQ1の一端は入力側コンデンサC1の一端に接続され、フライバック素子XLの一端は第1のスイッチトランジスタQ1の他端に接続され、フライバック素子XLの他端は入力側コンデンサC1の他端に接続され、インダクタL1の一端は第1のスイッチトランジスタQ1の他端に接続され、出力側コンデンサC2の一端はインダクタL1の他端に接続され、出力側コンデンサC2の他端はフライバック素子XLの他端に接続される。 One end of the first switch transistor Q1 is connected to one end of the input capacitor C1, one end of the flyback element XL is connected to the other end of the first switch transistor Q1, the other end of the flyback element XL is connected to the other end of the input capacitor C1, one end of the inductor L1 is connected to the other end of the first switch transistor Q1, one end of the output capacitor C2 is connected to the other end of the inductor L1, and the other end of the output capacitor C2 is connected to the other end of the flyback element XL.

出力電圧検出モジュール110は、BUCK回路の出力電圧を検出するために使用され、電流検出モジュール120は、インダクタ電流を検出するために使用され、コントローラ130は、第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流を特定するとともに、インダクタL1の飽和電流を特定し、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流を決定するために使用され、コントローラ130はさらに、BUCK回路100がパワーオンされたとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、インダクタ電流ILを取得すること、及びインダクタ電流ILが設定電流に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間を特定し、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオフ設定時間を決定すること、及び第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御し、第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、BUCK回路100の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返すことに用いられる。 The output voltage detection module 110 is used to detect the output voltage of the BUCK circuit, the current detection module 120 is used to detect the inductor current, and the controller 130 is used to determine the current withstand capability of the first switch transistor Q1 and the saturation current of the inductor L1, and to determine the set current according to the smaller of the current withstand capability and saturation current. The controller 130 is further used to control the first switch transistor Q1 to turn on when the BUCK circuit 100 is powered on, to obtain the inductor current IL, to determine the on time of the first switch transistor Q1 when the inductor current IL reaches the set current, to determine the off-set time of the first switch transistor Q1 according to the on time, and to control the first switch transistor Q1 to turn off. When the off time of the first switch transistor reaches the off-set time, the controller controls the first switch transistor Q1 to turn on, and repeats this process until the output voltage of the BUCK circuit 100 reaches the target voltage.

本開示の一実施例によれば、コントローラ130は、具体的に、第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定すること、オン時間が制御周期以上である場合、オン時間と制御周期との間の時間差を特定し、制御周期と時間差との間の差をオフ設定時間とすること、及びオン時間が制御周期より小さい場合、制御周期とオン時間との間の差をオフ設定時間とすることに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, the controller 130 is specifically used to determine the control period of the first switch transistor, to identify the time difference between the on time and the control period if the on time is greater than or equal to the control period, to set the difference between the control period and the time difference as the off-setting time if the on time is less than the control period, and to set the difference between the control period and the on time as the off-setting time if the on time is less than the control period.

本開示の一実施例によれば、コントローラ130は、具体的に、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御すること、インダクタ電流が最大電流値からゼロに低下する第2の時間を特定すること、及び第1の時間と第2の時間との和を制御周期とすることに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, the controller 130 is specifically used to determine a first time when the first switch transistor is first turned on, the time it takes for the inductor current to rise to its maximum current value, and to control the first switch transistor to turn off; to determine a second time when the inductor current falls from its maximum current value to zero; and to define the control period as the sum of the first time and the second time.

本開示の一実施例によれば、コントローラ130は、具体的に、第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、インダクタ電流が最大電流値まで上昇する第1の時間を特定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御すること、及びインダクタ電流が最大電流値からゼロより大きい予め設定された電流閾値に低下する第3の時間を特定すること、及び第1の時間と第3の時間との和を制御周期とすることに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, the controller 130 is specifically used to determine a first time when the first switch transistor is first turned on, the time at which the inductor current rises to its maximum current value, and to control the first switch transistor to turn off; to determine a third time when the inductor current decreases from the maximum current value to a preset current threshold greater than zero; and to define the control period as the sum of the first time and the third time.

本開示の一実施例によれば、BUCK回路におけるフライバック素子が第2のスイッチトランジスタである場合、コントローラ130は、さらに、第1のスイッチトランジスタをオンに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオフに制御すること、及び第1のスイッチトランジスタをオフに制御するとき、第2のスイッチトランジスタをオンに制御することに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, when the flyback element in the BUCK circuit is a second switch transistor, the controller 130 is further used to control the second switch transistor to be turned off when the first switch transistor is turned on, and to control the second switch transistor to be turned on when the first switch transistor is turned off.

本開示の一実施例によれば、第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、コントローラ130はさらに、インダクタ電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達していない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御することに用いられる。 According to one embodiment of this disclosure, when the second switch transistor is ON, the controller 130 is further used to control the second switch transistor to turn OFF early if the inductor current drops to zero and the OFF time of the first switch transistor has not reached the OFF setting time.

図14に示すように、該BUCK回路100は、入力側コンデンサC1、第1のスイッチトランジスタQ1、フライバック素子XL、インダクタL1、出力側コンデンサC2、出力電圧検出モジュール110及びコントローラ120を備える。 As shown in Figure 14, the BUCK circuit 100 comprises an input capacitor C1, a first switch transistor Q1, a flyback element XL, an inductor L1, an output capacitor C2, an output voltage detection module 110, and a controller 120.

第1のスイッチトランジスタQ1の一端は入力側コンデンサC1の一端に接続され、フライバック素子XLの一端は第1のスイッチトランジスタQ1の他端に接続され、フライバック素子XLの他端は入力側コンデンサC1の他端に接続され、インダクタL1の一端は第1のスイッチトランジスタQ1の他端に接続され、出力側コンデンサC2の一端はインダクタL1の他端に接続され、出力側コンデンサC2の他端はフライバック素子XLの他端に接続される。 One end of the first switch transistor Q1 is connected to one end of the input capacitor C1, one end of the flyback element XL is connected to the other end of the first switch transistor Q1, the other end of the flyback element XL is connected to the other end of the input capacitor C1, one end of the inductor L1 is connected to the other end of the first switch transistor Q1, one end of the output capacitor C2 is connected to the other end of the inductor L1, and the other end of the output capacitor C2 is connected to the other end of the flyback element XL.

出力電圧検出モジュール110はBUCK回路100の出力電圧を検出するために使用される。コントローラ120は、BUCK回路100内の第1のスイッチトランジスタQ1の耐電流を特定するとともに、BUCK回路100内のインダクタL1の飽和電流を特定すること、及び耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて電流上昇時間を決定し、電流上昇時間に応じて第1のスイッチトランジスタQ1のオン設定時間TS1を決定することに用いられる。コントローラ120はさらに、BUCK回路100がパワーオンされたとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、第1のスイッチトランジスタQ1のオン時間がオン設定時間TS1に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御すること、及び第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと決定したとき、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御し、BUCK回路100の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返すことに用いられる。 The output voltage detection module 110 is used to detect the output voltage of the BUCK circuit 100. The controller 120 is used to determine the current withstand capability of the first switch transistor Q1 in the BUCK circuit 100, the saturation current of the inductor L1 in the BUCK circuit 100, and to determine the current rise time according to the smaller of the current withstand capability and saturation current. The controller 120 is also used to determine the on-set time TS1 of the first switch transistor Q1 according to the current rise time. Furthermore, the controller 120 controls the first switch transistor Q1 to be on when the BUCK circuit 100 is powered on, to be off when the on-time of the first switch transistor Q1 reaches the on-set time TS1, and to be on when it is determined that the first switch transistor Q1 satisfies a preset off condition. This process is repeated until the output voltage of the BUCK circuit 100 reaches the target voltage.

本発明の一実施例によれば、コントローラ120は、具体的に、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、インダクタの電流を取得すること、及びインダクタの電流がゼロに低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to one embodiment of the present invention, the controller 120 is specifically used to acquire the inductor current during the off period of the first switch transistor, and to determine that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the inductor current drops to zero.

本発明の他の実施例によれば、コントローラ120は、具体的に、第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、インダクタの電流を取得すること、及びインダクタの電流が予め設定された電流閾値に低下したとき、第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to another embodiment of the present invention, the controller 120 is specifically used to acquire the inductor current during the off period of the first switch transistor, and to determine that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the inductor current drops to a preset current threshold.

本発明の他の実施例によれば、コントローラ120は、具体的に、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間を取得し、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられ、第2の設定時間はオン設定時間より大きい。 According to another embodiment of the present invention, the controller 120 is specifically used to acquire the off time of the first switch transistor Q1 and to determine that the first switch transistor Q1 satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor Q1 reaches a second set time, wherein the second set time is greater than the on set time.

本発明の他の実施例によれば、コントローラ120は、具体的に、第1のスイッチトランジスタQ1の初回のオン期間中に、電流検出モジュール130によってインダクタL1の最大電流を取得すること、最大電流がゼロに低下する第1の時間を特定すること、及び第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第1の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to another embodiment of the present invention, the controller 120 is specifically used to obtain the maximum current of the inductor L1 by the current detection module 130 during the initial ON period of the first switch transistor Q1, to identify a first time when the maximum current drops to zero, and to determine that the first switch transistor Q1 satisfies a preset OFF condition when the OFF time of the first switch transistor Q1 reaches a first time.

本発明の他の実施例によれば、コントローラ120は、具体的に、第1のスイッチトランジスタQ1の初回のオン期間中に、電流検出モジュール130によってインダクタの最大電流を取得すること、最大電流が予め設定された電流閾値に低下する第2の時間を特定すること、第1のスイッチトランジスタQ1のオフ時間が第2の時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たすと決定することに用いられる。 According to another embodiment of the present invention, the controller 120 is specifically used to obtain the maximum current of the inductor by the current detection module 130 during the initial on-period of the first switch transistor Q1, to identify a second time when the maximum current decreases to a preset current threshold, and to determine that the first switch transistor Q1 satisfies a preset off condition when the off-time of the first switch transistor Q1 reaches the second time.

本発明の一実施例によれば、BUCK回路内のフライバック素子XLが第2のスイッチトランジスタである場合、コントローラ120はさらに、第1のスイッチトランジスタQ1をオンに制御したとき、第2のスイッチトランジスタをオフに制御すること、及び第1のスイッチトランジスタQ1をオフに制御したとき、第2のスイッチトランジスタをオンに制御することに用いられる。 According to one embodiment of the present invention, when the flyback element XL in the BUCK circuit is a second switch transistor, the controller 120 is further used to control the second switch transistor to the off state when the first switch transistor Q1 is turned on, and to control the second switch transistor to the on state when the first switch transistor Q1 is turned off.

本発明の一実施例によれば、第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、コントローラ120はさらに、インダクタL1の電流がゼロに低下し、且つ第1のスイッチトランジスタQ1が予め設定されたオフ条件を満たさない場合、第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御することに用いられる。 According to one embodiment of the present invention, when the second switch transistor is ON, the controller 120 is further used to control the second switch transistor to turn OFF early if the current of the inductor L1 drops to zero and the first switch transistor Q1 does not satisfy a preset OFF condition.

なお、本開示におけるBUCK回路の説明については、本開示におけるBUCK回路のパワーオン制御方法の関連説明を参照されたく、具体的なことについて、ここで繰り返さない。 For details regarding the BUCK circuit in this disclosure, please refer to the related explanation of the power-on control method for the BUCK circuit in this disclosure; specific details will not be repeated here.

本開示の実施例によるBUCK回路によれば、コントローラは、第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、インダクタの飽和電流を特定し、耐電流と飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流を決定する。BUCK回路がパワーオンにされたとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、インダクタ電流を取得する。インダクタ電流が設定電流に達したとき、第1のスイッチトランジスタのオン時間を特定し、オン時間に応じて第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定し、第1のスイッチトランジスタをオフに制御する。第1のスイッチトランジスタのオフ時間がオフ設定時間に達したとき、第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、このように繰り返す。これにより、パワーオン中に、インダクタ電流が回路内の各素子に損傷を与えないようにし、パワーオン時のBUCK回路の安全性を効果的に確保する。 According to the BUCK circuit of the embodiment of this disclosure, the controller identifies the current withstand capability of the first switch transistor and the saturation current of the inductor, and determines the set current according to the smaller of the two values. When the BUCK circuit is powered on, the controller controls the first switch transistor to be ON and acquires the inductor current. When the inductor current reaches the set current, the controller identifies the ON time of the first switch transistor, determines the OFF set time of the first switch transistor according to the ON time, and controls the first switch transistor to be OFF. When the OFF time of the first switch transistor reaches the OFF set time, the controller controls the first switch transistor to be ON, and this is repeated until the output voltage of the BUCK circuit reaches the target voltage. This effectively ensures the safety of the BUCK circuit during power-on by preventing the inductor current from damaging each element in the circuit.

なお、フローチャートに示されまたはここで他の方式で説明される論理及び/又はステップは、例えば、論理機能を実現するための実行可能命令の秩序のあるリストと考えられることができ、任意のコンピュータ可読媒体に具体的に実現されることが可能であり、命令実行システム、装置または機器(例えばコンピュータに基づくシステムは、プロセッサを含むシステムまたは命令実行システム、装置または機器から命令を読み出して命令を実行するシステム)に使用され、またはこれらの命令実行システム、装置または機器と組み合わせて使用する。本明細書にとって、「コンピュータ可読媒体」は、プログラムを包含、記憶、通信、伝播または伝送して、命令実行システム、装置または機器またはこれらの命令実行システム、装置または機器と組み合わせて使用することができる任意の装置であってもよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例(非網羅的リスト)は、1つまたは複数の配線を有する電気的接続部(電子装置)、ポータブルコンピュータディスクカートリッジ(磁気装置)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み取り専用メモリ(ROM)、消去可能な編集可能な読み取り専用メモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、光ファイバ装置、及びポータブルディスク読み取り専用メモリ(CDROM)を含む。また、コンピュータ可読媒体は、ひいては、前記プログラムを印刷する紙または他の適切な媒体であってもよく、例えば紙または他の適切な媒体を光学的にスキャンし、その後、編集、解釈または必要に応じて他の適切な方式で処理することによって電子方式で前記プログラムを取得し、次に、コンピュータメモリ内に記憶される。 Furthermore, the logic and/or steps shown in the flowchart or otherwise described herein can be thought of, for example, as an ordered list of executable instructions for realizing a logical function, which can be concretely realized on any computer-readable medium and used in or in combination with instruction execution systems, devices or equipment (for example, computer-based systems, which include a processor or a system that reads instructions from an instruction execution system, device or equipment and executes those instructions). For the purposes of this specification, “computer-readable medium” may be any device that contains, stores, communicates, propagates or transmits a program and can be used in combination with an instruction execution system, device or equipment or such instruction execution systems, devices or equipment. More specific examples of computer-readable mediums (a non-exclusive list) include electrical connections having one or more wires (electronic devices), portable computer disk cartridges (magnetic devices), random access memory (RAM), read-only memory (ROM), erasable and editable read-only memory (EPROM or flash memory), optical fiber devices, and portable disk read-only memory (CDROM). Furthermore, the computer-readable medium may, by extension, be paper or other suitable medium on which the program is printed. For example, the program may be acquired electronically by optically scanning paper or other suitable medium, and then editing, interpreting, or processing it in any other suitable manner as necessary, and then stored in computer memory.

理解すべき点として、本開示の各部分はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせで実現することができる。上記実施形態において、複数のステップまたは方法はメモリ内に記憶されて且つ適切な命令実行システムにより実行されるソフトウェアまたはファームウェアで実現することができる。ハードウェアで実現すると、他の実施形態と同様で、データ信号に対して論理機能を実現するための論理ゲート回路を有する離散論理回路、適切な組み合わせ論理ゲート回路を有する専用集積回路、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などの当該分野で公知の技術のうちのいずれかまたはそれらの組み合わせで実現することができる。 It should be understood that each part of this disclosure can be implemented in hardware, software, firmware, or a combination thereof. In the embodiments described above, multiple steps or methods can be implemented in software or firmware stored in memory and executed by an appropriate instruction execution system. When implemented in hardware, as in other embodiments, it can be implemented in any or a combination of technologies known in the art, such as discrete logic circuits having logic gate circuits for implementing logic functions for data signals, dedicated integrated circuits having appropriate combinational logic gate circuits, programmable gate arrays (PGAs), and field-programmable gate arrays (FPGAs).

本明細書の説明では、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体例」、または「いくつかの例」等は、該実施例または例を組み合わせて説明する具体的な特徴、構造、材料または特色が本開示の少なくとも1つの実施例または例に含まれることを意味している。本明細書では、上記用語の例示的な叙述は必ずしも同じ実施例または例を指すものではない。また、説明する具体的な特徴、構造、材料または特色は任意の1つまたは複数の実施例または例において適切な方式で結合することができる。 In this specification, the terms "one embodiment," "several embodiments," "examples," "specific examples," or "several examples" mean that the specific features, structures, materials, or characteristics described in combination with such embodiments or examples are included in at least one embodiment or example of this disclosure. In this specification, the exemplary descriptions of the above terms do not necessarily refer to the same embodiment or example. Furthermore, the specific features, structures, materials, or characteristics described can be appropriately combined in any one or more embodiments or examples.

また、「第1」、「第2」という用語は、説明のためだけに使用され、相対的な重要性を明示又は暗示するかあるいは示される技術的特徴の数を示唆するものとして理解できない。したがって、「第1」、「第2」によって限定される特徴は、少なくとも1つの当該特徴を明示的又は暗黙的に含むことができる。本開示の説明において、「複数」とは、特に限定されていない限り、少なくとも2つ、例えば2つ、3つなどを意味する。 Furthermore, the terms “first” and “second” are used solely for descriptive purposes and should not be understood as indicating the number of technical features of relative importance, either explicitly or implicitly. Therefore, features limited by “first” and “second” may explicitly or implicitly include at least one such feature. In this disclosure, “multiple” means at least two, for example, two, three, etc., unless otherwise specified.

本開示において、「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語は、特に規定および限定する場合を除き、広義に理解されるべきであり、例えば、固定して接続されていてもよく、取り外し可能に接続されていてもよく、または一体化されていてもよいし、機械的に接続されていてもよいし、電気的に接続されてもよいし、直接接続されていてもよく、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよく、2つの要素の内部の連通又は2つの要素の相互作用関係であってもよい。特に明確な制限がない限り、当業者であれば、本開示における上記の用語の具体的な意味は、状況に応じて理解され得る。 In this disclosure, terms such as “attachment,” “connection,” “connection,” and “fixing” should be understood broadly unless otherwise specified and limited. For example, they may refer to fixed connections, detachable connections, integrated connections, mechanical connections, electrical connections, direct connections, indirect connections via an intermediate medium, internal communication between two elements, or interaction relationships between two elements. Unless otherwise explicitly limited, the specific meaning of these terms in this disclosure can be understood by those skilled in the art, depending on the context.

本開示の実施例を示して記述したが、上記実施例は例示的なものであり、本開示を限定するためのものとして理解することはできない。当業者であれば、本開示の範囲で上記実施例について様々な変化、修正、置換および変形が可能であることが理解できる。 Although examples of the present disclosure have been described, these examples are illustrative and should not be understood as limiting the disclosure. Those skilled in the art will understand that various changes, modifications, substitutions, and variations are possible within the scope of the present disclosure.

Claims (17)

BUCK回路のパワーオン制御方法であって、
前記BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、前記BUCK回路内のインダクタの飽和電流を特定するステップと、
前記耐電流と前記飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と電流上昇時間を決定するステップと、
前記電流上昇時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定するステップと、
前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるステップと、を含む
ことを特徴とするBUCK回路のパワーオン制御方法。
A method for controlling the power-on of a BUCK circuit,
The steps include: determining the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit and determining the saturation current of the inductor in the BUCK circuit;
The steps include determining the set current and current rise time according to the smaller of the withstand current and the saturation current,
The steps include determining the ON setting time of the first switch transistor according to the current rise time,
A power-on control method for a BUCK circuit, characterized by including the step of switching the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current, or switching the state of the first switch transistor according to the on time of the first switch transistor and the on-set time, until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage when the BUCK circuit is powered on.
インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるステップは、
前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、インダクタ電流を取得し、前記インダクタ電流が前記設定電流に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間を特定し、前記オン時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定し、前記第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、前記第1のスイッチトランジスタのオフ時間が前記オフ設定時間に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御することを、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで順次繰り返すステップを含む
ことを特徴とする請求項1に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of switching the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current is:
A power-on control method for a BUCK circuit according to claim 1, characterized in that when the BUCK circuit is powered on, the first switch transistor is controlled to turn on, an inductor current is obtained, when the inductor current reaches the set current, the on time of the first switch transistor is determined, the off setting time of the first switch transistor is determined according to the on time, the first switch transistor is controlled to turn off, and when the off time of the first switch transistor reaches the off setting time, the first switch transistor is controlled to turn on, and this process is repeated sequentially until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage.
前記オン時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオフ設定時間を決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップと、
前記オン時間が前記制御周期以上であるとき、前記オン時間と前記制御周期との間の時間差を特定し、前記制御周期と前記時間差との間の差を前記オフ設定時間とするステップと、
前記オン時間が前記制御周期より小さいとき、前記制御周期と前記オン時間との間の差を前記オフ設定時間とするステップと、を含む
ことを特徴とする請求項2に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining the off setting time of the first switch transistor according to the on time is:
The steps include determining the control period of the first switch transistor,
When the ON time is equal to or greater than the control cycle, the time difference between the ON time and the control cycle is identified, and the difference between the control cycle and the time difference is set to the OFF setting time.
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 2, characterized by including the step of setting the difference between the control period and the on time to the off setting time when the on time is smaller than the control period.
前記第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、前記インダクタ電流が最大電流値に上昇する第1の時間を特定し、前記第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、前記インダクタ電流が前記最大電流値からゼロに低下する第2の時間を特定するステップと、
前記第1の時間と前記第2の時間の和を前記制御周期とするステップと、を含む
ことを特徴とする請求項3に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining the control period of the first switch transistor is:
The steps include: identifying a first time when the first switch transistor is first turned on, the inductor current rising to its maximum current value, controlling the first switch transistor to turn off, and identifying a second time when the inductor current falling from the maximum current value to zero;
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 3, characterized by including the step of setting the control period to be the sum of the first time and the second time.
前記第1のスイッチトランジスタの制御周期を決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタが最初にオンにされたとき、前記インダクタ電流が最大電流値に上昇する第1の時間を特定し、前記第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、前記インダクタ電流が前記最大電流値からゼロより大きい予め設定された電流閾値に低下する第3の時間を特定するステップと、
前記第1の時間と前記第3の時間の和を前記制御周期とするステップと、を含む
ことを特徴とする請求項3に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining the control period of the first switch transistor is:
The steps include: identifying a first time when the first switch transistor is first turned on, the inductor current rising to a maximum current value, controlling the first switch transistor to turn off, and identifying a third time when the inductor current drops from the maximum current value to a preset current threshold greater than zero;
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 3, characterized by including the step of setting the control period to be the sum of the first time and the third time.
前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるステップは、
前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御し、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間が前記オン設定時間に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタをオフに制御し、前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定したとき、前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御することを、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで順次繰り返すステップを含む
ことを特徴とする請求項1に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of switching the state of the first switch transistor according to the on time of the first switch transistor and the on-setting time is:
A power-on control method for a BUCK circuit according to claim 1, characterized in that it includes the step of controlling the first switch transistor to turn on when the BUCK circuit is powered on, controlling the first switch transistor to turn off when the on time of the first switch transistor reaches the on-set time, and controlling the first switch transistor to turn on when it is determined that the first switch transistor satisfies a preset off condition, and repeating this sequentially until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage.
前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、前記インダクタの電流を取得するステップと、
前記インダクタの電流がゼロに低下したとき、前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む
ことを特徴とする請求項6に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition is:
The steps include obtaining the current of the inductor during the off period of the first switch transistor,
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 6, comprising the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the current of the inductor drops to zero.
前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタのオフ期間中に、前記インダクタの電流を取得するステップと、
前記インダクタの電流が予め設定された電流閾値に低下したとき、前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む
ことを特徴とする請求項6に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition is:
The steps include obtaining the current of the inductor during the off period of the first switch transistor,
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 6, comprising the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the current of the inductor drops to a preset current threshold.
前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタのオフ時間を取得し、前記第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第2の設定時間に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップを含み、前記第2の設定時間は前記オン設定時間より大きい
ことを特徴とする請求項6に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition is:
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 6, comprising the step of obtaining the off time of the first switch transistor, and determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches a second set time, wherein the second set time is greater than the on set time.
前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタの初回のオン期間中に、前記インダクタの最大電流を取得するステップと、
前記最大電流がゼロに低下する第1の時間を特定するステップと、
前記第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第1の時間に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む
ことを特徴とする請求項6に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition is:
The steps include obtaining the maximum current of the inductor during the initial ON period of the first switch transistor,
A step of identifying a first time in which the maximum current decreases to zero,
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 6, comprising the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches a first time.
前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップは、
前記第1のスイッチトランジスタの初回のオン期間中に、前記インダクタの最大電流を取得するステップと、
前記最大電流が予め設定された電流閾値に低下する第2の時間を特定するステップと、
前記第1のスイッチトランジスタのオフ時間が第2の時間に達したとき、前記第1のスイッチトランジスタが予め設定されたオフ条件を満たすと決定するステップと、を含む
ことを特徴とする請求項6に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
The step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition is:
The steps include obtaining the maximum current of the inductor during the initial ON period of the first switch transistor,
A step of identifying a second time at which the maximum current decreases to a preset current threshold,
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 6, comprising the step of determining that the first switch transistor satisfies a preset off condition when the off time of the first switch transistor reaches a second time.
前記BUCK回路内のフライバック素子が第2のスイッチトランジスタである場合、前記BUCK回路のパワーオン制御方法は、
前記第1のスイッチトランジスタをオンに制御するとき、前記第2のスイッチトランジスタをオフに制御するステップと、
前記第1のスイッチトランジスタをオフに制御するとき、前記第2のスイッチトランジスタをオンに制御するステップと、をさらに含む
ことを特徴とする請求項に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
When the flyback element in the BUCK circuit is a second switch transistor, the power-on control method for the BUCK circuit is:
When the first switch transistor is controlled to turn on, the second switch transistor is controlled to turn off,
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 2 , further comprising the step of controlling the second switch transistor to turn on when controlling the first switch transistor to turn off.
前記第2のスイッチトランジスタがオンであるとき、前記BUCK回路のパワーオン制御方法は、
前記インダクタ電流がゼロに低下し、且つ前記第1のスイッチトランジスタのオフ時間が前記オフ設定時間に達していない場合、前記第2のスイッチトランジスタを早期にオフに制御するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項12に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法。
When the second switch transistor is on, the power-on control method for the BUCK circuit is as follows:
The power-on control method for a BUCK circuit according to claim 12, further comprising the step of controlling the second switch transistor to turn off early if the inductor current drops to zero and the off time of the first switch transistor has not reached the off-setting time.
メモリと、プロセッサと、メモリに記憶されてプロセッサ上で稼働できるBUCK回路のパワーオン制御プログラムとを備え、前記プロセッサが前記BUCK回路のパワーオン制御プログラムを実行する際に、請求項1~13のいずれか1項に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法を実現する
ことを特徴とするBUCK回路のコントローラ。
A controller for a BUCK circuit, comprising memory, a processor, and a BUCK circuit power-on control program stored in memory and operable on the processor, wherein when the processor executes the BUCK circuit power-on control program, it implements the BUCK circuit power-on control method described in any one of claims 1 to 13.
コンピュータ可読記憶媒体であって、BUCK回路のパワーオン制御プログラムが記憶され、該BUCK回路のパワーオン制御プログラムがプロセッサによって実行される際に、請求項1~13のいずれか1項に記載のBUCK回路のパワーオン制御方法が実現される
ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
A computer-readable storage medium characterized in that it stores a power-on control program for a BUCK circuit, and when the power-on control program for the BUCK circuit is executed by a processor, the power-on control method for the BUCK circuit described in any one of claims 1 to 13 is realized.
BUCK回路のパワーオン制御装置であって、
前記BUCK回路内の第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、前記BUCK回路内のインダクタの飽和電流を特定し、前記耐電流と前記飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と電流上昇時間を決定し、前記電流上昇時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定するための決定モジュールと、
前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるための制御モジュールと、を備える
ことを特徴とするBUCK回路のパワーオン制御装置。
A power-on control device for a BUCK circuit,
A determination module for determining the current withstand capability of the first switch transistor in the BUCK circuit, determining the saturation current of the inductor in the BUCK circuit, determining the set current and current rise time according to the smaller of the current withstand capability and the saturation current, and determining the ON setting time of the first switch transistor according to the current rise time,
A power-on control device for a BUCK circuit, comprising: a control module for switching the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current, or for switching the state of the first switch transistor according to the on time of the first switch transistor and the on-set time, until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage when the BUCK circuit is powered on.
BUCK回路であって、
入力側コンデンサと、
一端は前記入力側コンデンサの一端に接続される第1のスイッチトランジスタと、
一端は前記第1のスイッチトランジスタの他端に接続され、他端は前記入力側コンデンサの他端に接続されるフライバック素子と、
一端は前記第1のスイッチトランジスタの他端に接続されるインダクタと、
一端は前記インダクタの他端に接続され、他端は前記フライバック素子の他端に接続される出力側コンデンサと、
前記BUCK回路の出力電圧を検出するための出力電圧検出モジュールと、
インダクタ電流を検出するための電流検出モジュールと、
前記第1のスイッチトランジスタの耐電流を特定するとともに、前記インダクタの飽和電流を特定し、前記耐電流と前記飽和電流のうちの小さい方の値に応じて設定電流と電流上昇時間を決定し、前記電流上昇時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタのオン設定時間を決定するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラはさらに、前記BUCK回路がパワーオンされたとき、前記BUCK回路の出力電圧が目標電圧に達するまで、インダクタ電流と前記設定電流に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるか、又は、前記第1のスイッチトランジスタのオン時間と前記オン設定時間に応じて前記第1のスイッチトランジスタの状態を切り替えるために使用される
ことを特徴とするBUCK回路。
It is a BUCK circuit,
Input capacitor and
One end of the first switch transistor is connected to one end of the input capacitor,
A flyback element is provided, with one end connected to the other end of the first switch transistor and the other end connected to the other end of the input capacitor.
One end is connected to an inductor that is connected to the other end of the first switch transistor,
An output capacitor, one end of which is connected to the other end of the inductor and the other end of which is connected to the other end of the flyback element,
An output voltage detection module for detecting the output voltage of the aforementioned BUCK circuit,
A current detection module for detecting inductor current,
The system includes a controller for determining the current withstand capability of the first switch transistor, determining the saturation current of the inductor, determining the set current and current rise time according to the smaller of the current withstand capability and the saturation current, and determining the ON setting time of the first switch transistor according to the current rise time.
The controller is further used to switch the state of the first switch transistor according to the inductor current and the set current, or according to the on time of the first switch transistor and the on-set time, when the BUCK circuit is powered on, until the output voltage of the BUCK circuit reaches a target voltage.
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