本实用新型涉及dc-dc(directcurrent-directcurrentconverter，电压变换器)变换器的制造技术领域，具体涉及一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器。
背景技术：
buck电路作为一种常用的dc-dc变换器，其峰值电流控制方法已得到广泛使用，如图1显示了峰值电流型的buck(降压式变换电路)变换器控制框图。vout为变换器输出电压，连接到误差放大器的反相输入端，通过与基准电压进行比较输出误差放大信号verror，然后与电流采用信号vsense经过pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)比较器，最终输出占空比为d的pwm波。峰值电流型控制方法是一种双环控制系统，不仅能够输出稳定的电压，它还能够时刻校正输入电压偏差，而不会影响误差放大器的动态性能；同时能够实时检测开关管电流，防止其因过流失效。
对于目前已有的峰值型控制芯片，其最大占空比往往不能达到100％,一般最大95％，同时因为最小死区时间的限制(由定时电容的大小确定)，实际工作最大占空比约为90％或者更小。而实际却有这方面的相关需求，例如当输入电压范围较宽时，为了减少开关损耗和输出电压纹波，在较低输入电压时，此时需要输出100％占空比的pwm波，因此，如何实现输出100％占空比的pwm波已成为本领域技术亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器，用于的解决现有的dc-dc变换器不能输出100％占空比的pwm波的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器，包括控制ic(控制芯片)和变换电路，控制ic的output脚(控制ic的输出端)与变换电路连接，还包括输入端与控制ic的comp脚(控制ic内部误差放大器的输出端)连接、输出端与控制ic的rt/ct脚(控制ic的守时端，锯齿波振动器外接守时电容c和守时电阻r的公共端)连接的占空比控制电路，占空比控制电路用于将来自comp脚的控制ic的输出电压与预设的电压阈值进行比较，当控制ic的输出电压高于电压阈值时，输出低电平给控制ic的rt/ct脚，进而使控制ic持续输出高电平给变换电路，以使变换电路输出100％占空比的pwm波形。
优选的，占空比控制电路包括电压阈值生成电路、比较电路以及开关电路，电压阈值生成电路的输入端与控制ic的vref脚(控制ic的基准电压输出端)连接，电压阈值生成电路的输入端与比较电路的第一输入端连接，比较电路的第二输入端与控制ic的comp脚连接，比较电路的输出端与开关电路的输入端连接，开关电路的输出端与控制ic的rt/ct脚连接，控制ic的vref脚输出的基准电压流经电压阈值生成电路，经电压阈值生成电路分流生成电压阈值后流入至比较电路中，比较电路将控制ic的comp脚输送来的输出电压与电压阈值进行比较，当控制ic的输出电压高于电压阈值时，输出高电平给开关电路，开关电路将高电平转换为低电平输入给控制ic的rt/ct脚。
优选的，电压阈值生成电路包括：第一电阻r1和第一rc并联电路，第一电阻r1的第一端与控制ic的vref脚连接，第二端与第一rc并联电路的输入端和比较电路的第一输入端连接，第一rc并联电路的输入端接地。
优选的，比较电路包括第二电阻r2、第二rc并联电路以及第一比较器u1，第二电阻r2的第一端与控制ic的comp脚连接，第二电阻r2的第二端分别与第二rc并联电路的输入端、比较电路的正输入端连接，第二rc并联电路的输出端接地，第一比较器u1的负输入端与第一电阻r1的第二端连接，第一比较器u1的输出端与开关电路的输入端连接。
优选的，开关电路包括第三电阻r3、第三rc并联电路、npn三极管q1(由两块n型半导体中间夹着一块p型半导体所组成的三极管)以及第四电阻r4，第三电阻r3的第一端与第一比较器u1的输出端连接，第三电阻r3的第二端与分别与第三rc并联电路的输入端、npn三极管q1的基极连接，npn三极管q1的发射极还与第三rc并联电路输出端连接，第三rc并联电路输出端还接地，npn三极管q1的集电极还通过第四电阻r4与控制ic的rt/ct脚连接。
优选的，还包括解锁电路，解锁电路包括第二比较器u2、第四rc并联电路、第五rc并联电路以及第五电阻r5、第六电阻r6以及第七电阻r7，控制ic的vref脚与第五电阻r5的第一端连接，第五电阻r5的第二端分别与第四rc并联电路的输入端、第二比较器u2的负输入端连接，第四rc并联电路的输出端接地，控制ic的output脚与第六电阻r6的第一端连接，第六电阻r6的第二端分别与第五rc并联电路的输入端、第二比较器u2的正输入端连接，第五rc并联电路的输出端接地，第二比较器u2的输出端还分别与第三电阻r3的第一端、第七电阻r7的第一端连接，第七电阻r7的第二端接地。
优选的，变换电路为buck变换电路，控制ic的output脚与buck变换电路中mos管(metal-oxide-semiconductor，场效应管)的栅极连接。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型中的dc-dc变换器，通过占空比控制电路用于将控制ic的输出电压与预设的电压阈值进行比较，当所述控制ic的输出电压高于所述电压阈值时，输出低电平给控制ic的rt/ct脚，进而使控制ic持续输出高电平给所述变换电路，以使变换电路输出100％占空比的pwm波形，能有效的解决系统开关损耗大、输出纹波大等问题，且扩宽系统的输入电压范围，且能减少系统体积，提高效率；
2、在优选方案中，还增加了解锁电路，能保证系统发生过流保护后，系统能正常解锁以保证正常输出。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型中的一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器的电路图；
图2是本实用新型优选实施例中的一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器的电路图；
图3是现有的dc-dc变换器输出的占空比小于100％的仿真波形；
图4是本实用新型优选实施例中的dc-dc变换器输出的占空比为100％的仿真波形；
图5是本实用新型优选实施例中的dc-dc变换器过流保护时能正常解锁的仿真波形。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一：
如图1所示,本实用新型公开了一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器，包括控制ic和变换电路，控制ic的output脚与变换电路连接，还包括输入端与控制ic的comp脚连接，输出端与控制ic的rt/ct脚连接的占空比控制电路20，占空比控制电路20用于将来自comp脚的控制ic的输出电压与预设的电压阈值进行比较，当控制ic的输出电压高于电压阈值时，输出低电平给控制ic的rt/ct脚，进而使控制ic持续输出高电平给变换电路，以使变换电路输出100％占空比的pwm波形。
本实用新型中的dc-dc变换器，通过占空比控制电路20将来自comp脚的控制ic的输出电压与预设的电压阈值进行比较，当控制ic的输出电压高于电压阈值时，输出低电平给控制ic的rt/ct脚，进而使控制ic持续输出高电平给变换电路，以使变换电路输出100％占空比的pwm波形，能有效的解决、系统开关损耗大、输出纹波大等问题，且扩宽、系统的输入电压范围，且能减少系统体积，提高效率。
实施例二：
实施例二是实施例的拓展实施例，其与实施例一的不同之处在于，对于能实现百分百占空比的dc-dc变换器的结构和功能进行了细化：
在本实施例中，如图2所示，公开了一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器，包括buck变换器10、占空比控制电路20以及解锁电路30，其中，buck变换器10包括控制ic和变换电路，占空比控制电路20包括电压电压阈值生成电路、比较电路以及开关电路。
电压阈值生成电路包括：第一电阻r1和第一rc并联电路，第一电阻r1的第一端与控制ic的vref脚连接，第二端与第一rc并联电路的输入端和比较电路的第一输入端连接，第一rc并联电路的输入端接地。
比较电路包括第二电阻r2、第二rc并联电路以及第一比较器u1，第二电阻r2的第一端与控制ic的comp脚连接，第二电阻r2的第二端分别与第二rc并联电路的输入端、比较电路的正输入端连接，第二rc并联电路的输出端接地，第一比较器u1的负输入端与第一电阻r1的第二端连接，第一比较器u1的输出端与开关电路的输入端连接。
开关电路包括第三电阻r3、第三rc并联电路、npn三极管q1以及第四电阻r4，第三电阻r3的第一端与第一比较器u1的输出端连接，第三电阻r3的第二端与分别与第三rc并联电路的输入端、npn三极管q1的基极连接，npn三极管q1的发射极还与第三rc并联电路的输出端连接，第三rc并联电路输出端还接地，npn三极管q1的集电极还通过第四电阻r4与控制ic的rt/ct脚连接。
解锁电路30包括第二比较器u2、第四rc并联电路、第五rc并联电路、第五电阻r5、第六电阻r6以及第七电阻r7，控制ic的vref脚与第五电阻r5的第一端连接，第五电阻r5的第二端分别与第四rc并联电路的输入端、第二比较器u2的负输入端连接，第四rc并联电路的输出端接地，控制ic的output脚分别与变换电路、第六电阻r6的第一端连接，第六电阻r6的第二端分别与第五rc并联电路的输入端、第二比较器u2的正输入端连接，第五rc并联电路的输出端接地，第二比较器u2的输出端还分别与第三电阻r3的第一端、第七电阻r7的第一端连接，第七电阻r7的第二端接地。
变换电路为buck变换电路，包括电源组件、mos管、二极管d1、电导l1、电容c1、负载r8以及采样电阻r9，其中，电源组件的正极连接与mos管的漏极连接，mos管的栅极连接控制ic的output脚，mos管的源极与电导l1的第一端连接、电导l1的第二端通过负载r8与采样电阻r9的第一端连接，采样电阻r9的第二端与电源组件的负极连接，二极管d1的负极与电导l1的第一端连接，二极管d1的正极与采样电阻r9的第一端连接，电容c1与负载r8并联。
其中，在图2中buck变换电路中，vin是输入电压，vo是输出电压、mos管、电导l1、电容c1以及二极管d1组成其主功率回路，r1是负载，r2是电流采样电阻，控制ic是峰值电流型pwm控制芯片，vo＝d*vin，其中d为变换器的占空比，d的理论取最大值100％，实际电路则最大约为90％，当d为1时，输出电压等于输入电压。
在本实施例中，dc-dc变换器的工作流程为：
控制ic的电压误差放大器通过comp脚输出电压，该输出电压通过第二电阻r2输入到第一比较器u1的正输入端，第一比较器u1的负输入端输入一个电压阈值，这个电压阈值是由控制ic的vref脚通过电压阈值生成电路分压获得。当第一比较器u1的正输入信号大于其电压阈值时，第一比较器u1输出高电平，高电平会使npn三极管q1导通，从而使得npn三极管q1输出低电平，而npn三极管q1通过第四电阻r4与控制ic的rt/ct脚相连，所以控制ic的rt/ct脚为低电平，控制ic会输出一个持续的高电平驱动信号，此时占空比d则为100％。相反，当第一比较器u1的正输入信号小于其电压阈值时，第一比较器u1输出低电平，使npn三极管q1截止，该电路不起作用。然而当变换器发生过流保护时，控制ic的output脚会输出低电平，使得变换器停止输出。第二比较器u2的正输入端通过第六电阻r6连接到控制ic的pwm输出脚(即output脚)，第二比较器u2的负输入端为一个电压阈值，该电压由控制ic(型号uc3842)的vref脚产生，第二比较器u2的输出端和第一比较器u1的输出端接在一起。正常工作情况下，第二比较器u2的正输入端高于其负输入端，第二比较器u2输出高电平，该解锁电路30不起作用；当buck变换器10过流保护时，控制ic的output脚输出会由高电平变为低电平，此时第二比较器u2会输出低电平，从而使得变换器恢复正常工作。
图3为现有的dc-dc变换器输出的仿真波形，从图中可以看出，输入电压为48v，buck变换器10的输出电压设定值为52v，变换电路的实际输出电压45.6v，占空比约为94.5％，小于100％。
图4是本实用新型中的dc-dc变换器输出的仿真波形，从图中可以看出，变换电路的输出电压等于变换电路的输入电压，占空比d＝1，图中的占空比d一直为高电平。实验表明增加该电路后可使占空比达到100％。
图5是增加了解锁电路30的仿真波形，从图中可以看出，当发生过流保护时，isense(控制ic的电流传感端)电压为1v，驱动d也为低电平，当过流信号消失时(isense电压低于1v)，驱动一直为高电平，输出电压等于输入电压。
综上可知，本实用新型中的dc-dc变换器，通过占空比控制电路20用于将来自comp脚的控制ic的输出电压与预设的电压阈值进行比较，当控制ic的输出电压高于电压阈值时，输出低电平给控制ic的rt/ct脚，进而使控制ic持续输出高电平给变换电路，以使变换电路输出100％占空比的pwm波形，能有效的解决系统开关损耗大、输出纹波大等问题，且扩宽系统的输入电压范围，且能减少系统体积，提高效率；
在优选方案中，还增加了解锁电路30，能保证系统发生过流保护后，系统能正常解锁以保证正常输出。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种能实现百分百占空比的dc-dc变换器，包括控制ic和变换电路，所述控制ic的output脚与所述变换电路连接，其特征在于，还包括输入端与控制ic的comp脚连接、输出端与所述控制ic的rt/ct脚连接的占空比控制电路，所述占空比控制电路用于将来自comp脚的控制ic的输出电压与预设的电压阈值进行比较，当所述控制ic的输出电压高于所述电压阈值时，输出低电平给控制ic的rt/ct脚，进而使控制ic持续输出高电平给所述变换电路，以使变换电路输出100％占空比的pwm波形。
2.根据权利要求1所述的能实现百分百占空比的dc-dc变换器，其特征在于，所述占空比控制电路包括电压阈值生成电路、比较电路以及开关电路，所述电压阈值生成电路的输入端与所述控制ic的vref脚连接，所述电压阈值生成电路的输入端与所述比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与所述控制ic的comp脚连接，所述比较电路的输出端与所述开关电路的输入端连接，所述开关电路的输出端与所述控制ic的rt/ct脚连接，控制ic的vref脚输出的基准电压流经所述电压阈值生成电路，经电压阈值生成电路分流生成电压阈值后流入至比较电路中，比较电路将控制ic的comp脚输送来的输出电压与所述电压阈值进行比较，当所述控制ic的输出电压高于所述电压阈值时，输出高电平给所述开关电路，所述开关电路将所述高电平切换为低电平输出给所述控制ic的rt/ct脚。
3.根据权利要求2所述的能实现百分百占空比的dc-dc变换器，其特征在于，所述电压阈值生成电路包括：第一电阻r1和第一rc并联电路，所述第一电阻r1的第一端与所述控制ic的vref脚连接，第二端与所述第一rc并联电路的输入端和比较电路的第一输入端连接，所述第一rc并联电路的输入端接地。
4.根据权利要求3所述的能实现百分百占空比的dc-dc变换器，其特征在于，所述比较电路包括第二电阻r2、第二rc并联电路以及第一比较器u1，所述第二电阻r2的第一端与所述控制ic的comp脚连接，所述第二电阻r2的第二端分别与所述第二rc并联电路的输入端、比较电路的正输入端连接，所述第二rc并联电路的输出端接地，所述第一比较器u1的负输入端与所述第一电阻r1的第二端连接，所述第一比较器u1的输出端与所述开关电路的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的能实现百分百占空比的dc-dc变换器，其特征在于，所述开关电路包括第三电阻r3、第三rc并联电路、npn三极管q1以及第四电阻r4，所述第三电阻r3的第一端与所述第一比较器u1的输出端连接，所述第三电阻r3的第二端与分别与所述第三rc并联电路的输入端、所述npn三极管q1的基极连接，所述npn三极管q1的发射极还与所述第三rc并联电路输出端连接，所述第三rc并联电路输出端还接地，所述npn三极管q1的集电极还通过第四电阻r4与所述控制ic的rt/ct脚连接。
6.根据权利要求5所述的能实现百分百占空比的dc-dc变换器，其特征在于，还包括解锁电路，所述解锁电路包括第二比较器u2、第四rc并联电路、第五rc并联电路以及第五电阻r5、第六电阻r6以及第七电阻r7，所述控制ic的vref脚与所述第五电阻r5的第一端连接，所述第五电阻r5的第二端分别与所述第四rc并联电路的输入端、第二比较器u2的负输入端连接，所述第四rc并联电路的输出端接地，所述控制ic的output脚与所述第六电阻r6的第一端连接，所述第六电阻r6的第二端分别与所述第五rc并联电路的输入端、第二比较器u2的正输入端连接，所述第五rc并联电路的输出端接地，所述第二比较器u2的输出端还分别与所述第三电阻r3的第一端、第七电阻r7的第一端连接，所述第七电阻r7的第二端接地。
7.根据权利要求6所述的能实现百分百占空比的dc-dc变换器，其特征在于，所述变换电路为buck变换电路，所述控制ic的output脚与所述buck变换电路中mos管的栅极连接。
技术总结