控制电路、控制方法和开关型变换器技术

本发明专利技术公开了一种控制电路、控制方法和开关型变换器，通过在检测到电感电流上升到第一阈值时，控制使得功率级电路的第一开关保持关断、第二开关保持导通至少第一时间，直至电感电流小于第二阈值，使得开关频率较高且占空比较大时，电感电流每隔一段时间可以持续地下降，使得控制器能够有效检测到电感电流的谷值，从而保持电路控制，保证电感电流可控。

【技术实现步骤摘要】
控制电路、控制方法和开关型变换器
本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及一种控制电路、控制方法和开关型变换器。
技术介绍
同步开关型变换器一般采用脉宽调制信号(PWM,PulseWidthModulation)信号控制主开关管的导通和关断，当脉宽调制信号为有效状态时，第一开关(主功率开关)导通，当脉宽调制信号为无效状态时，第一开关关断，同时控制第二开关(同步整流开关)导通，直到检测到电感电流降低到一预定的谷值后，控制第二开关关断。采用这种控制方式时，在电感电流检测过程，开关节点上的寄生效应会引发激振现象，因此在检测电感电流之前必须等待一段时间，即电流检测消隐时间。由于在检测时需要设定电流检测消隐时间，第二开关的最小导通时间会受到限制。如果采样上述控制方式，当第一开关的开关频率较高时，如果控制主开关管的脉宽调制信号PWM的占空比较大，第二开关的导通时间可能会非常的小，甚至小于电流检测消隐时间，以至于无法实现对电感电流的检测(因为谷值的检测在第二开关导通期间)，从而使得开关变换器的控制失效。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种控制电路、控制方法和开关型变换器，使得开关型变换器在开关频率较高且占空比较大时，仍能正常控制，保持电感电流可控。第一方面，提供一种控制电路，用于控制开关型变换器的功率级电路，所述功率级电路包括第一开关、第二开关和电感，所述控制电路包括：电流检测电路，用于在所述第一开关导通期间检测电感电流是否上升到第一阈值，在所述第二开关导通时间大于等于电流检测消隐时间时检测电感电流是否小于第二阈值；逻辑电路，用于在所述电感电流上升到第一阈值时，输出第一开关控制信号和第二开关控制信号，使得所述第一开关在调整时间内保持关断，所述第二开关在调整时间内保持导通，在所述调整时间以外，根据脉宽调制信号和过零检测信号输出所述第一开关控制信号和所述第二开关控制信号；所述调整时间为第一时间和第二时间中较长的一个，所述第一时间为预定时间，所述第二时间为电感电流由第一阈值下降至第二阈值所经历的时间。优选地，所述电流检测电路包括：第一检测电路，用于在所述第一开关导通期间检测到电感电流上升到第一阈值时，输出有效状态的第一检测信号；第二检测电路，用于在所述第二开关导通时间大于等于所述电流检测消隐时间，且所述电感电流大于第二阈值时，输出有效状态的第二检测信号。优选地，所述逻辑电路包括：第一逻辑电路，用于在所述第一检测信号转变为有效状态时输出保持无效状态持续第一时间的第一时间信号；第二逻辑电路，用于在所述第一检测信号或所述第二检测信号为有效状态期间输出具有无效状态的所述第二时间信号；第三逻辑电路，输入第一时间信号、第二时间信号和脉宽调制信号，输出所述第一开关控制信号，用于在所述第一时间信号和所述第二时间信号均为有效状态时使所述第一开关控制信号与所述脉宽调制信号保持一致，否则，使所述第一开关控制信号指示关断；第四逻辑电路，根据所述第一开关控制信号和所述过零检测信号输出第二开关控制信号。优选地，所述第一逻辑电路包括：第一RS触发器，置位端输入所述第一检测信号，复位端输入复位脉冲信号，输出第一信号；与门，输入所述第一信号和所述第二开关控制信号，输出第二信号；触发延时电路，输入所述第二信号，根据所述第二信号的上升沿触发输出在预定时间内保持无效状态的所述第一时间信号；所述复位脉冲信号用于在第一时间信号恢复为有效状态后，所述第二开关再次导通前复位所述第一RS触发器。优选地，所述第四逻辑电路包括：第二RS触发器，置位端输入所述过零检测信号，复位端输入所述第一开关控制信号，输出第三信号；或非门，输入所述第三信号和所述第一开关控制信号，输出所述第二开关控制信号。优选地，所述第二逻辑电路为或非门，所述第三逻辑电路为与门。优选地，所述预定时间大于所述电流检测消隐时间。第二方面，提供一种开关型变换器，包括：功率级电路，包括第一开关、第二开关和电感；如上所述的控制电路。第三方面，提供一种控制方法，用于控制开关型变换器的功率级电路，所述功率级电路包括第一开关、第二开关和电感，所述方法包括：在所述第一开关导通期间，检测电感电流是否上升到第一阈值；在所述第二开关导通时间大于电流检测消隐时间时检测电感电流是否小于第二阈值；在所述电感电流上升到第一阈值时，控制使得在调整时间内第一开关保持关断，第二开关保持导通，所述调整时间为第一时间和第二时间中较长的一个，所述第一时间为预定时间，所述第二时间为电感电流由第一阈值下降至第二阈值所经历的时间；在所述调整时间以外，根据脉宽调制信号和过零检测信号控制所述第一开关和所述第二开关的导通和关断。优选地，所述预定时间大于所述电流检测消隐时间。通过在检测到电感电流上升到第一阈值时，控制使得第一开关保持关断、第二开关保持导通至少第一时间，直至电感电流小于第二阈值，使得开关频率较高且占空比较大时，电感电流每隔一段时间可以持续地下降，使得控制器能够有效检测到电感电流的谷值，从而保持电路控制，保证电感电流可控。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的开关型变换器的电路示意图；图2是本专利技术实施例的控制器的电路示意图；图3是本专利技术实施例的开关型变换器的工作波形图；图4是本专利技术实施例的控制方法的流程图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图1是专利技术实施例的开关型变换器的电路示意图。如图1所示，开关型变换器包括控制电路10和功率级电路20。功率级电路20包括第一开关S1、第二开关S2、电感L、输出电容C。第一开关S1连接在输入端IN和中间端LX之间，第二开关S2连接在中间端LX和接地端之间，电感L连接在中间端LX和输出端OUT之间，输出电容C连接在输出端OUT和接地端之间。负载30可以连接到输出端OUT。功率级电路20在控制电路10的控制下，通过输出端OUT向负载30提供稳定的直流电压。其中，第一开关S1和第二开关S2均可采用金属氧化物半导体晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电路，用于控制开关型变换器的功率级电路，所述功率级电路包括第一开关、第二开关和电感，所述控制电路包括： 电流检测电路，用于在所述第一开关导通期间检测电感电流是否上升到第一阈值，在所述第二开关导通时间大于等于电流检测消隐时间时检测电感电流是否大于第二阈值； 逻辑电路，用于在所述电感电流上升到第一阈值时，输出第一开关控制信号和第二开关控制信号，使得所述第一开关在调整时间内保持关断，所述第二开关在调整时间内保持导通，在所述调整时间以外，根据脉宽调制信号和过零检测信号输出所述第一开关控制信号和所述第二开关控制信号； 所述调整时间为第一时间和第二时间中较长的一个，所述第一时间为预定时间，所述第二时间为电感电流由第一阈值下降至第二阈值所经历的时间。

【技术特征摘要】
1.一种控制电路，用于控制开关型变换器的功率级电路，所述功率级电路包括第一开关、第二开关和电感，所述控制电路包括：电流检测电路，用于在所述第一开关导通期间检测电感电流是否上升到第一阈值，在所述第二开关导通时间大于电流检测消隐时间时检测电感电流是否大于第二阈值；逻辑电路，用于在所述电感电流上升到第一阈值时，输出第一开关控制信号和第二开关控制信号，使得所述第一开关在调整时间内保持关断，所述第二开关在调整时间内保持导通，在所述调整时间以外，根据脉宽调制信号和过零检测信号输出所述第一开关控制信号和所述第二开关控制信号；所述调整时间为第一时间和第二时间中较长的一个，所述第一时间为预定时间，所述第二时间为电感电流由第一阈值下降至第二阈值所经历的时间。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电流检测电路包括：第一检测电路，用于在所述第一开关导通期间检测到电感电流上升到第一阈值时，输出有效状态的第一检测信号；第二检测电路，用于在所述第二开关导通时间大于所述电流检测消隐时间，且所述电感电流大于第二阈值时，输出有效状态的第二检测信号。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述逻辑电路包括：第一逻辑电路，用于在所述第一检测信号转变为有效状态时输出保持无效状态持续第一时间的第一时间信号；第二逻辑电路，用于在所述第一检测信号或所述第二检测信号为有效状态期间输出具有无效状态的所述第二时间信号；第三逻辑电路，输入第一时间信号、第二时间信号和脉宽调制信号，输出所述第一开关控制信号，用于在所述第一时间信号和所述第二时间信号均为有效状态时使所述第一开关控制信号与所述脉宽调制信号保持一致，否则，使所述第一开关控制信号指示关断；第四逻辑电路，根据所述第一开关控制信号和所述过零检测信号输出第二开关控制信号。4.根据权利要求3所述的控制电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：安鸿峰，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33