开关电源及其控制电路制造技术

本申请公开了开关电源及其控制电路。所述控制电路包括：调节模块，用于将开关信号的周期与参考周期进行比较以产生第一控制电压；电流源模块，用于根据所述第一控制电压产生第一充电电流；脉冲信号产生模块，用于将所述第一充电电流转换为开关导通或关断时间信号；驱动模块，用于根据所述开关导通或关断时间信号产生所述开关信号，以控制开关管的导通与关断；以及时间测量模块，用于根据所述开关信号得到时间参数并且根据所述时间参数产生周期调节信号，其中，所述调节模块根据所述周期调节信号调节所述参考周期，从而调节所述开关信号的周期。该控制电路利用参考周期的动态控制补偿关断时间的变化，从而实现宽输入和输出电压范围。

Switching power supply and control circuit thereof

A switching power supply and a control circuit thereof are disclosed. The control circuit comprises a regulating module, is used to switch the signal cycle and the reference cycle are compared to generate a first control voltage; current source module for generating a first charging current according to the first control voltage; pulse signal generating module, for the first charging current into the switch turn-on or turn off time signal; driving module according to the switch turn-on or turn off time signal generated by the switch signal to control the switch turn-on and turn off; and time measurement module, according to the switch signal and generates a signal cycle time parameter adjustment, according to the time parameter which the adjustment the module according to the signal conditioning cycle of the reference period, so as to adjust the cycle switch signal. The control circuit compensates for the change in turn off time using dynamic control of the reference cycle, thereby achieving a wide input and output voltage range.

【技术实现步骤摘要】
开关电源及其控制电路
本技术属于电力电子
，更具体地，涉及开关电源及其控制电路。
技术介绍
开关电源是采用开关信号控制开关管的导通和关断，通过对储能元件的充电和放电维持稳定输出的电源电路。在开关电源中，控制电路产生开关信号，以控制开关管的导通和关断。开关管的导通时间占整个开关周期的比值称为占空比。开关电源的输入电压、输出电压和占空比之间存在着特定的关系。因此，在输入电压波动时，可以通过占空比的反馈调节获得稳定的输出电压，开关电源的电压调节范围受到占空比范围的限制。开关电源的恒定时间控制方法包括恒导通控制方法(ConstantOnTime,COT)和恒关断控制方法(ConstantOffTime,COT)。其中，恒导通控制方法通过控制所述开关电源的开关管以恒定的时间导通，实现将输入电压转换为输出电压以驱动负载，恒关断控制方法通过控制所述开关电源的开关管以恒定的时间关断，实现将输入电压转换为输出电压以驱动负载。通常，由于控制电路中的运算放大器、比较器和驱动模块等需要一定的时间来检测和动作，因此，开关信号的关断时间应该大于等于最小关断时间，开关信号的导通时间应该大于等于最小导通时间。由于最小关断时间的存在，在恒导通控制方法中，占空比的最大值受到限制；由于最小导通时间的存在，在恒关断控制方法中，占空比的最小值受到限制。因此开关电源的输入电压与输出电压的范围受到限制。因此，期望进一步实现宽输入和输出电压范围。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供开关电源及其控制电路，其中控制电路根据时间参数调节参考周期。根据本技术的第一方面，提供一种用于开关电源的控制电路，包括：调节模块，用于将开关信号的周期与参考周期进行比较以产生第一控制电压；电流源模块，用于根据所述第一控制电压产生第一充电电流；脉冲信号产生模块，用于将所述第一充电电流转换为开关导通或关断时间信号；驱动模块，用于根据所述开关导通或关断时间信号产生所述开关信号，以控制开关管的导通与关断；以及时间测量模块，用于根据所述开关信号得到时间参数并且根据所述时间参数产生周期调节信号，其中，所述调节模块根据所述周期调节信号调节所述参考周期，从而调节所述开关信号的周期。优选地，在所述开关电源的恒导通控制模式下，所述时间测量模块包括关断时间测量电路，用于测量所述开关信号的关断时间作为所述时间参数，并且当所述关断时间小于第一阈值时，所述周期调节信号使所述参考周期增大。优选地，在所述开关电源的恒关断控制模式下，所述时间测量模块包括导通时间检测电路，并且当所述导通时间小于第一阈值时，所述周期调节信号使所述参考周期增大。优选地，所述调节模块包括：计时模块，用于根据所述开关信号产生参考周期信号，所述参考周期信号是与所述开关信号同步触发的脉冲信号；边沿比较模块，用于将所述参考周期信号和所述开关信号进行比较，以产生第一使能信号和第二使能信号；补偿模块，用于提供所述第一控制电压，以及根据第一使能信号和第二使能信号调节所述第一控制电压的电压值。优选地，所述计时模块包括：第一电容，在所述第一电容的两端产生第二控制电压；第一电流源，与所述第一电容串联连接，用于向所述第一电容提供第一电流；第一开关，与所述第一电容并联连接，用于控制所述第一电容的充电和放电过程；第一比较器，用于将所述第二控制电压与第一参考电压相比较，从而产生所述参考周期信号，其中，所述第一开关在所述开关信号的控制下导通和关断，所述计时模块通过改变所述第一电容的充电时间来调节所述参考周期。优选地，所述调节模块还包括：第一电压源，用于提供所述第一参考电压，在所述调节模块增大所述参考周期的情形下，所述第一电流源的电流值减小或/和所述第一参考电压升高，从而延长所述第一电容的充电时间，在所述调节模块减小所述参考周期的情形下，所述第一电流源的电流值增加或/和所述第一参考电压减小，从而减少所述第一电容的充电时间。根据本技术的第二方面，提供一种开关电源，包括：主电路；以及上述的控制电路，其中，所述主电路包括开关管，所述控制电路控制所述开关管的导通和关断。优选地，所述主电路为升压型拓扑、降压型拓扑、升降压型拓扑和反激型拓扑中的任一种。根据本技术实施例的开关电源控制电路，利用参考周期的动态控制补偿开关信号的事件参数的变化，从而实现宽输入、输出电压范围，并提高系统稳定性。在开关电源的恒导通控制模式下，在对应的优选实施例中，如果关断时间小于第一阈值，则参考周期延长，第一阈值对应于系统的最小关断时间。根据开关信号的关断时间动态调节参考周期，使得所述关断时间始终大于最小关断时间。因而，该控制方法通过对参考周期的动态控制来补偿开关信号的关断时间的变化，从而可以进一步提高最大占空比Dmax，实现宽输入和输出电压范围。在开关电源的恒导通控制模式下，在对应的优选实施例中，如果关断时间大于等于第一阈值，则参考周期减小。根据开关信号的关断时间动态调节参考周期，在开关信号的关断时间大于最小关断时间的前提下，该控制电路进一步提高开关信号的频率，从而可以提高系统效率以及避免音频噪声的产生。在开关电源的恒关断控制模式下，在对应的优选实施例中，如果导通时间小于第二阈值，则参考周期延长，第二阈值对应于系统的最小导通时间。根据开关信号的导通时间动态调节参考周期，使得所述导通时间始终大于最小导通时间。因而，该控制方法通过对参考周期的动态控制来补偿开关信号的导通时间的变化，从而可以进一步降低最小占空比Dmin，实现宽输入和输出电压范围。在开关电源的恒关断控制模式下，在对应的优选实施例中，如果导通时间大于等于第二阈值，则参考周期减小。根据开关信号的导通时间动态调节参考周期，在开关信号的导通时间大于最小导通时间的前提下，该控制电路进一步提高开关信号的频率，从而可以提高系统效率以及避免音频噪声的产生。附图说明通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出BUCK型开关电源的示意性框图。图2示出BOOST型开关电源的示意性框图。图3示出在图1和2所示开关电源中采用的现有控制电路的示意性框图。图4至5分别示出在图2所示控制电路中采用的计时模块、调节模块和驱动模块的示意性框图。图6a示出在开关电源的恒导通控制模式下图2所示的控制电路中采用的脉冲信号产生模块的示意性框图。图6b示出在开关电源的恒关断控制模式下图2所示的控制电路中采用的脉冲信号产生模块的示意性框图。图7示出根据本技术第一实施例的开关电源控制电路的示意性框图。图8示出图7所示控制电路中采用的一种计时模块的示意性框图。图9示出图7所示控制电路中采用的另一种计时模块的示意性框图。图10示出根据本技术第二实施例的开关电源的恒导通时间控制方法的流程图。图11示出根据本技术第三实施例的开关电源的恒导通时间控制方法的流程图。图12示出根据本技术第四实施例的开关电源的恒导通时间控制方法的流程图。图13示出根据本技术第五实施例的开关电源的恒关断时间控制方法的流程图。图14示出根据本技术第六实施例的开关电源的恒关断时间控制方法的流程图。图15示出根据本技术第七实施例的开关电源的恒关断时间控制方法的流程图。具体实施方式以下将参照附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关电源的控制电路，包括：调节模块，用于将开关信号的周期与参考周期进行比较以产生第一控制电压；电流源模块，用于根据所述第一控制电压产生第一充电电流；脉冲信号产生模块，用于将所述第一充电电流转换为开关导通或关断时间信号；驱动模块，用于根据所述开关导通或关断时间信号产生所述开关信号，以控制开关管的导通与关断；以及时间测量模块，用于根据所述开关信号得到时间参数并且根据所述时间参数产生周期调节信号，其中，所述调节模块根据所述周期调节信号调节所述参考周期，从而调节所述开关信号的周期。

【技术特征摘要】
1.一种用于开关电源的控制电路，包括：调节模块，用于将开关信号的周期与参考周期进行比较以产生第一控制电压；电流源模块，用于根据所述第一控制电压产生第一充电电流；脉冲信号产生模块，用于将所述第一充电电流转换为开关导通或关断时间信号；驱动模块，用于根据所述开关导通或关断时间信号产生所述开关信号，以控制开关管的导通与关断；以及时间测量模块，用于根据所述开关信号得到时间参数并且根据所述时间参数产生周期调节信号，其中，所述调节模块根据所述周期调节信号调节所述参考周期，从而调节所述开关信号的周期。2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述时间测量模块包括关断时间测量电路，用于测量所述开关信号的关断时间作为所述时间参数，并且当所述关断时间小于第一阈值时，所述周期调节信号使所述参考周期增大。3.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述时间测量模块包括导通时间检测电路，并且当所述导通时间小于第二阈值时，所述周期调节信号使所述参考周期增大。4.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述调节模块包括：计时模块，用于根据所述开关信号产生参考周期信号，所述参考周期信号是与所述开关信号同步触发的脉冲信号；边沿比较模块，用于将所述参考周期信号和所述开关信号进行比较，以产生第一使能信号和第二使能信号；补偿模块，用于提供所述第一控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小鹏，黄必亮，任远程，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33