关断时间补偿电路、补偿方法及开关变换器技术

技术编号:22661041 阅读:59 留言:0更新日期:2019-11-28 04:23
关断时间补偿电路,用于在开关变换器中,对关断时间进行补偿,包括:导通时间判定电路,接收用于提示开关变换器导通时间的开始和结束的导通时间提示信号,导通时间判定电路根据提示出的导通时间的长短,生成导通时间判定信号提示当前开关周期内导通时间同预设的最短导通时间的差距;关断补偿设定电路,接收并根据导通时间判定信号,生成关断时间补偿信号,用于对开关变换器的关断时间进行补偿,其中,在当前开关周期内导通时间小于预设的最短导通时间时,关断时间补偿信号延长当前开关周期内的关断时间,对应使当前开关周期延长。应用关断时间补偿电路的开关变换器在工作中可以实现极小的占空比,拓展了稳定工作范围。

Off time compensation circuit, compensation method and switch converter

The turn off time compensation circuit is used to compensate the turn off time in the switch converter, including: the turn on time determination circuit, receiving the turn on time prompt signal to prompt the start and end of the turn on time of the switch converter, and the turn on time determination circuit generates the turn on time determination signal to prompt the turn on time in the current switch cycle according to the length of the turn on time prompted The gap between the current on time and the preset minimum on time; the off compensation setting circuit receives and determines the signal according to the on time, and generates the off time compensation signal, which is used to compensate the off time of the switch converter. When the on time in the current switch cycle is less than the preset minimum on time, the off time compensation signal extends the off time in the current switch cycle , corresponding to the current switch cycle extension. The switching converter with turn off time compensation circuit can achieve a very small duty cycle and expand the stable working range.

【技术实现步骤摘要】
关断时间补偿电路、补偿方法及开关变换器
本专利技术涉及电子电路,具体涉及一种关断时间补偿电路、补偿方法和开关变换器。
技术介绍
随着工业技术的发展,开关变换器控制芯片为了满足外围器件越来越小的要求,工作频率也越来越高,但是随着工作频率的升高,也带来了一些其他的应用问题。传统的开关变换器控制反馈控制方法大致分为电流模式、电压模式和迟滞控制三大类。其中,由于电流模式具有稳定的频率,易控的输出电流能力等优点,仍然是开关变换器中最重要的控制模式。在电流控制模式下,为了防止主开关管开通时因寄生效应产生的振铃现象产生误反馈,导致开关管产生控制错误,通常会设置一个最小导通时间。通过设置最小导通时间,开关变换器的控制器忽略来自电流环上的反馈,使得控制信号保持开关管的开通。常见的设定最小导通时间的方式主要是通过在最小导通时间内通过屏蔽方式,避免产生开关管关断信号来实现的。然而,当开关变换器控制芯片的工作频率较高时,设置最小导通时间会使得产生控制信号的允许占空比范围受到极大的限制,使得开关变换器的稳定工作区域变小。当开关变换器所需的输入电压增大或输出电压减小时,可能无法实现伏秒平衡。现有技术中大多采用双工作模式来扩展开关变换器的工作区间,例如将电流模式反馈控制切换到其他形式的反馈控制。这类方式不仅实现电路复杂,而且在切换后也难以发挥电流控制模式的优势。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题,提出了一种关断时间补偿电路、补偿方法和开关变换器。本专利技术的第一方面提出了一种关断时间补偿电路,用于在开关变换器中,对关断时间进行补偿,所述关断时间补偿电路包括:导通时间判定电路,接收导通时间提示信号,所述导通时间提示信号用于提示开关变换器导通时间的开始和结束,所述导通时间判定电路根据提示出的所述导通时间的长短,生成一个导通时间判定信号,用于提示当前开关周期内所述导通时间同预设的最短导通时间的差距;关断补偿设定电路,接收所述导通时间判定信号,根据所述导通时间判定信号的值,生成关断时间补偿信号,所述关断时间补偿信号用于对开关变换器的关断时间进行补偿,其中,在当前开关周期内所述导通时间小于所述预设的最短导通时间时,所述关断时间补偿信号延长当前开关周期内的关断时间,对应使当前开关周期延长。其中,在一个实施例中,在当前周期所述导通时间大于等于所述预设的最短导通时间时,所述关断时间补偿信号不影响当前开关周期内的所述关断时间。在一个实施例中,所述导通时间判定电路包括一个积分器,所述积分器接收并根据所述导通时间提示信号,对当前开关周期内的所述导通时间进行积分,在所述导通时间大于所述预设的最小导通时间时,所述积分器所得到的积分值等于一个预设的固定值,在当前开关周期内所述导通时间小于预设的最小导通时间时,所述积分器所得到的积分值小于预设固定值,所述积分器输出的所述导通时间判定信号体现积分值。进一步在一个实施例中,所述积分器包括:积分电容,所述积分电容的第一端输出导通时间判定信号,所述积分电容的第二端连接到系统地;充电单元,所述充电单元的第一端接收系统电压,所述充电单元的第二端连接到所述积分电容,所述充电单元在工作时提供第一电流对所述积分电容进行充电;放电单元,所述放电单元的第一端连接到所述积分电容的第一端,所述放电单元的第二端连接到系统地,所述放电单元在工作时提供第二电流对所述积分电容进行放电;信号延迟电路,接收所述导通时间提示信号,并将所述导通时间提示信号延时后,输出一个延迟开关信号,所述充电单元接收并根据导通时间提示信号和延迟开关信号,对所述积分电容进行充电,所述放电单元接收并根据所述导通时间提示信号,对所述积分电容进行放电,其中,所述第一电流大于所述第二电流。进一步在另一实施例中,所述积分器包括:积分电容,所述积分电容的第一端输出导通时间判定信号,所述积分电容的第二端连接到系统地;充电单元,所述充电单元的第一端接收系统电压,所述充电单元的第二端连接到所述积分电容,所述充电单元在工作时提供第一电流对所述积分电容进行充电;放电单元,所述放电单元的第一端连接到所述积分电容的第一端,所述放电单元的第二端连接到系统地,所述放电单元在工作时提供第二电流对所述积分电容进行放电;信号延迟电路,接收所述导通时间提示信号,并将所述导通时间提示信号延时后,输出一个延迟开关信号,所述放电单元接收并根据导通时间提示信号和延迟开关信号,对所述积分电容进行放电,所述充电单元接收并根据所述导通时间提示信号,对所述积分电容进行充电,其中,所述第一电流小于所述第二电流。在一个实施例中,所述关断补偿设定电路包括一个计时单元,所述计时单元包括:计时电容,所述计时电容的第一端连接到系统电压,所述计时电容的第二端输出一个计时信号;计时电流源,所述计时电流源的负端连接到系统地,正端连接到所述计时电容的第二端,所述计时电流源在工作时,输出一个计时放电电流对所述计时电容放电;计时复位开关,所述计时复位开关的第一端连接到所述计时电容的第一端,所述计时复位开关的第二端连接到所述计时电容的第二端,所述计时复位开关受控于所述导通时间提示信号;滞环比较器,具有同相输入端,反相输入端和输出端,所述滞环比较器的同相输入端接收所述计时信号,所述滞环比较器的反相输入端接收所述导通时间判定信号,所述滞环比较器的输出端输出所述关断时间补偿信号。其中,在当前开关周期的所述导通时间小于所述预设的最小导通时间时,所述导通时间判定信号在所述导通时间结束时的值低于所述导通时间开始时的初始值。在另一实施例中,所述关断补偿设定电路包括一个计时单元,所述计时单元包括:计时电容,所述计时电容的第一端连接到系统地,所述计时电容的第二端输出一个计时信号;计时电流源,所述计时电流源的正端接收系统电压,负端连接到所述计时电容的第二端,所述计时电流源在工作时,输出一个计时充电电流对所述计时电容充电;计时复位开关,所述计时复位开关的第一端连接到所述计时电容的第一端,所述计时复位开关的第二端连接到所述计时电容的第二端,所述计时复位开关受控于所述导通时间提示信号;滞环比较器,具有同相输入端,反相输入端和输出端,所述滞环比较器的同相输入端接收所述导通时间判定信号,所述滞环比较器的反相输入端接收所述计时信号,所述滞环比较器的输出端输出所述关断时间补偿信号;其中,在当前开关周期的所述导通时间小于所述预设的最小导通时间时,所述导通时间判定信号在所述导通时间结束时的值高于所述导通时间开始时的初始值。在又一实施例中,所述关断补偿设定电路包括一个跨导放大器,所述跨导放大器的输入端接收来自所述导通时间判定电路的所述导通时间判定信号,所述跨导放大器的输出端输出一个电流信号作为关断时间补偿信号。本专利技术的第二方面提出了一种开关变换器,包括:关断信号发生器,根据输入的反馈信号,输出一个关断信号,所述关断信号用于结束开关变换器每周期的导通时间,使开关变换器进入关断时间;开通信号发生器,接收来自于如前述任一实施例中所述的关断时间补偿电路输出的关断补偿信号,并根据所述关断补偿信号产生开通信号,所述开通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关断时间补偿电路,用于在开关变换器中,对关断时间进行补偿,所述关断时间补偿电路包括:/n导通时间判定电路,接收导通时间提示信号,所述导通时间提示信号用于提示开关变换器导通时间的开始和结束,所述导通时间判定电路根据提示出的所述导通时间的长短,生成一个导通时间判定信号,用于提示当前开关周期内所述导通时间同预设的最短导通时间的差距;/n关断补偿设定电路,接收所述导通时间判定信号,根据所述导通时间判定信号的值,生成关断时间补偿信号,所述关断时间补偿信号用于对所述开关变换器的关断时间进行补偿,其中,在当前开关周期内所述导通时间小于所述预设的最短导通时间时,所述关断时间补偿信号延长当前开关周期内的关断时间,对应使当前开关周期延长。/n

【技术特征摘要】
1.一种关断时间补偿电路,用于在开关变换器中,对关断时间进行补偿,所述关断时间补偿电路包括:
导通时间判定电路,接收导通时间提示信号,所述导通时间提示信号用于提示开关变换器导通时间的开始和结束,所述导通时间判定电路根据提示出的所述导通时间的长短,生成一个导通时间判定信号,用于提示当前开关周期内所述导通时间同预设的最短导通时间的差距;
关断补偿设定电路,接收所述导通时间判定信号,根据所述导通时间判定信号的值,生成关断时间补偿信号,所述关断时间补偿信号用于对所述开关变换器的关断时间进行补偿,其中,在当前开关周期内所述导通时间小于所述预设的最短导通时间时,所述关断时间补偿信号延长当前开关周期内的关断时间,对应使当前开关周期延长。


2.如权利要求1所述的关断时间补偿电路,其中,在当前周期所述导通时间大于等于所述预设的最短导通时间时,所述关断时间补偿信号不影响当前开关周期内的所述关断时间。


3.如权利要求1所述的关断时间补偿电路,其中,所述导通时间判定电路包括一个积分器,所述积分器接收并根据所述导通时间提示信号,对当前开关周期内的所述导通时间进行积分,得到一个积分值,在所述导通时间大于所述预设的最小导通时间时,所述积分器所得到的所述积分值等于一个预设的固定值,在当前开关周期内所述导通时间小于预设的最小导通时间时,所述积分器所得到的所述积分值小于预设固定值,所述积分器输出的所述导通时间判定信号体现所述积分值。


4.如权利要求3所述的关断时间补偿电路,其中,所述积分器包括:
积分电容,所述积分电容的第一端输出所述导通时间判定信号,所述积分电容的第二端连接到系统地;
充电单元,所述充电单元的第一端接收系统电压,所述充电单元的第二端连接到所述积分电容,所述充电单元在工作时提供第一电流对所述积分电容进行充电;
放电单元,所述放电单元的第一端连接到所述积分电容的第一端,所述放电单元的第二端连接到系统地,所述放电单元在工作时提供第二电流对所述积分电容进行放电;
信号延迟电路,接收所述导通时间提示信号,并将所述导通时间提示信号延时后,输出一个延迟开关信号,所述充电单元接收并根据所述导通时间提示信号和所述延迟开关信号,对所述积分电容进行充电,所述放电单元接收并根据所述导通时间提示信号,对所述积分电容进行放电,其中,所述第一电流大于所述第二电流。


5.如权利要求3所述的关断时间补偿电路,其中,所述积分器包括:
积分电容,所述积分电容的第一端输出所述导通时间判定信号,所述积分电容的第二端连接到系统地;
充电单元,所述充电单元的第一端接收系统电压,所述充电单元的第二端连接到所述积分电容,所述充电单元在工作时提供第一电流对所述积分电容进行充电;
放电单元,所述放电单元的第一端连接到所述积分电容的第一端,所述放电单元的第二端连接到系统地,所述放电单元在工作时提供第二电流对所述积分电容进行放电;
信号延迟电路,接收所述导通时间提示信号,并将所述导通时间提示信号延时后,输出一个延迟开关信号,所述放电单元接收并根据所述导通时间提示信号和所述延迟开关信号,对所述积分电容进行放电,所述充电单元接收并根据所述导通时间提示信号,对所述积分电容进行充电,其中,所述第一电流小于所述第二电流。


6.如权利要求1所述的关断时间补偿电路,其中,所述关断补偿设定电路包括一个计时单元,所述计时单元包括:
计时电容,所述计时电容的第一端连接到系统电压,所述计时电容的第二端输出一个计时信号;
计时电流源,所述计时电流源的负端连接到系统地,正端连接到所述计时电容的第二端,所述计时电流源在工作时,输出一个计时放电电流对所述计时电容放电;
计时复位开关,所述计时复位开关的第一端连接到所述计时电容的第一端,所述计时复位开关的第二端连接到所述计时电容的第二端,所述计时复位开关受控于所述导通时间提示信号;
滞环比较器,具有同相输入端,反相输入端和输出端,所述滞环比较器的同相输入端接收所述计时信号,所述滞环比较器的反相输入端接收所述导通时间判定信号,所述滞环比较器的输出端输出所述关断时间补偿信号;
其中,在当前开关周期的所述导通时间小于所述预设的最小导通时间时,所述导通时间判定信号在所述导通时间结束时的值低于所述导通时间开始时的初始值。


7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:李涅李伊珂
申请(专利权)人:晶艺半导体有限公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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