开关变换器及其控制方法和控制电路技术

技术编号:23516441 阅读:56 留言:0更新日期:2020-03-18 02:26
本申请公开了开关变换器及其控制方法和控制电路。所述开关变换器将直流输入电压转换成直流输出电压,所述控制电路包括:补偿模块,用于产生斜坡信号;比较器,用于将所述直流输出电压的误差信号与所述斜坡信号相比较,以获得中间信号用于产生置位信号;第一RS触发器,分别根据置位信号和复位信号产生脉宽调制信号,采用所述复位信号获得固定导通时间,采用所述置位信号获得与所述直流输出电压相关的关断时间;以及驱动模块,将所述脉宽调制信号转换成开关控制信号,其中,所述补偿模块根据所述直流输出电压自适应地调整所述斜坡信号的斜率。该控制电路采用自适应的斜坡信号进行补偿,以维持开关变换器的稳定性和抑制输出纹波。

Switch converter and its control method and circuit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关变换器及其控制方法和控制电路
本专利技术涉及电源技术,更具体地,涉及开关变换器及其控制方法和控制电路。
技术介绍
在电子系统中已经广泛地使用开关变换器,用于产生内部电路模块或负载所需的工作电压和电流。开关变换器采用开关管控制输入端向输出端的电能传输,因而可以在输出端提供恒定的输出电压和/或输出电流。在开关变换器中,基于纹波的恒定导通时间控制方法具有良好的轻载效率、快速的瞬态响应和易于实现的优点,因而近年来得到广泛采用。图1示出根据现有技术的一种开关变换器的示意性电路图。开关变换器100的主电路包括串联连接在输入端和接地端之间的开关管Q11和Q12,电感L连接在开关管Q11和Q12的中间节点和输出端之间,电容Co连接在输出端和接地端之间。主电路的输入端接收直流输入电压Vin,输出端提供直流输出电压Vout。开关变换器100的控制电路110用于向开关管Q11和Q12提供开关控制信号。在控制电路110中,第一定时器114设定开关周期T的固定导通时间Ton,从而产生复位信号。第二定时器113用于设定与预定输出电压和预定负载相对应的最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于开关变换器的控制电路,所述开关变换器将直流输入电压转换成直流输出电压,所述控制电路包括:/n补偿模块,用于产生斜坡信号;/n比较器,用于将所述直流输出电压相关的第一叠加信号与所述直流输出电压的误差信号、所述斜坡信号相关的第二叠加信号相比较,以获得中间信号用于产生置位信号;/n第一RS触发器,分别根据所述置位信号和复位信号产生脉宽调制信号,采用所述复位信号获得固定导通时间,采用所述置位信号获得与所述直流输出电压相关的关断时间;以及/n驱动模块,将所述脉宽调制信号转换成开关控制信号,/n其中,所述补偿模块根据所述直流输出电压自适应地调整所述斜坡信号的斜率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于开关变换器的控制电路,所述开关变换器将直流输入电压转换成直流输出电压,所述控制电路包括:
补偿模块,用于产生斜坡信号;
比较器,用于将所述直流输出电压相关的第一叠加信号与所述直流输出电压的误差信号、所述斜坡信号相关的第二叠加信号相比较,以获得中间信号用于产生置位信号;
第一RS触发器,分别根据所述置位信号和复位信号产生脉宽调制信号,采用所述复位信号获得固定导通时间,采用所述置位信号获得与所述直流输出电压相关的关断时间;以及
驱动模块,将所述脉宽调制信号转换成开关控制信号,
其中,所述补偿模块根据所述直流输出电压自适应地调整所述斜坡信号的斜率。


2.根据权利要求1所述的控制电路,还包括:
与门,第一输入端和第二输入端分别接收所述中间信号和最小关断时间,输出端提供所述置位信号,所述最小关断时间为固定时间段。


3.根据权利要求2所述的控制电路,还包括:
第一定时器,用于产生所述复位信号;以及
第二定时器,用于产生所述最小关断时间。


4.根据权利要求1所述的控制电路,还包括:
误差放大器,用于将所述直流输出电压与参考电压进行比较以获得所述误差信号。


5.根据权利要求1所述的控制电路,其中,所述补偿模块包括:
电压检测模块,根据所述直流输出电压和参考电压产生指令信号,所述指令信号与所述直流输出电压成比例;
采样保持模块,将所述指令信号和所述斜坡信号的误差信号进行采样保持以获得采样信号;
斜坡信号产生模块,根据所述采样信号产生斜坡信号,所述斜坡信号的斜率与所述直流输出电压的幅值相关;以及均衡开关,连接在所述电压检测模块的输出端和所述斜坡信号产生模块的输出端之间。


6.根据权利要求5所述的控制电路,其中,所述电压检测模块包括:
低通滤波器,对所述直流输出电压进行滤波和减慢响应时间;
第一电压增益电路和第二电压增益电路,分别对所述直流输出电压和所述参考电压进行增益放大;以及
加法器,将经过增益放大的直流输出电压和参考电压彼此相加以获得所述指令信号。


7.根据权利要求5所述的控制电路,其中,所述采样保持模块包括:
跨导放大器,用于将所述指令信号和所述斜坡信号的误差信号转换成误差电流;以及
第一开关和第一电容,串联连接在所述跨导放大器的输出端和接地端之间,在所述第一开关的导通期间进行采样,在所述第一开关的断开期间进行保持,其中,在采样期间所述误差电流对所述第一电容进行充电,以获得所述采样信号,
其中,采用采样保持信号控制所述第一开关的导通状态,在开关变换器工作于连续电流模式时,在所述脉宽调制信号的上升沿开始的第一时间段采样,在开关变换器工作于非连续电流模式时,在电感电流的电流检测信号过零开始的第一时间段采样。


8.根据权利要求5所述的控制电路,其中,所述斜坡信号产生模块包括:
电压到电流转换器,产生与所述采样信号相对应的充电电流;
第二电容,连接在所述电压到电流转换器的输出端和接地端之间;以及
第二电阻和第二开关,串联连接在所述第二电容的两端之间形成放电路径,
其中,采用所述充电电流对所述第二电容进行充电,采用放电信号控制所述第二开关的导通状态,在所述脉宽调制信号的下降沿开始的第二时间段对所述第二电容进行放电,以获得所述斜坡信号。


9.根据权利要求5所述的控制电路,还包括:
模式检测模块,用于根据电感电流的电流检测信号的过零检测获得电流模式信号。


10.根据权利要求9所述的控制电路,还包括:
控制模块,根据所述脉宽调制信号和所述电流模式信号产生采样保持信号、放电信号和均衡信号,分别控制所述采样保持模块中的第一开关、所述斜坡信号产生模块中的第二开关、以及所述均衡开关。


11.根据权利要求10所述的控制电路,其中,所述控制模块包括:
第二RS触发器;
串联连接的或门、第一单触发电路和第二单触发电路,所述或门的第一输入端和第二输入端分别接收所述脉宽调制信号和所述电流模式信号,所述第二单触发电路的输出端连接至所述RS触发器的置位端;
第三单触发电路,所述第三单触发电路的输出端连接至所述RS触发器的复位端;
第四单触发电路,所述第四单触发电路的输入端连接至所述RS触...

【专利技术属性】
技术研发人员:余永强王军陈华捷宁志华
申请(专利权)人:杭州士兰微电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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