开关电源控制电路制造技术

本实用新型专利技术提出一种开关电源控制电路，对反馈信号和参考信号的误差进行补偿，得到补偿信号；当所述补偿信号大于阈值电压时，检测主功率管导通时间；若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，则判断开关电源工作模式；若开关电源工作于断续导通模式，则检测开关电源的电感值；当所述电感值小于第一阈值时，允许主功率管的开关频率与所述补偿信号相同趋势变化。本实用新型专利技术可以准确检测出强磁场状态，并提供足够的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
开关电源控制电路
本技术涉及电力电子领域，特别涉及一种开关电源控制电路。
技术介绍
在电表应用中，会有暂态的强磁场环境。在外部强磁场条件下，由于变压器饱和，导致电感量变小，因此输出功率下降，以至输出电压无法维持。为了克服这个问题，峰值电流维持不变(不加剧变压器饱和)，需要提高开关频率以维持输出电压。通常的技术方案是在输出电压变低时，即电感峰值电流达到最大设定值时，提高开关频率。这带来的问题是无法区分是正常的过功率输出条件还是强磁场条件，在正常情况下会导致过功率点提高，影响系统的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可以准确检测出强磁场状态，并提供足够的输出功率的开关电源控制电路，用于解决现有技术存在的无法区分正常过功率输出条件还是强磁场条件的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种开关电源控制电路，包括运算放大电路，对反馈信号和参考信号的误差进行补偿得到补偿信号，还包括：检测电路，当所述补偿信号大于阈值电压时，所述检测电路检测主功率管导通时间；模式识别电路，若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，则判断开关电源工作模式，输出模式识别信号；若模式识别信号表征开关电源工作于断续导通模式，则检测电路检测开关电源的电感值；第一控制电路，若主功率管的导通时间小于第一阈值时间，则开关电源以正常开关频率每工作N个周期之后，进入一个调整周期，在调整周期内，所述第一控制电路控制主功率管的关断时间延长，使得开关电源工作于断续导通模式；下个开关周期，所述检测电路检测开关电源的电感值；根据主功率管的导通时间调整调整周期内主功率管的关断时间，调整周期内主功率管的关断时间不随导通时间的变化而变化，或者随导通时间的变化而线性变化或者分段变化；当所述电感值小于第一阈值时，允许主功率管的开关频率与所述补偿信号相同趋势变化。可选的，所述模式识别电路包括计时电路和第一运算电路；若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，所述计时电路从主开关管导通时刻开始计时，当电感电流上升到第一基准时，计时结束，输出第一时间；所述运算电路接收主功率管导通时间、第一时间、电感电流峰值和第一基准，输出模式识别信号；所述运算电路计算主功率管导通时间和第一时间的比值，作为第一比值；所述运算电路计算电感电流峰值和第一基准的比值，作为第二比值；若第一比值与第二比值的差值大于第一差值，所述模式识别信号表征开关电源工作于连续导通模式；若所述第一比值接近于所述第二比值，所述模式识别信号表征开关电源工作于断续导通模式。可选的，所述模式识别电路包括电流检测电路和第二运算电路，若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，所述电流检测电路检测主功率管导通时间达到第二时间时对应的电感电流，输出第一检测值；所述第二运算电路接收主功率管导通时间、第二时间、电感电流峰值和第一检测值，输出模式识别信号；所述第二运算电路计算主功率管导通时间和第二时间的比值，作为第一比值；所述第二运算电路计算电感电流峰值和第一检测值的比值，作为第二比值；若所述第一比值与所述第二比值的差值大于第一差值，所述模式识别信号表征开关电源工作于连续导通模式；若所述第一比值接近于所述第二比值，所述模式识别信号表征开关电源工作于断续导通模式。与现有技术相比，本技术具有以下优点：对反馈信号和参考信号的误差进行补偿，得到补偿信号，当所述补偿信号大于阈值电压时，检测主功率管导通时间；若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，则判断开关电源工作模式；若开关电源工作于断续导通模式，则检测开关电源的电感值；当所述电感值小于第一阈值时，允许主功率管的开关频率与所述补偿信号同趋势变化。本技术能够准确区分强磁场条件下的输出还是过功率条件下的输出，并在强磁场条件下提供足够的输出功率。附图说明图1为本技术开关电源控制电路工作流程图；图2为本技术开关电源连续到断续导通模式的波形示意图；图3为本技术判断开关电源工作模式的波形示意图；图4为本技术开关电源控制电路原理图；图5为本技术模式识别电路实施例一原理图；图6为本技术模式识别电路实施例二原理图；具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行详细描述，但本技术并不仅仅限于这些实施例。本技术涵盖任何在本技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本技术有彻底的了解，在以下本技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。在开关电源中，补偿电压COMP通常由输出反馈电路产生，即需要被控的输出量(如输出电压，本文中以输出电压反馈为例进行说明)与参考信号比较，产生的误差信号(成为补偿电压或者误差电压)。通常，如输出电压低于参考信号时，补偿电压COMP变高，使得更多的能量传送到输出，使得输出电压维持在设定值。通常补偿电压COMP可用来指示输出的状况。如图1所示，示意了本技术开关电源控制电路工作流程图，其步骤如下：判断补偿电压COMP是否大于阈值电压VREF，当补偿电压COMP大于阈值电压VREF时，说明输出电压已经小于设定值，此时电路处于过载状态或者，由于外部影响导致的输出功率不足。此时，判断原边主功率管的导通时间是否大于一个预设值T0，如1us。如果原边主功率管的导通时间大于设定阈值T0，判断开关电源是否工作于断续导通模式DCM；若开关电源工作于断续导通模式DCM，则根据电感电压VL、主功率管导通时间Ton和峰值电流Ipk计算电感，公式为：Lp＝VL*Ton/Lpk；若电感Lp小于设定的电感值L1，说明为非正常过载情况，则允许开关电源升频工作。补偿电压COMP在阈值电压VREF的基础上继续上升，开关频率随着COMP的电压的上升而上升，电感的峰值电流维持在设定的最大值Ipk，当输出电压达到设定值时，补偿电压COMP将不再上升，电路维持在一个较高的频率工作。若开关电源工作于连续导通模式CCM，或者电感L不小于设定的电感值L1，则启动过载保护计时器，若补偿电压COMP大于阈值电压VREF的状态(电感峰值电流达到第一阈值电流的状态)持续时间Tp大于设定时间T1，则开关电源进入过载保护。如果原边主功率管的导通时间小于或等于设定阈值T0，控制电路在较短的时间内无法准确判断开关电源工作于CCM或者DCM模式。这样，需要每隔N个周期，进入一个调整周期，在调整周期内，当主开关管关断后，等待一个设定的时间，这个时间一般比原先的开关周期长，使得电感电流在这个时间内可以下降到零，如200us。这样，在下一个开关周期，与DCM完全类似，可以基于检测到的电感电压，导通时间，最大峰值电流，计算得到电感量。基于检测到的电感量，与设定的电感量进行比较，决定是否进行升频操作。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源控制电路，包括运算放大电路，对反馈信号和参考信号的误差进行补偿得到补偿信号，其特征在于：还包括/n检测电路，当所述补偿信号大于阈值电压时，所述检测电路检测主功率管导通时间；/n模式识别电路，若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，则判断开关电源工作模式，输出模式识别信号；若模式识别信号表征开关电源工作于断续导通模式，则检测电路检测开关电源的电感值；/n第一控制电路，若主功率管的导通时间小于第一阈值时间，则开关电源以正常开关频率每工作N个周期之后，进入一个调整周期，在调整周期内，所述第一控制电路控制主功率管的关断时间延长，使得开关电源工作于断续导通模式；下个开关周期，所述检测电路检测开关电源的电感值；根据主功率管的导通时间调整调整周期内主功率管的关断时间，调整周期内主功率管的关断时间不随导通时间的变化而变化，或者随导通时间的变化而线性变化或者分段变化；/n当所述电感值小于第一阈值时，允许主功率管的开关频率与所述补偿信号相同趋势变化。/n

【技术特征摘要】
20191008 CN 20192166881511.一种开关电源控制电路，包括运算放大电路，对反馈信号和参考信号的误差进行补偿得到补偿信号，其特征在于：还包括
检测电路，当所述补偿信号大于阈值电压时，所述检测电路检测主功率管导通时间；
模式识别电路，若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，则判断开关电源工作模式，输出模式识别信号；若模式识别信号表征开关电源工作于断续导通模式，则检测电路检测开关电源的电感值；
第一控制电路，若主功率管的导通时间小于第一阈值时间，则开关电源以正常开关频率每工作N个周期之后，进入一个调整周期，在调整周期内，所述第一控制电路控制主功率管的关断时间延长，使得开关电源工作于断续导通模式；下个开关周期，所述检测电路检测开关电源的电感值；根据主功率管的导通时间调整调整周期内主功率管的关断时间，调整周期内主功率管的关断时间不随导通时间的变化而变化，或者随导通时间的变化而线性变化或者分段变化；
当所述电感值小于第一阈值时，允许主功率管的开关频率与所述补偿信号相同趋势变化。


2.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于：所述模式识别电路包括计时电路和第一运算电路；若主功率管的导通时间大于第一阈值时间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏志勇，周逊伟，其他发明人请求不公开姓名，
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