一种开关电源的控制电路、控制方法及开关电源技术

本发明专利技术公开了一种开关电源的控制电路、控制方法及开关电源，根据开关电源的拓扑结构构建与输入电压和/或输出电压相关联的斜坡电压信号，再与导通时间段或关断时间段内采样到的电感电流信号相运算，由此可构建获得一个开关周期内的电感电流信息；并且根据主开关管的开关时间选择是采用构建的电感电流信息还是采用采样的电感电流信息以对主开关管进行控制。本申请适用于双电感电流控制方式的开关电源，根据主开关管的开关时间选择电感电流信息的获得方式，不受限于主开关管的开关时间影响，开关电源可拓宽输入电压或输出电压的使用范围，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的控制电路、控制方法及开关电源
本专利技术涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种开关电源的控制电路、控制方法及开关电源。
技术介绍
在开关电源的使用中，通常需要提供稳定的输出信号给负载，现有技术一般是通过控制开关电源中的主开关管的导通/关断来控制输出信号的大小。传统的双电流控制方法是通过采样开关电源中电感电流信息，根据采样电感电流信号与第一参考信号的误差比较控制主开关管的关断，根据采样的电感电流信号与第二参考信号的误差比较控制主开关管的导通，由此控制输出信号为预期的需求值。但是在上述的控制方案中，如果主开关管的开关时间如导通时间或关断时间比较短的话，又因为主开关管自身噪声的影响，在主开关管导通或关断后需要设置一定的消隐时间，然后再进行采样，如此一来，采样的电感电流信息就会不准确，因此，开关电源输入信号或输出信号的调节宽度受到限制，影响了开关电源的应用范围。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种开关电源的控制电路、控制方法及开关电源，用以解决现有技术输入信号或者输出信号调节宽度受限制的技术问题。本专利技术的技术解决方案是，提供一种开关电源的控制电路，所述开关电源包括相互连接的主开关管和电感，包括：电感电流采样电路，采样所述电感的电流信息，以获得所述主开关管在导通时间段的第一电感电流采样信号以及在关断时间段的第二电感电流采样信号；电流信号选择电路，接收所述第一电感电流采样信号，并在所述主开关管关断时间内，根据所述第一电感电流采样信号和所述功率开关管的输出电压以获得第二电感电流检测信号；以及接收所述第二电感电流采样信号，并在所述主开关管在导通时间内根据所述所述第二电感电流采样信号与所述主开关管的输入电压或输入电压和输出电压的运算以获得第一电感电流检测信号；所述电流信号选择电路根据所述主开关管的导通时间与预设的第一阈值时间比较结果决定将第一电感电流采样信号和第一电感电流检测信号二者之一作为输出信号输出至后级电路，以及，所述电流信号选择电路根据所述主开关管的关断时间与预设的第二阈值时间比较结果决定将第二电感电流采样信号和第二电感电流检测信号二者之一作为输出信号输出至后级电路。进一步地，所述电流信号选择电路包括第一电感电流重构电路、第二电感电流重构电路和开关时间检测电路，所述第一电感电流重构电路接收所述第二电感电流采样信号，并构建与所述主开关管的输入电压或输入电压和输出电压的运算成比例的第一斜坡电流信号，所述第二电感电流采样信号和第一斜坡电流信号进行运算后获得所述第一电感电流检测信号；所述第二电感电流重构电路接收所述第一电感电流采样信号，并构建与所述主开关管的输出电压成比例的第二斜坡电流信号，所述第一电感电流采样信号和所述第二斜坡电流信号进行运算后获得所述第二电感电流检测信号，所述开关时间检测电路检测所述主开关管的开关时间，并接收所述第一电感电流采样信号、所述第二电感电流采样信号、所述第一电感电流检测信号以及所述第二电感电流检测信号，以根据所述开关时间选择输出的信号。进一步地，所述第一电感电流重构电路包括上坡电流重构电路和叠加电路，所述上坡电流构建电路基于所述开关电源的功率级电路拓扑结构构建与所述功率级电路的输入电压或者输入电压和输出电压差值成正比例关系的所述第一斜坡电流信号，所述叠加电路接收所述第二电感电流采样信号和所述第一斜坡电流信号，进行叠加处理以获得所述第一电感电流检测信号。进一步地，括第一电流源、第一充电电容以及与所述第一充电电容并联的第一开关，所述第一电流源用于给所述第一充电电容充电，所述第一充电电容的两端电压信号为表征所述第一斜坡电流信号的第一斜坡电压信号，其中，所述第一电流源的大小设置为基于所述功率级电路的拓扑结构与所述功率转换器的输入电压或者输入电压和输出电压的差值成正比例关系，所述第一开关的开关状态与所述主开关管的开关状态相反。进一步地，在所述主开关管的导通时间段内，所述第一充电电容被所述第一电流源充电直至导通时间结束；在所述主开关管的关断时间段内，所述第一充电电容被放电归零。进一步地，所述第二电感电流重构电路包括下坡电流重构电路和减法电路，所述下坡电流重构电路基于所述开关电源的功率级电路拓扑结构构建与所述开关电源的输出电压成正比例关系的所述第二斜坡电流信号；所述减法电路接收所述第一电感电流采样信号和所述第二斜坡电流信号，进行减法处理以获得所述第二电感电流检测信号。进一步地，所述下坡电流重构电路包括第二电流源、第二充电电容以及与所述第二充电电容并联的第二开关，所述第二电流源用于给所述第二充电电容充电，所述第二充电电容的两端电压信号为表征所述第二斜坡电流信号的第二斜坡电压信号，其中，所述电流源的大小设置与所述功率级电路的输出电压成正比例关系，所述第二开关的开关状态与所述主开关管的开关状态相同。进一步地，在所述主开关管关断时间内，所述第二电流源给所述第二充电电容充电直至关断时间结束，在所述主开关管导通时间内，所述第二充电电容放电归零。进一步地，所述开关时间检测电路包括开关时间获取电路、比较电路和选择电路，所述开关时间获取电路接收所述主开关管的开关控制信号，以根据开关控制信号获得所述主开关管的导通时间和关断时间；所述比较电路接收所述导通时间和预设的第一阈值时间，进行比较以获得第一比较信号；接收所述关断时间和预设的第二阈值时间，进行比较以获得第二比较信号；所述选择电路接收所述第一比较信号、第二比较信号，同时还接收所述第一电感电流采样信号、所述第二电感电流采样信号、所述第一电感电流检测信号以及所述第二电感电流检测信号，所述选择电路根据所述第一比较信号将所述第一电感电流采样信号和所述第一电感电流检测信号的其中之一输出；根据所述第二比较信号将所述第二电感电流采样信号和所述第二电感电流检测信号的其中之一输出。本专利技术公开了一种开关电源的控制电路，所述开关电源包括相互连接的主开关管和电感，包括：电感电流采样电路，采样所述电感的电流信息，以获得所述主开关管在导通时间的第一电感电流采样信号以及在关断时间的第二电感电流采样信号；电流信号选择电路，接收所述第一电感电流采样信号和所述第二电感电流采样信号，并检测所述主开关管的开关时间，当检测到所述主开关管的导通时间小于第一阈值时间，则在所述主开关管的导通时间内，根据所述第二电感电流采样信号和所述主开关管的输入电压或输入电压和输出电压以获得第一电感电流检测信号，并将所述第一电感电流检测信号和所述第二电感电流采样信号作为输出信号输出，当检测到所述主开关管的关断时间小于第二阈值时间，则在所述主开关管的关断时间内，根据所述第一电感电流采样信号和所述主开关管的输出电压以获得第二电感电流检测信号，并将所述第二电感电流检测信号和所述第一电感电流采样信号作为输出信号输出，当检测到所述主开关管的导通时间大于第一阈值时间且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源的控制电路，所述开关电源包括相互连接的主开关管和电感，其特征在于，包括：/n电感电流采样电路，采样所述电感的电流信息，以获得所述主开关管在导通时间段的第一电感电流采样信号以及在关断时间段的第二电感电流采样信号；/n电流信号选择电路，接收所述第一电感电流采样信号，并在所述主开关管关断时间内，根据所述第一电感电流采样信号和所述功率开关管的输出电压以获得第二电感电流检测信号；/n以及接收所述第二电感电流采样信号，并在所述主开关管在导通时间内根据所述所述第二电感电流采样信号与所述主开关管的输入电压或输入电压和输出电压的运算以获得第一电感电流检测信号；/n所述电流信号选择电路根据所述主开关管的导通时间与预设的第一阈值时间比较结果决定将第一电感电流采样信号和第一电感电流检测信号二者之一作为输出信号输出至后级电路，/n以及，所述电流信号选择电路根据所述主开关管的关断时间与预设的第二阈值时间比较结果决定将第二电感电流采样信号和第二电感电流检测信号二者之一作为输出信号输出至后级电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的控制电路，所述开关电源包括相互连接的主开关管和电感，其特征在于，包括：
电感电流采样电路，采样所述电感的电流信息，以获得所述主开关管在导通时间段的第一电感电流采样信号以及在关断时间段的第二电感电流采样信号；
电流信号选择电路，接收所述第一电感电流采样信号，并在所述主开关管关断时间内，根据所述第一电感电流采样信号和所述功率开关管的输出电压以获得第二电感电流检测信号；
以及接收所述第二电感电流采样信号，并在所述主开关管在导通时间内根据所述所述第二电感电流采样信号与所述主开关管的输入电压或输入电压和输出电压的运算以获得第一电感电流检测信号；
所述电流信号选择电路根据所述主开关管的导通时间与预设的第一阈值时间比较结果决定将第一电感电流采样信号和第一电感电流检测信号二者之一作为输出信号输出至后级电路，
以及，所述电流信号选择电路根据所述主开关管的关断时间与预设的第二阈值时间比较结果决定将第二电感电流采样信号和第二电感电流检测信号二者之一作为输出信号输出至后级电路。


2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电流信号选择电路包括第一电感电流重构电路、第二电感电流重构电路和开关时间检测电路，
所述第一电感电流重构电路接收所述第二电感电流采样信号，并构建与所述主开关管的输入电压或输入电压和输出电压的运算成比例的第一斜坡电流信号，所述第二电感电流采样信号和第一斜坡电流信号进行运算后获得所述第一电感电流检测信号；
所述第二电感电流重构电路接收所述第一电感电流采样信号，并构建与所述主开关管的输出电压成比例的第二斜坡电流信号，所述第一电感电流采样信号和所述第二斜坡电流信号进行运算后获得所述第二电感电流检测信号，
所述开关时间检测电路检测所述主开关管的开关时间，并接收所述第一电感电流采样信号、所述第二电感电流采样信号、所述第一电感电流检测信号以及所述第二电感电流检测信号，以根据所述开关时间选择输出的信号。


3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述第一电感电流重构电路包括上坡电流重构电路和叠加电路，
所述上坡电流构建电路基于所述开关电源的功率级电路拓扑结构构建与所述功率级电路的输入电压或者输入电压和输出电压差值成正比例关系的所述第一斜坡电流信号，
所述叠加电路接收所述第二电感电流采样信号和所述第一斜坡电流信号，进行叠加处理以获得所述第一电感电流检测信号。


4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述上坡电流构建电路包括第一电流源、第一充电电容以及与所述第一充电电容并联的第一开关，
所述第一电流源用于给所述第一充电电容充电，所述第一充电电容的两端电压信号为表征所述第一斜坡电流信号的第一斜坡电压信号，
其中，所述第一电流源的大小设置为基于所述功率级电路的拓扑结构与所述功率转换器的输入电压或者输入电压和输出电压的差值成正比例关系，所述第一开关的开关状态与所述主开关管的开关状态相反。


5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，在所述主开关管的导通时间段内，所述第一充电电容被所述第一电流源充电直至导通时间结束；
在所述主开关管的关断时间段内，所述第一充电电容被...

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