开关电路的控制电路、控制方法及开关电源电路技术

本发明专利技术提出一种开关电路的控制电路、控制方法及开关电源电路，将表征输出电压的反馈电压和基准电压进行误差放大，得到补偿电压；当补偿电压大于第一阈值时，将补偿电压钳位在第一阈值，所述补偿电压控制开关电路的主功率管关断；根据开关电路的拓扑结构、输入电压和输出电压设置所述第一阈值。本发明专利技术既能够避免电感电流过大，也能保证输出充分，同时能够减小短路恢复时的过充电压。短路恢复时的过充电压。短路恢复时的过充电压。

【技术实现步骤摘要】
开关电路的控制电路、控制方法及开关电源电路


[0001]本专利技术涉及电力电子领域，特别涉及一种开关电路控制电路、控制方法及开关电源电路。

技术介绍

[0002]开关变换电路的多种控制方式中，恒导通时间(constant on time，COT)控制由于瞬态响应速度快、结构简单等优点，被广泛采用。通过将表征开关电路输出电压的反馈电压和参考电压进行误差放大，得到补偿电压。恒导通时间控制中，补偿电压控制导通时间。在传统方案中，导通时间随补偿电压的上升而上升。但补偿电压过大，会导致电感电流过大，损坏功率管；补偿电压过小，会使得输出与预期偏差太大，输出不充分。因此，开关电路控制时，需要折中考虑补偿电压的大小。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种电路简单的开关电路的控制电路、控制方法及开关电源电路，用以解决现有技术存在的电感电流过大、输出不充分的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了开关电路的控制电路，包括
[0005]第一运放，将表征输出电压的反馈电压和基准电压进行误差放大，得到补偿电压；
[0006]第一控制电路，当补偿电压大于第一阈值时，将补偿电压钳位在第一阈值；当补偿电压小于等于第一阈值时，所述第一控制电路输出所述补偿电压；根据所述补偿电压控制开关电路的主功率管关断；
[0007]第一阈值产生电路，根据开关电路的拓扑结构、输入电压和输出电压设置所述第一阈值。
[0008]可选的，根据对开关电路开关节点信号的滤波或者采样保持，得到输入电压的表征信号和输出电压的表征信号，根据开关电路的拓扑结构、输入电压的表征信号和输出电压的表征信号设置所述第一阈值。
[0009]可选的，开关电路为降压电路时，所述第一阈值与输出电压和输入电压的比值成正比。
[0010]可选的，开关电路为升压电路时，所述第一阈值与输出电压和输入电压的差值成正比，与输出电压成反比。
[0011]可选的，开关电路为升降压电路时，所述第一阈值与输出电压成正比，与输入电压和输出电压之和成反比。
[0012]可选的，开关电路为反激电路时，所述第一阈值与输入电压和输出电压的比值成负相关，与反激电路原边和副边的匝数比成正相关。
[0013]可选的，所述第一控制电路包括第一调整管、第二调整管、电流源和第二运放，所述第一调整管第一端连接高电位端，所述第一调整管第二端连接所述电流源，所述第一调整管控制端连接所述第一运放输出端；所述第二运放第一输入端连接所述第一调整管第二
端，所述第二运放第二输入端接收第一阈值，所述第二运放输出端连接所述第二调整管控制端，所述第二调整管第一端连接所述第一调整管控制端，所述第二调整管第二端接地；所述第一调整管的第二端电压表征所述补偿电压。
[0014]本专利技术还提供一种开关电路的控制方法，将表征输出电压的反馈电压和基准电压进行误差放大，得到补偿电压；当补偿电压大于第一阈值时，将补偿电压钳位在第一阈值，所述补偿电压控制开关电路的主功率管关断；根据开关电路的拓扑结构、输入电压和输出电压设置所述第一阈值。
[0015]本专利技术还提供一种开关电源电路，包括以上任意一种所述的控制电路。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：将表征输出电压的反馈电压和基准电压进行误差放大，得到补偿电压；当补偿电压大于第一阈值时，将补偿电压钳位在第一阈值，所述补偿电压控制开关电路的主功率管关断；根据开关电路的拓扑结构、输入电压和输出电压设置所述第一阈值。本专利技术可以避免电感电流过大，损害功率管，也能保证输出电压有足够的输出，同时能够减小短路恢复时的过充电压。
附图说明
[0017]图1为本专利技术开关电路的控制电路原理图；
[0018]图2为本专利技术开关电路的第一控制电路原理图；
[0019]图3为本专利技术开关电路的波形图；
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0021]为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利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专利技术。
[0022]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。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、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0023]如图1所示，示意了本专利技术开关电路的控制电路原理图，所述开关电路包括主功率管和同步整流管，例如降压电路、升压电路、flybuck电路等。所述控制电路包括第一运放U01、钳位电路U02和钳位值产生电路U03，第一运放U01将表征开关电路输出电压的反馈电压FB和基准电压VREF进行误差放大，钳位电路U02输入端连接第一运放U01输出端，输出补偿电压VCOMP，当补偿电压VCOMP大于第一阈值clamp时，钳位电路U02将其钳位在第一阈值clamp。第一阈值clamp是根据不同的开关电路拓扑、开关电路的输出电压VOUT和输入电压VIN得到。补偿电压COMP控制开关电路主功率管的导通时间，补偿电压COMP越大，导通时间越大，占空比越大，因此根据占空比与开关电路输入输出的关系，可根据开关电路输入输出设置补偿电压的钳位值即第一阈值clamp。当开关电路为降压电路时，设置第一阈值clamp与输入电压和输入电压的比值成正比。当开关电路为升压电路时，设置第一阈值clamp与输出电压成正比，与输入电压和输出电压之和成反比。当开关电路为升降压电路时，设置第一阈值clamp与输出电压成正比，与输入电压和输出电压之和成反比。当开关电路为反激电路
时，设置第一阈值clamp与输入电压和输出电压的比值成正相关，与反激电路原边和副边的匝数比成正相关。开关电路的输入电压和输出电压除了通过采样得到，也可以通过对开关电路开关节点信号的滤波或者采样保持得到表征输入电压和输出电压的信号。例如，降压电路中可以对主功率管和同步整流管连接端的电压进行滤波得到表征输出电压的信号，或者主功率管导通时，通过对连接端的电压采样保持得到表征输入电压的信号。
[0024]图2示意了本专利技术第一控制电路原理图，所述第一控制电路包括第一调整管M1、第二调整管M2、电流源I1和第二运放U201，所述第一调整管M1第一端连接高电位端，所述第一调整管M1第二端连接电流源I1，所述第一调整管M1控制端连接所述第一运放U01的控制端；所述第二调整管M2第一端连接所述第一调整管M1的控制端，所述第二调整管M2第二端接地；所述第二运放U02第一端连接所述第二调整管M2第二端，所述第二运放U201第二端接收第一阈值clamp，所述第二运放U201输出端连接所述第二调整管M2控制端，所述第一运放U201第二端电压为补偿电压COMP。
[0025]如图3所示，示意了本专利技术开关电路的波形图，开关电路以降压电路为例，并结合图1所示的电路进行说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电路的控制电路，其特征在于：包括：第一运放，将表征输出电压的反馈电压和基准电压进行误差放大，得到补偿电压；第一控制电路，当补偿电压大于第一阈值时，将补偿电压钳位在第一阈值输出；当补偿电压小于等于第一阈值时，所述第一控制电路输出所述补偿电压；根据所述补偿电压控制开关电路的主功率管关断；第一阈值产生电路，根据开关电路的拓扑结构、输入电压和输出电压设置所述第一阈值。2.根据权利要求1所述的开关电路的控制电路，其特征在于：根据对开关电路开关节点信号的滤波或者采样保持，得到输入电压的表征信号和输出电压的表征信号；根据开关电路的拓扑结构、输入电压的表征信号和输出电压的表征限号设置所述第一阈值。3.根据权利要求1所述的开关电路的控制电路，其特征在于：开关电路为降压电路时，所述第一阈值与输出电压和输入电压的比值成正比。4.根据权利要求1所述的开关电路的控制电路，其特征在于：开关电路为升压电路时，所述第一阈值与输出电压和输入电压的差值成正比，与输出电压成反比。5.根据权利要求1所述的开关电路的控制电路，其特征在于：开关电路为升降压电路时，所述第一阈值与输出电压成正比，与输入电压和输出电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄必亮，毛卫军，
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：