开关变换器及其控制电路和控制方法技术

本发明专利技术公开了一种开关变换器及其控制电路和控制方法，其中开关变换器包括具有功率开关的功率开关电路，通过功率开关的导通与关断将输入电压信号转换为输出电压信号。控制电路包括开关控制电路和假负载控制电路。开关控制电路接收表征输出电压信号的反馈电压信号，并基于反馈电压信号产生开关控制信号以控制功率开关电路的运行。假负载控制电路耦接至开关控制电路，基于开关控制电路的运行产生假负载控制信号，以调节耦接在开关变换器输出端和参考地之间的假负载所消耗的功率值。考地之间的假负载所消耗的功率值。考地之间的假负载所消耗的功率值。

【技术实现步骤摘要】
开关变换器及其控制电路和控制方法


[0001]本专利技术涉及电子电路，尤其涉及一种开关变换器及其控制电路和控制方法。

技术介绍

[0002]开关变换器在电源领域得到了广泛的应用。通常情况下，为了减小损耗，开关频率会随着负载的减小而逐渐减小。然而在轻载或空载下，开关频率可能会减小至落入音频范围，从而引起音频噪声。
[0003]针对上述问题，本专利技术提出一种开关变换器，即使其工作在轻载或空载时也可避免音频噪声。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种开关变换器及其控制电路和控制方法，以避免轻载或空载时开关变换器产生音频噪声。
[0005]根据本专利技术一个实施例，公开了一种用于开关变换器的控制电路，其中开关变换器包括具有功率开关的功率开关电路，通过功率开关的导通与关断将输入电压信号转换为输出电压信号，所述控制电路包括：开关控制电路，接收表征输出电压信号的反馈电压信号，并基于反馈电压信号产生开关控制信号以控制功率开关电路的运行；以及假负载控制电路，耦接至开关控制电路，基于开关控制电路的运行产生假负载控制信号，以调节耦接在开关变换器输出端和参考地之间的假负载所消耗的功率值。
[0006]根据本专利技术又一个实施例，公开了一种开关变换器，包括具有功率开关的功率开关电路，通过功率开关的导通与关断将输入电压信号转换为输出电压信号，以及如前所述的控制电路。
[0007]根据本专利技术再一个实施例，公开了一种用于开关变换器的控制方法，其中开关变换器包括具有功率开关的功率开关电路，并通过功率开关的导通与关断将输入电压信号转换为输出电压信号，所述控制方法包括：将假负载耦接在开关变换器输出端和参考地之间；根据表征输出电压信号的反馈电压信号产生开关控制信号以控制功率开关电路的运行；以及根据开关控制信号产生假负载控制信号以调节假负载所消耗的功率值。
[0008]根据本专利技术的实施例，将假负载耦接在开关变换器输出端和参考地之间，根据开关控制电路的运行产生假负载控制信号来调节假负载所消耗的功率值，简单易行，并且能够有效避免音频噪声的产生。
附图说明
[0009]为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述：
[0010]图1为根据本专利技术一个实施例的开关变换器100的原理框图；
[0011]图2为根据本专利技术一个实施例的用于开关变换器100的开关控制电路201A的电路示意图；
[0012]图3为根据本专利技术一个实施例的用于开关变换器100的假负载控制电路202A的电路示意图；
[0013]图4为根据本专利技术又一个实施例的用于开关变换器100的控制电路20B的电路示意图；
[0014]图5为根据本专利技术一个实施例的用于控制电路20B的开关控制电路201B的电路示意图；
[0015]图6为根据本专利技术一个实施例的用于控制电路20B的假负载控制电路202B的电路示意图；
[0016]图7为根据本专利技术一个实施例的用于开关变换器100的控制方法700的流程图。
具体实施方式
[0017]下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在下面对本专利技术的详细描述中，为了更好地理解本专利技术，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。为了清晰明了地阐述本专利技术，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本专利技术的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。
[0018]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一个实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0019]图1为根据本专利技术一个实施例的开关变换器100的原理框图。如图1所示，开关变换器100包括功率开关电路10和控制电路20。功率开关电路10包括功率开关，开关变换器100通过功率开关的导通与关断，将输入电压信号VIN转换为输出电压信号VOUT为外部负载(未示出)供电。本领域技术人员可以理解，开关变换器100可以配置为任何合适的直流/直流或交流/直流变换器拓扑，例如同步或异步的降压、升压、正激或反激变换器等。开关变换器100的功率开关可以是任何可控半导体器件，例如BJT、JFET、MOSFET或IGBT等。
[0020]控制电路20包括开关控制电路201、假负载控制电路202和假负载DR，其中假负载DR耦接在开关变换器100的输出端和参考地之间。在一个实施例中，假负载DR为可控半导体器件。在另一个实施例中，假负载为可变电阻。在一个实施例中，控制电路20可以集成在单个芯片中。本领域技术人员可以理解，外部负载是指开关变换器100的真正负载，而假负载DR是控制电路20的一部分，可以通过调节假负载DR所消耗的功率值来满足开关变换器100
和/或外部负载的需求。
[0021]开关控制电路201接收表征输出电压信号VOUT的反馈电压信号VFB，并基于反馈电压信号VFB产生开关控制信号CTRL以控制功率开关电路10的运行。
[0022]假负载控制电路202耦接至开关控制电路201，并基于开关控制电路201的运行产生假负载控制信号GT以调节假负载DR所消耗的功率值。在一个实施例中，假负载DR为可控半导体器件，假负载控制电路202耦接至该可控开关器件的控制端以提供假负载控制信号GT，其中假负载控制电路202产生一控制电流信号至该可控开关器件的控制端以调节假负载控制信号GT，从而调节假负载DR所消耗的功率值。在另一个实施例中，假负载DR为可变电阻，假负载控制信号GT通过增大/减小该可变电阻的电阻值以减小/增大其消耗的功率。
[0023]在一个实施例中，控制电路20还包括反馈电路203。反馈电路203接收输出电压信号VOUT，并基于输出电压信号VOUT产生反馈电压信号VFB。
[0024]图2为根据本专利技术一个实施例的用于开关变换器100的开关控制电路201A的电路示意图。在图2所示的实施例中，开关控制电路201A包括第一比较单元21、导通时长信号产生单元22以及第一RS触发器23。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于开关变换器的控制电路，其中开关变换器包括具有功率开关的功率开关电路，通过功率开关的导通与关断将输入电压信号转换为输出电压信号，所述控制电路包括：开关控制电路，接收表征输出电压信号的反馈电压信号，并基于反馈电压信号产生开关控制信号以控制功率开关电路的运行；以及假负载控制电路，耦接至开关控制电路，基于开关控制电路的运行产生假负载控制信号，以调节耦接在开关变换器输出端和参考地之间的假负载所消耗的功率值。2.如权利要求1所述的控制电路，其中：假负载为可控半导体器件；以及假负载控制电路耦接至该可控半导体器件的控制端以提供假负载控制信号，并产生一与开关控制电路运行有关的控制电流信号来调节可控半导体器件控制端的假负载控制信号。3.如权利要求2所述的控制电路，其中假负载控制电路接收开关控制电路产生的开关控制信号，并基于开关控制信号产生假负载控制信号，其中：当开关频率小于第一频率阈值时，假负载控制信号控制假负载所消耗的功率值增大；当开关频率大于第二频率阈值时，假负载控制信号控制假负载所消耗的功率值为零；以及当开关频率处于第一频率阈值和第二频率阈值之间时，假负载控制信号控制假负载所消耗的功率值小于第一功率阈值。4.如权利要求3所述的控制电路，其中假负载控制电路包括：计时单元，接收开关控制信号以产生计时信号，其中当计时单元的计时时长小于第一时间阈值时，计时信号为第一状态，当计时单元的计时时长大于第一时间阈值时，计时信号被切换为第二状态；以及电容，耦接在可控半导体器件的控制端与参考地之间；充放电控制单元，响应于第一状态的计时信号对电容进行放电，响应于第二状态的计时信号对电容进行充电。5.如权利要求4所述的控制电路，其中充放电控制单元包括：放电控制开关，响应于第一状态的计时信号，控制一放电电流源对电容放电，以提供负的控制电流信号；以及充电控制开关，响应于第二状态的计时信号，控制一充电电流源对电容充电，以提供正的控制电流信号，其中正的控制电流信号和负的控制电流信号具有相等的绝对值。6.如权利要求2所述的控制电路，其中开关控制电路包括：误差放大模块，接收反馈电压信号，并将参考电压信号与反馈电压信号的差值进行放大，以产生误差放大信号；关断控制模块，耦接至误差放大模块以接收误差放大信号，并基于误差放大信号产生关断控制信号以控制功率开关的关断；以及其中假负载控制电路接收误差放大模块产生的误差放大信号，并基于误差放大信号产生假负载控制信号，其中当误差放大信号小于一电压阈值时，假负载所消耗的功率值随误差放大信号的减小而增大。7.如权利要求6所述的控制电路，其中假负载控制电路包括：
电压电流转换单元，接收误差放大信号，产生转换电流信号，其中转换电流信号随误差放大信号的减小而减小；电流钳位单元，耦接至电压电流转换单...

【专利技术属性】
技术研发人员：王康乐，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：