一种开关电源的定频控制系统技术方案

本发明专利技术涉及电源电路技术领域，具体涉及一种开关电源的定频控制系统，定频控制电路的输入端连接RS锁存器的状态端、斜坡信号发生器和时间基准电路，输出端连接RS锁存器的复位端；斜坡信号发生器生成斜坡信号，RS锁存器输出脉冲信号，定频控制电路依照斜坡信号对脉冲信号的脉宽进行调整，以使得脉冲信号达到预定的开关频率。有益效果在于：通过控制该斜坡信号的电压幅值、压降来与原有的用于驱动开关的脉冲信号进行比较，从而使得脉冲信号的频率和相位自发与斜坡信号进行对齐，实现了对开关电源的定频、同步相位的控制；同时，由于不需要通过鉴相器来输出误差信号，提高了系统响应。提高了系统响应。提高了系统响应。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的定频控制系统


[0001]本专利技术涉及电源电路
，具体涉及一种开关电源的定频控制系统。

技术介绍

[0002]开关电源，是一种高频化电能转换装置，通常是利用切换晶体管在全开模式(导通区)及全闭模式(截止区)之间切换，并通过调整晶体管导通及断路的时间来达到电压稳压。常见的开关电源控制方式有恒定频率、固定开关时间等控制方式。其中，固定开关时间(constant ON/OFF time，COT)开关方式实现的开关电源，由于受到负载电流、寄生电阻、效率等因素影响，往往无法自发实现频率保持。
[0003]现有技术中，针对固定开关时间的开关电源的频率控制，通常采用的控制方法有两种。一种是在开关电源的电路部分引入相位反馈环路，通过将与开关电源工频关联的信号，比如晶体管的驱动信号，与参考时钟信号输入鉴相器中进行比较，并基于误差信号来调整开关管的导通时间，从而使得开关电源的工频信号与时钟信号相位一致来实现频率锁定；另外一种方法，则是通过外部设备对开关电源的工频进行测量，并基于测量结果来改变开关管的导通时间或关断时间，从而实现频率锁定。
[0004]但是，在实际实施过程中，专利技术人发现，上述基于反馈环路实现的定频方案，在负载改变的情况下，由于开关电源本身的工频需要发生改变，因此需要使得反馈环路进行开关状态切换、重新鉴相，导致系统整体的响应时间较长。而基于测量频率对导通时间进行调节的方案，由于仅是在一段时间内对频率进行累计，随后控制导通时间或关断时间，不涉及对相位的处理，因此无法使得开关电源的相位实现恒定。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种开关电源的定频控制系统。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种开关电源的定频控制系统，所述开关电源包括开关信号产生电路、RS锁存器、开关模块和所述定频控制系统，所述定频控制系统包括定频控制电路和斜坡信号发生器；
[0008]所述开关信号产生电路的输入端连接所述开关电源的输出端，所述开关信号产生电路的输出端连接所述RS锁存器的置位端，所述RS锁存器的状态端连接并控制所述开关模块；
[0009]所述定频控制电路的第一输入端连接所述RS锁存器的状态端，所述定频控制电路的第二输入端连接所述斜坡信号发生器的输出端，所述定频控制电路的输出端连接所述RS锁存器的复位端；
[0010]所述斜坡信号发生器生成斜坡信号，所述RS锁存器输出脉冲信号，所述定频控制电路依照所述斜坡信号对所述脉冲信号的脉宽进行调整，以使得所述脉冲信号达到预定的开关频率。
[0011]另一方面，所述定频控制电路包括：
[0012]输入模块，所述输入模块的输入端为所述定频控制电路的第一输入端；
[0013]第一比较器，所述第一比较器的同向输入端连接所述输入模块的输出端，所述第一比较器的输出端为所述定频控制电路的输出端；
[0014]所述第一比较器的反向输入端为所述定频控制电路的第二输入端。
[0015]另一方面，所述输入模块包括：
[0016]恒流源；
[0017]第一电容，所述第一电容的第一端连接所述恒流源的输出端，所述第一电容的第二端接地，所述第一电容的第一端作为所述输入模块的输出端；
[0018]输入开关，所述输入开关的第一端连接所述输入模块的输入端，所述输入开关的第二端接地；
[0019]反相器，所述反相器的输入端作为所述输入模块的输入端，所述反相器的输出端连接所述输入开关的受控端。
[0020]另一方面，所述斜坡信号为锯齿波信号，所述斜坡信号的频率与时间基准信号的频率一致；
[0021]在每个周期中，所述斜坡信号自最大值单调下降至最小值，随后再复位至最大值。
[0022]另一方面，还包括时间基准电路，所述时间基准电路的输出端连接所述斜坡信号发生器的输入端，所述斜坡信号发生器依照所述时间基准信号生成所述斜坡信号。
[0023]另一方面，所述开关信号产生器包括：
[0024]三角波发生器，所述三角波发生器的输入端通过第一采样电路连接至所述开关电源的输出端；
[0025]第二比较器，所述第二比较器的同向输入端连接所述三角波发生器的输出端，所述第二比较器的输出端作为所述开关信号产生器的输出端；
[0026]误差放大器，所述误差放大器的输入端通过第二采样电路连接至所述开关电源的输出端，所述误差放大器的输出端连接所述第二比较器的反向输入端。
[0027]另一方面，所述误差放大器包括：
[0028]第三比较器，所述第三比较器的同向输入端为所述误差放大器的输入端，所述第三比较器的输出端为所述误差放大器的输出端；
[0029]参考信号源，所述参考信号源的输出端连接所述第三比较器的反向输入端。
[0030]另一方面，所述第一采样电路包括：
[0031]采样电感，所述采样电感的第一端连接所述开关电源的功能区域，所述采样电感的第二端连接所述开关电源的输出区域；
[0032]第一采样电容，所述第一采样电容的第一端连接所述采样电感的第二端，所述第一采样电容的第二端接地；
[0033]所述采样电感的第一端和所述采样电感的第二端作为所述第一采样电路的输出端与所述三角波发生器连接。
[0034]另一方面，所述第二采样电路包括：
[0035]第一采样电阻，所述第一采样电阻的第一端连接所述开关电源的输出端，所述第一采样电阻的第二端作为所述第二采样电路的输出端；
[0036]第二采样电阻，所述第二采样电阻的第一端连接所述第一采样电阻的第二端，所
述第二采样电阻的第二端接地；
[0037]第二采样电容，所述第二采样电容的第一端连接所述开关电源的输出端，所述第二采样电容的第二端连接所述采样电路的输出端。
[0038]上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0039]针对现有技术中的定频控制方法响应速度较慢、无法实现相位同步的问题，本实施例中，通过在定频控制电路中引入关联于时间基准的斜坡信号，与原有的用于驱动开关的脉冲信号进行比较。由于斜坡信号在一个周期中的电压会自动变化，导致在不同相位上与脉冲信号进行比较的参考电压也不同，从而使得脉冲信号的频率和相位自发与斜坡信号进行对齐，实现了对开关电源的定频、同步相位的控制；同时，由于不需要通过鉴相器来输出误差信号，提高了系统响应。
附图说明
[0040]参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。
[0041]图1为本专利技术实施例的整体示意图；
[0042]图2为本专利技术实施例中的斜坡信号示意图；
[0043]图3为现有技术中的固定时间控制信号示意图；
[0044]图4为本专利技术实施例中基于斜坡信号的固定时间控制示意图；
[0045]图5为本专利技术实施例中定频控制电路示意图；
[0046]图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的定频控制系统，其特征在于，所述开关电源包括开关信号产生电路、RS锁存器、开关模块和所述定频控制系统，所述定频控制系统包括定频控制电路和斜坡信号发生器；所述开关信号产生电路的输入端连接所述开关电源的输出端，所述开关信号产生电路的输出端连接所述RS锁存器的置位端，所述RS锁存器的状态端连接并控制所述开关模块；所述定频控制电路的第一输入端连接所述RS锁存器的状态端，所述定频控制电路的第二输入端连接所述斜坡信号发生器的输出端，所述定频控制电路的输出端连接所述RS锁存器的复位端；所述斜坡信号发生器生成斜坡信号，所述RS锁存器输出脉冲信号，所述定频控制电路依照所述斜坡信号对所述脉冲信号的脉宽进行调整，以使得所述脉冲信号达到预定的开关频率。2.根据权利要求1所述的定频控制系统，其特征在于，所述定频控制电路包括：输入模块，所述输入模块的输入端为所述定频控制电路的第一输入端；第一比较器，所述第一比较器的同向输入端连接所述输入模块的输出端，所述第一比较器的输出端为所述定频控制电路的输出端；所述第一比较器的反向输入端为所述定频控制电路的第二输入端。3.根据权利要求2所述的定频控制系统，其特征在于，所述输入模块包括：恒流源；第一电容，所述第一电容的第一端连接所述恒流源的输出端，所述第一电容的第二端接地，所述第一电容的第一端作为所述输入模块的输出端；输入开关，所述输入开关的第一端连接所述输入模块的输入端，所述输入开关的第二端接地；反相器，所述反相器的输入端作为所述输入模块的输入端，所述反相器的输出端连接所述输入开关的受控端。4.根据权利要求1所述的定频控制系统，其特征在于，所述斜坡信号为锯齿波信号，所述斜坡信号的频率与时间基准信号的频率一致；在每个周期中，所述斜坡信号自最大值单调下降至最小值，随后再复位至最大值。5.根据权利要求4所述的定频控制系统，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：景立，
申请(专利权)人：成都新基讯通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：