專利名稱：用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，尤其涉及一種用于開關(guān)電源的平滑折返曲線式頻率控制系統(tǒng)；此外，本發(fā)明還涉及上述頻率控制系統(tǒng)的頻率控制方法。
背景技術(shù)：
電源變換器是電子系統(tǒng)中必不可少的組件。眾所周知，電源變換器包括線形變換器和開關(guān)電源變換器兩種主要類型。大多數(shù)的用電設(shè)備都包含內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換器或者外部電源適配器，例如電視和計算機等產(chǎn)品中所使用的是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換器，廣泛應(yīng)用于手機、DSL調(diào)制解調(diào)器、打印機、筆記本電腦及游戲機等領(lǐng)域的是外部電源適配器，這些電源轉(zhuǎn)換器或者適配器都是采用開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器以提供電源之用。這些設(shè)備的應(yīng)用規(guī)模非常龐大，而且其功率消耗又在一定程度上與用戶的使用習(xí)慣密切相關(guān)。例如，許多用戶在不使用電源適配器情況下，仍將插頭插在墻式插座上，使其一直處在待機條件下仍然消耗電流。
眾所周知，在輕輸出負(fù)載或者零輸出負(fù)載也就是待機條件下，開關(guān)電源的損耗包含開關(guān)導(dǎo)通損耗、開關(guān)交疊損耗、開關(guān)寄生電容損耗以及外圍控制電路損耗，前三種損耗通常正比于開關(guān)頻率。為了降低待機損耗，在輕輸出負(fù)載或者零輸出負(fù)載條件下，通常需要降低開關(guān)頻率以提高系統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換能效。
一些傳統(tǒng)的開關(guān)電源控制器采用電流模式控制，主要模塊包括PWM比較器、斜率補償、前沿消隱、振蕩器、RS觸發(fā)器、以及驅(qū)動級。振蕩器來同時產(chǎn)生時鐘信號和鋸齒波信號，其中時鐘信號提供給RS觸發(fā)器R端，鋸齒波信號提供給斜率補償電路，如圖1所示。
在圖1中，振蕩器頻率由系統(tǒng)反饋電壓FB決定。這樣系統(tǒng)能夠基于輸出負(fù)載的大小，自動調(diào)制開關(guān)頻率，從而實現(xiàn)在輕載時提高能效的目的。比如中國專利CN02140509.3描述了一種可以通過關(guān)閉周期調(diào)節(jié)功能的PWM控制器，該控制器在系統(tǒng)輕載或無負(fù)載情況下自動根據(jù)負(fù)載調(diào)整頻率。具體方法為當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載變小時，系統(tǒng)反饋給開關(guān)電源控制器的電壓FB也變小，到一定程度時，系統(tǒng)進入降頻模式，通過改變振蕩器鋸齒波信號的下降沿，達到降頻的目的，如圖2中的振蕩器波形1所示。
又比如中國專利CN200510024385.6描述了另一種為電源轉(zhuǎn)換器提供頻率控制的方法。具體方法為通過在兩個鋸齒波信號中插入“死區(qū)”時間，從而達到輕載時降頻的目的，如圖2中的振蕩器波形2所示。
然而，這些傳統(tǒng)的控制技術(shù)常常不能為開關(guān)模式變換器提供平滑降頻控制，以上兩種方法的頻率隨系統(tǒng)負(fù)載以及反饋電壓FB的變化如下圖3所示， 請參閱圖3，從圖3可以看出，在系統(tǒng)從正常工作模式切換到降頻模式時，頻率切換不光滑，從而在這種情況下會產(chǎn)生可聞噪聲(audio noise)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于開關(guān)電源的平滑折返曲線式頻率控制系統(tǒng)，能夠為輕載及待機情況下降低電源的損耗，同時不會產(chǎn)生可聞噪聲(audio noise)。
另外，本發(fā)明還提供上述頻率控制系統(tǒng)的頻率控制方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，該頻率控制系統(tǒng)包括依次連接的平滑折返曲線控制器、頻率發(fā)生器、開關(guān)控制發(fā)生器(如為脈寬調(diào)制PWM發(fā)生器)；所述平滑折返曲線控制器用以接收負(fù)載信號(101)、降頻閾值電壓信號(102)、來自頻率發(fā)生器的帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，產(chǎn)生控制數(shù)字控制信號、模擬控制信號；其中，數(shù)字控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率折返控制，模擬控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率切換平滑控制；所述頻率發(fā)生器用以從平滑折返曲線控制器接收數(shù)字控制信號及模擬控制信號；作為響應(yīng)，所述頻率發(fā)生器輸出帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，所述帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)作為輸入信號發(fā)送到所述開關(guān)控制發(fā)生器。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述平滑折返曲線控制器包括 平滑切換器，其輸入信號包括降頻閾值電壓(Vth)、反饋電壓(VFB)，輸出模擬信號；當(dāng)反饋電壓(VFB)低于降頻閾值電壓(Vth)時，系統(tǒng)平滑地從正常模式切換到降頻模式； 帶折返控制功能的頻率控制器，其輸入信號包括反饋電壓(VFB)、鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)、充電單元的電壓；輸出信號包括若干控制頻率發(fā)生器的信號。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述頻率發(fā)生器包括若干電流源、若干模擬控制開關(guān)、充電電容Co、若干模擬電流相加器；各電流源分別通過一模擬控制開關(guān)連接充電電容Co；所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制各模擬控制開關(guān)的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；平滑切換器的輸出信號通過所述若干模擬相加器分別與所述電流源中的部分電流源相加。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述頻率發(fā)生器包括電流源Ip1、In1、Ip2、In2，模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4，充電電容Co，模擬電流相加器A1、A2；電流源Ip1、In1、Ip2、In2分別通過模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4連接充電電容Co；所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；平滑切換器的輸出信號(415、416)通過模擬相加器(A1、A2)分別與電流源Ip2、In2相加。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，電容器Co一端的電壓在鋸齒充電、鋸齒放電階段的范圍等于鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)之間的差值；反饋電壓(VFB)表征輸出負(fù)載大??；如果反饋電壓(VFB)小于降頻閾值電壓(Vth)，電容器Co一端的電壓在折返放電和折返充電階段的范圍等于鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)之間的差值；如果反饋電壓(VFB)大于鋸齒波低電壓閾值(VL)，折返放電和折返充電階段的時間為零。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述帶折返控制功能的頻率控制器包括若干比較器、若干RS觸發(fā)器，各比較器比較電容器Co的輸出電壓與各輸入信號的大小；各比較器的輸出信號經(jīng)過邏輯運算后被對應(yīng)的RS觸發(fā)器鎖存；各RS觸發(fā)器的輸出經(jīng)過邏輯運算得到控制各模擬控制開關(guān)的信號。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述帶折返控制功能的頻率控制器包括比較器411、412、413，與非門451、452、453，或非門461、462、463、464、465、466、467，與門471、472，或門481，非門491，492；比較器411、412、413的輸出信號通過與非門453、非門491、或非門467、與門471邏輯運算后被三個RS觸發(fā)器鎖存；所述三個RS觸發(fā)器分別由與非門451、452和或非門461、462以及或非門463、464組成；這三個RS觸發(fā)器的輸出通過或非門466、或門481、非門492、與門472、或非門465邏輯運算得到輸出信號401、402、403、404，用來分別控制模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，如果反饋電壓(VFB)小于鋸齒波低電壓閾值(VL)，當(dāng)電容器Co的電壓(408)達到鋸齒波高電壓閾值(VH)時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)減小達到鋸齒波低電壓閾值(VL)時，信號404控制開關(guān)S4開啟，信號401、402、403控制開關(guān)S1、S2、S3關(guān)閉，折返放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)減小達到反饋電壓(VFB)時，信號403控制開關(guān)S3開啟，信號401、402、404控制開關(guān)S1、S2、S4關(guān)閉，折返充電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)增大達到鋸齒波低電壓閾值(VL)時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始；401作為周期時鐘信號輸出，頻率由反饋電壓(VFB)控制； 如果反饋電壓(VFB)大于鋸齒波低電壓閾值(VL)，折返放電和折返充電階段的時間為零；當(dāng)電容器Co的電壓(408)達到鋸齒波高電壓閾值(VH)時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)減小到鋸齒波低電壓閾值(VL)時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S 3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始；信號401作為周期時鐘信號輸出，頻率不受反饋電壓(VFB)控制。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，一個周期內(nèi)鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段的時間如下 如果反饋電壓Vtct1小于鋸齒波低電壓閾值Vth_L，折返放電和折返充電階段的時間如下 如果反饋電壓Vtct1大于鋸齒波低電壓閾值Vth_L，折返放電和折返充電階段的時間如下 Tfdch＝0，Tfch＝0； 所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號的頻率 其中，Tch、Tdch、Tfdch、Tfch分別為鋸齒充電時間、鋸齒放電時間、折返放電時間、折返充電時間；Vth_H、Vth_L分別為鋸齒波高電壓閾值、鋸齒波低電壓閾值；IC0、IDC0、IDC1、IC1分別為充電電流、放電電流、折返放電電流、折返充電電流。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述開關(guān)控制發(fā)生器為PWM發(fā)生器，PWM發(fā)生器包括依次連接的前沿消隱電路模塊、斜率補償模塊、PWM比較器以及RS觸發(fā)器；所述頻率發(fā)生器輸出時鐘信號(121)及帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)；所述時鐘信號(121)觸發(fā)RS觸發(fā)器的S端，一電流取樣信號(141)經(jīng)過前沿消隱電路模塊后發(fā)送到斜率補償模塊，斜率補償模塊的另外一個輸入信號為鋸齒波信號(122)；斜率補償模塊的輸出和系統(tǒng)反饋電壓FB通過PWM比較器生成PWM信號，PWM信號在觸發(fā)RS觸發(fā)器的R端產(chǎn)生PWM輸出信號(131)。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述平滑切換器包括電流源、若干MOS管，當(dāng)反饋電壓(VFB)在降頻閾值電壓(Vth)附近時，通過若干MOS管平滑切換電流源，從而產(chǎn)生出平滑切換的模擬電流輸出。
一種上述頻率控制系統(tǒng)的頻率控制方法，該頻率控制方法包括如下步驟 所述平滑折返曲線控制器接收負(fù)載信號(101)、降頻閾值電壓信號(102)、來自頻率發(fā)生器的帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，產(chǎn)生控制數(shù)字控制信號、模擬控制信號；其中，數(shù)字控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率折返控制，模擬控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率切換平滑控制； 所述頻率發(fā)生器從平滑折返曲線控制器接收數(shù)字控制信號及模擬控制信號；作為響應(yīng)，所述頻率發(fā)生器輸出帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，所述帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)作為輸入信號發(fā)送到所述開關(guān)控制發(fā)生器。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述平滑折返曲線控制器包括 平滑切換器，其輸入信號包括降頻閾值電壓(Vth)、反饋電壓(VFB)，輸出模擬信號；當(dāng)反饋電壓(VFB)低于降頻閾值電壓(Vth)時，系統(tǒng)平滑地從正常模式切換到降頻模式； 帶折返控制功能的頻率控制器，其輸入信號包括反饋電壓(VFB)、鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)、充電單元的電壓；輸出信號包括系統(tǒng)時鐘信號、若干控制頻率發(fā)生器的信號。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述頻率發(fā)生器包括若干電流源、若干模擬控制開關(guān)、充電電容Co、若干模擬電流相加器；各電流源分別通過一模擬控制開關(guān)連接充電電容Co；所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制各模擬控制開關(guān)的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；平滑切換器的輸出信號通過所述若干模擬相加器分別與所述電流源中的部分電流源相加。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述帶折返控制功能的頻率控制器包括若干比較器、若干RS觸發(fā)器，各比較器比較電容器Co的輸出電壓與各輸入信號的大?。桓鞅容^器的輸出信號經(jīng)過邏輯運算后被對應(yīng)的RS觸發(fā)器鎖存；各RS觸發(fā)器的輸出經(jīng)過邏輯運算得到控制各模擬控制開關(guān)的信號。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的用于開關(guān)電源的平滑折返曲線式頻率控制系統(tǒng)及方法，可實現(xiàn)平滑降頻，能夠為輕載及待機情況下降低電源的損耗，同時不會產(chǎn)生可聞噪聲。此外，本發(fā)明的一些實施例提供了含有四種階段的輸出波形，提供了這四個階段的時序和折返曲線的幅度控制。相對于傳統(tǒng)的兩種階段的控制，本發(fā)明的一些實施例提高了電源變換器頻率控制的靈活性和控制范圍。
圖1為傳統(tǒng)的開關(guān)電源控制器采用電流模式控制的電路示意圖。
圖2為傳統(tǒng)的開關(guān)電源控制器中負(fù)載與振蕩器波形的示意圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中頻率隨系統(tǒng)負(fù)載以及反饋電壓FB的變化的示意圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明頻率控制系統(tǒng)實施例的簡化示意圖。
圖5為根據(jù)一實施例在降頻模式下的平滑折返曲線控制器輸出的控制信號、頻率發(fā)生器輸出的時鐘信號和帶有折返曲線的鋸齒波信號的簡化示意圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的在降頻模式下的平滑折返曲線控制器輸出的控制信號、頻率發(fā)生器輸出的時鐘信號和帶有折返曲線的鋸齒波信號的簡化示意圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例中平滑折返曲線控制器和頻率發(fā)生器的示意圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例中帶折返功能的頻率控制器的示意圖。
圖9為圖7中所示的平滑切換器的簡化示意圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明一實施例中系統(tǒng)開關(guān)頻率隨反饋電壓FB的變化示意圖。
具體實施例方式 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
實施例一 請參閱圖4，本發(fā)明揭示了一種用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)及方法，該頻率控制系統(tǒng)包括依次連接的平滑折返曲線控制器110、頻率發(fā)生器120、脈寬調(diào)制PWM發(fā)生器130(本發(fā)明還可以通過其他開關(guān)控制發(fā)生器實現(xiàn))。
平滑折返曲線控制器
所述平滑折返曲線控制器110用以接收負(fù)載信號101、降頻閾值電壓信號102、來自頻率發(fā)生器120的帶有折返曲線的鋸齒波信號122，產(chǎn)生控制數(shù)字控制信號、模擬控制信號；其中，數(shù)字控制信號提供給頻率發(fā)生器120作為頻率折返控制，模擬控制信號提供給頻率發(fā)生器120作為頻率切換平滑控制。
請參閱圖7，所述平滑折返曲線控制器110包括平滑切換器、帶折返控制功能的頻率控制器。平滑切換器的輸入信號包括降頻閾值電壓Vth、反饋電壓VFB，輸出模擬信號；當(dāng)反饋電壓VFB低于降頻閾值電壓Vth時，系統(tǒng)平滑地從正常模式切換到降頻模式。帶折返控制功能的頻率控制器的輸入信號包括反饋電壓VFB、鋸齒波高電壓閾值VH、鋸齒波低電壓閾值VL、充電單元的電壓；輸出信號包括系統(tǒng)時鐘信號、若干控制頻率發(fā)生器的信號。
優(yōu)選地，所述平滑切換器包括一電流源、若干MOS管，當(dāng)反饋電壓VFB在降頻閾值電壓Vth附近時，通過若干MOS管平滑切換電流源，從而產(chǎn)生出平滑切換的模擬電流輸出。請參閱圖9，本實施例中，當(dāng)VFB在降頻閾值電壓Vth附近時，通過M1和M2平滑切換電流源I1，從而產(chǎn)生出平滑切換的模擬電流輸出815和816。
所述帶折返控制功能的頻率控制器包括若干比較器、若干RS觸發(fā)器，各比較器比較電容器Co的輸出電壓與各輸入信號的大??；各比較器的輸出信號經(jīng)過邏輯運算后被對應(yīng)的RS觸發(fā)器鎖存；各RS觸發(fā)器的輸出經(jīng)過邏輯運算得到控制各模擬控制開關(guān)的信號。
請參閱圖8，本實施例中，所述帶折返控制功能的頻率控制器包括比較器411、412、413，與非門451、452、453，或非門461、462、463、464、465、466、467，與門471、472，或門481，非門491，492；比較器411、412、413的輸出信號通過與非門453、非門491、或非門467、與門471邏輯運算后被三個RS觸發(fā)器鎖存；所述三個RS觸發(fā)器分別由與非門451、452和或非門461、462以及或非門463、464組成；這三個RS觸發(fā)器的輸出通過或非門466、或門481、非門492、與門472、或非門465邏輯運算得到輸出信號401、402、403、404，用來分別控制模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4。
如果反饋電壓VFB小于鋸齒波低電壓閾值VL，當(dāng)電容器Co的電壓408達到鋸齒波高電壓閾值VH時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓408減小達到鋸齒波低電壓閾值VL時，信號404控制開關(guān)S4開啟，信號401、402、403控制開關(guān)S1、S2、S3關(guān)閉，折返放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓408減小達到反饋電壓VFB時，信號403控制開關(guān)S3開啟，信號401、402、404控制開關(guān)S1、S2、S4關(guān)閉，折返充電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓408增大達到鋸齒波低電壓閾值VL時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始；401作為周期時鐘信號輸出，頻率由反饋電壓VFB控制； 如果反饋電壓VFB大于鋸齒波低電壓閾值VL，折返放電和折返充電階段的時間為零；當(dāng)電容器Co的電壓408達到鋸齒波高電壓閾值VH時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓408減小到鋸齒波低電壓閾值VL時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始；信號401作為周期時鐘信號輸出，頻率不受反饋電壓VFB控制。
一個周期內(nèi)鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段的時間如下 如果反饋電壓Vtct1小于鋸齒波低電壓閾值Vth_L，折返放電和折返充電階段的時間如下 如果反饋電壓Vtct1大于鋸齒波低電壓閾值Vth_L，折返放電和折返充電階段的時間如下 Tfdch＝0，Tfch＝0； 所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號的頻率 其中，Tch、Tdch、Tfdch、Tfch分別為鋸齒充電時間、鋸齒放電時間、折返放電時間、折返充電時間；Vth_H、Vth_L分別為鋸齒波高電壓閾值、鋸齒波低電壓閾值；IC0、IDC0、IDC1、IC1分別為充電電流、放電電流、折返放電電流、折返充電電流。
頻率發(fā)生器
所述頻率發(fā)生器120用以從平滑折返曲線控制器接收數(shù)字控制信號及模擬控制信號；作為響應(yīng)，所述頻率發(fā)生器輸出時鐘信號121及帶有折返曲線的鋸齒波信號122，所述時鐘信號121及帶有折返曲線的鋸齒波信號122作為輸入信號送到所述PWM發(fā)生器。
優(yōu)選地，所述頻率發(fā)生器包括若干電流源、若干模擬控制開關(guān)、充電電容Co(或其他充電單元)、若干模擬電流相加器；各電流源分別通過一模擬控制開關(guān)連接充電電容Co；所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制各模擬控制開關(guān)的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；平滑切換器的輸出信號通過所述若干模擬相加器分別與所述電流源中的部分電流源相加。
優(yōu)選地，所述頻率發(fā)生器120包括電流源Ip1、In1、Ip2、In2，模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4，充電電容Co，模擬電流相加器A1、A2；電流源Ip1、In1、Ip2、In2分別通過模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4連接充電電容Co；所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；平滑切換器的輸出信號415、416通過模擬相加器A1、A2分別與電流源Ip2、In2相加。
電容器Co一端的電壓在鋸齒充電、鋸齒放電階段的范圍等于鋸齒波高電壓閾值VH、鋸齒波低電壓閾值VL之間的差值；反饋電壓VFB表征輸出負(fù)載大?。蝗绻答侂妷篤FB小于降頻閾值電壓Vth，電容器Co一端的電壓在折返放電和折返充電階段的范圍等于鋸齒波高電壓閾值VH、鋸齒波低電壓閾值VL之間的差值；如果反饋電壓VFB大于鋸齒波低電壓閾值VL，折返放電和折返充電階段的時間為零。
PWM發(fā)生器
所述PWM發(fā)生器包括依次連接的前沿消隱電路模塊、斜率補償模塊、PWM比較器以及RS觸發(fā)器；所述時鐘信號121觸發(fā)RS觸發(fā)器的S端，一電流取樣信號141經(jīng)過前沿消隱電路模塊后發(fā)送到斜率補償模塊，斜率補償模塊的另外一個輸入信號為鋸齒波信號122；斜率補償模塊的輸出和系統(tǒng)反饋電壓FB通過PWM比較器生成PWM信號，PWM信號在觸發(fā)RS觸發(fā)器的R端產(chǎn)生PWM輸出信號131。
本發(fā)明同時揭示一種上述頻率控制系統(tǒng)的頻率控制方法，該頻率控制方法包括如下步驟 所述平滑折返曲線控制器接收負(fù)載信號101、降頻閾值電壓信號102、來自頻率發(fā)生器的帶有折返曲線的鋸齒波信號122，產(chǎn)生控制數(shù)字控制信號、模擬控制信號；其中，數(shù)字控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率折返控制，模擬控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率切換平滑控制； 所述頻率發(fā)生器從平滑折返曲線控制器接收數(shù)字控制信號及模擬控制信號；作為響應(yīng)，所述頻率發(fā)生器輸出時鐘信號121及帶有折返曲線的鋸齒波信號122，所述時鐘信號121及帶有折返曲線的鋸齒波信號122作為輸入信號送到所述PWM發(fā)生器； 所述時鐘信號121觸發(fā)RS觸發(fā)器的S端，一電流取樣信號141經(jīng)過前沿消隱電路模塊后發(fā)送到斜率補償模塊，斜率補償模塊的另外一個輸入信號為鋸齒波信號122；斜率補償模塊的輸出和系統(tǒng)反饋電壓FB通過PWM比較器生成PWM信號，PWM信號在觸發(fā)RS觸發(fā)器的R端產(chǎn)生PWM輸出信號131。
以上各步驟的具體實現(xiàn)方式可參考系統(tǒng)的說明部分。
圖10是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)開關(guān)頻率隨反饋電壓FB的變化示意圖。從中可以看出，當(dāng)VFB在降頻閾值電壓Vth附近時，系統(tǒng)開關(guān)頻率能夠平滑切換，同時在輕載時，系統(tǒng)頻率得以降低從而提高系統(tǒng)在輕載時的能效。
綜上所述，本發(fā)明提出的用于開關(guān)電源的平滑折返曲線式頻率控制系統(tǒng)及方法，可實現(xiàn)平滑降頻，能夠為輕載及待機情況下降低電源的損耗，同時不會產(chǎn)生可聞噪聲。此外，本發(fā)明的一些實施例提供了含有四種階段的輸出波形，提供了這四個階段的時序和折返曲線的幅度控制。相對于傳統(tǒng)的兩種階段的控制，本發(fā)明的一些實施例提高了電源變換器頻率控制的靈活性和控制范圍。
實施例二 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的簡化系統(tǒng)示圖，該圖僅僅是一個實施例的示意圖，本發(fā)明當(dāng)然可以通過其他方式實現(xiàn)。
如圖4所示，該系統(tǒng)包括平滑折返曲線控制器110、頻率發(fā)生器120、脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器130。
平滑折返曲線控制器110接收負(fù)載信號101，降頻閾值電壓102，帶有折返曲線的鋸齒波信號122，并產(chǎn)生控制信號111、112、113、114、115、116；其中，信號111、112、113、114為數(shù)字信號，提供給頻率發(fā)生器作為頻率折返控制。信號115、116為模擬信號，提供給頻率發(fā)生器作為頻率切換平滑控制。負(fù)載信號101表征開關(guān)模式變換器的輸出負(fù)載大小，通常為開關(guān)電源控制器的反饋輸入電壓FB。當(dāng)信號101低于降頻閾值電壓102時，系統(tǒng)平滑地從正常模式切換到降頻模式。
頻率發(fā)生器從平滑折返曲線控制器110接收數(shù)字控制信號111、112、113、114和模擬控制信號115、116。作為響應(yīng)頻率發(fā)生器輸出時鐘信號121和帶有折返曲線的鋸齒波信號122，他們作為輸入信號送到PWM發(fā)生器，作為一個實施例，PWM發(fā)生器包含圖1中所示的前沿消隱電路模塊、RS觸發(fā)器模塊、PWM比較器模塊，以及斜率補償模塊。時鐘信號121觸發(fā)RS觸發(fā)器的S端，電流取樣信號141經(jīng)過前沿消隱后送到斜率補償模塊，斜率補償模塊的另外一個輸入信號為鋸齒波信號122，斜率補償模塊的輸出和系統(tǒng)反饋電壓FB通過比較器生成PWM信號，PWM信號在觸發(fā)RS觸發(fā)器的R端產(chǎn)生PWM輸出信號131。
圖5是根據(jù)實施例的在降頻模式下的平滑折返曲線控制器110輸出的控制信號以及頻率發(fā)生器輸出的時鐘信號121和帶有折返曲線的鋸齒波信號122的簡化示意圖。曲線210、220、230、240表示平滑折返曲線控制器輸出的控制信號111、112、113、114，曲線250、260表示頻率發(fā)生器輸出時鐘信號121和帶有折返曲線的鋸齒波信號122。平滑折返曲線控制器輸出的控制信號230、240的脈寬受負(fù)載大小調(diào)制，負(fù)載大小通常反映為開關(guān)電源控制器的反饋輸入電壓FB。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的在降頻模式下的平滑折返曲線控制器110輸出的控制信號以及頻率發(fā)生器120輸出的時鐘信號和帶有折返曲線的鋸齒波信號的簡化示意圖。曲線310、320、330、340表示平滑折返曲線控制器輸出的控制信號111、112、113、114，曲線350、360表示頻率發(fā)生器輸出時鐘信號121和帶有折返曲線的鋸齒信號122。平滑折返曲線控制器輸出的控制信號330、340的脈寬受負(fù)載大小調(diào)制，負(fù)載大小通常反映為開關(guān)電源控制器的反饋輸入電壓FB。
圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的平滑折返曲線控制器110和頻率發(fā)生器120的簡化示意圖；其中包括模塊有平滑切換器，帶折返控制功能的頻率控制器，電流源Ip1、Ip2、In1、In2，模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4，充電電容Co，模擬電流相加器A1、A2。其中，平滑切換器的輸入信號為降頻閾值電壓Vth，反饋電壓VFB，輸出模擬信號為信號415、416；作為本發(fā)明的一個實施例，信號415、416為電流信號。當(dāng)信號VFB低于降頻閾值電壓Vth時，系統(tǒng)平滑地從正常模式切換到降頻模式。帶折返功能的頻率控制器的輸入信號為反饋電壓VFB、鋸齒波高電壓VH、鋸齒波低電壓VL、Co的電壓(在一個實施例中為帶折返曲線的鋸齒波輸出信號)；輸出信號為信號401、402、403、404和系統(tǒng)時鐘信號。信號401、402、403、404分別控制開關(guān)S1、S2、S3、S4的導(dǎo)通。平滑切換器的輸出信號415和416通過模擬相加器A1和A2分別與電流源Ip2和In2相加，如圖7所示。
在圖7中，通過控制中開關(guān)S1、S2、S3、S4來實現(xiàn)圖7中所示電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段。
在圖7中，電容器Co一端的電壓408在鋸齒充電、鋸齒放電階段的范圍等于閾值電壓VH和VL之間的差值。VFB表征輸出負(fù)載大小；如果VFB小于降頻閾值電壓Vth，電容器Co一端的電壓在折返放電和折返充電階段的范圍等于閾值電壓VL和VFB之間的差值；如果VFB大于閾值電壓VL，折返放電和折返充電階段的時間為零。
圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的帶折返功能的頻率控制器的簡化示意圖如下。該示意圖包括比較器411、412、413，與非門451、452、453，或非門461、462、463、464、465、466、467，與門471、472，或門481，非門491、492。閾值電壓VH和閾值電壓VL為圖7中鋸齒波高電壓和鋸齒波低電壓，信號441為圖7所示的Co的電壓408(在一個實施例中為帶折返曲線的鋸齒波輸出信號)。
比較器411、412、413的輸出信號通過與非門453、非門491、或非門467、與門471邏輯運算后被三個RS觸發(fā)器鎖存。這三個RS觸發(fā)器分別由與非門451、452和或非門461、462以及或非門463、464組成。這三個RS觸發(fā)器的輸出通過或非門466、或門481、非門492、與門472、或非門465邏輯運算得到信號401、402、403、404，它們用來分別控制開關(guān)圖7中開關(guān)S1、S2、S3、S4。
如果反饋電壓VFB(707)小于閾值電壓706(VL)，電壓408達到閾值電壓705(VH)時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電壓408減小達到閾值電壓706(VL)時，信號404控制開關(guān)S4開啟，401、402、403控制開關(guān)S1、S2、S3關(guān)閉，折返放電階段開始；當(dāng)電壓408減小達到閾值電壓707時，信號403控制開關(guān)S3開啟，信號401、402、404控制開關(guān)S1、S2、S4關(guān)閉，折返充電階段開始；當(dāng)電壓408增大達到閾值電壓706時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始。信號401作為周期時鐘信號輸出，頻率由反饋電壓VFB(707)控制。
如果反饋電壓VFB(707)大于閾值電壓706(VL)，折返放電和折返充電階段的時間為零；電壓408達到閾值705時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電壓408減小到閾值電壓706時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始。信號401作為周期時鐘信號輸出，頻率不受反饋電壓VFB(707)控制。
一個周期內(nèi)鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段的時間如下 如果Vtct1(707)小于閾值電壓705(Vth_L)，折返放電和折返充電階段的時間如下 如果Vtct1(707)小于閾值電壓705(Vth_L)，折返放電和折返充電階段的時間如下 Tfdch＝0，Tfch＝0； 信號401的頻率 圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖7中所示的平滑切換器的簡化示意圖。平滑切換器包括8個MOS管及一電流源I1，電流源I1分別與MOS管M1、M2連接。當(dāng)VFB在降頻閾值電壓Vth附近時，通過M1和M2平滑切換電流源I1，從而產(chǎn)生出平滑切換的模擬電流輸出815和816。
圖10是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)開關(guān)頻率隨反饋電壓FB的變化示意圖。從中可以看出，當(dāng)VFB在降頻閾值電壓Vth附近時，系統(tǒng)開關(guān)頻率能夠平滑切換，同時在輕載時，系統(tǒng)頻率得以降低從而提高系統(tǒng)在輕載時的能效。
綜上所述，本發(fā)明有如下特點 (1)用表征負(fù)載大小的電壓信號控制開關(guān)模式變換器的開關(guān)頻率。
(2)在振蕩器的產(chǎn)生的鋸齒信號中插入折返曲線，從而在系統(tǒng)輕載時實現(xiàn)對開關(guān)頻率進行降頻。
(3)由負(fù)載大小決定是否插入折返曲線。
(4)表征負(fù)載大小的電壓信號控制插入折返曲線的幅度，實現(xiàn)對開關(guān)頻率進行降頻的目的。
(5)當(dāng)系統(tǒng)頻率開始進入降頻模式時，系統(tǒng)頻率進行平滑處理，從而實現(xiàn)平滑降頻。
以本發(fā)明的實現(xiàn)方式，相對與傳統(tǒng)技術(shù)的具有許多優(yōu)點。例如，本發(fā)明的一些實施例提供了含有四種階段的輸出波形，提供了這四個階段的時序和折返曲線的幅度控制。相對于傳統(tǒng)的兩種階段的控制，本發(fā)明的一些實施例提高了電源變換器頻率控制的靈活性和控制范圍。本發(fā)明實現(xiàn)平滑降頻，能夠為輕載及待機情況下降低電源的損耗，同時不會產(chǎn)生可聞噪聲。此外，本發(fā)明的頻率控制器除了可以用于對開關(guān)的頻率控制之外，還可以控制其他元件的頻率。
這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1、一種用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于，該頻率控制系統(tǒng)包括依次連接的平滑折返曲線控制器、頻率發(fā)生器、開關(guān)控制發(fā)生器；
所述平滑折返曲線控制器用以接收負(fù)載信號(101)、降頻閾值電壓信號(102)、來自頻率發(fā)生器的帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，產(chǎn)生控制數(shù)字控制信號、模擬控制信號；其中，數(shù)字控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率折返控制，模擬控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率切換平滑控制；
所述頻率發(fā)生器用以從平滑折返曲線控制器接收數(shù)字控制信號及模擬控制信號；作為響應(yīng)，所述頻率發(fā)生器輸出帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，所述帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)作為輸入信號發(fā)送到所述開關(guān)控制發(fā)生器。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
所述平滑折返曲線控制器包括
平滑切換器，其輸入信號包括降頻閾值電壓(Vth)、反饋電壓(VFB)，輸出模擬信號；當(dāng)反饋電壓(VFB)低于降頻閾值電壓(Vth)時，系統(tǒng)平滑地從正常模式切換到降頻模式；
帶折返控制功能的頻率控制器，其輸入信號包括反饋電壓(VFB)、鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)、充電單元的電壓；輸出信號包括若干控制頻率發(fā)生器的信號。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
所述頻率發(fā)生器包括若干電流源、若干模擬控制開關(guān)、充電電容Co、若干模擬電流相加器；各電流源分別通過一模擬控制開關(guān)連接充電電容Co；
所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制各模擬控制開關(guān)的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；
平滑切換器的輸出信號通過所述若干模擬相加器分別與所述電流源中的部分電流源相加。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
所述頻率發(fā)生器包括電流源Ip1、In1、Ip2、In2，模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4，充電電容Co，模擬電流相加器A1、A2；電流源Ip1、In1、Ip2、In2分別通過模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4連接充電電容Co；
所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；
平滑切換器的輸出信號(415、416)通過模擬相加器(A1、A2)分別與電流源Ip2、In2相加。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
電容器Co一端的電壓在鋸齒充電、鋸齒放電階段的范圍等于鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)之間的差值；
反饋電壓(VFB)表征輸出負(fù)載大小；
如果反饋電壓(VFB)小于降頻閾值電壓(Vth)，電容器Co一端的電壓在折返放電和折返充電階段的范圍等于鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)之間的差值；
如果反饋電壓(VFB)大于鋸齒波低電壓閾值(VL)，折返放電和折返充電階段的時間為零。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
所述帶折返控制功能的頻率控制器包括若干比較器、若干RS觸發(fā)器，各比較器比較電容器Co的輸出電壓與各輸入信號的大??；
各比較器的輸出信號經(jīng)過邏輯運算后被對應(yīng)的RS觸發(fā)器鎖存；各RS觸發(fā)器的輸出經(jīng)過邏輯運算得到控制各模擬控制開關(guān)的信號。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
所述帶折返控制功能的頻率控制器包括比較器411、412、413，與非門451、452、453，或非門461、462、46 3、464、465、466、467，與門471、472，或門481，非門491，492；
比較器411、412、413的輸出信號通過453、491、467、471邏輯運算后被三個RS觸發(fā)器鎖存；
所述三個RS觸發(fā)器分別由與非門451、452和或非門461、462以及或非門463、464組成；這三個RS觸發(fā)器的輸出通過或非門466、或門481、非門492、與門472、或非門465邏輯運算得到輸出信號401、402、403、404，用來分別控制模擬控制開關(guān)S1、S2、S3、S4。
8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
如果反饋電壓(VFB)小于鋸齒波低電壓閾值(VL)，當(dāng)電容器Co的電壓(408)達到鋸齒波高電壓閾值(VH)時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)減小達到鋸齒波低電壓閾值(VL)時，信號404控制開關(guān)S4開啟，信號401、402、403控制開關(guān)S1、S2、S3關(guān)閉，折返放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)減小達到反饋電壓(VFB)時，信號4 03控制開關(guān)S3開啟，信號401、402、404控制開關(guān)S1、S2、S4關(guān)閉，折返充電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)增大達到鋸齒波低電壓閾值(VL)時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始；401作為周期時鐘信號輸出，頻率由反饋電壓(VFB)控制；
如果反饋電壓(VFB)大于鋸齒波低電壓閾值(VL)，折返放電和折返充電階段的時間為零；當(dāng)電容器Co的電壓(408)達到鋸齒波高電壓閾值(VH)時，信號402控制開關(guān)S2開啟，信號401、403、404控制開關(guān)S1、S3、S4關(guān)閉，鋸齒放電階段開始；當(dāng)電容器Co的電壓(408)減小到鋸齒波低電壓閾值(VL)時，信號401控制開關(guān)S1開啟，信號402、403、404控制開關(guān)S2、S3、S4關(guān)閉，鋸齒充電階段開始；信號401作為周期時鐘信號輸出，頻率不受反饋電壓(VFB)控制。
9、根據(jù)權(quán)利要求3至8之一所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
一個周期內(nèi)鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段的時間如下
如果反饋電壓Vtctl小于鋸齒波低電壓閾值Vth_L，折返放電和折返充電階段的時間如下
如果反饋電壓Vtctl大于鋸齒波低電壓閾值Vth_L，折返放電和折返充電階段的時間如下
Tfdch＝0，Tfch＝0；
所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號的頻率
其中，Tch、Tdch、Tfdch、Tfch分別為鋸齒充電時間、鋸齒放電時間、折返放電時間、折返充電時間；Vth_H、Vth_L分別為鋸齒波高電壓閾值、鋸齒波低電壓閾值；IC0、IDC0、IDC1、IC1分別為充電電流、放電電流、折返放電電流、折返充電電流。
10、根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
所述平滑切換器包括電流源、若干MOS管，當(dāng)反饋電壓(VFB)在降頻閾值電壓(Vth)附近時，通過若干MOS管平滑切換電流源，從而產(chǎn)生出平滑切換的模擬電流輸出。
11、根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)，其特征在于
所述開關(guān)控制發(fā)生器為PWM發(fā)生器，PWM發(fā)生器包括依次連接的前沿消隱電路模塊、斜率補償模塊、PWM比較器以及RS觸發(fā)器；
所述頻率發(fā)生器輸出時鐘信號(121)及帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)；
所述時鐘信號(121)觸發(fā)RS觸發(fā)器的S端，一電流取樣信號(141)經(jīng)過前沿消隱電路模塊后發(fā)送到斜率補償模塊，斜率補償模塊的另外一個輸入信號為鋸齒波信號(122)；
斜率補償模塊的輸出和系統(tǒng)反饋電壓FB通過PWM比較器生成PWM信號，PWM信號在觸發(fā)RS觸發(fā)器的R端產(chǎn)生PWM輸出信號(131)。
12、一種根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述頻率控制系統(tǒng)的頻率控制方法，其特征在于，該頻率控制方法包括如下步驟
所述平滑折返曲線控制器接收負(fù)載信號(101)、降頻閾值電壓信號(102)、來自頻率發(fā)生器的帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，產(chǎn)生控制數(shù)字控制信號、模擬控制信號；其中，數(shù)字控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率折返控制，模擬控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率切換平滑控制；
所述頻率發(fā)生器從平滑折返曲線控制器接收數(shù)字控制信號及模擬控制信號；作為響應(yīng)，所述頻率發(fā)生器輸出帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)，所述帶有折返曲線的鋸齒波信號(122)作為輸入信號發(fā)送到所述開關(guān)控制發(fā)生器。
13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的頻率控制方法，其特征在于
所述平滑折返曲線控制器包括
平滑切換器，其輸入信號包括降頻閾值電壓(Vth)、反饋電壓(VFB)，輸出模擬信號；當(dāng)反饋電壓(VFB)低于降頻閾值電壓(Vth)時，系統(tǒng)平滑地從正常模式切換到降頻模式；
帶折返控制功能的頻率控制器，其輸入信號包括反饋電壓(VFB)、鋸齒波高電壓閾值(VH)、鋸齒波低電壓閾值(VL)、充電單元的電壓；輸出信號包括若干控制頻率發(fā)生器的信號。
14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的頻率控制方法，其特征在于
所述頻率發(fā)生器包括若干電流源、若干模擬控制開關(guān)、充電電容Co、若干模擬電流相加器；各電流源分別通過一模擬控制開關(guān)連接充電電容Co；
所述帶折返控制功能的頻率控制器中的若干輸出信號分別控制各模擬控制開關(guān)的導(dǎo)通，以此實現(xiàn)對電容器Co的鋸齒充電、鋸齒放電、折返放電和折返充電這四個階段；
平滑切換器的輸出信號通過所述若干模擬相加器分別與所述電流源中的部分電流源相加。
15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的頻率控制方法，其特征在于
所述帶折返控制功能的頻率控制器包括若干比較器、若干RS觸發(fā)器，各比較器比較電容器Co的輸出電壓與各輸入信號的大??；
各比較器的輸出信號經(jīng)過邏輯運算后被對應(yīng)的RS觸發(fā)器鎖存；各RS觸發(fā)器的輸出經(jīng)過邏輯運算得到控制各模擬控制開關(guān)的信號。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于開關(guān)電源的頻率控制系統(tǒng)及方法，該頻率控制系統(tǒng)包括平滑折返曲線控制器、頻率發(fā)生器、開關(guān)控制發(fā)生器；平滑折返曲線控制器接收負(fù)載信號、降頻閾值電壓信號、來自頻率發(fā)生器的帶有折返曲線的鋸齒波信號，產(chǎn)生控制數(shù)字控制信號、模擬控制信號；數(shù)字控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率折返控制，模擬控制信號提供給頻率發(fā)生器作為頻率切換平滑控制；頻率發(fā)生器從平滑折返曲線控制器接收數(shù)字控制信號及模擬控制信號；輸出帶有折返曲線的鋸齒波信號，帶有折返曲線的鋸齒波信號作為輸入信號發(fā)送到開關(guān)控制發(fā)生器。本發(fā)明可實現(xiàn)平滑降頻，能夠為輕載及待機情況下降低電源的損耗，同時不會產(chǎn)生可聞噪聲。
文檔編號H02M1/08GK101645648SQ200910195699
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者林官秋, 俊 葉, 胡偉明 申請人:上海導(dǎo)向微電子有限公司