一種開關(guān)電源控制電路、開關(guān)電源及控制方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N開關(guān)電源控制電路、開關(guān)電源及控制方法，所述開關(guān)控制電路包括導(dǎo)通控制電路、峰值電流限制電路、恒定時(shí)間產(chǎn)生電路和邏輯驅(qū)動(dòng)電路，所述導(dǎo)通控制電路控制開關(guān)電源的第一開關(guān)在實(shí)際輸出電壓小于期望輸出電壓時(shí)導(dǎo)通，峰值電流限制電路用于限制電感電流，恒定時(shí)間產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生一恒定時(shí)間，邏輯驅(qū)動(dòng)電路用于產(chǎn)生第一開關(guān)的控制信號(hào)使第一開關(guān)在導(dǎo)通后的一恒定時(shí)間段內(nèi)，若存在電感電流達(dá)到峰值限制電流的時(shí)刻，則在該時(shí)刻被關(guān)斷，若不存在，則在該恒定時(shí)間段結(jié)束時(shí)被關(guān)斷。由此可以所述開關(guān)控制電路既能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)電源定導(dǎo)通時(shí)間，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)電感電流的限制，可有效的避免因電感飽和而造成所述第一開關(guān)被損壞的現(xiàn)象。
【專利說明】一種開關(guān)電源控制電路、開關(guān)電源及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計(jì)電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及開關(guān)電源控制電路、開關(guān)電源及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源一般由主功率級(jí)電路和開關(guān)電源控制電路構(gòu)成，開關(guān)電源的控制電路與主功率級(jí)電路相連，以輸出開關(guān)控制信號(hào)來控制主功率級(jí)電路中的主開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而使開關(guān)電源將輸入電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需求的電壓輸出。
[0003]開關(guān)電源控制電路對(duì)主開關(guān)管的控制方式可分為定頻控制和變頻控制。定頻控制即開關(guān)周期恒定不變，通過調(diào)整一個(gè)周期內(nèi)開關(guān)導(dǎo)通的寬度來調(diào)節(jié)輸出電壓，即脈沖寬度調(diào)制。變頻控制即通過控制主開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間或關(guān)斷時(shí)間恒定，通過調(diào)節(jié)主開關(guān)管控制信號(hào)的占空比來控制輸出電壓恒定。恒定導(dǎo)通時(shí)間(Constant on time,簡稱COT)控制是變頻控制中的一種，即在每一個(gè)開關(guān)周期中，當(dāng)開關(guān)電源的輸出電壓低于其期望的輸出電壓時(shí)，控制主開關(guān)管導(dǎo)通，經(jīng)過一恒定的時(shí)間后再控制主開關(guān)關(guān)斷。
[0004]在實(shí)際應(yīng)用中，恒定導(dǎo)通時(shí)間控制方案實(shí)現(xiàn)簡單，成本也較低，其穩(wěn)定性優(yōu)于定頻控制方式。然而這種固定讓主開關(guān)管導(dǎo)通一恒定時(shí)間后再讓其關(guān)斷的控制方式，由于沒有電感電流的限制，則在主開關(guān)管導(dǎo)通期間，主功率級(jí)電路中的電感可能會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，從而使電感電流迅速增大至超出主開關(guān)管的魯棒性(開關(guān)管的特性，如耐壓特性、承受的最大電流特性等)，最終使主開關(guān)管燒壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種開關(guān)電源控制電路、開關(guān)電源及控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)現(xiàn)恒定導(dǎo)通時(shí)間控制開關(guān)電源時(shí)，因電感飽和而造成主開關(guān)管易被損壞的問題。
[0006]一種開關(guān)電源控制電路，與開關(guān)電源的主功率級(jí)電路相連，所述主功率級(jí)電包括第一開關(guān)以及與所述第一開關(guān)相連的電感，所述控制電路包括:
[0007]導(dǎo)通控制電路，用于根據(jù)所述開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓和所述開關(guān)電源的期望輸出電壓產(chǎn)生第一控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)在所述實(shí)際輸出電壓小于所述期望輸出電壓時(shí)變?yōu)橛行顟B(tài)；
[0008]峰值電流限制電路，根據(jù)流過所述電感的電感電流和一峰值限制電流產(chǎn)生第二控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)在所述電感電流大于所述峰值限制電流時(shí)變?yōu)橛行顟B(tài)；
[0009]恒定時(shí)間產(chǎn)生電路，根據(jù)第一開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生一恒定時(shí)間控制信號(hào)，所述恒定時(shí)間控制信號(hào)在所述開關(guān)管導(dǎo)通后持續(xù)一恒定時(shí)間時(shí)變?yōu)橛行盘?hào)；
[0010]邏輯驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)所述第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)和恒定時(shí)間控制信號(hào)產(chǎn)生所述第一開關(guān)控制信號(hào)，以控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷；
[0011]每一開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)所述第一控制信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)導(dǎo)通，直到所述恒定時(shí)間控制信號(hào)和第二控制信號(hào)中任意一個(gè)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)關(guān)斷。
[0012]優(yōu)選的，所述開關(guān)控制電路還包括一谷值電流限制電路；
[0013]所述谷值電流限制電路用于根據(jù)所述電感電流和谷值限制電流產(chǎn)生第三控制信號(hào)，所述第三控制信號(hào)在所述電感電流小于所述谷值限制電流時(shí)變?yōu)橛行盘?hào)；
[0014]每一開關(guān)周期內(nèi)，在所述第三控制信號(hào)為無效狀態(tài)期間，當(dāng)所述第一控制信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)導(dǎo)通，直到所述恒定時(shí)間控制信號(hào)和第二控制信號(hào)中任意一個(gè)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)關(guān)斷，在所述第三控制信號(hào)為有效狀態(tài)期間，所述第一開關(guān)一直關(guān)斷。
[0015]優(yōu)選的，所述峰值電流限制電路包括第一比較電路，所述第一比較電路用于比較一表征所述電感電流的采樣信號(hào)和一表征所述峰值限制電流的第一參考信號(hào)，并輸出比較結(jié)果作為所述第二控制信號(hào)。
[0016]優(yōu)選的，所述第一比較電路包括第一電壓比較器、第一電阻和第一電流源；
[0017]所述第一電阻的第一端和所述開關(guān)電源的電壓輸入端相連，另第二端通過所述第電流源接地；
[0018]所述第一電壓比較器的同向輸入端連接到所述第一電阻的第二端，以接收所述第一參考信號(hào)，反向輸入端連接到所述第一開關(guān)和所述電感相連的節(jié)點(diǎn)處，以接收所述采樣信號(hào)，輸出端輸出所述第二控制信號(hào)。
[0019]優(yōu)選的，所述第一比較電路包括電感電流采樣電路、第二電流源和模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路；
[0020]所述電感電流采樣電路用于采樣所述電感電流，并輸出所述采樣信號(hào)；
[0021]所述第二電流源與所述電感電流采樣電路串聯(lián)連接，用于輸出所述第一參考信號(hào);
[0022]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的輸入端連接到所述第二電流源與所述電感電流采樣電路串聯(lián)連接的節(jié)點(diǎn)，用于將所述節(jié)點(diǎn)處的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸輸出所述數(shù)字信號(hào)作為所述第二控制信號(hào)。
[0023]優(yōu)選的，所述電感電流采樣電路包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第二電阻、第三電阻、第一運(yùn)算放大器；
[0024]所述第一晶體管的第一端連接到所述第一開關(guān)和所述電感相連的節(jié)點(diǎn)處，第二端通過第二電阻與所述開關(guān)電源的電壓輸入端相連，控制端與所述第一開關(guān)的控制端相連；
[0025]所述第一運(yùn)算放大器的第一輸入端與所述第一晶體管的第二端相連，第二輸入端通過所述第三電阻連接到所述電壓輸入端，輸出端與所述第二晶體管的控制端相連；
[0026]所述第二晶體管的第一端與所述運(yùn)算放大器的第二輸入端相連，第二端與所述第三晶體管的第一端相連；
[0027]所述第三晶體管的第二端通過所述第二電流源連接到地，控制端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的供電端相連。
[0028]優(yōu)選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路包括第一反相器和第二反相器；
[0029]所述第一反相器的輸入端與所述第二晶體管的第二端相連，輸出端與所述第二反相器的輸入端相連，所述第二反相器的輸出端輸出所述第二控制信號(hào)，所述第一反相器與所述第二反相器的供電端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的供電端相連。
[0030]優(yōu)選的，所述導(dǎo)通控制電路包括第二比較電路，所述第二比較電路用于比較所述實(shí)際輸出電壓的反饋電壓信號(hào)和一表征所述期望輸出電壓的第二參考電壓信號(hào)，并輸出所述第一控制信號(hào)。
[0031]優(yōu)選的，所述第二比較電路包括紋波發(fā)生電路、補(bǔ)償電路、第二電壓比較器；
[0032]所述紋波發(fā)生電路用于獲取與所述電感電流同步變化的紋波信號(hào)；
[0033]所述補(bǔ)償電路用于對(duì)所述反饋電壓信號(hào)和表征所述期望輸出電壓的第二參考電壓信號(hào)之間的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，以產(chǎn)生一補(bǔ)償信號(hào)；
[0034]所述第二電壓比較器的反相輸入端接收所述紋波信號(hào)和所述反饋電壓信號(hào)的疊加信號(hào)，同相輸入端接收所述補(bǔ)償信號(hào)和所述第二參考電壓信號(hào)的疊加信號(hào)，輸出端輸出所述第一控制信號(hào)。
[0035]一種開關(guān)電源，包括主功率級(jí)電路和上述任意一開關(guān)電源控制電路；
[0036]所述主功率級(jí)電路包括第一開關(guān)以及與所述第一開關(guān)相連的電感；
[0037]所述開關(guān)電源控制電路與所述主功率級(jí)電路相連，以控制所述第一開的關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0038]一種開關(guān)電源的控制方法，所述開關(guān)電源的主功率級(jí)電路包括第一開關(guān)以及與所述第一開關(guān)相連的電感，所述控制方法包括:
[0039]在每一開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)所述開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓小于所述開關(guān)電源的期望輸出電壓時(shí)，控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通；
[0040]在所述第一開關(guān)導(dǎo)通后的一恒定時(shí)間內(nèi)，若存在流過所述電感的電感電流大于或等于一峰值限制電流，則控制所述第一開關(guān)在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流時(shí)被關(guān)斷，否則控制所述第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)所述恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。
[0041]優(yōu)選的，所述控制方法還包括在每一所述開關(guān)周期內(nèi)，判斷所述電感電流是否小于一谷值限制電流；
[0042]在所述電感電流大于所述谷值限制電流期間，當(dāng)所述實(shí)際輸出電壓小于所述期望輸出電壓時(shí)，控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通；
[0043]在所述第一開關(guān)導(dǎo)通后的一所述恒定時(shí)間內(nèi)，若存在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流，則控制所述第一開關(guān)在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流時(shí)被關(guān)斷，否則控制所述第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)所述恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。
[0044]在所述電感電流小于或等于所述谷值限制電流期間，控制所述第一開關(guān)一直關(guān)斷。
[0045]由上可見，根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制電路在控制第一開關(guān)在開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓小于期望輸出電壓時(shí)導(dǎo)通，并根據(jù)第一開關(guān)的開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生一;〖亙定時(shí)間，且在該判斷在第一開關(guān)導(dǎo)通后的該恒定時(shí)間內(nèi)是否存在電感電流大于峰值限制電流，若存在，則在電感電流大于峰值限制電流時(shí)控制第一開關(guān)關(guān)斷，若不存在，則使第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)了該恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。這樣的控制方式與現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制方式相t匕，由于在第一開關(guān)的導(dǎo)通期間對(duì)電感電流的峰值實(shí)現(xiàn)了限制，可避免因電感飽而造成電感電流迅速增大的現(xiàn)象，可確保電感電流不會(huì)超過第一開關(guān)的魯棒性，不易造成第一開關(guān)的損壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1為依據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制電路一實(shí)施漏的的電路圖；
[0047]圖2為圖1中的峰值電流限制電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖；
[0048]圖3為圖1中的峰值電流限制電路的另一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖；
[0049]圖4a為圖1中導(dǎo)通控制電路的另一種可選實(shí)現(xiàn)方式的原理圖；
[0050]圖4b為一產(chǎn)生紋波信號(hào)及將紋波信號(hào)與反饋電壓信號(hào)疊加的的電路圖；
[0051]圖4c為一產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)及將補(bǔ)償信號(hào)與第二參考電壓信號(hào)疊加的電路圖；
[0052]圖5為圖1中的導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖；
[0053]圖6為圖1中的谷值限制電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖；
[0054]圖7為圖1中的邏輯驅(qū)動(dòng)電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0055]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0056]圖1為依據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制電路一實(shí)施漏的的電路圖。
[0057]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明提供的開關(guān)電源控制電路I與開關(guān)電源的主功率級(jí)電路2相連，主功率級(jí)電路2包括第一開關(guān)Ma(主開關(guān)管)以及與第一開關(guān)Ma相連的電感L。當(dāng)然主功率級(jí)電路2還可進(jìn)一步包括續(xù)流開關(guān)Mb、輸出濾波電阻R。、輸出電容C。。各元件之間的連接關(guān)系可以為:第一開關(guān)Ma的第一端(源極與漏極中的個(gè))與開關(guān)電源的電壓輸入端相連，以接輸入電壓Vin，第二端(源極與漏極中的另一個(gè))與電感L的第一端相連，電感的第二端與輸出電容C。的第一端相連,續(xù)流開關(guān)Mb的第一端(源極和漏極中的一個(gè))與第一開關(guān)吣的第二端相連，第二端連接到地，輸出電容C。的第二端連接到地，輸出濾波電阻R。的兩端分別與輸出電容C。的第一端和第二端相連。開關(guān)電源控制電路I與主功率級(jí)電路2相連，具體為開關(guān)電源控制電路I的輸出端與第一開關(guān)Ma的控制端相連，以向第一開關(guān)Ma的控制端輸出用于控制第一開關(guān)MA導(dǎo)通和關(guān)斷的第一開關(guān)控制信號(hào)Qa，進(jìn)一步的，續(xù)流開關(guān)Mb的控制端也與開關(guān)電源控制電路I的輸出端，以接收開關(guān)電源控制電路I輸出的用于控制續(xù)流開關(guān)MB的導(dǎo)通和關(guān)斷的第二開關(guān)控制信號(hào)QB，通常，Qa與Qb為互補(bǔ)信號(hào)，即第一開關(guān)Ma與續(xù)流開關(guān)Mb的開關(guān)狀態(tài)相反。
[0058]開關(guān)電源控制電路I包括導(dǎo)通控制電路11、峰值電流限制電路12、恒定時(shí)間產(chǎn)生電路13以及邏輯驅(qū)動(dòng)電路14。
[0059]導(dǎo)通控制電路11用于根據(jù)開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓與開關(guān)電源的期望輸出電壓產(chǎn)生一個(gè)用于控制第一開關(guān)Ma導(dǎo)通的第一控制信號(hào)Qs，當(dāng)開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓小于其期望輸出電壓時(shí)，第一控制信號(hào)Qs變?yōu)橛行顟B(tài)。如在第一控制信號(hào)Qs為電平信號(hào)時(shí)，可以選擇高電平為第一控制信號(hào)Qs的有效狀態(tài)，在本發(fā)明所有實(shí)施例中將以高電平作為第一控制信號(hào)Qs的有效狀態(tài)。
[0060]如圖1所示，在開關(guān)電源的功率級(jí)電路2中，可以采用并聯(lián)在輸出電容C。兩端的由電阻Ra和Rb組成的電阻分壓器來檢測(cè)實(shí)際的開關(guān)電源輸出電壓，并輸出表征開關(guān)電源實(shí)際輸出電壓的反饋電壓信號(hào)Vfb。通過判斷反饋電壓信號(hào)Vfb的大小，便可得出當(dāng)前開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓是否小于開關(guān)電源的期望輸出電壓，若小于，則第一控制信號(hào)Qs變?yōu)橛行顟B(tài)，以指示第一開關(guān)Ma導(dǎo)通。
[0061]峰值電流限制電路12用于根據(jù)流過電感L的電感電流IL和一峰值限制電流Ihsliffl產(chǎn)生一個(gè)可控制第一開關(guān)Ma關(guān)斷的第二控制信號(hào)Hs_ILM，當(dāng)電感電流L大于峰值限制電流Ihs lim時(shí)，第二控制信號(hào)Hs_ILM變?yōu)橛行顟B(tài)。
[0062]第二控制信號(hào)Hs_ILM變的有效狀態(tài)是指第二控制信號(hào)Hs_ILM在指示第一開關(guān)吣關(guān)斷時(shí)的狀態(tài)，如在第二控制信號(hào)Hs_ILM為電平信號(hào)時(shí)，可以選擇高電平為第二控制信號(hào)Hs_ILM的有效狀態(tài)，在本發(fā)明所有實(shí)施例中將以高電平作為第二控制信號(hào)Hs_ILM的有效狀態(tài)。峰值限制電流Ihs—lim是一個(gè)預(yù)定值的電流，其大小根據(jù)第一開關(guān)^的魯棒性來設(shè)定，一般設(shè)置為略低于第一開關(guān)Ma的安全工作電流閾值Ism (超過該閾值，Ma會(huì)被燒壞)。
[0063]恒定時(shí)間產(chǎn)生電路13用于根據(jù)第一開關(guān)Ma的第一開關(guān)控制信號(hào)Qa產(chǎn)生一恒定時(shí)間控制信號(hào)Τ0Ν，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)Ma導(dǎo)通后持續(xù)一恒定時(shí)間時(shí)，恒定時(shí)間控制信號(hào)TON變?yōu)橛行顟B(tài)。若TON為電平信號(hào)，可以選擇高電平為TON的有效狀態(tài)，在本發(fā)明的所有實(shí)施例中將均以高電平作為TON的有效狀態(tài)。
[0064]邏輯驅(qū)動(dòng)電路14用于根據(jù)第一控制信號(hào)Qs、第二控制信號(hào)Hs_ILM以及恒定時(shí)間控制信號(hào)TON產(chǎn)生用于控制第一開關(guān)Ma導(dǎo)通和關(guān)斷的第一開關(guān)控制信號(hào)Qa。
[0065]在每一個(gè)開關(guān)周期(第一開關(guān)Ma的開關(guān)周期)中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)Qs為有效信號(hào)時(shí)，第一開關(guān)控制信號(hào)Qa控制第一開關(guān)Ma導(dǎo)通，直到恒定導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)TON和第二控制信號(hào)Hs_ILM中任意一個(gè)變?yōu)橛行盘?hào)時(shí)，所述第一開關(guān)控制信號(hào)Qa控制所述第一開關(guān)Ma關(guān)斷。
[0066]由上可見，根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制電路在控制第一開關(guān)在開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓小于期望輸出電壓時(shí)導(dǎo)通，并根據(jù)第一開關(guān)的開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生一;!'亙定時(shí)間，且在該判斷在第一開關(guān)導(dǎo)通后的該恒定時(shí)間內(nèi)是否存在電感電流大于峰值限制電流，若存在，則在電感電流大于峰值限制電流時(shí)控制第一開關(guān)關(guān)斷，若不存在，則使第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)了該恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。這樣的控制方式與現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制方式相t匕，由于在第一開關(guān)的導(dǎo)通期間對(duì)電感電流的峰值實(shí)現(xiàn)了限制，可避免因電感飽而造成電感電流迅速增大的現(xiàn)象，可確保電感電流不會(huì)超過第一開關(guān)的魯棒性，不易造成第一開關(guān)的損壞。
[0067]請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，依據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制電路I還可包括谷值電流限制電路15，該谷值電流限制電路用于根據(jù)電感電流込和谷值限制電流Ils lim產(chǎn)生第三控制信號(hào)Ls_ILM，當(dāng)電感電流小于谷值限制電流Ils lim時(shí)，第三控制信號(hào)Ls_ILM為有效狀態(tài)。若TON為電平信號(hào)，可以選擇高電平為TON的有效狀態(tài)，在本發(fā)明的所有實(shí)施例中將均以高電平作為TON的有效狀態(tài)。
[0068]每一開關(guān)周期內(nèi)，在第三控制信號(hào)Ls_ILM為無效狀態(tài)(與有效狀態(tài)相反)期間，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)Qs為有效信號(hào)時(shí)，第一開關(guān)控制信號(hào)Qa控制第一開關(guān)Ma導(dǎo)通，直到恒定導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)TON和第二控制信號(hào)Hs_ILM中任意一個(gè)變?yōu)橛行盘?hào)時(shí)，所述第一開關(guān)控制信號(hào)Qa控制所述第一開關(guān)Ma關(guān)斷。在第三控制信號(hào)Ls_ILM為有效狀態(tài)期間，所述第一開關(guān)一直關(guān)斷。
[0069]增加電感電流谷值電流限制電路，以對(duì)電感電流的谷值進(jìn)行限制，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的輸出短路保護(hù)，從而避免了使第一開關(guān)在開關(guān)電源輸出短路時(shí)一直處于導(dǎo)通的狀態(tài)而使輸出電壓一直上升現(xiàn)象。
[0070]圖1中所示的開關(guān)電源控制電路中的峰值電流限制電路具體可以包括一個(gè)比較電路(第一比較電路)，該比較電路用于比較一表征電感電流的采樣信號(hào)和一表征峰值限制電流的第一參考信號(hào)，并將比較的結(jié)果輸出作為峰值電流限制電路輸出的第二控制信號(hào)Hs_ILM。其中，這個(gè)比較電路可以為電壓比較電路也可以為電流比較電路。若為電壓比較電路，則米樣信號(hào)應(yīng)該為一個(gè)表征電感電流的電壓信號(hào)，第一參考信號(hào)則為表征峰值限制電路的電壓信號(hào)，如圖2所示。同理，若為電流比較電路，則采樣信號(hào)為一個(gè)表征電感電流的電流信號(hào)，第一參考電壓也應(yīng)該為一個(gè)電流信號(hào)，如圖3所不。
[0071]圖2為圖1中的峰值電流限制電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖，其為一個(gè)電壓比較電路，用于比較一個(gè)表征電感電流的電壓信號(hào)和一個(gè)表征峰值限制電流的電壓信號(hào)，以輸出第二控制信號(hào)Hs_ILM。如圖2所不,該電路包括第一電壓比較器Compl、第一電阻R1和第一電流源。第一電阻R1的第一端連接到開關(guān)電源的電壓輸入端，以接收輸入電壓Vin，第二端通過第一電流源I1接地，第一電壓比較器Compl的同相輸入端連接到第一電阻Rl的第二端，以接收該端處的電壓V1，反向輸入端連接到圖1中第一開關(guān)Ma和電感L相連的節(jié)點(diǎn)Lx處，以接收該節(jié)點(diǎn)處的電壓Vu，輸出端輸出第二控制信號(hào)Hs_ILM。由電路連接關(guān)系可以看出，Vu = VIN-RdsX Iy其中，Rsd為第一開關(guān)的導(dǎo)通電阻，則Vu為一個(gè)表征電感電流込的電壓信號(hào)，即第一電壓比較器Compl的反相輸入端接收表征電感電流Ilj的電壓信號(hào)Vui,即上述的采樣信號(hào)。同樣可以看出，V1 = Vin-11XR1，其中I1為第一電流源的輸出電流，其大小根據(jù)峰值限制電流Ihs—lim來設(shè)定，因此第一電壓比較器Compl的同相輸入端接收一個(gè)表征峰值限制電流的電壓信號(hào)，即上述的第一參考信號(hào)。由于Vu = V1時(shí),第一電壓比較器Compl發(fā)生跳變，因此，込=I1X IVRds為第一電壓比較器Compl的跳變點(diǎn)，則將第一電源I1的輸出電流I1S該設(shè)置成等于InimXRds/!^當(dāng)IJI1XIVRds時(shí)，第二控制信號(hào)Hs_ILMS高電平信號(hào)，即變?yōu)橛行盘?hào)，可指示第一開關(guān)Ma關(guān)斷。
[0072]圖3為圖1中的峰值電流限制電路的另一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖，其為一個(gè)電流比較電路，用于比較一表征電感電流的電流信號(hào)和一表征峰值限制電流的電流信號(hào)，以輸出第二控制信號(hào)Hs_ILM。如圖3所示，該峰值電流限制電路I2包括電感電流采樣電路12-1、第二電流源I2和模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路12-2。
[0073]電感電流采樣電路12-1用于采樣電感電流Iy并輸出一個(gè)表征電感電流的采樣信號(hào)，這里的采樣信號(hào)為電流信號(hào)1_，Iwt為一個(gè)與電感電流成比例的電流。第二電流源I2與電感電流采樣電路串聯(lián)連接(即第二電流源I2的輸出電流與電感電流采樣電路輸出的電流Iwt同向，二者為串聯(lián)電流)，用于輸出電流I2 ( 一個(gè)表征峰值限制電流的第一參考信號(hào))。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路12-2的輸人端連接到第二電流源I2和電感電流采樣電路12-1串聯(lián)連接的節(jié)點(diǎn)J處，用于將節(jié)點(diǎn)J處的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸出第二控制信號(hào)Hs_ILM。
[0074]繼續(xù)參考圖3，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，電感電流采樣電路12-1可以包括第一晶體管M1、第二晶體管M2、第三晶體管M3、第二電阻R2、第三電阻R3和第一運(yùn)算放大器0P。其中，第一晶體管M1的第一端連接到第一開關(guān)Ma和電感L相連的節(jié)點(diǎn)Lx處，第二端通過第二電阻R2與開關(guān)電源的電壓輸入端(輸入電壓Vin的輸入端)相連,控制端與第一開關(guān)Ma的控制端相連。第一運(yùn)算放大器OP的第一輸入端與第一晶體管的第二端相連，第二輸入端通過第三電阻R3連接到開關(guān)電源的電壓輸入端，輸出端與第二晶體管M2的控制端相連。第二晶體管M2的第一端與運(yùn)算放大器OP的第二輸入端相連，第二端與第三晶體管M3的第一端相連，第三晶體管M3的第二通過第二電流源I2接地，第三晶體管的控制端與模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的供電端相連，以接收相同的電壓V。。(開關(guān)電源控制電路的供電電壓)，以將節(jié)點(diǎn)J處的電壓箝位為一個(gè)與模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的供電端的電壓相匹配的電壓。
[0075]在上述連接關(guān)系中，第一端為晶體管的源極端和漏極端中的一端，第二端為源極端和漏極端的另一端。在峰值電流限制電路12中，第一晶體管M1與第一開關(guān)Ma構(gòu)成電流鏡，則第二電阻R2上的電流Isen為一個(gè)與電感電流込成比例的電流，則輸入至第一運(yùn)算放大器的第一輸入端的電壓為一個(gè)與電感電流L成比例的電壓，由運(yùn)算放大器的虛短和虛斷原理可得出，輸入至第一運(yùn)算放大器第二輸入端的電壓也為一個(gè)與電感電流成比例的電壓，流過第三電阻R3上的電流也一個(gè)與電感電流成比例的電流，因此通過第二晶體管M2的第二端輸出的電流Iwt也與電感電流L成比例，即U為一個(gè)表征電感電流L的電流信號(hào)，由于第三晶體管M3與第二晶體管M2串聯(lián),則流過第三晶體管M3的電流也為電流Irat,即第三晶體管M3的第二端為電感電流采樣電路的采樣信號(hào)輸出端。當(dāng)電感電流的采樣信號(hào)Iwt大于第二電流源輸出的電流I2時(shí)，節(jié)點(diǎn)J處的電壓大于一預(yù)設(shè)定的參考值(如零)，當(dāng)Iwt小于第二電流源輸出的電流I2時(shí)，節(jié)點(diǎn)J處的電壓小于或等于一預(yù)設(shè)定的參考值。模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路12-2將節(jié)點(diǎn)J處的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，輸出的數(shù)字信號(hào)即為第二控制信號(hào)Hs_ILM。當(dāng)節(jié)點(diǎn)J處的電壓大于所述預(yù)設(shè)定的參考值時(shí)，表明此時(shí)需要限制電感電流的峰值，輸出第二控制信號(hào)Hs_ILM變?yōu)橛行顟B(tài)，以指示第一開關(guān)Ma關(guān)斷。當(dāng)節(jié)點(diǎn)J處的電壓小于或等于所述預(yù)設(shè)定的參考值時(shí)，表明此時(shí)不需要限制電感電流的峰值，輸出第二控制信號(hào)Hs_ILM變?yōu)闊o效狀態(tài)，第一開關(guān)Ma在導(dǎo)通后經(jīng)過一恒定時(shí)間被關(guān)斷。
[0076]接著參考圖3，模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路可以為包括第一反相器N1和第二反相器N2的電路。其中，第一反相器的輸入端與第二晶體管仏的第二端相連，即連接到第二晶體管仏與第二電流源I2串聯(lián)的節(jié)點(diǎn)J處，輸出端與第二反相器N2的輸入端相連，第二反相器N2的輸出端輸出第二控制信號(hào)Hs_ILM，且第一反相器&的供電端與第二反相器N2的供電端均與模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的供電端相連，即與第三晶體管M3的控制端相連，以接收相同的電壓V。。。當(dāng)節(jié)點(diǎn)J處的電壓大于所述預(yù)設(shè)定的參考值時(shí)，第一反相器N1輸出低電平，第二反相器N2輸出高電平，即第二控制信號(hào)Hs_ILM變?yōu)橛行顟B(tài)，反之第二控制信號(hào)Hs_ILM變?yōu)闊o效狀態(tài)。
[0077]圖1中的導(dǎo)通控制電路用于根據(jù)實(shí)際輸出電壓與期望輸出電壓的大小判斷當(dāng)前是否需要導(dǎo)通第一開關(guān)Ma，其實(shí)現(xiàn)方式有多種，例如可以為一個(gè)比較電路(第二比較電路)，該比較電路的兩個(gè)比較信號(hào)輸入端分別輸入當(dāng)前開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓的反饋電壓信號(hào)Vfb和一表征開關(guān)電源期望輸出電壓的第二參考電壓信號(hào)Vraf,輸出端輸出二者的比較結(jié)果，并將比較結(jié)果作為第一控制信號(hào)Qs，當(dāng)反饋電壓信號(hào)Vfb小于第二參考電壓信號(hào)Vref時(shí)，第一控制信號(hào)Qs變?yōu)橛行顟B(tài)，可指示第一開關(guān)Ma導(dǎo)通。
[0078]圖4a為圖1中導(dǎo)通控制電路的另一種可選實(shí)現(xiàn)方式的原理圖。
[0079]請(qǐng)參考圖4a所示，為了更快響應(yīng)速度的控制第一開關(guān)Ma，導(dǎo)通控制電路可以比較引入紋波控制，將反饋電壓信號(hào)Vfb與一個(gè)紋波產(chǎn)生電路所產(chǎn)生與電感電流同步變化的紋波信號(hào)vHpple;疊加后與一個(gè)表征開關(guān)電源期望輸出電壓的第二參考電壓信號(hào)Vraf進(jìn)行比較。為了補(bǔ)償紋波信號(hào)vHpple對(duì)輸出電壓帶來的影響，還可以加入補(bǔ)償電路，用于將反饋電壓信號(hào)Vfb與第二參考電壓信號(hào)Vref之間的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，以產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)V。.，然后再將疊加了紋波信號(hào)的反饋電壓信號(hào)與疊加了補(bǔ)償信號(hào)的第二參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，以輸出第一控制信號(hào)Qs。因此，如圖4a所示的導(dǎo)通控制電路包括用于獲取與電感電流同步變化的紋波信號(hào)的紋波產(chǎn)生電路、用于對(duì)反饋電壓信號(hào)Vfb與第二參考電壓信號(hào)Vref之間的誤差進(jìn)行補(bǔ)償以產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)的補(bǔ)償電路以及第二電壓比較器，其中第二電壓比較器的反相輸入端接收疊加了紋波信號(hào)的反饋電壓信號(hào)(Vfb+V_ple)，同相輸入端接收疊加了補(bǔ)償信號(hào)的第二參考電壓信號(hào)(νΜ?+νΜ1τ),輸出端輸出第一控制信號(hào)Qs。
[0080]圖4b為一產(chǎn)生紋波信號(hào)及將紋波信號(hào)與反饋電壓信號(hào)疊加的的電路圖，如圖所示，該電路包括電流源I3、開關(guān)S1、開關(guān)S2、電阻R3、電容C1、電容C2,電阻R4、電阻R5、壓控電流源I4、晶體管M3以及偏置電流源IB。其中，電流源I3通過開關(guān)S1與開關(guān)S2的第一端相連，開關(guān)S2第二端通過電阻R3連接到地，電容C1的第一端接地，第二端與開關(guān)S2的第一端相連，電阻R4的第一端與電容C1的第二端相連,第二端與電容C2的第一端相連，電容C2的第二端接地，電阻R4上電壓為壓控電流源I4的控制電壓，電阻R5與壓控電流源I4串聯(lián)連接，晶體管M3上的控制端接收反饋電壓信號(hào)Vfb,第一端與電阻R5的一端相連，第二端接地，偏置電流源Ib用于給晶體管M3提供偏置電流。開關(guān)S1與第一開關(guān)的Ma同步，開關(guān)S2的控制信號(hào)與開關(guān)電源的待機(jī)信號(hào)同步，因此，電容C1上的電壓與電容C2上的電壓差(該電壓差的大小為|Va-VC2|，即電阻R4上的電壓)為一個(gè)與電感電流同步的電壓信號(hào)，用該信號(hào)控制的壓控電流預(yù)案I5輸出的電流也為一個(gè)與電感電流同步的電流，因此R5上的電壓為一個(gè)與電感電流同步的電壓信號(hào)，即所獲得的紋波信號(hào)V_ple，并紋波信號(hào)VHpple與反饋電壓信號(hào)Vfb疊加后輸出(即Vfb+VrippIe)。
[0081]圖4c為一產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)及將補(bǔ)償信號(hào)與第二參考電壓信號(hào)疊加的電路圖，如圖所示，該電路包括一個(gè)跨導(dǎo)放大器Gm、電容C3、壓控電流源I5、電阻R6、晶體管M4及偏置電流源IB。其中，跨導(dǎo)放大器Gm的同相輸入端接收反饋電壓信號(hào)Vfb，反相輸入端接收第二參考電壓信號(hào)，輸出端通過電容C3接地，電容C3的電壓控制壓控電流源I5的電流，電阻R6與壓控電流源I5串聯(lián)連接，晶體管M4上的控制端接收反饋電壓信號(hào)VMf，第一端與電阻R6的一端相連，第二端接地，偏置電流源Ib用于給晶體管M4提供偏置電流。C3的電壓為一個(gè)與Vfb和VMf的差值相關(guān)的電壓，因此R6上的電壓可表征反饋電壓信號(hào)Vfb與第二參考電壓信號(hào)VMf之間的之間的誤差，即所需要產(chǎn)生的補(bǔ)償信號(hào)V_，并補(bǔ)償信號(hào)Vcm與反饋電壓信號(hào)Vref疊加后輸出(即Vm+U。
[0082]圖5為圖1中的導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖，該電路可以包括開關(guān)S3、電流源I6、電容C4以及電壓比較器Comp3。其中，電流源I6通過開關(guān)S3接地，開關(guān)S3根據(jù)第一開關(guān)Ma的控制信號(hào)Qa的非信號(hào)控制導(dǎo)通與關(guān)斷，即與第一開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)相反。電容C4的兩端分別與開關(guān)S3的兩端相連，電壓比較器Comp3的同相輸入端接收電容C4上的電壓Vc4,反相輸入端接收一參考電壓VN, Vn在一〖亙定的值也可以為圖4b中電容C2上的電壓VC2。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)Ma導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)S4關(guān)斷，電流源I6對(duì)電容C4充電，當(dāng)Vw等于Vn時(shí)，電壓比較器Comp3輸出的恒定時(shí)間控制信號(hào)TON變?yōu)橛行顟B(tài)。
[0083]圖6為圖1中的谷值限制電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖，該電路可以包括電壓比較器Comp4、電阻R7'電流源17。其中，電阻R7的第一端連接到第一開關(guān)Ma與電感L相連的節(jié)點(diǎn)處Lx，以接收該處的電壓Vui，第二端與電壓比較器Comp4的反相輸入端相連，電流源I7連接在電源端與電阻R7的第二端之間，電壓比較器Comp4的同相輸入端接地。當(dāng)電壓比較器Comp4的反相輸入端的電壓V3大于反相輸入端電壓V2時(shí),輸出的谷值限制信號(hào)Ls_ILM (第三控制信號(hào))為有效信號(hào)。
[0084]圖7為圖1中的邏輯驅(qū)動(dòng)電路的一種可選實(shí)現(xiàn)方式電路圖，該電路可以包或門0R、與門AND、RS觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)電路。其中，或門OR的輸入端接收第二控制信號(hào)Hs_ILM和恒定時(shí)間控制信號(hào)Τ0Ν，輸出QMt信號(hào)到RS觸發(fā)器的復(fù)位端R，與門AND的輸入端接收第一控制信號(hào)Qs與第三控制信號(hào)Ls_ILM,輸出Qsrt信號(hào)到RS觸發(fā)器的置位端S, RS觸發(fā)器的輸出端相驅(qū)動(dòng)電路輸出PWM信號(hào)，以控制驅(qū)動(dòng)電路輸出第一開關(guān)Ma與續(xù)流開關(guān)Mb的開關(guān)控制信號(hào) Qa、Qb。
[0085]依據(jù)本發(fā)明提供的開關(guān)電源控制電路，本發(fā)明還提供一種開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括上述任意一開關(guān)電源控制電路，以及主功率級(jí)電路。其中，主功率級(jí)電路包括第一開關(guān)以及與第一開關(guān)相連的電感，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以為Buck也可以為Boost等類型。開關(guān)電源控制電路與主功率級(jí)電路相連，一控制第一開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0086]此外，本發(fā)明還提供了一種開關(guān)電源的控制方法，其中，所控制的開關(guān)電源包括第一開關(guān)及與第一開關(guān)相連的電感，該控制方法具體為:
[0087]在每一開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)所述開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓小于所述開關(guān)電源的期望輸出電壓時(shí)，控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通；
[0088]在所述第一開關(guān)導(dǎo)通后的一恒定時(shí)間內(nèi)，若存在流過所述電感的電感電流大于或等于一峰值限制電流，則控制所述第一開關(guān)在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流時(shí)被關(guān)斷，否則控制所述第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)所述恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。
[0089]進(jìn)一步的，為了能對(duì)開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)控制，在每一所述開關(guān)周期內(nèi)，還可以判斷電感電流是否小于一谷值限制電流；
[0090]在所述電感電流大于所述谷值限制電流期間，當(dāng)所述實(shí)際輸出電壓小于所述期望輸出電壓時(shí)，控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通；
[0091]在所述第一開關(guān)導(dǎo)通后的一所述恒定時(shí)間內(nèi)，若存在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流，則控制所述第一開關(guān)在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流時(shí)被關(guān)斷，否則控制所述第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)所述恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。
[0092]在所述電感電流小于或等于所述谷值限制電流期間，控制所述第一開關(guān)一直種關(guān)斷。
[0093]本發(fā)明提供的開關(guān)電源控制方法，可以在對(duì)開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)恒定導(dǎo)通時(shí)間控制的同時(shí)，對(duì)電感電流的峰值和谷值均作了限定，以有效的防止電感飽和進(jìn)行短路保護(hù)，且控制方式簡單
[0094]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見即可。
[0095]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電源控制電路，與開關(guān)電源的主功率級(jí)電路相連，所述主功率級(jí)電包括第一開關(guān)以及與所述第一開關(guān)相連的電感，所述控制電路包括: 導(dǎo)通控制電路，用于根據(jù)所述開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓和所述開關(guān)電源的期望輸出電壓產(chǎn)生第一控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)在所述實(shí)際輸出電壓小于所述期望輸出電壓時(shí)變?yōu)橛行顟B(tài)； 峰值電流限制電路，根據(jù)流過所述電感的電感電流和一峰值限制電流產(chǎn)生第二控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)在所述電感電流大于所述峰值限制電流時(shí)變?yōu)橛行顟B(tài)； 恒定時(shí)間產(chǎn)生電路，根據(jù)第一開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生一恒定時(shí)間控制信號(hào)，所述恒定時(shí)間控制信號(hào)在所述開關(guān)管導(dǎo)通后持續(xù)一恒定時(shí)間時(shí)變?yōu)橛行盘?hào)； 邏輯驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)所述第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)和恒定時(shí)間控制信號(hào)產(chǎn)生所述第一開關(guān)控制信號(hào)，以控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷； 每一開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)所述第一控制信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)導(dǎo)通，直到所述恒定時(shí)間控制信號(hào)和第二控制信號(hào)中任意一個(gè)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制電路，其特征在于，還包括一谷值電流限制電路； 所述谷值電流限制電路用于根據(jù)所述電感電流和谷值限制電流產(chǎn)生第三控制信號(hào)，所述第三控制信號(hào)在所述電感電流小于所述谷值限制電流時(shí)變?yōu)橛行盘?hào)； 每一開關(guān)周期內(nèi)，在所述第三控制信號(hào)為無效狀態(tài)期間，當(dāng)所述第一控制信號(hào)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)導(dǎo)通，直到所述恒定時(shí)間控制信號(hào)和第二控制信號(hào)中任意一個(gè)變?yōu)橛行顟B(tài)時(shí)，所述第一開關(guān)關(guān)斷，在所述第三控制信號(hào)為有效狀態(tài)期間，所述第一開關(guān)一直關(guān)斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制電路，所述峰值電流限制電路包括第一比較電路，所述第一比較電路用于比較一表征所述電感電流的采樣信號(hào)和一表征所述峰值限制電流的第一參考信號(hào)，并輸出比較結(jié)果作為所述第二控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路，所述第一比較電路包括第一電壓比較器、第一電阻和第一電流源； 所述第一電阻的第一端和所述開關(guān)電源的電壓輸入端相連，另第二端通過所述第電流源接地； 所述第一電壓比較器的同向輸入端連接到所述第一電阻的第二端，以接收所述第一參考信號(hào)，反向輸入端連接到所述第一開關(guān)和所述電感相連的節(jié)點(diǎn)處，以接收所述采樣信號(hào)，輸出端輸出所述第二控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源控制電路，所述第一比較電路包括電感電流采樣電路、第二電流源和模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路； 所述電感電流采樣電路用于采樣所述電感電流，并輸出所述采樣信號(hào)； 所述第二電流源與所述電感電流采樣電路串聯(lián)連接，用于輸出所述第一參考信號(hào)； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的輸入端連接到所述第二電流源與所述電感電流采樣電路串聯(lián)連接的節(jié)點(diǎn)，用于將所述節(jié)點(diǎn)處的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸輸出所述數(shù)字信號(hào)作為所述第二控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源控制電路，所述電感電流采樣電路包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第二電阻、第三電阻、第一運(yùn)算放大器； 所述第一晶體管的第一端連接到所述第一開關(guān)和所述電感相連的節(jié)點(diǎn)處，第二端通過第二電阻與所述開關(guān)電源的電壓輸入端相連，控制端與所述第一開關(guān)的控制端相連； 所述第一運(yùn)算放大器的第一輸入端與所述第一晶體管的第二端相連，第二輸入端通過所述第三電阻連接到所述電壓輸入端，輸出端與所述第二晶體管的控制端相連； 所述第二晶體管的第一端與所述運(yùn)算放大器的第二輸入端相連，第二端與所述第三晶體管的第一端相連； 所述第三晶體管的第二端通過所述第二電流源連接到地，控制端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的供電端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源控制電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路包括第一反相器和第二反相器； 所述第一反相器的輸入端與所述第二晶體管的第二端相連，輸出端與所述第二反相器的輸入端相連，所述第二反相器的輸出端輸出所述第二控制信號(hào)，所述第一反相器與所述第二反相器的供電端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路的供電端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述導(dǎo)通控制電路包括第二比較電路，所述第二比較電路用于比較所述實(shí)際輸出電壓的反饋電壓信號(hào)和一表征所述期望輸出電壓的第二參考電壓信號(hào)，并輸出所述第一控制信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)電源控制電路，其特征在于，所述第二比較電路包括紋波發(fā)生電路、補(bǔ)償電路、第二電壓比較器； 所述紋波發(fā)生電路用于獲取與所述電感電流同步變化的紋波信號(hào)； 所述補(bǔ)償電路用于對(duì)所述反饋電壓信號(hào)和表征所述期望輸出電壓的第二參考電壓信號(hào)之間的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，以產(chǎn)生一補(bǔ)償信號(hào)； 所述第二電壓比較器的反相輸入端接收所述紋波信號(hào)和所述反饋電壓信號(hào)的疊加信號(hào)，同相輸入端接收所述補(bǔ)償信號(hào)和所述第二參考電壓信號(hào)的疊加信號(hào)，輸出端輸出所述第一控制信號(hào)。
10.一種開關(guān)電源，包括主功率級(jí)電路和如權(quán)利要求1?9中任意一所述的開關(guān)電源控制電路； 所述主功率級(jí)電路包括第一開關(guān)以及與所述第一開關(guān)相連的電感； 所述開關(guān)電源控制電路與所述主功率級(jí)電路相連，以控制所述第一開的關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷。
11.一種開關(guān)電源的控制方法，所述開關(guān)電源的主功率級(jí)電路包括第一開關(guān)以及與所述第一開關(guān)相連的電感，所述控制方法包括: 在每一開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)所述開關(guān)電源的實(shí)際輸出電壓小于所述開關(guān)電源的期望輸出電壓時(shí)，控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通； 在所述第一開關(guān)導(dǎo)通后的一恒定時(shí)間內(nèi)，若存在流過所述電感的電感電流大于或等于一峰值限制電流，則控制所述第一開關(guān)在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流時(shí)被關(guān)斷，否則控制所述第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)所述恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制方法，其特征在于，還包括在每一所述開關(guān)周期內(nèi)，判斷所述電感電流是否小于一谷值限制電流； 在所述電感電流大于所述谷值限制電流期間，當(dāng)所述實(shí)際輸出電壓小于所述期望輸出電壓時(shí)，控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通； 在所述第一開關(guān)導(dǎo)通后的一所述恒定時(shí)間內(nèi)，若存在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流，則控制所述第一開關(guān)在所述電感電流大于或等于所述峰值限制電流時(shí)被關(guān)斷，否則控制所述第一開關(guān)在導(dǎo)通后持續(xù)所述恒定時(shí)間時(shí)被關(guān)斷。 在所述電感電流小于或等于所述谷值限制電流期間，控制所述第一開關(guān)一直關(guān)斷。
【文檔編號(hào)】H02M3/156GK104319998SQ201410512743
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】候晉昭 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司