[發明專利]多模式PWM控制電路

無效

• 申請號: 201110417622.0
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103166434A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 楊豐;李高林;程玉華
• 申請（專利權）人: 上海北京大學微電子研究院;上海半導體照明工程技術研究中心
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/32;H02M1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及集成電路領域，電力電子領域，尤其LED開關電源系統領域。

背景技術

峰值電流比較電路是絕大部分開關電源系統所必需的，隨著電流環路控制模式日益占主導地位，峰值電流比較電路在電子系統的應用越來越廣泛。伴隨著各種標準對開關電源效率要求的不斷提升，開關電源設計面臨巨大挑戰。為了實現全負載范圍內系統高效率，最新的大功率開關電源多采用多模式控制方案，利用不同調制方式的效率優點實現全負載范圍內高效率。與此同時，對芯片設計提出了更高的要求，不同模式控制方式需要不同的峰值電流，傳統的單一峰值電流控制電路不再能滿足新需求。傳統的峰值電流比較電路如圖1所示。圖1為典型的峰值電流比較電路，其中，R1、R2是分壓電路。系統反饋電壓FB被采樣送到峰值電流比較電路，進過R1、R2電阻分壓，直接送到PWM比較器負端。此時PWM比較器的負端電壓為????????????????????????????????????????????????。對于一個理想的比較器，當正向輸入端與負向輸入端電位相同時，比較器發生反轉。因此，當比較器負端CS采樣的功率管源端電壓上升到時，比較器發生反轉，輸出由低電平反轉為高電平。這個輸出信號送到功率管驅動電路關閉功率管，停止向負載傳遞能量。傳統的峰值電流電路比較有明顯的缺點，其負向輸入端參考電壓恒定不變，只能完成固定峰值電流控制，如果在系統處于較低負載時，系統的工作頻率會急劇增加，開關管損耗將會增加，系統效率下降。不能適應人們對開關電源的新需求。

本發明即對傳統的電流峰值比較器進行了改進，即解決了由于固定參考電壓帶來的在較低負載時候低效率問題，滿足最新多模式控制需求。多通道峰值電流比較電路原理如圖2所示。與典型的峰值電流比較電路相比較，在增加了三個多路選通電路MUX1、MUX2、MUX3與一個比較器Comp，同時還增加了另一個比較器，用于對峰值電流的限制，還包括了一個LEB單元，用于前沿消隱，防止電壓檢測端過沖時引起的錯誤判斷。采用多通道的方式解決了傳統峰值比較電路單一參考電壓的短處，滿足了不同工作狀態需求進而實現系統高效率。

發明內容

本發明成功解決了對多模式PWM控制系統中峰值電流比較的問題，系統不再隨著負載降低而效率下降，滿足全負載范圍內高效率的要求。本發明中相對傳統電路增加了三個多路選通電路與一個比較器，形成三個不同的支路。不同的支路將根據反饋電壓，把系統需求的不同參考電壓送入PWM比較器負向輸入端，滿足不同工作模式對峰值電流的需求。

附圖說明

圖1為傳統的峰值電流比較電路的示意圖；

圖2為本發明所采用的峰值電流比較電路示意圖；

圖3是本發明LEB的電路示意圖。

具體實施方式

圖2為本發明的峰值電流比較電路，其中，R1、R2是分壓電阻，?MUX1、MUX2、MUX3是多路選通電路，Comp與PWM是比較器，LEB是前沿消隱電路，LEB經過反向器后分別和OUT1和OUT2進入與門，兩個與門的輸出結果經過或門之后產生功率管關斷信號。

系統反饋電壓FB被采樣送到峰值電流比較電路，經過R1、R2電阻分壓，直接送到MUX1端。此時這端電壓為。在系統負載比較重時，需要峰值電流跟隨負載正向變化。采用電阻分壓方式得到的電壓直接反映負載情況，可直接控制峰值電流。電阻的分壓比例主要根據系統的環路增益需求設計。在系統負載開始下降到一定程度時，系統需要切換到頻率調制或跨周期脈沖模式下，這兩種工作模式都需要固定峰值電流，系統峰值電流不再受到反饋電壓影響。電路中通過MUX1和控制信號CTRL1實現峰值電流在FB分壓與固定參考值之間切換。當CTRL1為高電平時，多路選通電路MUX1將FB分壓信號送到PWM比較器負端，滿足重負載工作峰值電流需要；當CTRL1為低電平時，多路選通電路MUX1將固定電壓V1送到PWM比較器負端，滿足較輕負載工作峰值電流需要。