[發明專利]一種開關電源電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201210139245.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102664525A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 王斯然;張軍明;任遠程
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電源電路，更具體地說，本發明涉及開關電源電路及其方法。

背景技術

開關電源電路被廣泛地應用于各種場合。一種常用于現有開關電源電路的控制模式為峰值電流控制。然而現有峰值電流采用恒定峰值電流的方法，將使得電路負載變低時，效率降低。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術的上述問題，提供一種改進的開關電源電路及其控制方法。

為實現上述目的，本發明提出了一種開關電源電路，包括：輸入端口，耦接輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓給負載；耦接在輸入端口和輸出端口之間的儲能元件和功率開關；誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收反映輸出電壓的反饋信號，所述第二輸入端接收電壓參考信號，基于所述反饋信號和電壓參考信號，所述誤差放大器在輸出端輸出誤差放大信號；誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收誤差放大信號，所述第二輸入端接收鋸齒波信號，基于所述誤差放大信號和鋸齒波信號，所述誤差比較器在其輸出端輸出頻率控制信號；峰值電流信號產生器，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至誤差比較器的輸出端接收頻率控制信號，基于頻率控制信號，所述峰值電流信號產生器在輸出端產生峰值電流信號；峰值電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至峰值電流信號產生器接收峰值電流信號，所述第二輸入端接收反映流過儲能元件的電流的電流檢測信號，基于所述峰值電流信號和電流檢測信號，所述峰值電流比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差比較器的輸出端接收頻率控制信號，所述第二輸入端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號，基于所述頻率控制信號和所述峰值電流控制信號，所述邏輯電路在其輸出端輸出門極信號用以控制所述功率開關的導通和斷開。

根據本發明的實施例，所述邏輯電路包括：振蕩器，輸出固定頻率的時鐘信號；選擇電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至振蕩器接收時鐘信號，所述第二輸入端耦接至誤差比較器接收頻率信號，當頻率信號小于時鐘信號時，所述選擇電路輸出頻率信號，當頻率信號大于或等于時鐘信號時，所述選擇電路輸出時鐘信號；第一RS觸發器，具有置位端、復位端和輸出端，其中所述置位端耦接至選擇電路的輸出端，所述復位端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號，基于所述選擇電路的輸出信號和所述峰值電流控制信號，所述第一RS觸發器在其輸出端輸出所述門極信號。

根據本發明的實施例，所述峰值電流信號產生器包括：第一開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接具有峰值電流信號最大值的電壓值的最大值電平信號，所述控制端耦接頻率控制信號；周期計時單元，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收頻率控制信號，基于頻率控制信號，所述周期計時單元在輸出端輸出定時信號；第二開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第一開關的第二端，所述控制端耦接至周期計時單元的輸出端接收定時信號；第三開關，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關的第二端，所述第二端耦接具有峰值電流信號最小值的電壓值的最小值電平信號；第一電容，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一開關和第二開關的連接點，所述第二端接參考地，其中第一電容兩端的電壓信號為所述峰值電流信號；第一電流源，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關和第三開關的連接點，所述第二端連接至參考地。

根據本發明的實施例，其中所述周期計時單元包括：第一計時器，接收頻率控制信號，并基于頻率控制信號輸出第一計時信號；第二計時器，耦接頻率控制信號，并基于頻率控制信號輸出第二計時信號；或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二計時器的輸出端接收第二計時信號，所述第二輸入端接收頻率信號；第二RS觸發器，具有置位端、復位端和輸出端，其置位端耦接至第一計時器接收第一計時信號，其復位端耦接或門電路的輸出端，所述第二RS觸發器基于第一計時信號和或門電路的輸出信號輸出定時信號。

根據的實施例，其中當開關電源電路的開關頻率大于第一頻率閾值，峰值電流信號隨著開關頻率的減小從峰值電流最大值開始減小；當開關電源電路的開關頻率處于第一頻率閾值和第二頻率閾值之間時，峰值電流信號被固定于峰值電流中間值；當開關電源電路的開關頻率處于第二頻率閾值和第三頻率閾值之間時，峰值電流信號隨著開關頻率的減小從峰值電流中間值開始減小；當開關電源電路開關頻率小于第三頻率閾值時，峰值電流信號被固定于峰值電流最小值。