[發明專利]控制電路、開關電源及其控制方法

有效

• 申請號: 201210567105.6
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103066853A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張軍民;龍昊;李暉
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明主要涉及一種電子電路，尤其涉及一種控制電路、開關電源及其控制方法。

背景技術

如今開關電源被廣泛應用于各種電子產品中。這是因為開關電源具有體積小、重量輕、轉換效率高等優點。為了實現能量轉換，開關電源可以采用多種拓撲結構。以應用廣泛的flyback(反激式)拓撲結構為例，對開關電源原理做一描述。總體上，其可以分為以下功能模塊：能量輸入單元、能量耦合單元、能量輸出單元、反饋單元及開關控制單元。交流電壓通過能量輸入單元，經整流濾波作用得到較為平滑的直流電壓，開關控制單元根據反饋單元的反饋信號控制開關的導通、截止，將該直流電壓轉換為高頻信號，再經變壓器耦合，最終得到一穩定的直流電壓輸出。

除了正常工作情況，越來越多的電子產品需要工作在輕載狀態下，例如待機模式。在輕載狀態下，負載需要電源提供的功率很小，為了提高電能的利用率，需要提高開關電源在輕載狀態下的效率。傳統的做法是隨著負載的減輕，降低開關電源的開關頻率，從而減小開關損耗，提高輕載效率。但是隨著負載的減輕，開關頻率會減小至音頻的范圍內(200Hz～20kHz)，從而引起噪聲問題。因此，有必要提供一種改進的開關電源的控制電路，使其在輕載狀態下既能避免產生音頻噪聲，又能獲得較高的效率。

發明內容

為解決上述一種或多種技術問題，本發明提供了一種控制電路、開關電源及其控制方法。

根據本發明一實施例的一種控制電路，用于開關電源，其中所述開關電源包括第一開關管，所述控制電路包括：模式選擇單元，根據負載狀態輸出模式控制信號；跳頻模式控制單元，根據開關電源的負載大小生成具有第一頻率的低頻脈沖信號，并根據低頻脈沖信號生成具有第一頻率和第二頻率的第一脈沖信號，其中第二頻率大于第一頻率，低頻脈沖信號的占空比隨負載的變化而變化；正常模式控制單元，生成第二脈沖信號；以及驅動信號生成單元，根據模式控制信號選擇第一脈沖信號或者第二脈沖信號來驅動第一開關管。

在一個實施例中，所述控制電路包括：當第一開關管的開關頻率小于設定的頻率閾值時，負載處于輕載狀態，所述控制電路控制開關電源工作在跳頻模式，根據第一脈沖信號來驅動第一開關管；當第一開關管的開關頻率大于設定的頻率閾值時，負載處于非輕載狀態，所述控制電路控制開關電源工作在正常模式，根據第二脈沖信號來驅動第一開關管。

在一個實施例中，開關電源工作在跳頻模式包括：當低頻脈沖信號處于第一狀態時，第一脈沖信號處于無效狀態，第一開關管維持關斷，當低頻脈沖信號處于第二狀態時，第一脈沖信號以第二頻率輸出有效的脈沖，并以第二頻率驅動第一開關管。

在一個實施例中，所述跳頻模式控制單元包括：低頻脈沖發生單元，將反饋信號和具有第一頻率的第一調制信號相比較生成低頻脈沖信號，當反饋信號大于第一調制信號時低頻脈沖信號處于第一狀態，當反饋信號小于第一調制信號時低頻脈沖信號處于第二狀態，其中反饋信號反映開關電源的輸出電壓；以及混合脈沖發生單元，根據低頻脈沖信號生成第一脈沖信號，其中當低頻脈沖信號處于第一狀態時第一脈沖信號保持無效狀態，當低頻脈沖信號處于第二狀態時第一脈沖信號以第二頻率輸出有效的脈沖。

在一個實施例中，所述混合脈沖發生單元包括：第一電容，具有第一端和第二端；控制開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一電容的第一端，第二端耦接至第一電容的第二端，控制端接收低頻脈沖信號和第一脈沖信號；電流源，耦接至第一電容的第一端為第一電容提供充電電流；以及比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第一電容接收第一電容的端電壓，第二輸入端接收一參考信號，輸出端根據第一電容的端電壓和所述參考信號的比較結果輸出第一脈沖信號。

在一個實施例中，第一頻率小于或等于音頻的下限，第二頻率大于或等于音頻的上限。

在一個實施例中，驅動信號生成單元將流過第一開關管的電流與電流閾值相比較，當流過第一開關管的電流大于電流閾值時關斷第一開關管。

根據本發明一實施例的一種開關電源，包括上述控制電路，所述開關電源還包括：第一開關管，在控制電路的控制下導通或者關斷；以及儲能元件，電耦接至第一開關管，第一開關管導通時儲能元件儲存能量，第一開關管關斷時儲能元件輸出能量。