[實用新型]控制電路及開關變換器

有效

• 申請號: 201220503287.6
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN202840952U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 歐陽茜
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M7/12
• 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

本實用新型主要涉及一種電子電路，尤其涉及一種用于開關變換器的控制電路。

背景技術

伴隨著電子技術的發展，手機、個人數字助理(PDA)、平板電腦、上網本、超級本(Ultrabook)等電子設備迅速普及。超級本、手機等類似的電子設備需要有一直在線，隨時連接的功能(always?on?and?always?connected，AOAC)，也就是待機功能。盡可能的延長電子設備在AOAC模式下所能夠維持的時間或者說盡可能的延長電子設備的待機時長已經成為設計電子設備的重要指標之一。電子設備在AOAC或者待機(standby)模式下的功率較小，處于輕載狀態，因此，輕載時的電能使用效率至關重要。

恒定導通時間控制由于其優越的負載瞬態響應、簡單的內部結構和平滑的工作模式切換，廣泛應用于超級本等電子設備中。傳統的恒定導通時間控制中，開關變換器的導通時間TON由輸入電壓VIN和輸出電壓VO決定，而與負載的大小無關。為了實現更快的負載瞬態響應速度，減小體積和重量，通常需要較高的開關頻率Fsw。以降壓式變換器為例，當輸入電壓VIN為10V，輸出電壓VO為1V，開關頻率Fsw為1MHz時，開關變換器的導通時間TON在輕載或者重載狀態下均為100ns。然而在輕載狀態下，驅動損耗和開關損耗成為影響效率的主導因素，因此較高的開關頻率Fsw不利于提高輕載狀態下的效率。

實用新型內容

本實用新型為解決上述一個或多個技術問題提供一種控制電路及開關變換器，以提高變換器的輕載效率的同時，保證優越的動態響應性能。

根據本實用新型一實施例的一種控制電路，用于開關變換器，其中開關變換器包括第一開關管，控制電路控制第一開關管的導通與關斷，所述控制電路包括：第一比較電路，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，其中同相輸入端接收參考電壓，反相輸入端接收開關變換器輸出電壓的反饋信號，輸出端輸出置位信號；導通時間控制電路，接收開關變換器的輸入電壓、輸出電壓和省電模式控制信號，并輸出導通時間控制信號，其中導通時間控制信號控制第一開關管的導通時間隨開關變換器輸入電壓的增大而減小，并隨開關變換器輸出電壓的增大而增大；以及邏輯控制電路，接收置位信號和導通時間控制信號，并輸出開關控制信號控制第一開關管的導通與關斷；其中當省電模式控制信號為有效狀態，控制電路切換開關變換器工作于省電模式，增大第一開關管的導通時間，當省電模式控制信號為無效狀態，控制電路切換開關變換器工作于正常工作模式。

在一個實施例中，導通時間控制信號控制第一開關管在省電模式下的導通時間大于在正常工作模式下的導通時間。

在一個實施例中，導通時間控制電路包括：電流源，具有第一端和第二端，其中第一端接收開關變換器的輸入電壓，第二端輸出充電電流信號，充電電流信號和開關變換器的輸入電壓成正比；第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至電流源的第二端，第二端耦接至系統地；第一控制開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一電容器的第一端，第二端耦接至第一電容器的第二端，控制端接收開關控制信號；以及第二比較電路，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，其中同相輸入端耦接至第一電容器的第一端，反相輸入端接收開關變換器的輸出電壓，輸出端輸出導通時間控制信號；其中當省電模式控制信號處于有效狀態時，通過減小電流源輸出的充電電流信號或者增大第一電容器的電容值，導通時間控制信號控制第一開關管的導通時間增大。

在一個實施例中，電流源包括：第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至開關變換器的輸入端；以及電流鏡，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第一電阻器的第二端接收輸入電流信號，輸出端耦接至第一電容器的第一端提供充電電流信號；其中當省電模式控制信號處于有效狀態時，增大第一電阻器的電阻值或者減小電流鏡輸出的充電電流信號和輸入電流信號的比率。

在一個實施例中，所述控制電路還包括負載狀態檢測電路，所述負載狀態檢測電路通過比較開關變換器的負載電流和參考電流信號來產生省電模式控制信號，或者通過比較開關周期和參考周期信號來產生省電模式控制信號；其中當負載電流小于參考電流信號或者開關周期小于參考周期信號時，輸出有效的省電模式控制信號，當負載電流大于參考電流信號或者開關周期大于參考周期信號時，輸出無效的省電模式控制信號。