[發明專利]斜率補償和環路帶寬自適應控制電路及應用其的開關電源

有效

• 申請號: 201310265144.5
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103345289A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 武傳欣
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術（杭州）有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及開關電源控制技術領域，尤其涉及一種斜率補償和環路帶寬自適應控制電路及應用其的開關電源。

背景技術

在開關電源設計中，特別是通訊電源，對開關頻率的要求較高，為了方便用戶使用，目前設計的開關電源芯片都會有專門的引腳用于連接外部時鐘信號，便于用戶根據實際應用設置外部時鐘信號。當設置好外部時鐘信號后，開關頻率的大小也就確定了。開關頻率的大小會影響芯片內部控制環路的穩定性和動態特性，進而影響開關電源的性能。特別的，對于采用電流模式控制的開關變換器，一般需要斜率補償，以保證控制環路的穩定性，通常按最小開關頻率f_{s_min}來設定斜率補償，以保證開關電源在所有開關頻率范圍內的穩定性；同時也按f_{s_min}來設定環路帶寬BW（即BW=f_{s_min}/π），但這會降低開關電源的動態特性。

上述按最小開關頻率f_{s_min}設定斜率補償和環路帶寬，雖然保證了控制電路的穩定性，卻降低了其動態特性，不利于開關電源達到最佳性能。

發明內容

有鑒于此，本申請目的在于提供一種斜率補償和環路帶寬自適應控制電路及應用其的開關電源，以同時滿足控制電路對穩定性和動態特性的要求，解決現有應用于電流模式控制的功率級電路的控制電路動態特性差的問題。

為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：

一種斜率補償和環路帶寬自適應控制電路，用于控制一電流模式控制的功率級電路，包括：

電壓采樣電路，與所述功率級電路連接，用于對所述功率級電路的輸出電壓進行采樣，以得到表征輸出電壓的反饋電壓；

跨導放大電路，與所述電壓采樣電路連接，用于根據所述反饋電壓和預設的參考電壓產生并輸出電壓補償信號；所述跨導放大電路的跨導系數隨開關頻率的變化而變化；所述自適應控制電路的環路帶寬正比于所述跨導系數；

電流補償電路，與所述功率級電路連接，用于產生一隨所述開關頻率變化的補償電流，并根據所述補償電流和表征所述功率級電路的電感電流值的采樣電流進行斜率補償，產生并輸出斜率補償信號；

比較電路，分別與所述跨導放大電路和所述電流補償電路連接，用于根據所述電壓補償信號和所述斜率補償信號產生一PWM控制信號；

驅動電路，分別與所述比較電路和所述功率級電路連接，用于根據外部時鐘信號和所述PWM控制信號驅動所述功率級電路。

優選地，所述電壓采樣電路包括第一分壓電阻和第二分壓電阻；

所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻依次串聯接于所述功率級電路的輸出端和地電位之間，以得到所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻的公共端的電壓來作為所述反饋電壓。

優選地，所述跨導放大電路包括跨導放大器、補償電阻和補償電容；

所述跨導放大器的同相輸入端接收所述預設的參考電壓，所述跨導放大器的反相輸入端接收所述反饋電壓；

所述補償電阻和所述補償電容依次串聯接于所述跨導放大器的輸出端和地電位之間；所述跨導放大器的輸出端的電壓作為所述電壓補償信號。

優選地，所述電流補償電路包括加法器和采樣電阻；

所述加法器的第一輸入端接收所述采樣電流，所述加法器的第二輸入端接收所述補償電流，所述加法器的輸出端通過所述采樣電阻連接至地；所述加法器的輸出端與所述比較電路連接；所述加法器的輸出端的電壓作為所述斜率補償信號。

優選地，所述電流補償電路還包括補償電流產生電路，用于產生所述補償電流；

所述補償電流產生電路包括脈沖發生器、第二比較器、非門、第一電壓電流轉換器、第二電壓電流轉換器、第一電流源、第二電流源、第三電流源、第一可控開關、第二可控開關、第三可控開關、第一電容和第二電容；

所述脈沖發生器，用于接收所述外部時鐘信號以產生一脈沖信號，所述脈沖信號控制所述第一可控開關；

所述第一電流源與所述第一電容依次串聯連接至地，所述第一可控開關的一端連接至所述第一電流源和所述第一電容的公共端，所述第一可控開關的另一端連接至地，所述第一可控開關用于控制所述第一電容的充放電；

所述第二比較器的同相輸入端與所述第一電流源和所述第一電容的公共端連接，反相輸入端接收預設的時鐘信號基準電壓；所述第二比較器用于產生并輸出第二比較信號；

所述非門的輸入端與所述第二比較器的輸出端連接，用于對所述第二比較器輸出的第二比較信號做邏輯非運算，以得到一非門信號；