[發明專利]用于交錯并聯式開關電源的控制電路及控制方法

有效

• 申請號: 201310422771.5
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103490630A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 余峰;趙晨
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及電路設計領域，尤其涉及一種用于交錯并聯式開關電源的控制電路及控制方法。

背景技術

在開關電源中，為了減小功率器件的負擔，提高電源的功率密度，減小輸出電壓紋波，使開關電源的輸出電壓具有更高的質量，常將主電路以交錯并聯的方式連接。

如圖1所示，以主電路為交錯并聯的兩路buck電路(降壓電路)為例，常規的交錯并聯式開關電源包括第一路電壓調整電路、第二路電壓調整電路和輸出電容C_o，所述第一路電壓調整電路包括第一主開關管Q1、第一電感L1和第一續流二極管D11，所述第二路電壓調整電路包括第二主開關管Q2、第二電感L2和第二續流二極管D12，所述第一主開關管Q1和第二主開關管Q2的一端均與所述輸入電源的正極連接，所述第一電感L1和第二電感L2的一端分別與所述第一主開關管Q1和第二主開關管Q2的另一端連接，所述第一電感L1另一端和所述第二電感L2的另一端連接，所述第一續流二極管D11的一端與所述第一主開關管Q1的另一端連接，所述第二續流二極管D12的一端與所述第二主開關管Q2的另一端連接，所述第一續流二極管D11和第二續流二極管D12的另一端均與所述輸入電源的負極連接，所述輸出電容C₀的正極與所述第一電感L1和第二電感L2的另一端連接，其另一端與所述輸入電源的負極連接并接地，所述輸出電容C₀的正、負極即為所述控制電路的輸出端正、負極。

根據交錯并聯的工作原理，第一主開關管Q1和第二主開關管Q2錯相180°導通，產生電流i1和i2。電流i1和i2的紋波相互抵消，使輸出電流i_o的電流紋波大大減小，頻率則增大為原來的2倍，同時，輸出電壓v_o的電壓紋波也大大減小。因此，可以減小電感L1、L2和輸出電容C_o的容量，同時提高動態響應速度。相比于傳統buck電路，采用交錯并聯的兩路buck電路中，各路buck電路只需承擔一半的輸出功率，電感L1、L2和開關管Q1、Q2上承受的電流也僅為傳統buck電路的一半。在高頻下，輸出電容C_o可以采用等效電阻較小的陶瓷電容，使該開關電源的輸出更為穩定，開關電源系統的效率更高。

通常采用定頻控制方式易于實現上述交錯并聯式開關電源的錯相控制。而在一般開關電源的設計中，由于恒定導通時間控制方式通常可以獲得更好的動態響應，其補償設計也更為方便，因而得到了廣泛的應用。但如果將恒定導通時間控制方式運用于交錯并聯式開關電源，由于其工作頻率是變化的，很難做到兩路電壓調整電路之間的交錯并聯。

發明內容

本發明提供一種用于交錯并聯式開關電源的控制電路及控制方法，以解決將恒定導通時間控制方式運用于交錯并聯式開關電源時，難以做到兩路電壓調整電路之間的交錯并聯的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于交錯并聯式開關電源的控制電路，所述交錯并聯式開關電源包括交錯并聯的第一路電壓調整電路和第二路電壓調整電路，其特征在于，所述控制電路包括：

反饋補償信號產生電路，其用于采樣所述交錯并聯式開關電源輸出端的輸出電壓，并通過運算和補償以輸出一反饋補償信號；

第一路開關控制電路，其用于接收表征所述第一路電壓調整電路中電感電流的電壓信號，并將其與所述反饋補償信號進行比較，當兩者相等時，所述第一路開關控制電路控制所述第一路電壓調整電路中的第一主開關管導通一預設時間，之后控制所述第一主開關管關斷；

第二路開關控制電路，其用于接收表征所述第二路電壓調整電路中電感電流的電壓信號，并將其與所述反饋補償信號進行比較，當兩者相等時，所述第二路開關控制電路控制所述第二路電壓調整電路中的第二主開關管導通，同時還檢測所述第一主開關管和所述第二主開關管的開通信號的相位差，并在所述相位差偏離180°時增加或縮短所述第二主開關管的導通時間，之后控制所述第二主開關管關斷，在多次調節所述第二主開關管的導通時間后最終將所述相位差調制為180°。

進一步的，所述第一路開關控制電路包括第一比較器、第一關斷信號產生電路和第一RS觸發器，

所述第一比較器的反相輸入端接收表征所述第一路電壓調整電路中電感電流的電壓信號，同相輸入端接收所述反饋補償信號，通過比較所述電壓信號和所述反饋補償信號，輸出端產生第一路開關開通信號給所述第一RS觸發器的置位端；