[發(fā)明專利]開關電源控制電路、開關電源及其控制方法

有效

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• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103683868A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 袁小龍
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術(杭州)有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;馮麗欣

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子技術，具體涉及開關電源控制電路、開關電源及其控制方法。

背景技術

開關電源通常包括功率級電路和控制電路。控制電路的功能是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)和外接負載變化時，調(diào)節(jié)功率級電路中的開關系統(tǒng)的導通和關斷時間，以使開關電源的輸出電壓或者輸出電流保持恒定。因此，在開關電源的設計中，控制方法的選擇和設計對于開關電源的性能來說是十分重要的。采用不同的檢測信號和不同的控制電路會有不同的控制效果。

開關電源的控制方式可以分為定頻控制和變頻控制。定頻控制即開關周期恒定不變，通過調(diào)整一個周期內(nèi)開關導通的時間寬度來調(diào)節(jié)輸出電壓，即脈沖寬度調(diào)制（PWM）。

變頻控制，也即脈沖頻率調(diào)制（PFM），其具有恒定導通時間、恒定關斷時間和遲滯比較控制等幾種控制方式。恒定導通時間控制即保持功率開關的導通時間維持不變，通過改變功率開關的關斷時間來調(diào)節(jié)占空比；恒定關斷時間控制通過保持功率開關的關斷時間維持不變，而改變功率開關的開通時間來調(diào)節(jié)占空比。

在恒定導通時間控制模式下，當開關電源負載變化時，為了減少損耗,現(xiàn)有技術一般是采取省略脈沖或屏蔽脈沖的方法來減小功率級電路中功率開關的開關次數(shù)，使控制電路間歇式的工作，即降低輸入至功率級電路中的開關控制信號的頻率。

但是，當開關控制信號的頻率降低到音頻范圍(20Hz-20KHz）時，開關器件的導通/關斷會產(chǎn)生音頻噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供開關電源控制電路、開關電源及其控制方法以減輕或消除由于負載變化引起的音頻噪聲。

在第一方面，提供一種開關電源控制電路，用于控制開關電源功率級電路中的功率開關，所述控制電路包括：置位脈沖生成電路、置零脈沖生成電路和邏輯電路；

所述置位脈沖生成電路用于根據(jù)反饋電壓、紋波信號和基準電壓輸出置位脈沖，所述反饋電壓根據(jù)所述功率級電路的輸出電壓獲得；

所述置零脈沖生成電路用于生成與所述置位脈沖一一對應的置零脈沖，在第一模式下，每個所述置零脈沖與相鄰在前出現(xiàn)的置位脈沖之間具有相同的時間間隔，在第二模式下，每個所述置零脈沖與相鄰在前出現(xiàn)的置位脈沖之間的時間間隔遞減；

所述邏輯電路用于根據(jù)所述置位脈沖和所述置零脈沖的控制輸出開關控制信號，所述開關控制信號用于在置位脈沖出現(xiàn)后控制所述功率開關導通，在置零脈沖出現(xiàn)后控制所述功率開關關斷。

在第二方面，提供一種具有上述開關電源控制電路的開關電源。

在第三方面，提供一種開關電源控制方法，所述開關電源包括具有功率開關的功率級電路和控制所述功率開關的控制電路，所述方法包括：

在第一模式下，生成導通時間恒定的開關控制信號控制功率開關；

在第二模式下，生成導通時間隨進入第二模式的時間遞減的開關控制信號控制功率開關。

本發(fā)明通過在第二模式下生成導通時間隨時間遞減的開關控制信號控制功率開關使得開關電源在輕載或空載模式下避免出現(xiàn)或減輕音頻噪聲。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1A是本發(fā)明實施例一的開關電源的電路示意圖；

圖1B是本發(fā)明實施例一的開關電源的工作波形圖；

圖2A是本發(fā)明實施例二的開關電源的電路示意圖；

圖2B是本發(fā)明實施例二的開關電源的工作波形圖；

圖2C是本發(fā)明實施例二的一個優(yōu)選方式中紋波電路和置零脈沖生成電路的電路示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例二中控制第二模式放電電路中放電開關的控制模塊的電路示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例二中儲能電路的一個替代方案的電路示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例三的開關電源的電路示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例四的開關電源控制方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。雖然本發(fā)明是結合以下的優(yōu)選實施例進行描述的，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細敘述。