[發明專利]恒定導通時長控制的開關電源及其控制電路和控制方法

有效

• 申請號: 201310745780.8
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103701323A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 姜禮節;張加欣;陸文斌;胡望淼;歐陽茜
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 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

1.一種用于恒定導通時長控制的開關電源的控制電路，該開關電源包括高側開關管、低側開關管、電感器和與負載并聯的輸出電容器，該控制電路通過控制高側開關管和低側開關管的導通與關斷，將輸入電壓轉換成輸出電壓，該控制電路包括：

導通時長控制單元，產生控制高側開關管導通時長的導通時長控制信號；

超音頻模式判斷單元，判斷開關電源是否進入超音頻模式，產生標識信號；

斜坡信號產生單元，耦接至超音頻模式判斷單元以接收標識信號，產生斜坡補償信號；

比較單元，耦接至斜坡信號產生單元和開關電源，基于斜坡補償信號、參考電壓和代表開關電源輸出電壓的反饋信號，產生比較信號；

邏輯單元，分別耦接至導通時長控制單元、比較單元和超音頻模式判斷單元，根據導通時長控制信號、比較信號和標識信號，產生高側控制信號和低側控制信號以分別控制高側開關管與低側開關管；

其中在開關電源進入超音頻模式時，邏輯單元導通低側開關管以對輸出電容器進行放電，放電階段持續至比較單元輸出導通高側開關管的比較信號，斜坡補償信號具有正常斜坡補償信號和在所述放電階段內其電壓從初始電壓上升的補充斜坡補償信號兩部分。

2.如權利要求1所述的控制電路，其中該斜坡信號產生單元包括：

正常斜坡產生單元，用于產生正常斜坡補償信號；

補充斜坡產生單元，耦接至超音頻模式判斷單元以接收標識信號，用于在所述放電階段內產生補充斜坡補償信號。

3.如權利要求1所述的控制電路，其中該補充斜坡補償信號具有其電壓以固定斜率從初始電壓上升的形式。

4.如權利要求3所述的控制電路，其中所述補充斜坡補償信號的斜率大于t_onV_out/2LC，其中t_on為高側開關管的導通時長，V_out為穩態輸出電壓，L和C分別為所述電感器和輸出電容器的電感值和電容值。

5.如權利要求4所述的控制電路，其中所述補充斜坡補償信號的斜率最大值為t_on(3V_in+V_out)/4LC。

6.如權利要求4所述的控制電路，其中所述補充斜坡補償信號的斜率最小值為t_onV_in/2LC，其中V_in為輸入電壓。

7.如權利要求3所述的控制電路，其中所述補充斜坡補償信號的幅值最小值為(V_in-V_out)t_on²/2LC，其中t_on為高側開關管的導通時長，V_in為輸入電壓，V_out為穩態輸出電壓，L和C分別為所述電感器和輸出電容器的電感值和電容值。

8.如權利要求7所述的控制電路，其中所述補充斜坡補償信號的幅值最大值為t_on²(V_in-V_out)(3V_in+V_out)/8LCV_out。

9.如權利要求1所述的控制電路，其中比較單元包括比較器，該比較器具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收參考電壓與斜坡補償信號的代數和，第二輸入端接收反饋信號，輸出端提供比較信號。

10.如權利要求1所述的控制電路，其中超音頻模式判斷單元將當前開關周期與預設開關周期進行比較，若當前開關周期達到預設開關周期，則視為開關電源進入超音頻模式。

11.一種恒定導通時長控制的開關電源，包括：

如權利要求1至10中任一項所述的控制電路；

高側開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收輸入電壓，控制端耦接至邏輯單元以接收高側控制信號；

低側開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至高側開關管的第二端，第二端接地，控制端耦接至邏輯單元以接收低側控制信號；

電感器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至高側開關管的第二端和低側開關管的第一端；以及

輸出電容器，耦接在電感器的第二端和地之間。