[發(fā)明專利]用于交錯并聯(lián)式開關(guān)電源的控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410012510.0
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103701318A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡勇斌
• 申請（專利權(quán)）人: 矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種用于交錯并聯(lián)式開關(guān)電源的控制電路。

背景技術(shù)

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

如圖1所示，以主電路為交錯并聯(lián)的兩路buck電路（降壓電路）為例，常規(guī)的交錯并聯(lián)式開關(guān)電源包括第一路電壓調(diào)整電路、第二路電壓調(diào)整電路和輸出電容C_o，所述第一路電壓調(diào)整電路包括第一主開關(guān)管Q1、第一電感L1和第一續(xù)流二極管D11，所述第二路電壓調(diào)整電路包括第二主開關(guān)管Q2、第二電感L2和第二續(xù)流二極管D12，所述第一主開關(guān)管Q1和第二主開關(guān)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(guān)管Q1和第二主開關(guān)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(xù)流二極管D11的一端與所述第一主開關(guān)管Q1的另一端連接，所述第二續(xù)流二極管D12的一端與所述第二主開關(guān)管Q2的另一端連接，所述第一續(xù)流二極管D11和第二續(xù)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C_o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C_o的正、負極即為所述控制電路的輸出端正、負極。

根據(jù)交錯并聯(lián)的工作原理，第一主開關(guān)管Q1和第二主開關(guān)管Q2錯相180°導(dǎo)通，產(chǎn)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(tài)響應(yīng)速度。相比于傳統(tǒng)buck電路，采用交錯并聯(lián)的兩路buck電路中，各路buck電路只需承擔(dān)一半的輸出功率，電感L1、L2和開關(guān)管Q1、Q2上承受的電流也僅為傳統(tǒng)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(guān)電源的輸出更為穩(wěn)定，開關(guān)電源系統(tǒng)的效率更高。

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

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于交錯并聯(lián)式開關(guān)電源的控制電路，以解決將恒定導(dǎo)通時間控制方式運用于交錯并聯(lián)式開關(guān)電源時，難以做到兩路電壓調(diào)整電路之間的交錯并聯(lián)的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于交錯并聯(lián)式開關(guān)電源的控制電路，所述交錯并聯(lián)式開關(guān)電源包括交錯并聯(lián)的第一路電壓調(diào)整電路和第二路電壓調(diào)整電路，其特征在于，所述控制電路包括：

反饋補償信號產(chǎn)生電路，其用于采樣所述交錯并聯(lián)式開關(guān)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(guān)控制電路，其用于接收表征所述第一路電壓調(diào)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(dāng)兩者相等時，所述第一路開關(guān)控制電路控制所述第一路電壓調(diào)整電路中的第一主開關(guān)管導(dǎo)通一預(yù)設(shè)時間，之后控制所述第一主開關(guān)管關(guān)斷；

第二路開關(guān)控制電路，其用于接收表征所述第二路電壓調(diào)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(dāng)兩者相等時，所述第二路開關(guān)控制電路控制所述第二路電壓調(diào)整電路中的第二主開關(guān)管導(dǎo)通，同時還檢測所述第一主開關(guān)管和所述第二主開關(guān)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(guān)管的導(dǎo)通時間，之后控制所述第二主開關(guān)管關(guān)斷，在多次調(diào)節(jié)所述第二主開關(guān)管的導(dǎo)通時間后最終將所述相位差調(diào)制為180°；

斷續(xù)模式補償電路，其用于在所述交錯并聯(lián)式開關(guān)電源工作在電感電流斷續(xù)模式下時，對所述反饋補償信號進行斜坡信號補償，以使所述相位依然穩(wěn)定在180°。

進一步的，所述第一路開關(guān)控制電路包括第一比較器、第一關(guān)斷信號產(chǎn)生電路和第一RS觸發(fā)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(diào)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(chǎn)生第一路開關(guān)開通信號給所述第一RS觸發(fā)器的置位端；