[發明專利]開關變換器及其控制器和控制方法

在審

• 申請號: 201410841384.X
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104467389A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 李磊
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M3/156
• 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

技術領域

本發明涉及電子電路，尤其涉及開關變換器及其控制器和控制方法。

背景技術

定頻峰值電流控制是一種常用的開關變換器控制方式。在定頻峰值電流控制下，代表開關變換器輸出信號的反饋信號與參考電壓被送入誤差放大器以產生補償信號。主晶體管在時鐘信號來臨時被導通，在代表流過其電流的電流采樣信號增大至補償信號時被關斷。由于控制電路的內部延遲，會存在一個最小導通時間，主晶體管在其導通時間達到最小導通時間之后方可被關斷。

當開關變換器的輸入電壓增大，主晶體管的導通時間會減小。由于最小導通時間的存在，主晶體管的導通時間在減小至最小導通時間后將無法進一步減小。此時輸出電壓會上升，在輸出電壓上會出現較大紋波。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供開關變換器及其控制器和控制方法，以消除主晶體管的導通時間達到最小導通時間后輸出電壓上可能出現的紋波。

根據本發明實施例的一種開關變換器，包括：開關電路，包括主晶體管，將輸入電壓轉換為輸出電壓；反饋電路，耦接至開關電路，采樣開關電路的輸出電壓，產生代表輸出電壓的反饋信號；電流采樣電路，采樣流過主晶體管的電流，產生代表流過主晶體管電流的電流采樣信號；時鐘產生電路，產生時鐘信號；誤差放大電路，耦接至反饋電路，根據第一參考電壓與反饋信號之差產生補償信號；比較電路，耦接至電流采樣電路和誤差放大電路，將電流采樣信號與補償信號進行比較，產生重置信號；以及控制電路，耦接至時鐘產生電路和比較電路，根據時鐘信號和重置信號產生控制信號以控制主晶體管；其中時鐘產生電路還耦接至控制電路以接收控制信號，并根據控制信號判斷主晶體管的導通時間是否小于時間閾值，若主晶體管的導通時間小于時間閾值，則時鐘產生電路改變時鐘信號的頻率以將主晶體管的導通時間調節至等于時間閾值。

根據本發明實施例的一種用于開關變換器的控制器，該開關變換器包括主晶體管，該控制器包括：時鐘產生電路，產生決定主晶體管開關頻率的時鐘信號；控制電路，耦接至時鐘產生電路，根據時鐘信號和代表開關變換器輸出信號的反饋信號產生控制信號以控制主晶體管；其中若主晶體管的導通時間小于時間閾值，則時鐘產生電路改變時鐘信號的頻率以將主晶體管的導通時間調節至等于時間閾值。

根據本發明實施例的一種用于開關變換器的控制方法，該開關變換器包括主晶體管，該控制方法包括：產生代表開關變換器輸出信號的反饋信號；產生決定主晶體管開關頻率的時鐘信號；根據時鐘信號和反饋信號產生控制信號以控制主晶體管；根據控制信號判斷主晶體管的導通時間是否小于時間閾值；以及若主晶體管的導通時間小于時間閾值，則改變時鐘信號的頻率以將主晶體管的導通時間調節至等于時間閾值。

本發明的實施例設置一大于最小導通時間的時間閾值，并在主晶體管的導通時間小于該時間閾值時，改變時鐘信號的頻率以將主晶體管的導通時間調節至等于該時間閾值。這樣，有效地防止了主晶體管的導通時間減小至最小導通時間，也從根本上消除了輸出電壓上可能因最小導通時間而產生的紋波。

附圖說明

圖1為根據本發明實施例的開關變換器100的框圖；

圖2A為根據本發明實施例的時鐘產生電路102A的電路原理圖；

圖2B為圖2A所示時鐘產生電路102A的工作波形圖；

圖3為根據本發明實施例的時鐘產生電路102B的電路原理圖；

圖4為根據本發明實施例的時鐘產生電路102C的電路原理圖；

圖5為根據本發明實施例的時鐘產生電路102D的電路原理圖；

圖6為根據本發明實施例的時鐘產生電路102E的電路原理圖；

圖7為根據本發明實施例的開關變換器100A的電路原理圖；

圖8為根據本發明實施例的用于開關變換器的控制方法的工作流程圖。

具體實施方式

下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對于本領域普通技術人員顯而易見的是：不必采用這些特定細節來實行本發明。在其他實例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。