[實用新型]開關電源和開關電源的控制電路

有效

• 申請號: 201822274366.4
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN209930161U
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 楊旺;高陽
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335;H02M1/08
• 代理公司: 11449 北京成創同維知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡純;張靖琳

本申請公開了一種開關電源和開關電源的控制電路。控制電路包括：準諧振控制單元，根據開關電源包含的功率開關管的第一端與第二端之間的端電壓產生檢測信號；調制單元，根據檢測信號提供開關信號至功率開關管的控制端，并對檢測信號的狀態進行檢測，當開關電源處于非連續導通模式時，調制單元調節開關信號的有效脈寬以增大或減小功率開關管在各個開關周期內的導通時間和關斷時間，使得開關周期的時長逐周期地改變，當檢測信號表征端電壓諧振至波谷時，調制單元輸出有效的開關信號以導通功率開關管，從而實現準諧振控制。本申請提供的控制電路和開關電源能夠同時實現準諧振控制技術和頻率抖動控制技術。

技術領域

本實用新型涉及集成電路領域，具體地，涉及一種開關電源和開關電源的控制電路。

背景技術

開關電源是一種集成電路領域的常用電路，其中反激式(Flyback)開關電源憑借著它結構簡單、體積小以及可多路輸出等優勢，占據了小功率開關電源中非常重要的地位。

傳統的反激式開關電源的工作原理是：利用開關信號控制功率開關管的導通和關斷，變壓器中的初級電感在功率開關管導通時儲蓄能量，變壓器中的次級電感與初級電感耦合且在功率開關管關斷時向輸出電容放電以維持由輸出電容兩端提供的輸出電壓。

反激式開關電源通常具有連續導通模式(Continuous Conduction Mode,CCM)和非連續導通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)這兩種工作模式，二者的區別在于：在連續導通模式下，變壓器中的次級電感放電未完全結束時開關信號就會控制功率開關管再次導通；而在非連續導通模式下，次級電感放電結束之后開關信號才會控制功率開關管導通。

其中，在非連續導通模式下，當次級電感已放電結束而功率開關管未導通時，由于初級電感、功率開關管的漏源寄生電容以及電流采樣電阻等電路成分的共同作用，功率開關管的漏源電壓會出現正弦波振蕩現象。因此，工作在非連續導通模式下的反激式開關電源廣泛地采用了準諧振(Quasi-Resonant,QR)技術，該技術能夠在功率開關管的漏源電壓降至波谷時再次開通功率開關管以開啟下一個開關周期，從而降低功率開關管的開關損耗，進而提高反激式開關電源的效率。

而頻率抖動控制技術是另一種應用在開關電源中的技術，該技術主要通過不斷改變開關電源的工作周期使得開關電源的工作頻率的主頻帶周圍產生一系列的邊頻帶，從而電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)的噪聲能量能夠在一個較寬的頻帶內被分散，進而降低了電磁干擾對開關電源的影響。

然而，在現有的開關電源的控制電路中，如果采用了準諧振控制技術，則無法再通過頻率抖動控制技術降低開關電源的噪聲干擾。具體原因是：現有的反激式開關電源是通過改變開關信號的頻率來改變開關電源的開關周期，從而實現頻率抖動控制技術，但是開關信號在每個開關周期內的有效脈寬恒定，因此次級電感在每個開關周期內的放電時長恒定、功率開關管的漏源電壓的正弦波諧振參數相同；若在此基礎上同時采用準諧振控制技術，功率開關管會在漏源電壓諧振至波谷時再次導通以開啟下一個開關周期，而由于漏源電壓的正弦波諧振參數沒有改變，所以漏源電壓的波谷在每個開關周期中出現的時間相同，即開關周期的長度并不會發生變化。因此在現有技術的反激式開關電源中，準諧振控制技術無法與現有的頻率抖動控制技術兼容。

實用新型內容

鑒于上述問題，本實用新型的目的是提供一種開關電源的控制電路以及一種開關電源，通過調節開關信號的有效時間，使得變壓器中的初級電感的充電時間和次級電感的放電時間同時增加或減少，進而使得開關周期的長度逐周期地變化，并且能夠在非連續導通模式下應用準諧振控制技術，使得每次功率開關管能夠在端電壓的波谷處導通。