一種用于開關電源中的控制電路和控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及開關電源領域，更具體的說，涉及一種用于開關電源中的控制電路和 控制方法。
【背景技術】
[0002] 在開關電源的反饋控制中，通常是將輸出電壓反饋補償信號和表征電感電流的三 角波信號進行比較，以獲得控制開關電源中功率開關管的開關信號。在通常情況下，表征電 感電流的三角波是根據功率開關管的占空比來產生的，例如，如圖1所示的三角波信號產 生電路，其根據功率開關管的占空比產生相位信號Vphase，相位信號Vphase經過第一級濾 波電路濾波后得到第一斜坡信號Vripple，第一斜坡信號Vripple經過第二級濾波電路濾 波后得到平均值信號Vavg，之后，所述第一斜坡信號Vripple和所述平均值信號Vavg經過 減法運算后得到三角波信號Vtr，第一級濾波電路包括電阻R1和電容C1，第二級濾波電路 包括電阻R2和電容C2。
[0003] 在斷續工作模式下，由于占空比信號長時間為低電平或高電平，則表征電感電流 的三角波信號就不能保持完整的三角波形狀，最后會趨向于上升而達至平均值（為零），如 圖2所示，這種情況下會使得輸出電壓出現較多的下降，而輸出電壓下降太多又會迫使電 路進入連續模式，從而使得系統出現不穩定情況，并且，在輕載大電容情況下，輸出電壓在 下降過程中的下降斜率很慢，也導致系統容易出現不穩定。

【發明內容】

[0004] 有鑒于此，本發明提出了一種用于開關電源中的控制電路和控制方法，通過斜坡 補償電路補償輸出電壓的反饋電壓信號，以使得在斷續工作模式下，輸出電壓不會出現大 幅下降的情況，使得系統在斷續工作模式情況下能夠穩定。
[0005] 依據本發明的一種用于開關電源中的控制電路，所述開關電源的功率級電路包括 功率開關管、續流管和電感，所述開關電源接收輸入電壓通過功率級電路轉換為期望的輸 出電壓供給負載，所述控制電路包括三角波信號產生電路、斜坡補償電路和開關信號產生 電路，
[0006] 所述三角波信號產生電路接收所述功率開關管的開關控制信號，以據此產生表征 所述電感電流的三角波信號；
[0007] 所述斜坡補償電路包括并聯的第一電流源、第一電容、第一電阻和第一開關管，通 過所述第一電流源對所述第一電容充電以產生指數斜坡電壓信號；
[0008] 所述開關信號產生電路接收所述輸出電壓的反饋電壓信號、所述三角波信號和所 述指數斜坡電壓信號，并根據反饋電壓信號產生補償信號，之后，將所述反饋電壓信號和所 述三角波信號疊加后的信號與所述補償信號和所述指數斜坡電壓信號疊加后的信號進行 比較，以產生比較信號，所述比較信號用以控制所述功率開關管的導通，所述功率開關管導 通固定的時間后，則開關信號產生電路產生關斷信號控制其斷開；
[0009] 其中，所述指數斜坡電壓信號的幅值大于所述三角波信號幅值的一半，所述補償 信號和所述斜坡電壓信號疊加后的信號的斜率大于所述反饋電壓信號與所述三角波信號 疊加后的信號的斜率。
[0010] 進一步的，，當所述第一開關管斷開時，所述第一電流源給所述第一電容充電，所 述第一電容兩端電壓作為所述指數斜坡電壓信號；
[0011] 其中，當所述功率開關管斷開時，所述第一開關管斷開；或者是所述功率開關管和 所述續流管均斷開，系統進入斷續工作模式時，所述第一開關管斷開。
[0012] 進一步的，所述控制電路還包括由分壓電阻和前饋電容構成的反饋電路，
[0013] 所述分壓電阻包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻和第二分壓 電阻依次串聯連接在所述開關電源的輸出端和地之間；
[0014] 所述前饋電容并聯連接在所述第一分壓電阻的兩端，所述第一分壓電阻和第二分 壓電阻的公共連接點的電壓作為所述反饋電壓信號。
[0015] 進一步的，所述三角波信號產生電路包括由電阻R1和電容C1構成的第一級濾波 電路、由電阻R2和電容C2構成的第二級濾波電路和減法電路，
[0016] 所述三角波信號產生電路接收所述開關控制信號，通過所述第一級濾波電路和第 二級濾波電路處理后分別獲得第一斜坡信號和平均值信號；
[0017] 所述第一斜坡信號和平均值信號經過減法運算后獲得所述三角波信號。
[0018] 優選的，所述斜坡補償電路的RC時間常數與所述反饋電路的放電時間常數或所 述三角波信號產生電路的放電時間常數一致。
[0019] 進一步的，所述開關信號產生電路包括跨導放大器、第一加法器、第二加法器、比 較器和導通時間控制電路，
[0020] 所述跨導放大器接收所述反饋電壓信號和參考電壓信號，經跨導運算和補償后獲 得所述補償信號；
[0021] 所述第一加法器接收所述反饋電壓信號和所述三角波信號，進行疊加處理后以獲 得第一疊加信號；
[0022] 所述第二加法器接收所述補償信號和所述指數斜坡電壓信號，進行疊加處理后以 獲得第二疊加信號；
[0023] 所述比較器接收所述第一疊加信號和第二疊加信號，產生所述比較信號；
[0024] 所述導通時間控制電路接收所述比較信號，以產生所述關斷信號。
[0025] 依據本發明的一種用于開關電源中的控制方法，所述開關電源的功率級電路包括 功率開關管、續流管和電感，所述開關電源接收輸入電壓通過功率級電路轉換為期望的輸 出電壓供給負載，所述控制方法包括以下步驟：
[0026] 接收所述功率開關管的開關控制信號，以據此產生表征所述電感電流的三角波信 號；
[0027] 利用第一電流源給第一電容充電，以產生指數斜坡電壓信號，所述第一電容與第 一電阻并聯連接；
[0028] 接收所述輸出電壓的反饋電壓信號、所述三角波信號和所述指數斜坡電壓信號， 根據反饋電壓信號產生補償信號，之后，將所述反饋電壓信號和所述三角波信號疊加后的 信號與所述補償信號和所述指數斜坡電壓信號疊加后的信號進行比較，以產生比較信號， 所述比較信號用以控制所述功率開關管的關斷；
[0029] 其中，所述指數斜坡電壓信號的幅值大于所述三角波信號幅值的一半，所述補償 信號和所述指數斜坡電壓信號疊加后的信號的斜率大于所述反饋電壓信號與所述三角波 信號疊加后的信號的斜率。
[0030] 優選的，所述指數斜坡電壓信號產生的步驟包括：利用并聯的第一電流源、第一電 容、第一電阻和第一開關管產生所述指數斜坡電壓信號，
[0031] 當所述第一開關管斷開時，所述第一電流源給所述第一電容充電，所述第一電容 兩端電壓作為所述指數斜坡電壓信號；
[0032] 當所述功率開關管斷開時，所述第一開關管斷開；或者是所述功率開關管和所述 續流管均斷開，系統進入斷續工作模式時，所述第一開關管斷開。
[0033] 優選的，所述并聯的第一電流源、第一電容、第一電阻和第一開關管組成斜坡補償 電路，所述斜坡補償電路的RC時間常數與三角波信號產生電路的放電時間常數一致，所述 三角波信號產生電路用以產生所述三角波信號。
[0034] 根據上述的一種用于開關電源中的控制電路和控制方法，通過斜坡補償電路產生 指數斜坡電壓信號，并且調節所述指數斜坡電壓信號的時間常數，以使得指數斜坡電壓信 號的幅值大于三角波信號的幅值的一半，使得補償信號和指數斜坡電壓信號疊加的斜率大 于三角波信號和反饋電壓信號疊加的斜率，可以實現對功率開關管的及時控制，