專利名稱：開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及電子電路，尤其涉及一種開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路。
技術(shù)背景隨著能源效率和環(huán)保的日益重要，人們對(duì)開(kāi)關(guān)電源待機(jī)效率的期望越來(lái)越高，客戶要求電源制造商提供的電源產(chǎn)品能滿足BLUE ANGEL、ENERGY STAR、ENERGY 2000等綠色能源標(biāo)準(zhǔn)。為了符合這些標(biāo)準(zhǔn)，脈沖跳躍模式(pulse skipping mode)應(yīng)運(yùn)而生。在脈沖跳躍模式下，控制電路屏蔽掉一些開(kāi)關(guān)脈沖，以在維持輸出電壓調(diào)節(jié)的同時(shí)降低開(kāi)關(guān)損耗。通常地，代表開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的反饋信號(hào)被用作與參考信號(hào)相比較，以產(chǎn)生誤差放大信號(hào)?？刂齐娐穼⒃撜`差放大信號(hào)與一恒定閾值進(jìn)行滯環(huán)比較。當(dāng)誤差放大信號(hào)小于該恒定閾值時(shí)，控制電路使開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖以保持開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，直至誤差放大信號(hào)大于恒定閾值為止。理想情況下，在脈沖跳躍模式中，控制電路每次僅產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖，而兩個(gè)相鄰開(kāi)關(guān)脈沖之間的時(shí)間間隔由負(fù)載的輕重決定。負(fù)載越輕，兩個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖之間的時(shí)間間隔越久。然而，由于開(kāi)關(guān)電源的輸出濾波器以及誤差放大器的影響，開(kāi)關(guān)電源往往需要兩個(gè)甚至更多的開(kāi)關(guān)脈沖才能使誤差放大信號(hào)降低至小于恒定閾值，這無(wú)疑影響了開(kāi)關(guān)電源的效率和穩(wěn)定性，并使得開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的紋波較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在脈沖跳躍模式下工作效率高且穩(wěn)定性好的開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種用于開(kāi)關(guān)變換器的控制電路，該開(kāi)關(guān)變換器包括具有至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，該控制電路包括誤差放大電路，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信號(hào)，第二輸入端接收代表開(kāi)關(guān)電路輸出電壓的反饋信號(hào)，輸出端提供誤差放大信號(hào)；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電耦接至誤差放大電路以接收誤差放大信號(hào)，輸出端提供控制信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)電路中至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，其中控制信號(hào)包括周期性的開(kāi)關(guān)脈沖；斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜坡信號(hào)；以及脈沖跳躍電路，電耦接至誤差放大電路和斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，根據(jù)誤差放大信號(hào)、斜坡信號(hào)和閾值產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)，并將脈沖跳躍信號(hào)提供至邏輯電路的第二輸入端；其中所述邏輯電路根據(jù)脈沖跳躍信號(hào)使控制信號(hào)跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖。在一個(gè)實(shí)施例中，所述斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路包括電阻電容網(wǎng)絡(luò)，該電阻電容網(wǎng)絡(luò)的輸入端電耦接至邏輯電路的輸出端以接收控制信號(hào)，輸出端電耦接至脈沖跳躍電路以提供斜坡信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電阻電容網(wǎng)絡(luò)包括第一電容器，具有第一端和第二端，其中第二端接地；電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至邏輯電路的輸出端以接收控制信號(hào)；以及第二電容器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至電阻器的第二端，第二端與第一電容器的第一端電耦接在一起以提供斜坡信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述脈沖跳躍電路包括比較器，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閾值與斜坡信號(hào)之和，第二輸入端電耦接至誤差放大電路的輸出端以接收誤差放大信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述脈沖跳躍電路還包括與門(mén)，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電耦接至比較器的輸出端，第二輸入端接收最大占空比信號(hào)，輸出端電耦接至邏輯電路的第二輸入端以提供脈沖跳躍信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)變換器，其特征在于，包括如前所述的控制電路。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種用于開(kāi)關(guān)變換器的控制電路，該開(kāi)關(guān)變換器包括具 有至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，該控制電路包括誤差放大器，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信號(hào)，第二輸入端接收代表開(kāi)關(guān)電路輸出電壓的反饋信號(hào)，輸出端提供誤差放大信號(hào)；振蕩電路，具有第一輸出端和第二輸出端，其中第一輸出端提供周期性的時(shí)鐘信號(hào)，第二輸出端提供周期性的斜坡補(bǔ)償信號(hào)；斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜坡信號(hào)；第一比較器，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閾值與斜坡信號(hào)之和，第二輸入端電耦接至誤差放大器的輸出端以接收誤差放大信號(hào)；非門(mén)，其輸入端電耦接至振蕩電路的第一輸出端以接收時(shí)鐘信號(hào)；與門(mén)，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中第一輸入端電I禹接至第一比較器的輸出端,第二輸入端電率禹接至非門(mén)的輸出端；第二比較器，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斜坡補(bǔ)償信號(hào)與代表流過(guò)開(kāi)關(guān)管電流的電流采樣信號(hào)之和，第二輸入端電耦接至誤差放大器的輸出端以接收誤差放大信號(hào)；或門(mén)，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電耦接至第二比較器的輸出端，第二輸入端電耦接至與門(mén)的輸出端；以及觸發(fā)器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電I禹接至振蕩電路以接收時(shí)鐘信號(hào)，第二輸入端電耦接至或門(mén)的輸出端，輸出端提供控制信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)電路中至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，所述斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路包括電阻電容網(wǎng)絡(luò)，該電阻電容網(wǎng)絡(luò)的輸入端電耦接至觸發(fā)器的輸出端以接收控制信號(hào)，輸出端電耦接至第一比較器的第一輸入端以提供斜坡信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電阻電容網(wǎng)絡(luò)包括第一電容器，電耦接在第一比較器的第一輸入端和地之間；電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至觸發(fā)器的輸出端以接收控制信號(hào)；以及第二電容器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至電阻器的第二端，第二端電耦接至第一比較器的第一輸入端。通過(guò)在閾值上疊加一斜坡信號(hào)，可使開(kāi)關(guān)變換器在脈沖跳躍模式下每次僅產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖，提高了開(kāi)關(guān)變換器的工作效率和穩(wěn)定性，減小了開(kāi)關(guān)變換器輸出電壓的紋波。

圖I為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)變換器100的框圖；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制電路202的電路圖；[0018]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)變換器300的電路圖；圖4和圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖3所示開(kāi)關(guān)變換器300的波形圖。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。 在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的示圖都是為了說(shuō)明的目的，并且示圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件” “連接到”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。圖I為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)變換器100的框圖。開(kāi)關(guān)變換器100包括開(kāi)關(guān)電路101、控制電路102以及反饋電路103。開(kāi)關(guān)電路101包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管，通過(guò)該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為輸出電壓V0UT。開(kāi)關(guān)電路101可采用任何直流/直流或交流/直流變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如升壓變換器、降壓變換器、正激變換器、反激變換器等等。反饋電路103電耦接至開(kāi)關(guān)電路101的輸出端，產(chǎn)生代表開(kāi)關(guān)電路輸出電壓VOUT的反饋信號(hào)FB。控制電路102電耦接至開(kāi)關(guān)電路101和反饋電路103，根據(jù)反饋信號(hào)FB產(chǎn)生控制信號(hào)CTRL以控制開(kāi)關(guān)電路101中開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。控制電路102包括誤差放大電路104、邏輯電路105、斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路106和脈沖跳躍電路107。誤差放大電路104電耦接至反饋電路103，將反饋信號(hào)FB與參考信號(hào)REF進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差放大信號(hào)ΕΑ0。當(dāng)開(kāi)關(guān)電路101采用反激變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，反饋電路103和誤差放大電路104可通過(guò)電阻器、三端穩(wěn)壓器件和光耦器件等來(lái)實(shí)現(xiàn)。邏輯電路105具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中第一輸入端電I禹接至誤差放大電路104以接收誤差放大信號(hào)ΕΑ0，輸出端電耦接至開(kāi)關(guān)電路101以提供控制信號(hào)CTRL，其中控制信號(hào)CTRL由周期性的開(kāi)關(guān)脈沖組成。邏輯電路105可采用定頻PWM控制、準(zhǔn)諧振控制、關(guān)斷時(shí)間控制等控制方式。斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路106產(chǎn)生斜坡信號(hào)RAMP。脈沖跳躍電路107電耦接至誤差放大電路104和斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路106，根據(jù)誤差放大信號(hào)ΕΑ0、斜坡信號(hào)RAMP和閾值VTH產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)SLEEP，并將其提供至邏輯電路105的第二輸入端。邏輯電路105根據(jù)脈沖跳躍信號(hào)SLEEP，使控制信號(hào)CTRL跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖。斜坡信號(hào)RAMP可為鋸齒波信號(hào)或三角波信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，斜坡信號(hào)RAMP為三角波信號(hào)，該三角波信號(hào)根據(jù)控制信號(hào)的極性線性增大或者線性減小。在一個(gè)實(shí)施例中，該三角波信號(hào)在控制信號(hào)CTRL為高電平時(shí)線性增大，在控制信號(hào)CTRL為低電平時(shí)線性減小。在一個(gè)實(shí)施例中，斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路106包括電阻電容網(wǎng)絡(luò)，該電阻電容網(wǎng)絡(luò)的輸入端電耦接至邏輯電路105的輸出端以接收控制信號(hào)CTRL，輸出端電耦接至脈沖跳躍電路107以提供斜坡信號(hào)RAMP。在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖跳躍電路107將閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和同誤差放大信號(hào)EAO進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)SLEEP。在另一個(gè)實(shí)施例中，脈沖跳躍電路107將閾值VTH同誤差放大信號(hào)EAO與斜坡信號(hào)RAMP之差進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)SLEEP。 圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制電路202的電路圖。控制電路202包括誤差放大電路204、邏輯電路205、斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路206和脈沖跳躍電路207。誤差放大電路204包括誤差放大器EA。誤差放大器EA的同相輸入端接收參考信號(hào)REF，反相輸入端接收反饋信號(hào)FB，輸出端提供誤差放大信號(hào)ΕΑ0。誤差放大器EA可以為運(yùn)算放大器，也可為跨導(dǎo)放大器。邏輯電路205采用定頻峰值電流控制，包括振蕩電路208、比較器COM2、或門(mén)ORl和觸發(fā)器FFl。振蕩電路208具有第一輸出端和第二輸出端,其中第一輸出端提供具有開(kāi)關(guān)周期T的時(shí)鐘信號(hào)CLK，第二輸出端提供具有開(kāi)關(guān)周期T的斜坡補(bǔ)償信號(hào)SC。比較器COM2的同相輸入端接收斜坡補(bǔ)償信號(hào)SC與代表流過(guò)開(kāi)關(guān)管電流的電流采樣信號(hào)ISENSE之和，反相輸入端電耦接至誤差放大器EA的輸出端以接收誤差放大信號(hào)ΕΑ0?；蜷T(mén)ORl具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中第一輸入端電I禹接至比較器COM2的輸出端,第二輸入端電耦接至脈沖跳躍電路207以接收脈沖跳躍信號(hào)SLEEP。觸發(fā)器FFl具有置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，其中置位端S電耦接至振蕩電路208的第一輸出端以接收時(shí)鐘信號(hào)CLK，復(fù)位端R電耦接至或門(mén)ORl的輸出端，輸出端Q提供控制信號(hào)CTRL。置位端S為上升沿觸發(fā)，復(fù)位端R為高電平觸發(fā)，復(fù)位端R的優(yōu)先級(jí)高于置位端S。脈沖跳躍電路207包括比較器COMl。比較器COMl為滯環(huán)比較器，其同相輸入端接收閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和，反相輸入端電耦接至誤差放大器EA的輸出端以接收誤差放大信號(hào)ΕΑ0，脈沖跳躍電路207根據(jù)比較器COMl的比較結(jié)果產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)SLEEP。在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖跳躍電路207包括兩個(gè)比較器和兩個(gè)閾值，每個(gè)比較器均將對(duì)應(yīng)閾值與斜坡信號(hào)RAMP之和同誤差放大信號(hào)EAO進(jìn)行比較，脈沖跳躍電路207根據(jù)該兩個(gè)比較器的比較結(jié)果產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)SLEEP。在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖跳躍電路207還包括與門(mén)ANDl。與門(mén)ANDl具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電I禹接至比較器COMl的輸出端,第二輸入端接收最大占空比信號(hào)DMAX，輸出端提供脈沖跳躍信號(hào)SLEEP。最大占空比信號(hào)DMAX代表控制信號(hào)CTRL的額定最大占空比，例如90%。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)CLK的占空比被設(shè)置為等于控制信號(hào)CTRL的額定最大占空比。脈沖跳躍電路207還包括非門(mén)NOTl。非門(mén)NOTl的輸入端電耦接至振蕩電路208以接收時(shí)鐘信號(hào)CLK，輸出端電耦接至與門(mén)ANDl的第二輸入端以提供最大占空比信號(hào)DMAX。在一個(gè)實(shí)施例中，在脈沖跳躍信號(hào)SLEEP的下降沿，即誤差放大信號(hào)EAO增大至大于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和時(shí)，振蕩電路208被重設(shè)，輸出一個(gè)時(shí)鐘脈沖，將觸發(fā)器FFl置位。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)脈沖跳躍信號(hào)SLEEP為低電平時(shí)，振蕩電路208持續(xù)輸出具有開(kāi)關(guān)周期T的時(shí)鐘脈沖。當(dāng)脈沖跳躍信號(hào)SLEEP為高電平時(shí)，振蕩電路208關(guān)閉，時(shí)鐘信號(hào)CLK保持低電平。圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)變換器的電路圖。其中開(kāi)關(guān)電路301采用降壓變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括開(kāi)關(guān)管SI、二極管D1、電感器L和輸出電容器C0UT。開(kāi)關(guān)電路301通過(guò)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通與關(guān)斷，將輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為輸出電壓V0UT。開(kāi)關(guān)管SI具有第一端、第二端和門(mén)極，其中第一端接收輸入電壓VIN，第二端電耦接至二極管Dl的陰極。二極管Dl的陽(yáng)極接地。電感器L具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至開(kāi)關(guān)管SI的第二端和二極管Dl的陰極。輸出電容器COUT電耦接在電感器L的第二端和地之間。輸出電容器COUT兩端的電壓即為輸出電壓V0UT。開(kāi)關(guān)管SI可以是任何可控半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。在一個(gè)實(shí)施例中，二極管Dl由同步開(kāi)關(guān)管代替。反饋電路303電耦接至開(kāi)關(guān)電路301的輸出端，采樣輸出電壓VOUT并產(chǎn)生反饋信號(hào)FB。在一個(gè)實(shí)施例中，反饋電路303包括電阻分壓器。電流采樣電路309電耦接至開(kāi)關(guān)管SI，采樣流過(guò)開(kāi)關(guān)管SI的電流并產(chǎn)生電流采樣信號(hào)ISENSE。在一個(gè)實(shí)施例中，電流采樣 電路309包括與開(kāi)關(guān)管SI串聯(lián)耦接的采樣電阻器，以及與該采樣電阻器并聯(lián)的采樣放大器。控制電路包括誤差放大電路304、邏輯電路305、斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路306和脈沖跳躍電路307，其結(jié)構(gòu)與圖2所示控制電路202的結(jié)構(gòu)基本相同。其中斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路306包括電耦接至邏輯電路305輸出端的電阻電容網(wǎng)絡(luò)。該電阻電容網(wǎng)絡(luò)包括電阻器R2以及電容器Cl、C2。電容器Cl電耦接在比較器COMl的同相輸入端和地之間。電阻器R2具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至邏輯電路305的輸出端以接收控制信號(hào)CTRL。電容器C2具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至電阻器R2的第二端，第二端電耦接至比較器COMl的同相輸入端。電容器C2提供了直流隔離，使得斜坡信號(hào)RAMP不會(huì)對(duì)閾值VTH的預(yù)設(shè)直流電平產(chǎn)生影響。斜坡信號(hào)RAMP與流過(guò)電感器L的電流IL同相。通過(guò)調(diào)節(jié)電容器Cl和C2的容值比，可調(diào)節(jié)斜坡信號(hào)RAMP的幅值。在一個(gè)實(shí)施例中，比較器COMl的同相輸入端通過(guò)電阻器Rl接收閾值VTH。圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖3所示開(kāi)關(guān)變換器300在正常工作狀態(tài)下的波形圖。此時(shí)負(fù)載電流較大，輸出電壓VOUT較小，誤差放大信號(hào)EAO恒大于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和。脈沖跳躍信號(hào)SLEEP為低電平，對(duì)振蕩電路308和或門(mén)ORl的輸出不產(chǎn)生影響。在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿，觸發(fā)器FFl被置位，使控制信號(hào)CTRL為高電平。開(kāi)關(guān)管SI被導(dǎo)通，流過(guò)開(kāi)關(guān)管SI的電流逐漸增大，電流采樣信號(hào)ISENSE也逐漸增大。當(dāng)電流采樣信號(hào)ISENSE與斜坡補(bǔ)償信號(hào)SC之和大于誤差放大信號(hào)EAO時(shí)，觸發(fā)器FFl被復(fù)位，使控制信號(hào)CTRL為低電平，開(kāi)關(guān)管SI被關(guān)斷。以上步驟不斷重復(fù)，控制信號(hào)CTRL由無(wú)數(shù)周期為T(mén)的開(kāi)關(guān)脈沖組成。圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖3所示開(kāi)關(guān)變換器300在脈沖跳躍模式下的波形圖。此時(shí)開(kāi)關(guān)變換器處于輕載狀態(tài)，負(fù)載電流較小，輸出電壓VOUT較大。當(dāng)誤差放大信號(hào)EAO小于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和時(shí)，比較器COMl的輸出信號(hào)COMO為高電平。該高電平信號(hào)在時(shí)鐘信號(hào)CLK為低電平時(shí)被傳送至振蕩電路308以及或門(mén)ORl，將振蕩電路308關(guān)閉，并使觸發(fā)器FFl輸出的控制信號(hào)CTRL保持低電平。開(kāi)關(guān)管SI被關(guān)斷，直至誤差放大信號(hào)EAO大于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和為止。當(dāng)誤差放大信號(hào)EAO大于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和時(shí)，比較器COMl的輸出信號(hào)COMO由高電平變?yōu)榈碗娖?，將振蕩電?08重設(shè)。觸發(fā)器FFl被置位，使控制信號(hào)CTRL為高電平。開(kāi)關(guān)管SI被導(dǎo)通，流過(guò)開(kāi)關(guān)管SI的電流逐漸增大，電流采樣信號(hào)ISENSE也逐漸增大。斜坡信號(hào)RAMP與電感電流IL同相，在控制信號(hào)CTRL為高電平時(shí)線性上升，而在控制信號(hào)CTRL為低電平時(shí)線性下降。由圖5可知，誤差放大信號(hào)EAO大于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和的時(shí)間很短，比較器COMl的輸出信號(hào)COMO在低電平后很快就變換為高電平。由于此時(shí)時(shí)鐘信號(hào)CLK仍然為高電平，脈沖跳躍信號(hào)SLEEP保持低電平，對(duì)振蕩電路308和或門(mén)ORl的輸出不產(chǎn)生影響。當(dāng)電流采樣信號(hào)ISENSE與斜坡補(bǔ)償信號(hào)SC之和大于誤差放大信號(hào)EAO時(shí)，或門(mén) ORl輸出高電平，觸發(fā)器FFl被復(fù)位，使控制信號(hào)CLK為低電平，開(kāi)關(guān)管SI被關(guān)斷。COMO信號(hào)的高電平在時(shí)鐘信號(hào)CLK變?yōu)榈碗娖綍r(shí)被傳送至振蕩電路308和或門(mén)0R1，將振蕩電路308關(guān)閉，并使觸發(fā)器FFl輸出的控制信號(hào)CTRL保持低電平。開(kāi)關(guān)管SI保持關(guān)斷，直至誤差放大信號(hào)EAO再次增大至大于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和。以上步驟不斷重復(fù)，控制信號(hào)CTRL的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖被跳過(guò)。由于誤差放大信號(hào)EAO大于閾值VTH與斜坡信號(hào)RAMP之和的時(shí)間很短,脈沖跳躍信號(hào)SLEEP在最大占空比之外的時(shí)間均為高電平。這就保證了開(kāi)關(guān)變換器300在脈沖跳躍模式下，每次只產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖，而兩個(gè)相鄰開(kāi)關(guān)脈沖之間的時(shí)間間隔由負(fù)載電流來(lái)決定。因而開(kāi)關(guān)變換器300在脈沖跳躍模式下的開(kāi)關(guān)損耗小、工作效率高，且穩(wěn)定性佳，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其輸出電壓VOUT的紋波也大大減小。雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本實(shí)用新型能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離實(shí)用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和變型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種用于開(kāi)關(guān)變換器的控制電路，該開(kāi)關(guān)變換器包括具有至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，該控制電路包括 誤差放大電路，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信號(hào)，第二輸入端接收代表開(kāi)關(guān)電路輸出電壓的反饋信號(hào)，輸出端提供誤差放大信號(hào)； 邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電稱接至誤差放大電路以接收誤差放大信號(hào)，輸出端提供控制信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)電路中至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，其中控制信號(hào)包括周期性的開(kāi)關(guān)脈沖； 斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜坡信號(hào)；以及 脈沖跳躍電路，電耦接至誤差放大電路和斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，根據(jù)誤差放大信號(hào)、斜坡信號(hào)和閾值產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)，并將脈沖跳躍信號(hào)提供至邏輯電路的第二輸入端；其中所述邏輯電路根據(jù)脈沖跳躍信號(hào)使控制信號(hào)跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖。
2.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路包括電阻電容網(wǎng)絡(luò)，該電阻電容網(wǎng)絡(luò)的輸入端電耦接至邏輯電路的輸出端以接收控制信號(hào)，輸出端電耦接至脈沖跳躍電路以提供斜坡信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述電阻電容網(wǎng)絡(luò)包括 第一電容器，具有第一端和第二端，其中第二端接地； 電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至邏輯電路的輸出端以接收控制信號(hào)；以及 第二電容器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至電阻器的第二端，第二端與第一電容器的第一端電耦接在一起以提供斜坡信號(hào)。
4.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述脈沖跳躍電路包括 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閾值與斜坡信號(hào)之和，第二輸入端電耦接至誤差放大電路的輸出端以接收誤差放大信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于，所述脈沖跳躍電路還包括 與門(mén)，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電I禹接至比較器的輸出端，第二輸入端接收最大占空比信號(hào)，輸出端電耦接至邏輯電路的第二輸入端以提供脈沖跳躍信號(hào)。
6.一種開(kāi)關(guān)變換器，其特征在于，包括 如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的控制電路。
7.一種用于開(kāi)關(guān)變換器的控制電路，該開(kāi)關(guān)變換器包括具有至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，該控制電路包括 誤差放大器，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信號(hào)，第二輸入端接收代表開(kāi)關(guān)電路輸出電壓的反饋信號(hào)，輸出端提供誤差放大信號(hào)； 振蕩電路，具有第一輸出端和第二輸出端，其中第一輸出端提供周期性的時(shí)鐘信號(hào)，第二輸出端提供周期性的斜坡補(bǔ)償信號(hào)； 斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜坡信號(hào)； 第一比較器，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閾值與斜坡信號(hào)之和，第二輸入端電耦接至誤差放大器的輸出端以接收誤差放大信號(hào)； 非門(mén)，其輸入端電耦接至振蕩電路的第一輸出端以接收時(shí)鐘信號(hào)；與門(mén)，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電I禹接至第一比較器的輸出端，第二輸入端電I禹接至非門(mén)的輸出端； 第二比較器，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斜坡補(bǔ)償信號(hào)與代表流過(guò)開(kāi)關(guān)管電流的電流采樣信號(hào)之和，第二輸入端電耦接至誤差放大器的輸出端以接收誤差放大信號(hào)； 或門(mén)，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電I禹接至第二比較器的輸出端，第二輸入端電耦接至與門(mén)的輸出端；以及 觸發(fā)器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端電I禹接至振蕩電路以接收時(shí)鐘信號(hào)，第二輸入端電耦接至或門(mén)的輸出端，輸出端提供控制信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)電路中至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。
8.如權(quán)利要求7所述的控制電路，其特征在于，所述斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路包括電阻電容 網(wǎng)絡(luò)，該電阻電容網(wǎng)絡(luò)的輸入端電耦接至觸發(fā)器的輸出端以接收控制信號(hào)，輸出端電耦接 至第一比較器的第一輸入端以提供斜坡信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，所述電阻電容網(wǎng)絡(luò)包括 第一電容器，電稱接在第一比較器的第一輸入端和地之間； 電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至觸發(fā)器的輸出端以接收控制信號(hào)；以及 第二電容器，具有第一端和第二端，其中第一端電耦接至電阻器的第二端，第二端電耦接至第一比較器的第一輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路，該開(kāi)關(guān)變換器包括具有至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電路。該控制電路包括誤差放大電路、邏輯電路、斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路和脈沖跳躍電路。誤差放大電路將代表開(kāi)關(guān)電路輸出電壓的反饋信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差放大信號(hào)。邏輯電路根據(jù)誤差放大信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)電路中至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，其中控制信號(hào)包括周期性的開(kāi)關(guān)脈沖。斜坡信號(hào)產(chǎn)生電路提供斜坡信號(hào)。脈沖跳躍電路根據(jù)誤差放大信號(hào)、斜坡信號(hào)和閾值產(chǎn)生脈沖跳躍信號(hào)，并將其提供至邏輯電路。其中邏輯電路根據(jù)脈沖跳躍信號(hào)使控制信號(hào)跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)脈沖。
文檔編號(hào)H02M3/156GK202495877SQ201120557638
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者席小玉 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司