開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域。本發(fā)明更具體地但不限于涉及開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)和控制 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在開關(guān)電源領(lǐng)域，恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)由于其優(yōu)越的負(fù) 載瞬態(tài)響應(yīng)、簡單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和平滑的工作模式切換，在行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的恒定導(dǎo)通時(shí)間型開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器通常使用反饋電壓上的紋波進(jìn)行 比較，用以觸發(fā)內(nèi)部計(jì)時(shí)器，完成恒定導(dǎo)通時(shí)間的設(shè)置。然而，反饋電壓上的紋波取決于輸 出電壓。當(dāng)輸出電壓的紋波較小時(shí)，反饋電壓上的紋波也較小，會(huì)帶來瞬態(tài)響應(yīng)慢，控制精 度降低，抗干擾能力減弱等問題。而當(dāng)輸出電壓的紋波較大時(shí)，又會(huì)對(duì)負(fù)載壽命造成損害。
[0004] 因此，如何在保證瞬態(tài)響應(yīng)性能和輸出精度的同時(shí)，盡量降低紋波對(duì)負(fù)載的影響， 成為了對(duì)恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題，提出了一種開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)及 其控制電路和控制方法。
[0006] 本發(fā)明的第一方面，提出了一種開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)電源 轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括：開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，具有功率開關(guān)，通過所述功率開關(guān)的開通和關(guān)斷，將一 個(gè)輸入電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出電壓；反饋電路，接收所述輸出電壓，生成反饋信號(hào)；誤差放大 電路，耦接所述反饋電路，根據(jù)所述反饋信號(hào)和一參考信號(hào)，在第一輸出端形成第一誤差放 大信號(hào)，在第二輸出端形成電流誤差放大信號(hào)；第一電容，耦接到所述誤差放大電路的第二 輸出端和系統(tǒng)參考地之間，將所述電流誤差放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓跨導(dǎo)放大信號(hào)，其中， 當(dāng)所述輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，所述第一誤差放大信號(hào)和所述電流誤差放大信號(hào)的變化方向 相反；紋波信號(hào)產(chǎn)生器，產(chǎn)生一個(gè)紋波信號(hào)，所述紋波信號(hào)與所述跨導(dǎo)放大信號(hào)進(jìn)行疊加， 生成第二誤差放大信號(hào)；比較器，接收并對(duì)所述第一誤差放大信號(hào)和所述第二誤差放大信 號(hào)進(jìn)行比較，在輸出端生成脈沖信號(hào)；恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，接收所述脈沖信號(hào)，根據(jù)所 述脈沖信號(hào)，在輸出端輸出恒定導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)到開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，用于控制開關(guān)電源 轉(zhuǎn)換器中的功率開關(guān)。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述紋波信號(hào)產(chǎn)生器包括由紋波電阻和紋波電容串聯(lián)組成的RC 網(wǎng)絡(luò)，其中紋波電阻的第一端接收開關(guān)信號(hào)，紋波電容的第一端耦接紋波電阻的第二端，紋 波電容的第二端耦接到第一電容，輸出紋波信號(hào)，與電壓跨導(dǎo)放大信號(hào)疊加生成第二誤差 放大信號(hào)。
[0008] 在另一實(shí)施例中，所述誤差放大電路包括：運(yùn)算放大器，具有同相輸入端，反相輸 入端和一個(gè)輸出端，反相輸入端接收所述反饋信號(hào)，同相輸入端接收所述參考信號(hào)，輸出端 輸出所述第一誤差放大信號(hào)；跨導(dǎo)放大器，具有同相輸入端，反相輸入端和一個(gè)輸出端，同 相輸入端接收所述反饋信號(hào)，反相輸入端接收所述參考信號(hào)，輸出端輸出所述電流誤差放 大信號(hào)。
[0009] 在又一實(shí)施例中所述誤差放大電路包括：雙輸出的運(yùn)算放大器，具有同相輸入端， 反相輸入端，同相輸出端和反相輸出端，其中，同相輸入端接收所述參考信號(hào)，反相輸入端 接收所述反饋信號(hào)，同相輸出端輸出所述第一誤差放大信號(hào)，反相輸出端輸出一個(gè)反相誤 差放大信號(hào)，所述反相誤差放大信號(hào)為所述第一誤差放大信號(hào)的互補(bǔ)信號(hào)；差分跨導(dǎo)放大 器，具有同相輸入端，反相輸入端和輸出端。其中反相輸入端接收所述第一誤差放大信號(hào)， 同相輸入端接收所述反相誤差放大信號(hào)，輸出端輸出電流誤差放大信號(hào)。
[0010] 本發(fā)明的第二方面，提出了一種開關(guān)電源控制器，用于控制開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中的 功率開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)，將一個(gè)輸入電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)輸出電壓，其特征在于，所述開關(guān)電源 控制器包括：反饋電路，接收所述輸出電壓，生成反饋信號(hào)；誤差放大電路，耦接所述反饋 電路，根據(jù)所述反饋信號(hào)和一參考信號(hào)，在第一輸出端形成第一誤差放大信號(hào)，在第二輸出 端形成電流誤差放大信號(hào)；第一電容，耦接到所述誤差放大電路的第二輸出端和系統(tǒng)參考 地之間，將所述電流誤差放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓跨導(dǎo)放大信號(hào)，其中，當(dāng)所述輸出電壓發(fā) 生變化時(shí)，所述第一誤差放大信號(hào)和所述電流誤差放大信號(hào)的變化方向相反；紋波信號(hào)產(chǎn) 生器，產(chǎn)生一個(gè)紋波信號(hào)，所述紋波信號(hào)與所述跨導(dǎo)放大信號(hào)進(jìn)行疊加，生成第二誤差放大 信號(hào)；比較器，接收并對(duì)所述第一誤差放大信號(hào)和所述第二誤差放大信號(hào)進(jìn)行比較，在輸 出端生成脈沖信號(hào)；恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，接收所述脈沖信號(hào)，根據(jù)所述脈沖信號(hào)，在輸 出端輸出恒定導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)到開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，用于控制開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中的功率開 關(guān)。
[0011] 本發(fā)明的第三方面，提出了一種控制開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的方法，其特征在于，所 述方法包括：根據(jù)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的輸出電壓產(chǎn)生反饋信號(hào)；根據(jù)所述反饋信號(hào)和參 考信號(hào)，產(chǎn)生第一誤差放大信號(hào)和電流誤差放大信號(hào)，并將電流誤差放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓 跨導(dǎo)放大信號(hào)；產(chǎn)生紋波信號(hào)并與所述電壓跨導(dǎo)放大信號(hào)疊加生成第二誤差放大信號(hào)；根 據(jù)第一誤差放大信號(hào)和第二誤差放大信號(hào)，產(chǎn)生恒定導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)，控制開關(guān)電源轉(zhuǎn) 換器系統(tǒng)中的功率開關(guān)。
[0012] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)輸出電壓紋波較小時(shí)，提高瞬 態(tài)輸入響應(yīng)性能，增加系統(tǒng)抗干擾能力和控制精度。
【附圖說明】
[0013] 圖1所示為依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)10的系統(tǒng)框圖。
[0014] 圖2示出了依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)10的一個(gè)具體電路示 意圖。
[0015] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的誤差放大電路103的電路示意圖。
[0016] 圖4為依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1中開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)10的工作波形示意 圖。
[0017] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的恒定導(dǎo)通時(shí)間電路107的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)60的系統(tǒng)框圖。
[0019] 圖7示出了依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種控制開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的方法700的 工作流程圖。
[0020] 貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 在下文所述的特定實(shí)施例代表本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且本質(zhì)上僅為示例說明 而非限制。在說明書中，提及"一個(gè)實(shí)施例"或者"實(shí)施例"意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的 特定特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。術(shù)語"在一個(gè)實(shí)施例中"在說 明書中各個(gè)位置出現(xiàn)并不全部涉及相同的實(shí)施例，也不是相互排除其他實(shí)施例或者可變實(shí) 施例。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特 征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0022] 下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記 表示相同的部件或特征。
[0023]圖1所示為依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)10的系統(tǒng)框圖。如圖 1所示，開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)10包括開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器101和系統(tǒng)控制器。開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器 10具有功率開關(guān)，通過功率開關(guān)的開通和關(guān)斷，將一個(gè)輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出電壓 VOUT。在一個(gè)實(shí)施例中，功率開關(guān)的開通和關(guān)斷產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)信號(hào)SW。系統(tǒng)控制器包括