一種開關(guān)電源降頻的控制電路和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種開關(guān)電源降頻的控制電路和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在開關(guān)電源的控制中，當(dāng)負(fù)載進(jìn)入輕載狀態(tài)時(shí)，為了節(jié)省能耗，通常需要控制功率開關(guān)管的開關(guān)頻率，傳統(tǒng)的輕載降頻的方式的工作波形圖如圖1所示，開關(guān)電源的輸出電壓與一基準(zhǔn)電壓比較得到誤差信號(hào)，所述誤差信號(hào)經(jīng)過補(bǔ)償處理得到補(bǔ)償控制信號(hào)Vc，輸出電壓Vo越高，補(bǔ)償控制信號(hào)Vc越低。將補(bǔ)償控制信號(hào)Vc與另一基準(zhǔn)信號(hào)Vth比較，以進(jìn)行模式切換，當(dāng)補(bǔ)償控制信號(hào)Vc低于基準(zhǔn)信號(hào)Vth時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入節(jié)能模式。當(dāng)進(jìn)入節(jié)能模式后，功率開關(guān)管不再導(dǎo)通，可見，傳統(tǒng)的輕載降頻控制方式是在節(jié)能模式和定頻模式之間直接切換，開關(guān)頻率會(huì)發(fā)生突變，導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種開關(guān)電源降頻的控制電路和控制方法，將功率開關(guān)管的開關(guān)頻率由補(bǔ)償控制信號(hào)控制，當(dāng)補(bǔ)償控制信號(hào)大于閾值電壓信號(hào)時(shí)，則功率開關(guān)管的開關(guān)頻率為預(yù)設(shè)的工作頻率，當(dāng)補(bǔ)償控制信號(hào)小于閾值電壓信號(hào)時(shí)，則功率開關(guān)管的開關(guān)頻率隨著補(bǔ)償控制信號(hào)和閾值電壓信號(hào)的差值而變化，從而使得功率開關(guān)管的開關(guān)頻率不會(huì)發(fā)生突變，輸出電壓穩(wěn)定性好。
[0004]依據(jù)本發(fā)明的一種開關(guān)電源降頻的控制電路，所述控制電路接收所述開關(guān)電源的輸出電壓反饋信號(hào)和參考電壓信號(hào)，以據(jù)此產(chǎn)生補(bǔ)償控制信號(hào)，所述控制電路包括頻率控制電路和開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路，
[0005]所述頻率控制電路接收所述補(bǔ)償控制信號(hào)和閾值電壓信號(hào)，以據(jù)此產(chǎn)生第一電流信號(hào);
[0006]所述開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路接收所述補(bǔ)償控制信號(hào)和所述開關(guān)電源的電感電流采樣信號(hào)，以據(jù)此產(chǎn)生第一比較信號(hào)，所述第一比較信號(hào)用以控制所述開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷；
[0007]同時(shí)，所述開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路接收所述第一電流信號(hào)，以根據(jù)所述第一電流信號(hào)產(chǎn)生第一時(shí)鐘信號(hào)，所述第一時(shí)鐘信號(hào)用以控制所述功率開關(guān)管的導(dǎo)通；
[0008]其中，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的變化而變化，并且，在所述補(bǔ)償控制信號(hào)小于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述功率開關(guān)管的開關(guān)頻率跟隨所述補(bǔ)償控制信號(hào)來變化。
[0009]優(yōu)選的，所述頻率控制電路包括壓控電流源，所述壓控電流源根據(jù)所述補(bǔ)償控制信號(hào)和所述閾值電壓信號(hào)控制第一電流信號(hào)的大小，
[0010]當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)大于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)保持不變；當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)小于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的減小而減小。
[0011]優(yōu)選的，所述頻率控制電路包括壓控電流源和二極管，所述二極管的陰極連接至所述壓控電流源，陽極連接至所述開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路；
[0012]所述壓控電流源根據(jù)所述補(bǔ)償控制信號(hào)和所述閾值電壓信號(hào)控制第一電流信號(hào)的大小，
[0013]當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)大于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的增大而增大；當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)小于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的減小而減小。
[0014]優(yōu)選的，，所述頻率控制電路包括第一跨導(dǎo)放大器和二極管；所述第一跨導(dǎo)放大器的正向輸入端接收所述閾值電壓信號(hào)，負(fù)向輸入端接收所述補(bǔ)償控制信號(hào)，輸出端輸出所述第一電流信號(hào)；
[0015]所述二極管的陰極連接至所述第一跨導(dǎo)放大器，陽極連接至所述開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路。
[0016]進(jìn)一步的，所述開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一比較電路、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路和邏輯電路，
[0017]所述第一比較電路接收所述補(bǔ)償控制信號(hào)和所述電感電流采樣信號(hào)，以輸出所述第一比較信號(hào)；
[0018]所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路包括并聯(lián)的第一電流源、第一開關(guān)管和第一電容，所述第一電流源用以給所述第一電容充電，所述第一電容兩端產(chǎn)生第一電壓信號(hào)，所述第一電壓信號(hào)和一第一參考信號(hào)經(jīng)過比較以輸出所述第一時(shí)鐘信號(hào)，其中，所述第一電流源接收所述第一電流信號(hào)，并根據(jù)所述第一電流信號(hào)的大小調(diào)節(jié)所述第一電流源的輸出端電流；
[0019]所述邏輯電路接收所述第一比較信號(hào)和所述第一時(shí)鐘信號(hào)，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)控制所述功率開關(guān)管的開通和斷開；
[0020]其中，所述第一開關(guān)管由預(yù)定寬度的脈沖信號(hào)控制其開關(guān)狀態(tài)。
[0021]進(jìn)一步的，所述開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一比較電路、固定關(guān)斷時(shí)間電路和邏輯電路，
[0022]所述第一比較電路接收所述補(bǔ)償控制信號(hào)和所述電感電流采樣信號(hào)，以輸出所述第一比較信號(hào)；
[0023]所述固定關(guān)斷時(shí)間電路包括并聯(lián)的第一電流源、第一開關(guān)管和第一電容，所述第一電流源用以給所述第一電容充電，所述第一電容兩端產(chǎn)生第一電壓信號(hào)，所述第一電壓信號(hào)和一第一參考信號(hào)進(jìn)行比較以輸出所述第一時(shí)鐘信號(hào)，其中，所述第一電流源接收所述第一電流信號(hào)，并根據(jù)所述第一電流信號(hào)的大小調(diào)節(jié)所述第一電流源的輸出端電流；
[0024]所述邏輯電路接收所述第一比較信號(hào)和所述第一時(shí)鐘信號(hào)，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)控制所述功率開關(guān)管的開通和斷開；
[0025]其中，所述第一開關(guān)管由所述開關(guān)控制信號(hào)控制其開關(guān)狀態(tài)。
[0026]依據(jù)本發(fā)明的一種開關(guān)電源降頻的控制方法，包括以下步驟:
[0027]接收所述開關(guān)電源的輸出電壓反饋信號(hào)和參考電壓信號(hào)，以據(jù)此產(chǎn)生補(bǔ)償控制信號(hào);
[0028]接收所述補(bǔ)償控制信號(hào)和閾值電壓信號(hào)，以據(jù)此產(chǎn)生第一電流信號(hào)；
[0029]接收所述補(bǔ)償控制信號(hào)和所述開關(guān)電源的電感電流采樣信號(hào)，以據(jù)此產(chǎn)生第一比較信號(hào)，所述第一比較信號(hào)用以控制所述開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷；同時(shí)，接收所述第一電流信號(hào)，以根據(jù)所述第一電流信號(hào)產(chǎn)生第一時(shí)鐘信號(hào)，所述第一時(shí)鐘信號(hào)用以控制所述功率開關(guān)管的導(dǎo)通；
[0030]其中，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的變化而變化，并且，在所述補(bǔ)償控制信號(hào)小于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述功率開關(guān)管的開關(guān)頻率跟隨所述補(bǔ)償控制信號(hào)和所述閾值電壓信號(hào)的差值來變化。
[0031]優(yōu)選的，利用第一電流源、第一開關(guān)管和第一電容進(jìn)行充放電動(dòng)作以獲得所述第一時(shí)鐘信號(hào)，所述第一電流信號(hào)用以調(diào)節(jié)所述第一電流源的輸出端的電流大小，從而使得所述第一時(shí)鐘信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的變化而變化。
[0032]優(yōu)選的，當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)大于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)保持不變；當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)小于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的減小而減小。
[0033]優(yōu)選的，當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)大于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的增大而增大；當(dāng)所述補(bǔ)償控制信號(hào)小于所述閾值電壓信號(hào)時(shí)，所述第一電流信號(hào)隨著所述補(bǔ)償控制信號(hào)的減小而減小。
[0034]通過上述的開關(guān)電源降頻的控制電路和控制方法，通過頻率控制電路產(chǎn)生與補(bǔ)償控制信號(hào)關(guān)聯(lián)的第一電流信號(hào)，然后第一電流信號(hào)改變第一電流源的大小從而使得控制功率開關(guān)管導(dǎo)通的第一時(shí)鐘信號(hào)隨著補(bǔ)償控制信號(hào)的變化而變化，這樣，所述功率開關(guān)管的開關(guān)頻率即由補(bǔ)償控制信號(hào)控制。當(dāng)補(bǔ)償控制信號(hào)大于閾值電壓信號(hào)時(shí)，則功率開關(guān)管的開關(guān)頻率為預(yù)設(shè)的工作頻率，當(dāng)補(bǔ)償控制信號(hào)小于閾值電壓信號(hào)時(shí)，則功率開關(guān)管的開關(guān)頻率隨著補(bǔ)償控制信號(hào)和所述閾值電壓信號(hào)的差值而變化，本實(shí)施例中的閾值電壓信號(hào)設(shè)置為表征在輕載或空載情況下的輸出電壓。本發(fā)明的開關(guān)電源使得功率開關(guān)管的開關(guān)頻率不會(huì)發(fā)生突變，輸出電壓穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0035]圖1所示為傳統(tǒng)的開關(guān)電源的輕載降頻的方式的工作波形圖；
[0036]圖2所示為依據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源的控制電路的第一實(shí)施例的電路圖；
[0037]圖3所示為圖2所示電路的工作波形圖；
[0038]圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源的控制電路的第二實(shí)施例的電