[发明专利]一种开关转换器及其控制方法

权利要求书

1.一种开关转换器，包括：

功率级电路，包括功率开关，所述功率级电路将输入电压转换成输出电压；

电流检测电路，耦接至功率级电路，输出端提供表征流过功率开关的电流的电流检测信号；

误差放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收表征输出电压的反馈信号，所述第二输入端接收第一参考信号，基于所述反馈信号和第一参考信号，所述误差放大器在输出端输出补偿信号；

脉冲宽度调制(PWM)比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至电流检测电路接收电流检测信号，所述第二输入端耦接至误差放大器接收补偿信号，基于所述电流检测信号和补偿信号，所述PWM比较器在输出端输出PWM信号；

关断时长控制器，具有第一输入端、第二输入端和输入端，其中所述第一输入端接收输入电压，所述第二输入端接收输出电压，基于输入电压和输出电压，所述关断时长控制器在输出端输出关断时长控制信号；以及

逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至PWM控制器的输出端接收PWM信号，所述第二输入端耦接至关断时长控制器的输出端接收关断时长控制信号，基于PWM信号和关断时长控制信号，所述逻辑电路在输出端输出开关控制信号来控制功率开关的通断。

2.如权利要求1所述的开关转换器，其中，所述功率级电路具有降压型拓扑，所述关断时长控制器控制功率开关的关断时长与开关转换器的输入电压成反比，并且与开关转换器的输入电压和输出电压之差成正比。

3.如权利要求2所述的开关转换器，其中，所述关断时长控制器包括：

第一电流源，提供与输入电压成正比的充电电流；

第一电容，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一电流源接收充电电流，所述第二端接地；

第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第一电流源，所述第二端接地，所述控制端耦接至逻辑电路的输出端接收开关控制信号；以及

关断时长控制比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至第一电容的第一端，所述第二输入端接收第二参考信号，所述第二参考信号与输入电压和输出电压之差成正比，基于第一电容上的电压和第二参考信号，所述关断时长控制比较器在输出端输出关断时长控制信号。

4.如权利要求2所述的开关转换器，其中，所述第一参考信号的值在开关转换器启动阶段逐渐上升，在开关转换器的输出电压上升至输入电压时，第一参考信号的斜率为0。

5.如权利要求1所述的开关转换器，还包括参考信号发生器，所述参考信号发生器产生第一参考信号，包括：

指数信号发生器，具有输出端，所述输出端输出具有指数函数波形的指数信号；

线性信号发生器，具有输出端，所述输出端输出具有线性斜率的线性信号；以及

选择电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至指数信号发生器的输出端接收指数信号，所述第二输入端耦接至线性信号发生器的输出端接收线性信号，所述选择电路在输出端输出指数信号和线性信号的较小值作为第一参考信号。

6.如权利要求1～5任一项所述的开关转换器，还包括：

过流保护电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至电流检测电路接收电流检测信号，所述第二输入端接收峰值电流信号，基于所述电流检测信号和峰值电流信号，所述过流保护电路在输出端输出过流保护信号；

其中，所述逻辑电路还具有第三输入端，所述第三输入端耦接至过流保护电路的输出端接收过流保护信号，基于所述PWM信号、过流保护信号和关断时长控制信号，所述逻辑电路在输出端输出开关控制信号来控制功率开关的通断。

7.一种开关转换器的控制方法，所述开关转换器包括功率级电路，所述功率级电路包括功率开关，所述控制方法包括：

基于流过功率开关的电流生成电流检测信号；

基于第一参考信号和表征开关转换器的输出电压的反馈信号，生成补偿信号；

检测电流检测信号是否上升至补偿信号，如果是，则关断功率开关，如果否，继续检测；

基于开关转换器的输入电压和输出电压生成关断时长阈值；

检测功率开关的关断时长是否达到关断时长阈值，如果是，导通功率开关，如果否，继续检测。