[发明专利]一种开关转换器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种开关转换器及其控制方法。

背景技术

开关转换器通常用于给电子设备提供电源。一般而言，开关转换器中会有电感或者变压器作为储能元件。例如，降压型开关转换器采用电感为储能元件。所述电感与功率开关耦接。当功率开关导通时，所述电感储存能量；当功率开关关断时，电感中储存的能量转移至负载。

峰值电流控制的开关转换器在正常工作时检测流过储能元件的电流，将该检测电流引入到控制环路中，因此具有比较简单的动态环路系统。峰值电流控制的开关转换器的最大缺陷是所述检测电流容易受到干扰。在开关转换器的占空比超过50％的时候，该干扰将使系统产生次谐波振荡，引起系统的不稳定。为解决系统的稳定性问题，峰值电流控制的开关转换器通常在电流控制环路中引入斜坡补偿。

图1为现有的峰值电流控制的开关转换器中的信号波形示意图。Vs表征了电感电流检测信号，Ipeak表征了峰值电流信号，Vsp表征了经过斜坡补偿后的峰值电流信号。如图1所示，在每一开关周期中，当功率开关导通时，电感电流检测信号Vs上升；当电感电流检测信号Vs上升至经过斜坡补偿后的峰值电流信号Vsp时，功率开关关断，使电感电流检测信号Vs减小。从图1中可看出，电感电流检测信号Vs在上升到经过斜坡补偿后的峰值电流信号Vsp时即开始减小，无法上升至真正的峰值电流信号Ipeak，从而导致误差的存在，影响系统环路控制的精确性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种关断时长控制的开关转换器及其控制方法以实现精确的峰值电流控制。

根据本发明的实施例，提出了一种开关转换器，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，所述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。

根据本发明的实施例，还提供了一种开关转换器的控制方法，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。

根据本发明各方面的上述开关转换器及其控制方法，提高了系统效率，使电流控制以及过流保护更加精确，同时也使系统更加稳定。

附图说明

为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述：

图1为现有的峰值电流控制的开关转换器中的信号波形示意图；

图2为根据本发明一实施例的开关转换器200的电路框图；

图3为根据本发明一实施例的开关转换器300的电路结构示意图；

图4为根据本发明一实施例的开关转换器400的电路结构示意图；

图5为根据本发明一实施例的用于产生第一参考信号Vref1的参考信号发生器的电路结构示意图；

图6为根据本发明一实施例的第一参考信号Vref1的波形示意图；

图7为根据本发明一实施例的参考信号发生器70的电路结构示意图；

图8示出了根据本发明一实施例的开关转换器的控制方法流程图。

附图没有对实施例的所有电路或结构进行显示。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或特征。

具体实施方式