[发明专利]应用于交错并联式开关电源的控制电路

说明书

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种应用于交错并联式开关电源的控制电路。

背景技术

交错并联式开关电源，即主电路是由两路电压变换电路交错并联而成的功率电路。如图1所示的交错并联式功率电路中，主电路包括两路并联连接的降压变换（buck）电路，其两个功率开关管Q₁和Q₂错相180°导通（即所谓的“交错”），电感电流i_L1和i_L2叠加后，可使输出电流i_o和电压v_o的纹波均大大减小，同时两路电压变换电路分别承担一半的输出功率，使功率开关管和电感的电流应力减小了，而且在高频下，输出滤波电容也可采用等效电阻较小的陶瓷电容，从而提高开关电源的动态特性、稳定性和效率。鉴于上述优点，交错并联式开关电源拥有广阔的应用前景。

交错并联式开关电源的控制核心在于对两路电压变换电路中功率开关管的错相控制，现有技术一般采用定频控制和恒定导通时间控制。然而实际应用中二者各有优缺点，均难以满足应用需求：定频控制易于实现，但动态特性较差；恒定导通时间控制能获得良好的动态特性，但由于开关电源的工作频率是变化的，很难实现不同相之间的交错并联。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种应用于交错并联式开关电源的控制电路，以更好地实现两相之间的180°交错并联，提高开关电源的动态特性、稳定性和效率。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种应用于交错并联式开关电源的控制电路，所述交错并联式开关电源包括并联连接的第一路电压变换电路和第二路电压变换电路，所述第一路电压变换电路包括第一功率开关管，所述第二路电压变换电路包括第二功率开关管，所述控制电路包括：

反馈补偿信号产生电路，用于采样所述交错并联式开关电源输出端的输出电压，并对所述输出电压进行运算和补偿，以产生一反馈补偿信号；

第一功率开关管控制电路，用于接收表征所述第一路电压变换电路中电感电流大小的第一电压信号和所述反馈补偿信号，对所述第一电压信号和所述反馈补偿信号进行比较，当所述第一电压信号小于所述反馈补偿信号时产生第一开通信号，根据所述第一开通信号产生第一功率开关管控制信号；其中，当所述第一开通信号有效时，所述第一功率开关管控制信号有效，所述第一功率开关管开通，当所述第一功率开关管开通一预设时间后，所述第一功率开关管控制信号无效，所述第一功率开关管关断；

第二功率开关管控制电路，用于接收所述第一开通信号，记录所述前一个开关周期中第一开通信号上升沿到来的时刻一与当前开关周期中所述第一开通信号上升沿到来的时刻二，将所述时刻一与时刻二的的时间间隔作为所述第一功率开关管的开关周期，并在所述第一开通信号上升沿到来后、经过所述开关周期的一半时，产生第二开通信号，根据所述第二开通信号产生第二功率开关管控制信号；其中，当所述第二开通信号有效时，所述第二功率开关管控制信号有效，所述第二功率开关管开通，当所述第二功率开关管开通所述预设时间后，产生第二关断信号，所述第二功率开关管控制信号无效，所述第二功率开关管关断。

优选的，所述反馈补偿信号产生电路包括采样电路、第一跨导运算放大器和第一补偿电容；

所述采样电路，用于采样所述交错并联式开关电源输出端的输出电压，以得到电压采样信号；

所述第一跨导运算放大器的同相输入端接收第一参考电压，反相输入端接收所述电压采样信号，用于对所述第一参考电压和电压采样信号进行运算；

所述第一补偿电容连接在所述第一跨导运算放大器的输出端和地之间，所述第一补偿电容上的电压为所述反馈补偿信号。

优选的，所述第一功率开关管控制电路包括第一比较器、第一关断信号产生电路和第一RS触发器；

所述第一比较器的同相输入端接收所述反馈补偿信号，反相输入端接收所述第一电压信号，输出端输出所述第一开通信号；

所述第一关断信号产生电路，用于接收所述第一功率开关管控制信号，当所述第一功率开关管控制信号有效时，开始第一计时，并在所述第一计时时长达到所述预设时间时，产生第一关断信号；

所述第一RS触发器的置位端接收所述第一开通信号，复位端接收所述第一关断信号，输出端输出所述第一功率开关管控制信号。

优选的，所述第一关断信号产生电路包括第二电容、第一电流源、第一可控开关和第二比较器；