[发明专利]一种频率控制电路及其控制方法和开关型变换器

说明书

本发明公开了一种频率控制电路及其控制方法和开关型变换器，用于一开关型变换器中，其特征在于，用于根据所述开关型变换器的功率晶体管的导通时间来调节该工作周期内的所述功率晶体管的关断时间；或者，根据所述功率晶体管的关断时间来调节该工作周期内的所述功率晶体管的导通时间，以使得所述开关型变换器的工作频率维持在一预设范围内，在高占空比的应用环境下无需斜坡补偿，减小了方案设计成本。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，更具体地说，涉及一种频率控制电路及其控制方法和开关型变换器。

背景技术

在现有技术中，对开关电源具有恒定开关频率要求的方案中，比较常见控制方法有:

1.采用恒定频率的脉宽调制方式。此方法在电路设计上比较常见且简单，但缺点是其工作于连续导通模式(Continuous Conduction Mode，CCM)下时，当占空比大于50％会出现次谐波振荡的问题，通常需要增加斜坡补偿来解决这个问题。

2.采用恒定导通/关断时间控制方法。该方法常应用于高频开关电源中，其开关频率往往在几百千赫兹以上；而当将这种控制方法应用于低频时，往往需要集成一个低通滤波器，这也就意味着会导致芯片的成本增加。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种频率控制电路及其控制方法和开关型变换器，通过检测功率晶体管导通时间Ton来调节关断时间Toff(或是检测功率晶体管关断时间Toff来调节导通时间Ton)使得开关频率能控制在一预设范围内，其不需要斜坡补偿即可工作在占空比大于50％的连续导通模式下，减小了方案设计成本。

根据本发明的第一方面，提供一种频率控制电路，用于一开关型变换器中，用以根据所述开关型变换器的功率晶体管的导通时间来调节该工作周期内的所述功率晶体管的关断时间；或者，根据所述功率晶体管的关断时间来调节该工作周期内的所述功率晶体管的导通时间，以使得所述开关型变换器的工作频率维持在一预设范围内。

优选地，所述频率控制电路包括：状态切换电路，被配置为具有多个工作状态；

其中，每个工作状态具有预定的功率晶体管关断时间，根据当前周期的所述功率晶体管的导通时间进行所述多个工作状态之间的切换，以选择相匹配的所述功率晶体管关断时间；

或者，每个工作状态具有预定的功率晶体管导通时间，根据当前周期的所述功率晶体管的关断时间进行所述多个工作状态的切换，以选择相匹配的所述功率晶体管导通时间。

优选地，当当前周期的所述功率晶体管的导通时间或者关断时间达到当前工作状态的最大值或者最小值时，切换至另一工作状态。

优选地，当当前周期的所述功率晶体管的导通时间或者关断时间达到当前工作状态的最大值时，切换至下一个工作状态；

或者，当当前周期的所述功率晶体管的导通时间或者关断时间达到当前工作状态的最小值时，切换至前一个工作状态。

优选地，所述频率控制电路还包括第一控制信号生成电路和第二控制信号生成电路：

所述第一控制信号生成电路，用以接收一比较信号和当前工作状态的最大功率晶体管导通时间或者功率晶体管关断时间，生成第一控制信号；

所述第二控制信号生成电路，用以根据当前工作状态的预定的功率晶体管关断时间或预定的功率晶体管导通时间，生成第二控制信号；

根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成所述功率晶体管的开关控制信号。

优选地，所述开关变换器为降压型拓扑结构或者升压型拓扑结构或者升压-降压型拓扑结构或者隔离式拓扑结构或者非隔离式拓扑结构。

根据本发明的第二方面，提供一种频率控制方法，用以控制开关型变换器中的功率晶体管的开关状态，包括以下步骤：