[发明专利]控制电路以及应用其的开关变换器

说明书

本申请公开了一种控制电路以及应用其的开关变换器。本发明实施例的技术方案能够响应输出功率变化时动态调节所述开关周期的截止时间，以改变开关周期的长度，从而在转换比较大或者较小时，自动降低开关的工作频率，以便拓宽转换比的范围，使得开关变换器能够实现宽输入电压宽输出电压自适应应用。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及开关变换器以及其控制电路。

背景技术

开关变换器是能够将输入电压通过不同形式的架构转换为另一固定的输出信号或可调的输出信号的功率转换电路，因此被广泛应用于移动设备等电子产品。恒定关断时间(CFT)控制技术是一种脉冲频率调制(PFM)控制技术，通过控制开关变换器的功率晶体管在每个开关周期内关断固定时间以实现对输出电压的调节。

现有技术中，用于安防监控的IR LED驱动器通常有较宽的输入电压范围及较宽的输出电压范围，因此一种开关变换器的宽转换比的自适应控制方案具有非常强的应用需求。常用的技术方案为，置位信号由定频时钟信号按固定频率给出以控制功率晶体管的导通时刻，复位信号由最大导通时间t_{ON_MAX}与根据电感电流采样信号和电流参考值生成的电流比较信号构成。置位信号的最小脉宽还由最小导通时间t_{ON_MIN}限制，因此对于一个定频控制的驱动器，其最小、最大转换比由最小导通时间t_{ON_MIN}及最大导通时间t_{ON_MAX}限制。如下为一个BUCK变换器的转换比计算公式

通常最小导通时间t_{ON_MAX}小于固定频率的周期Ts,因此现有的技术方案最小、最大转换比随着固定f_S的变高而受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种开关变换器及其控制电路，以使得开关变换器能够实现宽输入电压宽输出电压自适应应用。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于开关变换器的控制电路，其特征在于，所述控制电路用以根据表征所述开关变换器的输出功率的补偿信号调节开关控制信号，以控制所述开关变换器的功率晶体管的开关状态从而满足电路转换比的要求，其中，所述功率晶体管的开关周期的长度与所述补偿信号成分段线性的关系。

优选地，在所述功率晶体管工作于最小导通时间时，根据所述补偿信号调节所述功率晶体管的开关周期的长度，以扩大最小转换比的范围。

优选地，在所述功率晶体管工作于最大导通时间时，根据最小关断时间调节所述功率晶体管的开关周期的长度，以扩大最大转换比的范围。

优选地，所述控制电路响应于所述补偿信号由一个范围区间切换至另一个范围区间时，调节所述开关周期的长度。

优选地，所述控制电路被配置为调节所述功率晶体管的截止时间以调节其开关周期的长度。

优选地，所述控制电路被配置为，在所述补偿信号处于第一范围区间时，所述功率晶体管的开关周期的长度保持不变。

优选地，所述控制电路被配置为，在所述补偿信号处于第二范围区间时，所述功率晶体管的开关周期的长度与所述补偿信号的变化趋势相反。

优选地，所述控制电路被配置为根据所述补偿信号产生计时信号，并通过比较所述计时信号和计时参考信号以调节所述功率晶体管的截止时间。

优选地,所述控制电路根据所述开关变换器的电感电流与电流参考值的电流比较信号、最小导通时间控制信号以及最大导通时间控制信号调节所述功率晶体管的导通时间。

优选地，所述控制电路包括: