[发明专利]一种开关电源及其开关管的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术，尤其涉及一种开关电源及其开关管的控制方法。

背景技术

开关电源能够高效率地把一个电源转化成一个或者多个直流输出，这些输出电源的电压可以大于或者小于原电源电压。图1示出了现有的一种开关电源。在该开关电源中，选用NPN型开关管Q1作为开关管，该开关管Q1的基极连接PWM控制芯片U1的基极控制端(Vbase)，开关管Q1的发射极通过采样电阻R_cs接地，同时，开关管Q1的发射极还连接PWM控制芯片U1的采样端(CS)，开关管Q1的集电极还连接变压器T1的原边绕组的同名端，变压器T1的原边绕组的异名端连接直流输入电压。在这种开关电源工作时，PWM控制芯片U1的基极控制端控制开关管Q1的通断，但是，由于开关管Q1并不是理想的开关管，在关断的瞬间由于存在积累电荷，开关管Q1不能立即关断，因此设计者通常会加上预关断电路，也就是在正常逻辑关断前，尽可能的降低开关管Q1的基极电流，这个时候基极的电流变的很小，积累的电荷也会减少，在正常逻辑关断的时候就容易关断了。

图2是图1所示的开关电源在工作时对应节点电压与电流的理想波形图。在每个周期T的开始，PWM控制芯片U1打开开关管Q1，开关管Q1的发射极电流I_p开始以某一固定上升斜率增大，当I_p增大到使得采样电阻R_cs上的电压V_cs电压超过PWM控制芯片U1的内部比较器的第一参考电压V_ref1时，开关管Q1被预关断，这时候的开关管Q1的基极电流I_b变为正常导通时电流的十分之一甚至更小的电流I_{b_pre}，I_p电流继续增大，当V_cs电压超过PWM控制芯片U1的内部比较器的第二参考电压V_ref2时，开关管Q1会被彻底关断。开关管Q1的导通将由PWM控制芯片U1内部恒流或者恒压逻辑控制电路来控制。另外，在开关管Q1导通的瞬间，由于寄生电容、寄生电感、变压器漏感的影响，开关管Q1发射极的电流I_p会出现短时间的尖峰，当这个电流流过采样电阻R_cs时会产生较大的尖峰电压，如果这个尖峰电压大于PWM控制芯片U1的内部比较器的第一参考电压V_ref1或第二参考电压V_ref2，逻辑控制电路就会预关断或者关断开关管Q1，这个开关动作显然不是设计者的本意，因此现有通用的技术就是在开关管Q1导通后延迟固定的LEB(leading edge blanking，前沿消隐)时间再检测采样电阻R_cs上的电压V_cs，如图2，这样就会避免因为开关管Q1导通瞬间V_cs出现的尖峰电压导致的逻辑错误。