一種開關變換裝置及其控制電路和方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種開關變換裝置及其控制電路和方法。該用于開關電路的控制電路包括：時鐘電路，產生時鐘信號，用于觸發(fā)所述至少一個開關管工作于第一狀態(tài)；比較電路，接收代表與輸出電壓信號相關的反饋信號和一個參考信號，并將所述反饋信號和參考信號比較，產生一個比較信號，用于觸發(fā)所述至少一個開關管工作于第二狀態(tài)。在所述時鐘信號上升沿時刻所述至少一個開關管開始工作于第一狀態(tài)，當所述反饋信號大于所述參考信號時，所述至少一個開關管切換至第二狀態(tài)。
【專利說明】一種開關變換裝置及其控制電路和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開的實施例涉及一種電子電路，尤其涉及一種開關變換裝置、以及控制該開關變換裝置的控制電路及其方法。
【背景技術】
[0002]在目前的便攜式產品設計中，需要同時兼顧動態(tài)響應速度和產品體積，因此一個關鍵設計點在于，需要在輸出電容較小的情況下，具有較高的動態(tài)響應速度?，F有技術中有很多控制方法用于開關變換器，包括:電壓控制模式、電流控制模式、滯環(huán)控制模式以及恒定導通時間或固定關斷時間控制(COT)模式等，每一種控制方法都有各自的特點。
[0003]在電壓控制模式和電壓控制模式中，通過將電壓(和/或電流)反饋信號同一個參考電壓信號的差值放大，再與一個斜坡信號比較，產生一個頻率固定的PWM信號用于控制開關變換器中的開關管，進而調節(jié)輸出電壓的值。在電壓控制模式和電壓控制模式中，均需要一個高性能的誤差放大器，以提供前述的差值放大。而誤差放大器將在電壓環(huán)路或電流環(huán)路中引入多個零點和極點，為了使變換器工作在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，需要在電壓環(huán)路或電流環(huán)路中對誤差放大器引入的零點和極點進行復雜的環(huán)路補償，導致變換器的動態(tài)響應速度降低。
[0004]滯環(huán)控制模式是通過一個滯環(huán)比較器將反饋電壓(或電流)信號同一個閾值電壓信號比較，進而產生一個PWM信號控制開關變換器中的開關管，進而調節(jié)輸出電壓和電流。滯環(huán)比較器不需要誤差放大器，因而動態(tài)響應速度快。但是，在滯環(huán)控制中，開關頻率fsw同輸入電壓Vin、輸出電壓Vott、輸出電容的等效串聯(lián)電阻Resk等參數有關，其具體關系如下:
[0005]
【權利要求】
1.一種用于開關電路的控制電路，其中，所述開關電路包括至少一個開關管，接收輸入電壓信號，并通過該至少一個開關管的第一狀態(tài)與第二狀態(tài)切換將所述輸入電壓信號轉換為輸出電壓信號，所述控制電路包括: 時鐘電路，產生時鐘信號，用于觸發(fā)所述至少一個開關管工作于第一狀態(tài)； 比較電路，接收與輸出電壓信號相關的反饋信號和一個參考信號，并將所述反饋信號和參考信號比較，產生一個比較信號，用于觸發(fā)所述至少一個開關管工作于第二狀態(tài)；其中， 在所述時鐘信號上升沿時刻所述至少一個開關管開始工作于第一狀態(tài)，當所述反饋信號大于所述參考信號時，所述至少一個開關管切換至第二狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的控制電路，所述控制電路還包括邏輯電路，所述邏輯電路接收所述比較信號和所述時鐘信號，并將所述比較信號和所述時鐘信號做邏輯運算，產生至少一個開關信號控制所述至少一個開關管的第一狀態(tài)與第二狀態(tài)切換。
3.如權利要求2所述的控制電路，其中，所述邏輯電路包括: 單脈沖產生器，接收所述時鐘信號，并在所述時鐘信號的上升沿時刻產生單脈沖信號; 高低電平觸發(fā)器，包括置位端、復位端、第一輸出端和第二輸出端，其中，置位端接收所述單脈沖信號，復位端接收所述比較信號，并在第一輸出端和第二輸出端分別輸出第一開關信號和第二開關信號，用于控制所述至少一個開關管第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的切換，其中，所述第一開關信號和所述第二開關信號為邏輯互補信號。
4.如權利要求2所述的控制電路，其中，所述邏輯電路包括邊沿觸發(fā)器，所述邊沿觸發(fā)器包括輸入端、復位端、邊沿控制端和輸出端，其中，輸入端接收一正電壓信號，復位端接收所述比較信號，邊沿控制端接收所述時鐘信號，輸出端輸出開關信號用于控制所述至少一個開關管第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的切換。
5.如權利要求1所述的控制電路，其中，所述比較電路包括一個電壓比較器，所述電壓比較器包括正向輸入端、反向輸入端和輸出端，其中，反相輸入端接收一個參考電壓信號，正相輸入端接收所述反饋信號，并在輸出端產生所述比較信號，其中， 當所述反饋信號小于所述參考電壓信號時，所述比較信號為邏輯低， 當所述反饋信號大于所述參考電壓信號時，所述比較信號為邏輯高。
6.如權利要求5所述的控制電路，所述開關電路包括上開關管和下開關管，其中，所述第一開關信號控制所述上開關管第一狀態(tài)與第二狀態(tài)切換，所述第二開關信號控制所述下開關管第一狀態(tài)與第二狀態(tài)切換。
7.如權利要求1所述的控制電路，其中，所述比較電路包括一個電壓比較器，所述電壓比較器包括正向輸入端、反向輸入端和輸出端，其中，正向輸入端接收一個參考電壓信號，反向輸入端接收所述反饋信號，并在輸出端產生所述比較信號，其中， 當所述反饋信號小于所述參考電壓信號時，所述比較信號為邏輯高， 當所述反饋信號大于所述參考電壓信號時，所述比較信號為邏輯低。
8.如權利要求6所述的控制電路，所述開關電路包括上開關管和下開關管，其中，所述第一開關信號控制所述上開關管第一狀態(tài)與第二狀態(tài)切換，所述第二開關信號控制所述下開關管第一狀態(tài)與第二狀態(tài)切換。
9.一種開關變換裝置，包括:如權利要求1至8中任一項所述的控制電路。
10.一種用于開關電路的控制方法，其中，所述開關電路包括至少一個開關管，接收輸入電壓信號，并通過該至少一個開關管的第一狀態(tài)與第二狀態(tài)將所述輸入電壓信號轉換為輸出電壓信號，所述控制方法包括: 產生一個時鐘信號，用于觸發(fā)所述至少一個開關管工作于第一狀態(tài)； 將與輸出電壓信號相關的的反饋信號和一參考信號比較，產生一個比較信號，用于觸發(fā)所述至少一個開關管工作于第二狀態(tài)；其中，在所述時鐘信號上升沿時刻，所述至少一個開關管開始工作于第一狀態(tài)，當所述反饋信號大于所述參考信號時，所述至少一個開關管切換至第二狀態(tài)。
11.如權利要求10所述的控制方法，其中所述控制方法還包括將所述比較信號和所述時鐘信號做邏輯運算，產生至少一個開關信號控制所述至少一個開關管的第一狀態(tài)與第二狀態(tài)切換。
12.如權利要求11所述的控制方法，還包括在所述時鐘信號上升沿時刻產生一個單脈沖信號，并將所述單脈沖信號和所述時鐘信號做邏輯運算。
13.如權利要求10所述的控制方法，所述將反饋信號和參考信號比較產生比較信號的步驟包括使用一個電壓比較器，·將所述反饋信號和一個參考電壓信號比較。
【文檔編號】H02M3/155GK103532383SQ201310520951
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權日:2013年10月29日
【發(fā)明者】常俊昌 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司