[发明专利]一种快速响应的控制电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源的控制电路，尤其涉及一种快速响应的控制电路及其控制方法。

背景技术

开关电源由功率级电路和控制电路两部分组成。控制电路的功能是在输入电压、内部参数和外接负载变化时，调节功率级电路中的开关系统的导通和关断时间，以使开关电源的输出电压或者输出电流保持恒定。开关电源的控制方式可以分为定频控制和变频控制。图1所示为目前广泛使用的定频控制的开关电源控制电路的原理框图，其工作原理如下：利用电感电流采样电路输出表征电感电流信息的三角波信号S_tria，并与斜坡信号进行叠加得到第一控制信号V₁；由误差放大器101根据输出电压反馈信号V_FB和表征期望输出电压的第一基准电压V_REF1输出的信号经过补偿网络Z_C的补偿作用后，得到补偿信号V_COMP。比较器102接收并比较所述第一控制信号V₁和补偿信号V_COMP，根据比较的结果控制开关电源中开关管Q₁的导通动作，而利用定频的时钟信号CLK控制开关管Q₁的关断动作。

从以上工作过程可以看出无论开关电源处于何种工作状态，控制电路的环路增益始终保持不变。当开关电源处于稳态时，这并不会对控制的效果造成影响，但是当负载发生突变时，则希望开关电源能够提高响应速度以尽快结束暂态过程使系统恢复至稳态。通过增大控制电路的环路增益能够加快动态响应过程，但必然会减小系统的稳态裕度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种快速响应的控制电路及其控制方法，用以解决现有技术中开关电源控制电路动态响应较慢的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案

依据本发明一优选实施例的一种快速响应的控制电路，用以控制开关电源，包括补偿信号发生电路、开关信号发生电路、判断电路和环路增益调节电路；其中，

所述补偿信号发生电路根据开关电源的输出电压反馈信号和第一基准电压的误差产生一补偿信号；

所述开关信号发生电路根据所述补偿信号控制所述开关电源的功率开关器件的开关动作；

所述判断电路根据所述输出电压反馈信号判断所述开关电源的工作状态；

所述环路增益调节电路根据所述判断电路的判断结果对控制电路的环路增益进行调节。

优选的，当所述判断电路判断所述开关电源处于第一工作状态时，所述环路增益调节电路停止工作；

当所述判断电路判断所述开关电源处于第二工作状态时，所述环路增益调节电路增大所述环路增益，以提高控制电路的响应速度。

进一步的，所述判断电路接收所述输出电压反馈信号、大于所述第一基准电压的第一阈值信号、小于所述第一基准电压的第二阈值信号；

当所述输出电压反馈信号在所述第一阈值信号和第二阈值信号组成的区间内时，判断所述开关电源处于第一工作状态；

当所述输出电压反馈信号大于所述第一阈值信号或小于所述第二阈值信号时，判断所述开关电源处于第二工作状态。

优选的，所述环路增益调节电路通过改变所述补偿信号发生电路的增益来调节所述环路增益。

进一步的，包括一开关周期调节电路，所述开关周期调节电路控制开关周期与所述输出电压反馈信号的变化趋势相同。

依据本发明一优选实施例的一种快速响应的控制方法，用以控制开关电源，包括以下步骤：

根据开关电源的输出电压反馈信号和第一基准电压的误差产生一补偿信号；

根据所述补偿信号控制所述开关电源的功率开关器件的开关动作；

根据所述输出电压反馈信号判断所述开关电源的工作状态；

根据开关电源工作状态的判断结果对环路增益进行调节。

优选的，当判断所述开关电源处于第一工作状态时，所述环路增益保持不变；

当判断所述开关电源处于第二工作状态时，增大所述环路增益，以提高控制电路的响应速度。

进一步的，包括以下步骤：接收所述输出电压反馈信号、大于所述第一基

准电压的第一阈值信号、小于所述第一基准电压的第二阈值信号；

当所述输出电压反馈信号在所述第一阈值信号和第二阈值信号组成的区间内时，判断所述开关电源处于第一工作状态；

当所述输出电压反馈信号大于所述第一阈值信号或小于所述第二阈值信号时，判断所述开关电源处于第二工作状态。