[发明专利]控制电路、开关电源及其控制方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种电子电路，尤其涉及一种控制电路、开关电源及其控制方法。

背景技术

如今开关电源被广泛应用于各种电子产品中。这是因为开关电源具有体积小、重量轻、转换效率高等优点。为了实现能量转换，开关电源可以采用多种拓扑结构。以应用广泛的flyback(反激式)拓扑结构为例，对开关电源原理做一描述。总体上，其可以分为以下功能模块：能量输入单元、能量耦合单元、能量输出单元、反馈单元及开关控制单元。交流电压通过能量输入单元，经整流滤波作用得到较为平滑的直流电压，开关控制单元根据反馈单元的反馈信号控制开关的导通、截止，将该直流电压转换为高频信号，再经变压器耦合，最终得到一稳定的直流电压输出。

除了正常工作情况，越来越多的电子产品需要工作在轻载状态下，例如待机模式。在轻载状态下，负载需要电源提供的功率很小，为了提高电能的利用率，需要提高开关电源在轻载状态下的效率。传统的做法是随着负载的减轻，降低开关电源的开关频率，从而减小开关损耗，提高轻载效率。但是随着负载的减轻，开关频率会减小至音频的范围内(200Hz～20kHz)，从而引起噪声问题。因此，有必要提供一种改进的开关电源的控制电路，使其在轻载状态下既能避免产生音频噪声，又能获得较高的效率。

发明内容

为解决上述一种或多种技术问题，本发明提供了一种控制电路、开关电源及其控制方法。

根据本发明一实施例的一种控制电路，用于开关电源，其中所述开关电源包括第一开关管，所述控制电路包括：模式选择单元，根据负载状态输出模式控制信号；跳频模式控制单元，根据开关电源的负载大小生成具有第一频率的低频脉冲信号，并根据低频脉冲信号生成具有第一频率和第二频率的第一脉冲信号，其中第二频率大于第一频率，低频脉冲信号的占空比随负载的变化而变化；正常模式控制单元，生成第二脉冲信号；以及驱动信号生成单元，根据模式控制信号选择第一脉冲信号或者第二脉冲信号来驱动第一开关管。

在一个实施例中，所述控制电路包括：当第一开关管的开关频率小于设定的频率阈值时，负载处于轻载状态，所述控制电路控制开关电源工作在跳频模式，根据第一脉冲信号来驱动第一开关管；当第一开关管的开关频率大于设定的频率阈值时，负载处于非轻载状态，所述控制电路控制开关电源工作在正常模式，根据第二脉冲信号来驱动第一开关管。

在一个实施例中，开关电源工作在跳频模式包括：当低频脉冲信号处于第一状态时，第一脉冲信号处于无效状态，第一开关管维持关断，当低频脉冲信号处于第二状态时，第一脉冲信号以第二频率输出有效的脉冲，并以第二频率驱动第一开关管。

在一个实施例中，所述跳频模式控制单元包括：低频脉冲发生单元，将反馈信号和具有第一频率的第一调制信号相比较生成低频脉冲信号，当反馈信号大于第一调制信号时低频脉冲信号处于第一状态，当反馈信号小于第一调制信号时低频脉冲信号处于第二状态，其中反馈信号反映开关电源的输出电压；以及混合脉冲发生单元，根据低频脉冲信号生成第一脉冲信号，其中当低频脉冲信号处于第一状态时第一脉冲信号保持无效状态，当低频脉冲信号处于第二状态时第一脉冲信号以第二频率输出有效的脉冲。

在一个实施例中，所述混合脉冲发生单元包括：第一电容，具有第一端和第二端；控制开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一电容的第一端，第二端耦接至第一电容的第二端，控制端接收低频脉冲信号和第一脉冲信号；电流源，耦接至第一电容的第一端为第一电容提供充电电流；以及比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一电容接收第一电容的端电压，第二输入端接收一参考信号，输出端根据第一电容的端电压和所述参考信号的比较结果输出第一脉冲信号。

在一个实施例中，第一频率小于或等于音频的下限，第二频率大于或等于音频的上限。

在一个实施例中，驱动信号生成单元将流过第一开关管的电流与电流阈值相比较，当流过第一开关管的电流大于电流阈值时关断第一开关管。

根据本发明一实施例的一种开关电源，包括上述控制电路，所述开关电源还包括：第一开关管，在控制电路的控制下导通或者关断；以及储能元件，电耦接至第一开关管，第一开关管导通时储能元件储存能量，第一开关管关断时储能元件输出能量。