[实用新型]开关电源及其控制电路

说明书

技术领域

本实用新型的实施例涉及电子电路，特别地，涉及一种开关电源及其控制电路。

背景技术

如今，开关电源被广泛地用于为电子设备提供电能。开关电源通常采用变压器或电感器作为储能元件。例如在降压变换器中即采用电感器作为储能元件，主开关管耦接至电感器，控制电路控制主开关管的导通与关断，使能量交替地在电感器中被存储或被传递到负载。

开关电源的控制方式很多，其中以定频峰值电流控制最为常用。在定频峰值电流控制中，开关电源的输出信号被采样并用作与参考信号进行比较，以产生与开关电源输出信号相关的反馈信号。流过主开关管的电流被采样，以产生电流采样信号。该电流采样信号与反馈信号进行比较，当电流采样信号大于反馈信号时，主开关管被关断。当固定开关周期到达时，主开关管被导通。

众所周知，在定频峰值电流控制中，为了使开关电源在占空比大于50％的情况下保持稳定，需要在电流采样信号上叠加一斜坡补偿信号。为了保证在最恶劣的情况下，例如输出电压大、电感值小的情况下，开关电源仍能保持稳定，该斜坡补偿信号的斜率常被设计得较大。在大占空比的情况下，该斜坡补偿信号的幅值尤为可观。

一般地，主开关管具有最小关断时间，该最小关断时间限制了主开关管的占空比。在实际应用中，例如低压差(输出电压接近输入电压)的降压变换器中，为了进一步增大主开关管的占空比，常常在主开关管的占空比大于预设占空比时，对开关电源采用恒定关断时长控制。在恒定关断时长控制下，主开关管在电流采样信号大于反馈信号时被关断，在关断时长到达最小关断时长时被导通。此时开关电源的开关频率不再是固定，而是变化的。

恒定关断时长控制并不需要斜坡补偿信号来维持开关电源稳定。此外，斜坡补偿信号在大占空比下的幅值可能会过大，从而导致开关电源的控制电路无法正常工作。为此，在进入恒定关断时长控制后，斜坡补偿信号的幅值通常被钳位至一预设值。

然而，在斜坡补偿信号被钳位至预设值后，若电流采样信号的上升速度过慢，会使得主开关管的控制信号极易受到反馈信号或电流采样信号上噪声的干扰。特别地，在降压变换器中，电流采样信号的上升速率仅取决于输入电压与输出电压的差值以及电感器的电感值。在低压差的情况下，电流采样信号的上升速度会过慢，从而导致开关电源的开关频率由于系统噪声的干扰而不稳定。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种稳定性好的开关电源及其控制电路。

根据本实用新型实施例的一种用于开关电源的控制电路，该开关电源包括具有主开关管的开关电路，其特征在于，该控制电路包括：振荡电路，具有第一输出端和第二输出端，其中该振荡电路在第一输出端产生斜坡补偿信号，在第二输出端产生时钟信号；第一比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收斜坡补偿信号与代表流过主开关管电流的电流采样信号之和，第二输入端接收与开关电路输出信号相关的反馈信号；以及逻辑电路，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振荡电路的第二输出端，第二输入端耦接至第一比较电路的输出端，输出端提供控制信号以控制主开关管的导通与关断；其中所述振荡电路还具有输入端，该输入端耦接至逻辑电路的输出端以接收控制信号，振荡电路基于控制信号将主开关管的导通时长与预设时长进行比较，若主开关管的导通时长大于预设时长，振荡电路在其第一输出端产生的斜坡补偿信号在主开关管导通的预设时长内具有第一斜率，在主开关管导通的预设时长外具有第二斜率，其中第一斜率和第二斜率均大于零，且第二斜率小于第一斜率。

在一个实施例中，所述振荡电路包括：电容器，具有第一端和第二端，其中第二端接地，该电容器两端的电压被用作斜坡补偿信号；第一开关管，与电容器并联；充电电路，耦接至电容器的第一端，为电容器提供充电电流，当电容器两端的电压小于阈值电压时，充电电路提供的充电电流为第一电流，当电容器两端的电压大于阈值电压时，充电电路提供的充电电流为第二电流，其中第一电流大于第二电流；以及第二比较电路，耦接至电容器和充电电路，将电容器两端的电压与阈值电压进行比较，并根据比较结果调节充电电路的充电电流。