[发明专利]一种开关电源及其控制电路和控制方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及开关电源，更具体地说，涉及开关电源及其控制电路和控制方法。

背景技术

如今，许多电子设备均需要直流电源供电，例如发光二极管(LED)等发光元件也需要直流电流驱动。这些直流信号通常来自于开关电源。开关电源采用变压器或电感作为储能元件。例如在反激变换器中即采用变压器作为储能元件，一功率开关管耦接至变压器的原边绕组，控制电路控制该功率开关管的导通与关断，使能量交替地在变压器原边绕组中被存储或被传递到变压器的次级绕组，进而提供直流电流至发光二极管。

开关电源的控制方式主要分为定频控制和变频控制两类，变频控制中又以准谐振控制(Quasi-Resonant Control)最为常用。图1为准谐振控制开关电源的波形图。其中VDC是功率开关管两端的电压，SW是功率开关管的开关控制信号，Is是流过储能元件的电流。当开关电源工作在临界模式时，在流过储能元件的电流下降至零后，储能元件和功率开关管的寄生电容开始谐振。当功率开关管两端的电压VDC达到其最小谐振电压值时功率开关管被导通(通常被称为谷底开通)，从而减小开关损耗。当流过储能元件的电流Is大于一与输出电压/电流/功率相关的基准信号时功率开关管被关断，从而达到调节输出的目的。

一般地，开关电源采用集成电路(IC)作为其控制电路。该控制电路通过耦接至电流采样电阻的接脚检测流过开关管的电流，产生电流检测信号，并通过另一接脚采样功率开关管的端电压，产生过零检测信号。

在某些应用中，开关电源需要有不同的工作模式以满足应用的需要。不同工作模式的选择可以通过对控制IC的引脚加模式选择信号来进行控制。

在现有的控制IC中，以上检测流过功率开关管的电流、采样功率开关管的端电压以及选择工作模式每个功能的实现皆需一个引脚，增加了芯片的体积和成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种改进的开关电源及其控制电路和控制方法。

为实现上述目的，根据本发明一实施例，提出了一种开关电源，包括：功率开关管；储能元件，耦接至功率开关管，随着功率开关管的导通和关断，所述储能元件或存储能量或输出能量；电流检测电阻，耦接在功率开关管和参考地之间，采样流过功率开关管的电流，并产生电流检测信号；模式选择电阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至电流检测电阻和功率开关管的连接点；过零检测电路，采样功率开关管的端电压，并产生过零检测信号；第一二极管，具有阳极端和阴极端，所述阳极端耦接至过零检测电路接收过零检测信号；以及控制电路，耦接至功率开关管的控制端，具有多功能接脚，所述多功能接脚耦接至模式选择电阻的第二端以及第一二极管的阴极端；其中，在启动时，所述控制电路将多功能接脚上的信号与模式选择基准信号进行比较，并根据比较结果选择控制电路的工作模式；在所述控制电路正常运行并且功率开关管导通时，所述控制电路将多功能接脚上的信号与峰值电流信号进行比较，在所述控制电路正常运行且功率开关管关断时将多功能接脚上的信号与过零基准信号进行比较，根据比较结果，所述控制电路输出开关控制信号控制功率开关管的导通与关断。

根据本发明一实施例，提出了一种开关电源的控制方法，所述开关电源包括功率开关管、储能元件和控制电路，其中，所述控制方法包括：在开关电源启动阶段，产生模式选择信号；检测流过功率开关管的电流，并产生电流检测信号；检测功率开关管的端电压，并产生过零检测信号；通过多功能接脚接收模式选择信号、电流检测信号和过零检测信号；在开关电源启动阶段，基于模式选择信号选择开关电源的工作模式；判断功率开关管是否导通，若功率开关管导通，则将多功能接脚上的信号与峰值电流信号进行比较执行步骤，否则将多功能接脚上的信号与过零基准信号进行比较；根据上述比较结果控制功率开关管的导通和关断。