[发明专利]开关电源转换器系统及其控制电路和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路领域。本发明更具体地但不限于涉及开关电源转换器系统及其控制电路和控制方法。

背景技术

在开关电源领域，恒定导通时间控制模式的开关电源转换器系统由于其优越的负载瞬态响应、简单的内部结构和平滑的工作模式切换，在行业中得到了广泛的应用。

现有技术中的恒定导通时间模式开关电源控制器通常是将一个误差放大信号与一个根据输入电压和输出电压所产生的三角波信号作比较，来触发恒定导通时间计时器，生成系统控制信号。在这一过程中，误差放大信号需要与三角波信号的幅值匹配，才能正常触发恒定导通时间计时器。现有技术中通常采用为三角波信号设定固定直流偏置的做法，来完成幅值匹配。然而，设定固定直流偏置会使得开关电源转换器系统的输出电压调节范围受到限制，同时也不易在开关电源转换器系统中加入软启动功能。

同时，现有技术的恒定导通时间模式开关电源控制器中，为了保证环路稳定，通常会使误差放大信号的变化尽量平缓。而在轻负载的条件下，误差放大信号会随着所有功率开关的关闭而逐渐下降，使得误差放大信号和三角波信号之间有一个较大的差值。在此情况下，系统的瞬态响应性能会变得很差，亟需改进。

发明内容

本发明考虑到现有技术中的一个或多个问题，提出了一种开关电源转换器系统及其控制电路和控制方法。

本发明的第一方面，提出了一种开关电源转换器系统，其特征在于，所述开关电源转换器系统包括:开关电源转换器，具有功率开关，通过所述功率开关的开通和关断，将一个输入电压转换为一个输出电压，所述功率开关的开关和关断产生一个开关信号;反馈电路，接收所述输出电压，生成反馈信号;误差放大电路，耦接到所述反馈电路，根据所述第一参考信号和软开关信号中的较小值与所述反馈信号，产生所述误差放大信号;三角波信号发生器，耦接到所述开关电源转换器，根据所述软开关信号，第二参考信号，所述开关信号和所述输出电压，产生一个三角波信号;恒定导通时间控制电路，耦接到所述误差放大电路和所述三角波信号发生器，接收所述误差放大信号和所述三角波信号，生成恒定导通时间控制信号，用于控制所述开关电源转换器中的所述功率开关;其中所述三角波信号的直流偏置与所述软开关信号和所述第二参考信号中的较小值有关。

在另一实施例中，所述进一步包括软开关信号发生器，在所述开关电源转换器系统启动时，所述软开关信号发生器产生一个软开关信号;所述恒定导通时间控制电路包括:PWM比较器，其中，所述PWM比较器具有同相输入端，反相输入端和输出端，所述同相输入端和所述反相输入端分别接收所述误差放大信号和所述三角波信号;和计时器，耦接到所述PWM比较器的输出端，根据所述PWM比较器的输出信号，在输出端产生输出信号，作为所述恒定导通时间控制信号。

在又一实施例中，所述所述开关电源转换器系统进一步包括:休眠判断电路，输出一个休眠判断信号，用于判断所述开关电源转换器系统是否处于休眠状态;和箝位电路，耦接所述休眠判断电路，所述三角波信号发生器和所述误差放大电路，在所述休眠判断信号判断为休眠状态时，根据所述三角波信号和所述误差放大信号，来决定对所述误差放大信号进行箝位。

本发明的第二方面，提出了一种开关电源控制器，用于控制开关电源转换器中的功率开关产生开关信号，将一个输入电压转换成一个输出电压，其特征在于，所述开关电源控制器包括:反馈电路，接收所述输出电压，生成反馈信号;误差放大电路，耦接到所述反馈电路，根据所述第一参考信号和软开关信号中的较小值与所述反馈信号，产生所述误差放大信号;三角波信号发生器，耦接到所述开关电源转换器，根据所述软开关信号，第二参考信号，所述开关信号和所述输出电压，产生一个三角波信号;恒定导通时间控制电路，耦接到所述误差放大电路和所述三角波信号发生器，接收所述误差放大信号和所述三角波信号，生成恒定导通时间控制信号，用于控制所述开关电源转换器中的所述功率开关;其中所述三角波信号的直流偏置与所述软开关信号和所述第二参考信号中的较小值有关。

本发明的第三方面，提出了一种控制开关电源转换器系统的方法，其特征在于，所述方法包括:根据所述开关电源转换器系统的输出电压产生反馈信号;根据第一参考信号和软开关信号中的较小值，以及所述反馈信号，产生误差放大信号;根据所述软开关信号信号，第二参考信号，所述开关电源转换器系统的开关信号和所述输出电压，产生三角波信号;以及根据据所述三角波信号和所述误差放大信号，产生恒定导通时间控制信号，控制开关电源转换器系统中的功率开关;其中所述三角波信号的直流偏置与所述软开关信号和所述第二参考信号中的较小值有关。