[发明专利]开关电源及其控制方法

说明书

一种开关电源及其控制方法，该开关电源包括：开关电路(1)、控制器(2)、驱动器(3)和四阶低通滤波器(4)，四阶低通滤波器具有负耦合特性；开关电路接收输入电压，并将输入电压输出至四阶低通滤波器中；四阶低通滤波器将第一输出电压和第二输出电压输出至控制器中；控制器接收参考电压，基于第一输出电压、第二输出电压和参考电压，产生调制脉冲，并将调制脉冲输出至驱动器中；驱动器将调制脉冲输出至开关电路，以通过调制脉冲控制开关电路。通过具有负耦合特性的四阶低通滤波器，可以降低输出电压的纹波。

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，特别涉及一种开关电源及其控制方法。

背景技术

随着电子技术的高速发展，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，且电子设备都离不开可靠的电源。然而开关电源是一种高频化电能转换装置，用于将输入电压转换为用户端所需求的稳定电压，并且开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备，因此，开关电源的设计备受关注。

如图1(a)所示，开关电源包括第一MOS(Metal Oxid Semiconductor，金属氧化物半导体)管Q₁、第二MOS管Q₂、信号发生器1和低通滤波器2。其中，第一MOS管Q₁的源极s₁与外接电源VDD连接，该外接电源用于向该开关电源提供输入电压，第一MOS管Q₁的漏极d₁和第二MOS管Q₂的漏极d₂连接，第二MOS管Q₂的源极s₂接地，第一MOS管Q₁的栅极g₁和第二MOS管Q₂的栅极g₂分别与信号发生器1的输出端11连接，第一MOS管Q₁的漏极d₁和第二MOS管Q₂的漏极d₂还分别与低通滤波器2的输入端连接。另外，该低通滤波器2可以为二阶低通滤波器或者四阶低通滤波器。如图1(b)所示，当该低通滤波器2为二阶低通滤波器时，该低通滤波器2可以包括第一电感L₁和第一电容C₁，第一电感L₁的一端作为该低通滤波器2的输入端，第一电感L₁的另一端与第一电容C₁的一端连接，第一电容C₁的另一端接地。如图1(c)所示，当该低通滤波器2为四阶低通滤波器时，该低通滤波器2包括第二电感L₂、第三电感L₃、第二电容C₂和第三电容C₃，第二电感L₂的一端作为该低通滤波器2的输入端，第二电感L₂的另一端分别与第二电容C₂的一端和第三电感L₃的一端连接，第二电容C₂的另一端接地，第三电感L₃的另一端与第三电容C₃的一端连接，第三电容C₃的另一端接地。

当接通外接电源且信号发生器产生脉冲信号时，在脉冲信号的高电平期间，控制第一MOS管导通，并控制第二MOS管关断，以将外接电源所提供的输入电压传输至低通滤波器，通过低通滤波器对该输入电压进行滤波，得到直流输出电压，以通过该直流输出电压为电子设备等负载供电。同时，低通滤波器还可以基于输入电压进行充电。在脉冲信号的低电平期间，控制第一MOS管关断，并控制第二MOS管导通，以通过低通滤波器进行放电，从而对负载进行供电。

以上技术方案至少存在以下问题：由于二阶低通滤波器或者四阶低通滤波器的截止频率较低，因此，二阶低通滤波器或者四阶低通滤波器对输入电压的衰减较小，进而在二阶低通滤波器或者四阶低通滤波器放电期间，会导致输出电压的纹波较高，其中，纹波是指在直流输出电压的稳定量上叠加的交流分量。

发明内容