[发明专利]开关电源的控制电路及其方法

说明书

本发明公开了开关电源的控制电路及其方法，由恒流控制模块根据FB管脚和CS管脚上的反馈信息，产生并输出控制开关电源输出电流的控制信号，调节功率晶体管的开通占空比，调整电源系统的输出电流I_O为恒定值；恒流精度补偿模块根据FB管脚和CS管脚上的反馈信息，调节恒流控制模块和采样保持模块的电路计算参数，使输出恒流精度不受工作模式变化和/或输入条件变化的影响；定时器判定FB管脚上电压V_FB到达谷值的时刻；压控振荡器根据恒流控制模块输出的控制信号和定时器的输出信号，调节功率晶体管的开关频率，使开关电源工作于QR模式或CCM模式，当输出电压变化时，QR模式保持不变或CCM模式电流连续的深度保持相近。

技术领域

本发明涉及一种开关电源的控制电路及其方法，适用于电源管理集成电路系统，属于功率半导体技术领域。

背景技术

反激式开关电源的输出电流可以表示为：其中，为变压器原次边匝数比，I_{PRI_PK}为变压器励磁期间的原边电流峰值，I_{PRI_O}为变压器励磁期间的原边电流初值，T_D为变压器消磁时间，T_P为反激式开关电源的单个开关周期时间。该表达式亦可以表示为：其中，R_CS为原边电流检测电阻阻值，V_{CS_PK}为变压器励磁期间R_CS两端电压的峰值，V_{CS_O}为变压器励磁期间R_CS两端电压的初值。当反激式开关电源工作于非连续电流模式(DCM)时，由于V_{CS_O}为0，输出电流则可以简化表示为：传统的恒流控制方式即为利用该简化表达式，选定变压器原次边匝数比和原边电流检测电阻阻值R_CS后，保持每个开关周期内的V_{CS_PK}为固定值，再调制开关周期T_P与变压器消磁时间T_D之间的比例固定为K，使得输出电流从而达到控制输出电流恒定的目的。

上述传统的输出恒流控制方式一个明显的不足点是，当反激式开关电源工作于连续电流模式(CCM)，即V_{CS_O}不为0时，该恒流控制方式失效。而且即使对于工作于DCM模式的反激式开关电源，该恒流控制方式要求T_P与T_D之间的比例严格固定，与DCM模式中的谷底导通(QR)模式亦不兼容。如此，采用上述恒流控制方式的电源具有效率低的缺点，且为了保证不工作于CCM模式，变压器设计亦受到限制。