[发明专利]控制电路和开关变换器

说明书

公开了一种控制电路和开关变换器，通过使得基准信号随输出信号变化，同时，使得斜坡信号的斜率随输入信号和调频信号变化，由此，可以同时将输入信号和调频信号引入到功率级电路的主功率开关关断时点的控制环路中，使得开关变换器在开关周期可调的同时还可以对输入信号的跳变快速响应。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及一种控制电路和应用其的开关变换器。

背景技术

以固定导通时间(Constant On Time，COT)方式控制的开关变换器不仅可以维持稳态时开关频率近似不变，而且在输出负载跳变时具有瞬时改变占空比的能力。这使得这类开关变换器具有更好的动态响应特性。在这种控制方式中，产生导通时间的基准信号以及斜坡信号的电流源可以有两种不同的配置方式。一种是将电流源配置为固定值的独立电流源，另外一种是将电流源配置为受控于输入电压的受控电流源。在基准信号或斜坡信号中引入输入电压相关信息使得电路可以快速响应于输入电压的跳变而变化。但是，对于开关周期(也即开关频率)可调的固定导通时间控制电路，不能以现有的方式直接引入输入电压，这使得可调频的固定导通时间控制电路难以具有较快的响应速度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种控制电路和开关变换器，以使得开关变换器在开关周期可调的同时还可以对输入信号的跳变快速响应。

根据本发明的第一方面，提供一种控制电路，用于控制开关变换器的功率级电路，所述控制电路包括：

基准信号生成电路，用于生成跟随所述开关变换器的输出信号变化的基准信号；

斜坡信号生成电路，用于生成斜率跟随所述输入信号和调频信号变化的斜坡信号；以及

比较器，用于比较所述基准信号和斜坡信号生成第一控制信号，当所述斜坡信号达到所述基准信号时，所述第一控制信号控制所述功率级电路的主功率开关由第一状态切换至第二状态，以控制所述开关变换器的输出信号维持为稳定值，并使得所述主功率开关的开关频率与所述输入信号无关而跟随所述调频信号变化。

优选地，所述功率级电路为降压拓扑(BUCK)；

所述基准信号与所述输出信号以及所述主功率开关的开关控制信号的占空比成比例；

所述斜坡信号的峰值与所述输入信号、调频信号以及所述主功率开关处于所述第一状态的时间成比例。

优选地，所述基准信号生成电路包括：

第一受控电流源，用于生成与所述输入信号成比例的第一电流；

第一开关和第一电阻，串联在所述第一受控电流源的电流输出通路上，其中，所述第一开关与所述主功率开关同步进行状态切换；以及

滤波电路，用于对所述第一电阻两端电压进行滤波输出所述基准信号。

优选地，所述基准信号生成电路还包括：

第一乘法器，用于将所述第一电流乘以预定值后向第一开关和第一电阻构成的串联电路输出。

优选地，所述滤波电路包括：

第二电容，连接在滤波电路的输入端和接地端之间；

第二电阻，连接在滤波电路的输入端和输出端之间；以及

第三电容，连接在滤波电路的输出端和接地端之间。

优选地，所述斜坡信号生成电路包括：

第二受控电流源，用于生成与所述输入信号成比例的第二电流；

第二乘法器，设置在所述第二电流的输出通路上，用于对所述第二电流乘以表征调频信号的信号后输出；