[发明专利]一种开关电源快速响应控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本公开属于开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源快速响应控制电路及控制方法。

背景技术

目前开关电源的应用日益广泛，开关电源电路如图1所示，包括电源控制芯片IC、原边线圈LP、副边线圈LS、辅助线圈Laux、电源充电电路和开关控制电路，原边线圈LP、副边线圈LS、辅助线圈Laux组成变压器，电源充电电路包括串联的电阻R1和电容C2，辅助线圈的同相端通过二极管D2连接到电阻R1和电容C2的连接端，开关控制电路包括开关管Q1和采样电阻R4。

在反激式原边反馈开关电源方案中，通常为满足低待机功耗要求，电源控制芯片IC最低工作频率一般低于1KHz，有的会在300Hz，对于这样的IC，在系统从空载切换到重载甚至满载时，输出电压会低于设定值并持续几十毫秒。

如图2所示：对于空载时工作频率在300Hz～1KHz的芯片，t1最大为3.3mS，而t2往往有十几毫秒。例如，空载频率f1＝300Hz，满载电流Iloadmax＝1A，输出电压Uoutmax＝5V，过载保护点电流IoLp＝1.2A，输出电容C5为1mF的方案，负载从空载切换至满载的情况下，t1时间内Vout下降幅度deltaV1＝1A*3.3mS/1mF＝3.3V；则Vout重新恢复到5V所需时间t2＝3.3V*1mF/(1.2A-1A)＝16.5mS。t2＝5*t1，因此t2是导致响应时间慢的主要因素。

发明内容

基于此，本公开揭示了一种开关电源快速响应控制电路，所述控制电路包括：响应电路，用于周期性的获取开关电源辅助线圈同相端的第一周期采样电压，并将第一周期的采样电压与历史周期采样电压平均值进行比较，根据两者之间的比较关系输出响应信号；

峰值电流控制电路，用于根据响应信号的有效状态或无效状态，选择不同的峰值阈值，将流过开关电源原边线圈的电流与峰值阈值进行比较，根据比较结果输出峰值电流控制信号；

控制逻辑电路，用于根据峰值电流控制信号，输出控制逻辑信号给驱动电路；

驱动电路，用于根据控制逻辑信号输出驱动信号。

本公开还公开了一种开关电源快速响应控制方法，所述方法包括以下步骤：

所述方法包括以下步骤：

S100、通过检测辅助线圈在变压器退磁时的第一周期采样电压，并将第一周期的采样电压与历史周期采样电压平均值进行比较，当第一周期的采样电压比历史周期采样电压平均值小且两者的差值超过第一设定值时，则判定为负载突然增大；

其中，第一设定值可调；

S200、当负载突然增大后，在R个周期内强制增大原边线圈电流最大值至第二峰值阈值Ipkmax′，从而增大副边线圈的输出电流Iout；R个周期之后，控制原边线圈电流最大值恢复到第一峰值阈值；

峰值阈值指原边线圈上的最大电流，第一峰值阈值指正常工作时原边线圈上的最大电流，第二峰值阈值指快速相响应时原边线圈上的最大电流，且第二峰值阈值大于第一峰值阈值；

第一峰值阈值与第二峰值阈值可调。

本公开具有以下技术效果：

本公开通过检测辅助线圈退磁时的电压，判定负载是否突然增大，当确定负载突然增大后，强制增大原边线圈的电流，从而增大开关电源输出电流，缩短恢复时间，实现快速响应。

附图说明

图1为本公开背景技术中的开关电源电路；

图2为本公开背景技术中的示例图；

图3为本公开一个实施例中开关电源快速响应控制电路结构图；

图4为本公开一个实施例中响应电路结构图；

图5为本公开一个实施例中响应电路结构图；

图6为本公开一个实施例中电压采样电路图；

其中：mn1为第一开关管、R1为第一电阻、C1为第一电容；

图7为本公开一个实施例中开关电容电路图；

其中：mn2、mn3为第二开关管和第三开关管，C2、C3为第二和第三电容；

图8为本公开一个实施例中开关电容控制电路图；

其中：I1、I2、I3为第一、第二、第三与门，I6表示反相器；

图9为本公开一个实施例中响应周期设定电路图；

其中：I8、I9、I10表示D触发器，I4表示反相器；

图10为本公开一个实施例中的触发电路图；

其中I7表示D触发器；

图11为本公开一个实施例中响应电路图；

图12为本公开一个实施例中的工作波形图；