[发明专利]开关电源变换系统

说明书

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源变换系统，包括系统控制器、第一开关管、第一二极管、电感、第二二极管、第一电容和第二电容，系统控制器包括误差放大器、振荡器可变电流控制单元、振荡器、调制组件、栅极驱动器和补偿网络，振荡器可变电流控制单元包括基准电压电流单元、比较器、第二开关管、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一电阻，基准电压电流单元产生参考电压信号和偏置电流信号；本案中系统频率的控制信号由系统输出反馈信号、内部基准电压和误差放大器输出产生，为控制模块提供系统负载快速响应的控制环路，在开关系统负载动态变化下，通过工作频率快速变化，实现开关变换系统输出负载的快速响应。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源变换系统。

背景技术

现有的开关电源变换系统，其基本结构一般如图1所示，包括系统控制器102、开关104、电容器106、第一二极管108、第二二极管110和电感112。其中：系统控制器102的结构如图2所示，系统控制器102包括误差放大器202、控制组件204、振荡器208、振荡器电流控制单元210、补偿网络214和栅极驱动器206。

在上述系统中，误差放大器202接收参考信号Vref和输出电压反馈信号FB，并生成指示系统负载条件的放大信号212，控制组件204接受放大信号212并向栅极驱动器206输出调制信号218，栅极驱动器206生成驱动开关的栅极驱动信号216。补偿网络214连接至误差放大器202的输出端。如果放大信号212变化，控制组件204则调节调制信号218来提高/降低开关频率和占空比因数，从而提供合适的负载能力。该控制环路带宽由环路主极点与误差放大器202和补偿网络214决定，环路带宽一般为工作频率的1/10。补偿网络214中较大的电容在负载条件改变下，严重影响了电源变换系统的动态响应。

为了获得良好的动态响应，常常需要电源变换系统100的控制环路具有宽的带宽，于是需要移除补偿网络214来增加控制环路的带宽，误差放大器变为比较器，但这些措施会引起开关频率和占空比因数的极大改变。因此，较为普遍的做法是，在系统内采用具有大量外部组件的复杂补偿网络，使系统能够获得良好的动态响应和更高的稳定性，但是这样会带来系统成本的显著增加。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种开关电源变换系统。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种开关电源变换系统，包括系统控制器、第一开关管、第一二极管、电感、第二二极管、第一电容和第二电容，所述系统控制器包括误差放大器、振荡器可变电流控制单元、振荡器、调制组件、栅极驱动器和补偿网络，所述振荡器可变电流控制单元包括基准电压电流单元、比较器、第二开关管、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一电阻，所述基准电压电流单元用于产生参考电压信号Vref、偏置电流信号I_bias0、偏置电流信号I_bias1和偏置电流信号I_bias2；

所述第一开关管的栅极与栅极驱动器的输出端连接，漏极接外部高压电源，源极分别与第一电容的一端、电感的一端、第一二极管的阴极连接且作为系统内部地线，所述第一电容的另一端分别与比较器的反相输入端、误差放大器的负输入端、第二二极管的阴极连接，所述电感的另一端分别与第二二极管的阳极、第二电容的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与第二电容的另一端、外部高压电源的地线连接；

所述误差放大器的正输入端接入系统参考电压信号Vref且与比较器的同相输入端连接，输出端分别与补偿网络的COMP信号输入端、调制组件的第一输入端连接，所述补偿网路的浮地端与系统内部地线连接，所述振荡器的输出端与调制组件的第二输入端连接，调制组件的输出端与栅极驱动器的输入端连接；