[实用新型]开关变换器及其控制电路

说明书

本申请公开了一种开关变换器及其控制电路。该控制电路包括纹波补偿模块，根据第一开关管和第二开关管之间的开关节点电压、第一开关管的第一驱动信号和第二开关管的第二驱动信号，产生斜坡补偿信号和直流补偿信号，所述直流补偿信号是所述斜坡补偿信号的采样信号，其中，所述控制电路采用斜坡补偿信号改善瞬态特性，采用直流补偿信号消除纹波补偿模块引入的失调。

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，更具体地，涉及基于恒定导通时间控制模式的开关变换器及其控制电路。

背景技术

随着电路电子技术的进步，开关电源不断向高功率密度、高效率、高可靠性方向发展。在各种电子产品的开关电源中，广泛地使用开关变换器。开关变换器可以采用多种拓扑，例如BOOST、BUCK、 BOOST-BUCK、反激式拓扑。在工作期间，开关变换器例如采用PWM 调制(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)方式控制开关管的导通状态，从而控制从输入端到输出端的电能传输，以提供稳定的输出电压和/或电流。

在采用PWM控制方式时，开关变换器可以基于恒定开关周期或恒定导通时间(COT，Constant on time)的控制方式实现开关控制信号的占空比调节，从而获得期望的输出电压和/或电流。由于无需额外的环路补偿网络和具有更快速的瞬态响应特性，采用恒定导通时间控制方式的开关变换器广泛地应用于各种电子产品中。在采用恒定导通时间控制方式的情形下，还可以引入输出电压前馈的自适应导通时间(ACOT，Adaptive constant ontime)控制，以消除输入、输出电压对系统工作频率的影响，因此，采用恒定导通时间控制方式的开关变换器可以有更好的EMI特性。

在开关变换器的输出端连接有输出电容，用于对输出电压进行滤波以获得平滑的波形。由于输出电容的容性特性，开关变换器的输出电压相对于电感电流信息存在一定的相位滞后，故需要足够等效串联电阻(ESR)的输出电容才能保证系统稳定工作，这也导致输出纹波较大。在将开关变换器用于提供CPU、服务器等高端功能芯片所需的供电电压时，要求供电电压的纹波足够小。为了减小供电电压的纹波，一方面可以选取体积小、ESR小的陶瓷电容或贴片钽电容，另一方面需要在开关变换器的芯片内和芯片外采用附加的纹波补偿模块以满足系统稳定性的要求。

然而，位于芯片外的纹波补偿模块需要增加额外的元器件，位于芯片内的纹波补偿模块可能引入直流失调导致输出电压有偏差。而且，为了在不同输入、输出电压下都能满足系统稳定性的要求，开关变换器的纹波补偿模块的补偿量设计都较大，导致动态特性变差。

因此，期望进一步改进开关变换器的纹波补偿模块以兼顾系统稳定性和动态特性的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型一方面提供了一种用于开关变换器的控制电路，所述开关变换器的主电路包括电感器以及为所述电感器提供充电路径的第一开关管和提供放电路径的第二开关管，所述控制电路包括：误差放大器，将所述主电路的直流输出电压的反馈信号与第一基准电压相比较，以产生补偿信号；

纹波补偿模块，根据所述第一开关管和所述第二开关管之间的开关节点电压、所述第一开关管的第一驱动信号和所述第二开关管的第二驱动信号，产生斜坡补偿信号和直流补偿信号，所述直流补偿信号是所述斜坡补偿信号的采样信号；

第一叠加模块，将所述补偿信号与所述斜坡补偿信号相叠加，以产生第一叠加信号；

第二叠加模块，将所述反馈信号与所述直流补偿信号相叠加，以产生第二叠加信号；

比较器，将所述第一叠加信号和所述第二叠加信号相比较，以产生脉宽调制信号；以及

驱动信号产生模块，产生所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，并且根据所述脉宽调制信号调节所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的导通时间，