[发明专利]一种BUCK控制电路、控制方法和基准产生电路

说明书

本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种BUCK控制电路及控制方法,BUCK控制电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、比较器COMP1、比较器COMP2、比较器COMP3、与门U1、RS触发器U2、基准产生电路和驱动电路。本发明BUCK控制电路可解决现有供电电源动态特性差的问题，达到在输入电压、输出负载同时跳变时输出零过欠冲的效果，与现有技术相比，控制电路的制造成本更低。且在保证输出零过欠冲的性能情况下，空载开关频率低，空载功耗也较低。

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种BUCK控制电路、控制方法及基准产生电路。

背景技术

BUCK拓扑广泛应用于民用场合，目前白色家电的控制电路供电大部分采用BUCK拓扑供电，因为相比于反激，BUCK拓扑的成本更低，并且全塑料外壳，无需考虑安规隔离的问题。一般家电的供电电路，输入电压范围为110VDC～375VDC(交流输入整流滤波之后)，输出电压有两路其中一路为5V或3.3V给单片机供电，另一路为12V给继电器供电。还有一种特殊的家电应用为单火线开关面板，内部供电电路的输入电压范围约为12VDC～375VDC，输出电压有两路其中一路为5V或3.3V给单片机供电，另一路为12V给继电器供电。上述供电电路的两路输出，一般是把12V的输出电压通过LDO或开关电源进行二次降压，得到5V或3.3V的输出电压。

目前继电器已有5V供电或3.3V供电的产品，理论上是不需要额外12V供电的。但实际上目前家电中几乎还是沿用两路输出的供电，其中一个原因就是目前这种AC-DC的BUCK控制的输出动态性能比较差。一般继电器的驱动损耗为300mW左右，而单片机为30mW左右。在控制继电器进行开关动作时，相当于输出产生了一次大动态跳变，这时输出电压是会产生一定的过欠冲。而单片机的供电电压范围是比较窄的，这种输出电压的过欠冲是有可能会损坏芯片或者让芯片重启，从而影响整个系统的正常工作，所以12V+5V OR3.3V这种两路输出的应用一直沿用到现在。当给继电器供电的12V电压出现比较大的过欠冲，经过二次降压之后的5V OR 3.3V输出电压，只要输入输出有一定的压差，那么5V OR 3.3V的输出电压是很稳定的不会受输入电压过欠冲的影响。由于现有技术的还没能解决输出大动态电压过欠冲的问题，两路输出的供电方案是目前非常常见的应用。

而单火线开关面板的应用对电源的要求就更高，不仅输出电压会出现负载跳变，输入电压也会出现电压跳变。当单火线开关面板内部的继电器闭合，这时内部供电电源的输出为满载，而输入电压会从310VDC跌落到12VDC左右；当单火线开关面板内部的继电器关闭时，这时内部供电电源的输出为空载，而输入电压会从12VDC上升到310VDC。这种输入输出的同时跳变会让输出电压的过欠冲更大，甚至电源需要额外的控制电路才能正常工作。同时，这么宽的输入电压范围会导致反馈环路补偿更加困难，为了使得在全范围内稳定，开关电源的穿越频率需设计得更低，大动态性能会更差。常规的单火线开关面板的供电电路，两路输出是必不可少的。单火线开关面板也要求供电电源的空载输入电流很小，因为单火线开关面板中的供电电源与灯具是串联的，灯具在关闭时供电电源的空载输入电流会流经灯具，假如空载输入电流过大，就会导致灯具在关闭时会出现闪烁的情况。

根据开关电源领域的一般常识可知，开关电源的空载输入功耗与空载开关频率是成反比的，空载开关频率越低，那么空载输入功耗越小。而一般空载开关频率与输出的大动态响应也是相关的，空载的开关频率越低，那么输出从空载到满载负载切换时，输出电源的欠冲也就会越大。也就是说，一般情况下，开关电源的空载输入功耗与输出动态响应是相矛盾的。市面上一般供电电源的空载输入功耗为50mW～100mW，有些控制技术比较落后的供电电源空载输入功耗大于200mW。

基于以上的介绍，我们可以了解到，目前家电的供电电源存在以下的问题：

1、供电电源的输出动态特性较差，需要二次降压电路给单片机供电，导致电路成本相对较高；

2、为了兼顾动态特性的，空载功耗不能做得太低，国内庞大的家电保有量使得家电的待机状态也会造成能源的浪费。

发明内容