[发明专利]一种开关电源控制电路及系统，以及控制方法

说明书

本发明提供了一种开关电源控制电路，用于驱动开关电源中的第一开关将输入电压转换为输出电压，所述控制电路包括:导通时间控制单元，所述导通时间控制单元接收第一信号和第二信号，所述第一信号表征所述第一开关的开关频率，所述第二信号表征流经所述第一开关的电流，以产生指示第一开关关断时刻的信号；当所述流经第一开关的电流峰值小于一预设电流值时，由所述导通时间控制单元根据所述第一信号确定所述第一开关的关断时刻，以维持所述第一开关的开关频率基本恒定在一目标频率值。从而有效避免音频噪声的产生，能够在负载变化时稳定输出电压并保持较高的效率，保证开关电源的安全工作。

技术领域

本发明主要涉及电子电路领域，尤其涉及一种用于开关电源的控制电路、控制方法以及控制系统。

背景技术

在开关电源领域，目前比较常用的控制方式主要是电压控制模式、电流控制模式和固定导通时间控制模式(constant on time,简称COT)，其中COT控制具有优越的负载瞬态响应和简单的控制电路构成，被广泛使用。传统的COT控制方法中，在开关电源的输出电压小于参考信号时开关管被导通，而在导通时间到达预设值时开关管被关断。对于传统的COT控制开关电源而言，其开关频率会随着负载的减小而逐渐减小。在负载减轻时，开关频率可能被减小至落入音频范围(例如200Hz-20kHz)，从而引起音频噪声。另一方面，在输入电压增大时，固定导通时间会导致流经开关管的电流值增大，有发生过流的风险。为了避免音频噪声的产生，并维持较好的工作效率和安全性能，需要提出新的控制电路和控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于开关电源的控制电路、控制方法以及控制系统，以避免负载发生变化时，在开关电源工作过程中产生人耳可听见的音频噪声，并减少开关电源的开关损耗，限制流经开关管的峰值电流，提升开关电源的性能。

根据本发明实施例的一种开关电源控制电路，用于驱动开关电源中的第一开关将输入电压转换为输出电压，其特征在于，所述开关电源控制电路包括:导通时间控制单元，所述导通时间控制单元接收第一信号和第二信号，所述第一信号表征所述第一开关的开关频率，所述第二信号表征流经所述第一开关的电流，以产生指示第一开关关断时刻的信号；其中，当所述流经第一开关的电流峰值小于一预设电流值时，由所述导通时间控制单元根据所述第一信号确定所述第一开关的关断时刻，以维持所述第一开关的开关频率恒定在一目标频率值。

在一个实施例中，当所述流经第一开关的电流峰值达到所述预设电流值时，由所述导通时间控制单元根据所述电流峰值达到所述预设电流值的时刻确定所述第一开关的关断时刻。

在一个实施例中，所述导通时间控制单元包括自适应导通时间生成单元，接收所述第一信号和一基准频率信号，并根据所述基准频率信号和所述第一信号的差值，生成一自适应导通时间信号

在一个实施例中，所述控制电路还包括关断时间控制单元，所述关断时间控制单元接收表征所述输出电压的第三信号，并将所述第三信号与一基准电压信号进行比较，产生指示第一开关开通时刻的信号。

在一个实施例中，当所述开关频率高于所述目标频率值，所述自适应导通时间控制单元控制所述第一开关的关断时刻延后一个单位时间；当所述开关频率低于所述目标频率值，所述自适应导通时间控制单元控制所述第一开关的关断时刻提前一个单位时间。

根据本发明实施例的一种开关电源控制系统，所述开关电源控制系统包括开关元件、续流元件和储能元件，用于将一输入电压转换为输出电压，其特征在于，所述控制系统还包括:导通时间控制单元，所述导通时间控制单元接收第一信号和第二信号，所述第一信号表征所述开关元件的开关频率，所述第二信号表征流经所述开关元件或所述储能元件的电流，以产生指示所述开关元件的关断时刻的信号；其中，当流经所述开关元件或所述储能元件的电流峰值小于一预设电流值时，由所述导通时间控制单元根据所述第一信号确定所述开关元件的关断时刻，以维持所述第一开关的开关频率恒定在一目标频率值。