[发明专利]COT控制电路、方法以及相关集成电路

说明书

本发明的实施例涉及开关变换器的COT控制电路、方法和相关集成电路。该控制电路包括限流监测电路和控制模块。限流监测电路接收电流采样信号和主开关管控制信号，并将电流采样信号在主开关管关断时刻的值和第一限流参考值比较，产生电流误差信号。控制模块接收比较信号、导通时长控制信号和电流误差信号，并根据比较信号、导通时长控制信号和电流误差信号产生主开关管控制信号。其中，电流误差信号的值用于调整主开关管延时导通的延时时长。本发明公开的控制电路可在电流过流时，根据电流过流值的大小在每个周期自适应调整主开关管的延时时长达到限流的目的。

技术领域

本发明涉及电子电路，具体但不仅限于一种具有过流保护的恒定导通时间(Constant On Time,COT)控制电路、方法以及相关集成电路。

背景技术

近年，直流-直流开关变换器被广泛地应用于各种工业电子设备及消费电子设备中，COT控制由于优越的暂态响应，在直流-直流开关变换器中得到了广泛应用。通过控制开关变换器中开关元件的导通和关断，将开关变换器接收的供电电压转换为合适的输出电压。但是，与此同时，当负载突变时，COT控制中输出电流的快速上升也会带来很多问题。如果不对输出电流进行限制，将对系统造成损坏。

一般地，在COT控制中，控制电路将采样续流开关管流过的电流，判断续流开关管的电流是否低于谷底电流限，只有当续流开关管的电流低于谷底电流限后才允许主开关管再次导通。在集成的同步功率控制方案中，因为主开关管和续流开关管被集成在同一芯片上，所以续流开关管上的导通电阻特性是已知的。因此可通过在芯片内部监控流过续流开关管上的电流信息进而对电流进行限制，输出电流不容易失控。

然而，在一些异步解决方案或外部驱动同步功率管的解决方案中，由于芯片外部续流开关管的导通电阻特性未知，并不能简单地直接监控续流开关管上流过的电流，即使设置控制流过主开关管电流的电流限值，由于系统设置的最小导通时间和最小关断时间的存在，一旦变换器短路且没有其他信号对电流进行限制，系统的电流依然会失控。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明提供一种能够在异步解决方案或外部驱动的同步解决方案中，对开关变换器的电流能很好控制的控制电路和方法。

本发明由独立权利要求的特征限定，一些特定实施例在从属权利要求中限定。

本发明的第一方面提出了一种用于开关变换器的COT控制电路，该开关变换器包括主开关管，所述控制电路包括：电压比较电路，接收电压反馈信号，并将电压反馈信号和电压参考信号比较，产生比较信号，其中，电压反馈信号代表开关变换器的输出电压信号；导通时间产生电路，产生导通时长控制信号，其中，导通时长控制信号控制主开关管的导通时长；限流监测电路，接收电流采样信号和主开关管控制信号，并将电流采样信号在主开关管关断时刻的值和第一限流参考值比较，产生电流误差信号，其中，所述电流采样信号代表流过主开关管的电流，所述电流误差信号代表在主开关管关断时刻电流采样信号的值与第一限流参考值之间的差值，所述主开关管控制信号用于控制主开关管的关断和导通切换；以及控制模块，接收比较信号、导通时长控制信号和电流误差信号，并根据比较信号、导通时长控制信号和电流误差信号产生主开关管控制信号，其中，电流误差信号用于调整主开关管延时导通的延时时长。

本发明的另一方面提出了一种用于开关变换器的集成电路，包括：输入管脚，接收输入电压信号；开关管脚；反馈管脚，接收电压反馈信号，其中，电压反馈信号代表开关变换器的输出电压信号；主开关管，具有第一端、第二端和控制端，主开关管的第一端耦接输入管脚，主开关管的第二端耦接开关管脚，主开关管的控制端接收主开关管控制信号；以及如上所述的限流控制电路。

本发明的又一方面提出了一种用于开关变换器的COT控制方法，该开关变换器包括主开关管，所述控制方法包括：在主开关管关断时刻，采样并保持流过主开关管的电流，产生电流采样保持信号；将电流采样保持信号和第一限流值比较并将电流采样保持信号和第一限流值的误差放大，产生电流误差信号；根据电流误差信号的值延迟主开关管的导通时刻。