開關(guān)電源控制器及其控制方法
【專利摘要】公開了一種開關(guān)電源控制器及其控制方法。該開關(guān)電源控制器用于控制開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，從而在與開關(guān)管串聯(lián)的電感中產(chǎn)生電感電流，包括：抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生隨時(shí)間變化的抖頻信號(hào)；疊加電路，用于將電感電流采樣信號(hào)與所述抖頻信號(hào)相疊加以產(chǎn)生疊加信號(hào)；第一比較器，用于將所述疊加信號(hào)與控制電壓相比較以產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)。該開關(guān)電源控制器采用對(duì)電感電流采樣信號(hào)的抖頻控制改善傳導(dǎo)電磁干擾。
【專利說明】開關(guān)電源控制器及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源，更具體地，涉及可以抑制電磁干擾(EMI)的開關(guān)電源控制器及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源在工作過程中由于開關(guān)管的高速開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。如何降低電磁干擾噪聲使得電源產(chǎn)品達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是業(yè)界普遍關(guān)注的一個(gè)問題。傳統(tǒng)的減小開關(guān)電源的電磁干擾噪聲的方法是在電路中加入EMI濾波器，這不僅會(huì)導(dǎo)致電源的體積和成本增加、高頻性能下降，同時(shí)也增大了損耗。
[0003]抖頻控制是一種有效改善傳導(dǎo)電磁干擾的方法，現(xiàn)在已被集成開關(guān)電源芯片所采用而大量應(yīng)用于小功率開關(guān)電源產(chǎn)品中。該方法通過使開關(guān)電源的工作頻率周期性或非周期性地在一定的范圍內(nèi)變化，使得諧波干擾能量得以分散，從而達(dá)到滿足EMI標(biāo)準(zhǔn)的目的。
[0004]然而，現(xiàn)有開關(guān)電源中抖頻控制的原理是改變開關(guān)電源的系統(tǒng)開關(guān)頻率。雖然可以改善傳導(dǎo)電磁干擾，但由于系統(tǒng)開關(guān)頻率的變化，開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻將偏離理想值。采用抖頻控制導(dǎo)致開關(guān)管的導(dǎo)通損耗變大、系統(tǒng)效率降低和發(fā)熱量增大。此外，由于開關(guān)管在高電壓下導(dǎo)通切換，甚至可能產(chǎn)生附加的電磁輻射，導(dǎo)致EMI劣化。
[0005]因此，期望進(jìn)一步改善開關(guān)電源抖頻控制以減少開關(guān)管的導(dǎo)通損耗和電磁輻射。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源控制器及其控制方法，該開關(guān)電源控制器采用抖頻控制改善傳導(dǎo)電磁干擾。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種開關(guān)電源控制器，所述開關(guān)電源控制器用于控制開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，從而在與開關(guān)管串聯(lián)的電感中產(chǎn)生電感電流，包括:抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生隨時(shí)間變化的抖頻信號(hào)；疊加電路，用于將電感電流采樣信號(hào)與所述抖頻信號(hào)相疊加以產(chǎn)生疊加信號(hào)；第一比較器，用于將所述疊加信號(hào)與控制電壓相比較以產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)。
[0008]優(yōu)選地，所述開關(guān)電源控制器還包括:導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)；RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的置位端接收所述導(dǎo)通信號(hào)，復(fù)位端接收所述斷開信號(hào)，并且在輸出端產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，用于根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0009]優(yōu)選地，所述RS觸發(fā)器在所述導(dǎo)通信號(hào)從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)置1，在所述斷開信號(hào)從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)置O。
[0010]優(yōu)選地，所述導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路為定時(shí)電路。
[0011]優(yōu)選地，所述導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路包括:第二比較器，用于將與開關(guān)管兩端的電壓相對(duì)應(yīng)的電壓反饋信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以產(chǎn)生參考過零信號(hào)；以及延時(shí)電路，在電壓反饋信號(hào)過零之后，延遲預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生有效的導(dǎo)通信號(hào)。
[0012]優(yōu)選地，所述預(yù)定時(shí)間為從電壓反饋信號(hào)過零直至進(jìn)一步減小至谷值的時(shí)間。
[0013]優(yōu)選地，所述抖頻信號(hào)為三角波和正弦波之一。
[0014]優(yōu)選地，所述疊加電路根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)刻的初始值。
[0015]優(yōu)選地，所述疊加電路根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管導(dǎo)通期間的變化斜率。
[0016]優(yōu)選地，所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路包括:在輸出端和地之間串聯(lián)連接的第一電流源和第一開關(guān)；在輸出端和地之間串聯(lián)連接的第二電流源和第二開關(guān)；以及在輸出端和地之間連接的電容，其中，所述第一電流源和所述第二電流源的電流方向相反，并且第一開關(guān)和第二開關(guān)交替導(dǎo)通。
[0017]優(yōu)選地，所述第一電流源和所述第二電流源為壓控電流源，所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路還包括:第三比較器，用于將所述控制電壓與參考電壓相比較以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及第三開關(guān)，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通或斷開，其中，在第三開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，第三開關(guān)將所述控制電壓提供至所述第一電流源和所述第二電流源的控制端，從而改變所述第一電流源和所述第二電流源的電流值。
[0018]優(yōu)選地，所述開關(guān)電源控制器還包括電壓反饋電路，所述電壓反饋電路對(duì)電壓反饋信號(hào)進(jìn)行調(diào)整以獲得所述控制電壓，使得所述控制電壓表征開關(guān)電源的輸出電壓。
[0019]優(yōu)選地，在所述控制電壓小于所述參考電壓時(shí)，所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路未輸出抖頻信號(hào)。
[0020]優(yōu)選地，在所述控制電壓大于所述參考電壓時(shí)，所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路輸出抖頻信號(hào)，并且使得抖頻信號(hào)的峰值為電感電流采樣信號(hào)的峰值的10% -20%。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述疊加電路為壓控增益放大電路。
[0022]優(yōu)選地,所述疊加電路包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電感電流采樣信號(hào)，所述第二輸入端接收抖頻信號(hào)，所述輸出端提供疊加信號(hào)。
[0023]優(yōu)選地，所述疊加電路還包括:晶體管以及多個(gè)分壓電阻，串聯(lián)連接在電源電壓和地之間；選擇電路，用于根據(jù)抖頻信號(hào)，將所述多個(gè)分壓電阻中的相鄰電阻之間的節(jié)點(diǎn)之一連接至輸出端；以及比較器，用于將電感電流采樣信號(hào)與參考電壓相比較以控制流過晶體管的電流值，其中，所述參考電壓為所述多個(gè)分壓電阻中的相鄰電阻之間的節(jié)點(diǎn)之一的電壓，以及所述多個(gè)分壓電阻的電阻值不同。
[0024]優(yōu)選地，從電源電壓至地之間，所述多個(gè)分壓電阻的電阻值遞增或遞減。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種開關(guān)電源控制方法，用于控制開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，從而在與開關(guān)管串聯(lián)的電感中產(chǎn)生電感電流，包括:產(chǎn)生隨時(shí)間變化的抖頻信號(hào)；將電感電流采樣信號(hào)與所述抖頻信號(hào)相疊加以產(chǎn)生疊加信號(hào)；以及將所述疊加信號(hào)與控制電壓相比較以產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)。
[0026]優(yōu)選地，所述開關(guān)電源控制方法還包括，產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)；根據(jù)所述導(dǎo)通信號(hào)和所述斷開信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0027]優(yōu)選地，產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)的步驟包括:采用定時(shí)電路產(chǎn)生所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0028]優(yōu)選地，產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)的步驟包括:將與開關(guān)管兩端的電壓相對(duì)應(yīng)的電壓反饋信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以產(chǎn)生參考過零信號(hào)；以及在電壓反饋信號(hào)過零之后，延遲預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生有效的導(dǎo)通信號(hào)。
[0029]優(yōu)選地，產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)的步驟包括:根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)刻的初始值。
[0030]優(yōu)選地，產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)的步驟包括:根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管導(dǎo)通期間的變化斜率。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器采用抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路和疊加電路，對(duì)電感電流采樣信號(hào)進(jìn)行初始值和/或斜率調(diào)制。開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間隨時(shí)間是變化的，開關(guān)管的開關(guān)周期Ts也會(huì)隨著時(shí)間變化而變化。該開關(guān)電源控制器可以達(dá)到改變頻率的目的，實(shí)現(xiàn)了抑制EMI的功能。
[0032]在優(yōu)選的實(shí)施例中，在電壓反饋信號(hào)過零之后，延時(shí)電路在延遲預(yù)定時(shí)間之后產(chǎn)生高電平的導(dǎo)通信號(hào)。采用延時(shí)電路引入保持不變的延遲，進(jìn)而控制開關(guān)管的斷開時(shí)刻，可以實(shí)現(xiàn)在谷底或近似在谷底時(shí)刻導(dǎo)通。從而可以減少開關(guān)管的導(dǎo)通損耗。
[0033]在優(yōu)選的實(shí)施例中，采用電壓反饋電路對(duì)電壓反饋信號(hào)進(jìn)行調(diào)整以獲得所述控制電壓，使得所述控制電壓表征開關(guān)電源的輸出電壓。因此，在低載時(shí)未進(jìn)行抖頻，在重載時(shí)，抖頻信號(hào)的峰值的大小與開關(guān)電源的輸出電壓成比例變化。該優(yōu)選實(shí)施例既避免了輕載紋波大、電源噪聲和穩(wěn)定性差的問題，同時(shí)又保證了電路在EMI噪聲相對(duì)較大的時(shí)候加入抖頻功能，分散噪聲的頻譜以達(dá)到EMI標(biāo)準(zhǔn)的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0035]圖1為反激式(flyback)拓?fù)涞拈_關(guān)電源的示意性框圖；
[0036]圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)電源控制器的示意性框圖；
[0037]圖3為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器的示意性框圖；
[0038]圖4為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中第一抖頻調(diào)制方案的波形圖；
[0039]圖5為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中第二抖頻調(diào)制方案的波形圖；
[0040]圖6為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源的波形圖；
[0041]圖7為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中采用的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路的第一實(shí)例的示意性框圖；
[0042]圖8為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中采用的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路的第二實(shí)例的示意性框圖；
[0043]圖9為圖7和8所示的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路的波形圖；
[0044]圖10為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中采用的疊加電路的示意性框圖；以及
[0045]圖11為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0047]為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0048]圖1為反激式拓?fù)涞拈_關(guān)電源100的示意性框圖。所述開關(guān)電源100采用反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。開關(guān)電源100包括變壓器T。變壓器T具有原邊繞組NP、副邊繞組NS和輔助繞組NA，用于傳遞能量和信號(hào)反饋。變壓器T的原邊繞組NP的第一端、副邊繞組NS的第二端以及輔助繞組NA的第二端為同名端，以及變壓器T的原邊繞組NP的第二端、副邊繞組NS的第一端以及輔助繞組NA的第一端為同名端。
[0049]在原邊側(cè)，外部交流輸入經(jīng)整流濾波之后，作為輸入電壓VIN，輸入至所述變壓器T的原邊繞組NP的第一端。開關(guān)管SI和采樣電阻RS串聯(lián)連接在變壓器T的原邊繞組NP的第二端與地之間。
[0050]在副邊側(cè)，變壓器T的副邊繞組NS的第一端串聯(lián)連接二極管Dl的陽(yáng)極，第二端接地。在二極管Dl的陰極和地之間并聯(lián)連接電容Co，在電容Co的兩端產(chǎn)生輸出電壓V。。變壓器T的輔助繞組NA的第一端作為反饋端，第二端接地。電阻Rl和R2組成分壓網(wǎng)絡(luò)，從輔助繞組NA的第一端獲取表征副邊輸出電壓的電壓反饋信號(hào)VFB。
[0051]電壓反饋電路101從變壓器T的輔助繞組NA獲取電壓反饋信號(hào)VFB。在開關(guān)管斷開時(shí)，電壓采樣信號(hào)逐漸減小。當(dāng)副邊繞組NS放電完成瞬間，電壓反饋信號(hào)Vfb發(fā)生陡降。
[0052]開關(guān)電源控制器110從采樣電阻RS獲取原邊繞組NP的電感電流采樣信號(hào)Vsen，從電壓反饋電路101獲取副邊電壓的電壓反饋信號(hào)VFB。開關(guān)電源控制器110根據(jù)電感電流采樣信號(hào)Vsen和電壓反饋信號(hào)VFB，產(chǎn)生開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)\，從而控制開關(guān)管SI的開關(guān)狀態(tài)。例如，該開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve是具有占空比的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，使得開關(guān)管SI在導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換。
[0053]在開關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)，變壓器T的原邊繞組NP承受正電壓Vin，電感電流IL從零開始線性上升。當(dāng)該電流在采樣電阻Rs上產(chǎn)生的采樣信號(hào)Vsen達(dá)到控制電壓V。時(shí)，開關(guān)管SI關(guān)斷。
[0054]控制電壓V。表征原邊電感電流的極限值。在一個(gè)實(shí)例中，控制電壓為恒壓源產(chǎn)生的預(yù)設(shè)電壓。在另一個(gè)實(shí)例中，控制電壓V。為上述表征副邊輸出電壓的電壓反饋信號(hào)Vfb的補(bǔ)償電壓信號(hào)，補(bǔ)償電壓信號(hào)為穩(wěn)定的電壓信號(hào)。
[0055]在一個(gè)實(shí)例中，采用附加的電壓反饋電路，對(duì)電壓反饋信號(hào)Vfb進(jìn)行調(diào)整，以獲得精確表征副邊輸出電壓的穩(wěn)定的控制信號(hào)V。。電壓反饋電路可以包括采樣保持電路，使得采樣保持后的控制信號(hào)V。為基本恒定的一個(gè)值。例如，采樣保持電路是中國(guó)專利申請(qǐng)201210047752.4中的電壓反饋電路中的采樣保持電路。替代地，采樣保持電路可以是任何已知的采樣保持電路
[0056]在開關(guān)管SI關(guān)斷時(shí)，副邊二極管Dl續(xù)流，等效到副邊繞組承受負(fù)電壓V。。此時(shí)原邊電感電流IL線性下降。在連續(xù)導(dǎo)通(CCM)模式下，電感電流IL還未減小達(dá)到O時(shí)，開關(guān)管SI即再次導(dǎo)通。在非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)模式下，直至電感電流IL至0，開關(guān)管SI才再次導(dǎo)通。在準(zhǔn)諧振模式，開關(guān)管SI在其源漏電壓波形的谷底才再次導(dǎo)通。在準(zhǔn)諧振模式，控制電壓V。決定了開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間和副邊二極管Dl的續(xù)流時(shí)間，也就是決定了開關(guān)頻率。
[0057]圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)電源控制器110的示意性框圖。所述開關(guān)電源控制器110包括第一比較器1101、第二比較器1102、延時(shí)電路1110、RS觸發(fā)器1103以及驅(qū)動(dòng)電路
1104。
[0058]第一比較器1101的同相輸入端接收電感電流采樣信號(hào)VSEN，反相輸入端接收控制電壓V。。第一比較器1101的輸出端提供斷開信號(hào)。
[0059]第二比較器1102的同相輸入端接收電壓反饋信號(hào)VFB，反相輸入端接收參考信號(hào)Vkef，參考信號(hào)Vkef為參考零電壓。第二比較器1102的輸出端提供參考過零信號(hào)。延時(shí)電路1110接收參考過零信號(hào)并且產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)。
[0060]RS觸發(fā)器1103的置位端S接收導(dǎo)通信號(hào)，復(fù)位端R接收斷開信號(hào)，并且輸出端Q產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路1104的輸入端接收開關(guān)控制信號(hào)，并且輸出端產(chǎn)生開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)\。
[0061]在RS觸發(fā)器1103的輸出端Q為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路1104提供高電平的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)\，使得開關(guān)管Si導(dǎo)通。
[0062]在開關(guān)管SI導(dǎo)通期間，電感電流采樣信號(hào)Vsen線性上升。當(dāng)電感電流采樣信號(hào)VSE達(dá)到控制電壓V。時(shí)，該斷開信號(hào)為高電平。RS觸發(fā)器1103的輸出端Q轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑?qū)動(dòng)電路1104提供低電平的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve，使得開關(guān)管SI斷開。
[0063]在開關(guān)管SI斷開之后，延時(shí)電路1110在電壓反饋信號(hào)Vfb過零之后，延遲預(yù)定時(shí)間后產(chǎn)生高電平的導(dǎo)通信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路1104提供高電平的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve，使得開關(guān)管SI再次導(dǎo)通。然后，進(jìn)入下一個(gè)開關(guān)周期。
[0064]在現(xiàn)有的抖頻控制中，通過隨時(shí)間變化改變控制電壓V。的幅值，就可以改變開關(guān)頻率，從而實(shí)現(xiàn)抖頻控制。
[0065]圖3為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器210的示意性框圖。所述開關(guān)電源控制器210包括第一比較器2101、第二比較器2102、延時(shí)電路2110、RS觸發(fā)器2103以及驅(qū)動(dòng)電路2104。與現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)電源控制器210不同，根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器210進(jìn)一步還包括抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105和疊加電路2106。
[0066]抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105產(chǎn)生抖頻信號(hào)VjittOT。所述抖頻信號(hào)可以為三角波或正弦波。
[0067]疊加電路2106接收電感電流采樣信號(hào)Vsen和抖頻信號(hào)Vjitte,并且將抖頻信號(hào)Vjitte與電感電流采樣信號(hào)Vsen疊加，以獲得疊加信號(hào)Vseni。
[0068]與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)控制電壓V。幅度調(diào)制的抖頻方案不同，本發(fā)明的開關(guān)電源控制器210采用抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105和疊加電路2106，對(duì)電感電流采樣信號(hào)Vsen進(jìn)行初始值和/或斜率調(diào)制。該斜率指電感電流采樣信號(hào)Vsen線性上升的斜率。
[0069]第一比較器2101的同相輸入端接收疊加信號(hào)Vseni,反相輸入端接收控制電壓V。。第一比較器2101的輸出端提供斷開信號(hào)。
[0070]第二比較器2102的同相輸入端接收電壓反饋信號(hào)VFB，反相輸入端接收參考信號(hào)VKEF。第二比較器2102的輸出端提供參考過零信號(hào)。延時(shí)電路2110接收參考過零信號(hào)并且產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)。
[0071]RS觸發(fā)器2103的置位端S接收導(dǎo)通信號(hào)，復(fù)位端R接收斷開信號(hào)，并且輸出端Q產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路2104的輸入端接收開關(guān)控制信號(hào)，并且輸出端產(chǎn)生開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)\。
[0072]在RS觸發(fā)器2103的輸出端Q為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路2104提供高電平的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)\，使得開關(guān)管Si導(dǎo)通。
[0073]在開關(guān)管SI導(dǎo)通期間，電感電流采樣信號(hào)Vsen從零開始線性上升。相應(yīng)地，疊加信號(hào)Vseni也開始上升。
[0074]當(dāng)疊加信號(hào)Vseni達(dá)到控制電壓V。時(shí)，斷開信號(hào)為高電平。RS觸發(fā)器2103的輸出端Q轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，?qū)動(dòng)電路2104提供低電平的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve，使得開關(guān)管SI斷開。
[0075]在電壓反饋信號(hào)Vfb過零之后，延時(shí)電路2110在延遲預(yù)定時(shí)間之后產(chǎn)生高電平的導(dǎo)通信號(hào)。該預(yù)定時(shí)間與參考過零信號(hào)相關(guān)。驅(qū)動(dòng)電路2104提供高電平的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve，使得開關(guān)管SI再次導(dǎo)通。然后，進(jìn)入下一個(gè)開關(guān)周期。
[0076]該實(shí)施例提供了一種通過改變開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間從而改變開關(guān)頻率的抖頻方法。由于將抖頻信號(hào)疊加到控制信號(hào)V。上去控制電路的導(dǎo)通時(shí)間Tctoge,而根據(jù)關(guān)系式
Vcharge*Tcharge ^discharge^^discharge? ^discharge
會(huì)隨著Tdfflge的變化而變化，從而達(dá)到改變頻率的目的。
[0077]進(jìn)一步地，在該實(shí)施例中，延時(shí)電路110在電壓反饋信號(hào)Vfb過零后的預(yù)定時(shí)刻斷開開關(guān)管SI。采用延時(shí)電路110引入保持不變的延遲，進(jìn)而控制開關(guān)管SI的斷開時(shí)刻，可以實(shí)現(xiàn)在谷底或近似在谷底時(shí)刻導(dǎo)通。
[0078]在替代的實(shí)施例中，可以采用定時(shí)電路代替第二比較器2102和延時(shí)電路2110來產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)。定時(shí)電路產(chǎn)生高電平的導(dǎo)通信號(hào)的周期等于開關(guān)周期Ts。將開關(guān)周期Ts設(shè)置為實(shí)現(xiàn)在谷底或近似在谷底時(shí)刻導(dǎo)通。
[0079]因而，該開關(guān)電源控制器可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)諧振導(dǎo)通功能，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，開關(guān)功率損耗大大減小。該開關(guān)電源控制器可以避免在抖頻的同時(shí)無(wú)法保證谷底導(dǎo)通從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低的問題，改善系統(tǒng)的傳導(dǎo)電磁干擾同時(shí)獲得高效率。
[0080]圖4為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中第一抖頻調(diào)制方案的波形圖。在第一抖頻調(diào)制方案中，替代對(duì)控制電壓V。幅度調(diào)制的抖頻方案，對(duì)電感電流采樣信號(hào)Vsen進(jìn)行初始值調(diào)制。
[0081]以下結(jié)合圖4進(jìn)一步說明抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105和疊加電路2106的工作原理。
[0082]抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105產(chǎn)生波形為三角波的抖頻信號(hào)。抖頻信號(hào)的周期Tjitto大于開關(guān)電源的開關(guān)周期TS。例如，抖頻信號(hào)的周期Litto可以是開關(guān)電源的開關(guān)周期Ts的η倍，其中η為自然數(shù)。抖頻信號(hào)的峰值小于電感電流采樣信號(hào)Vsen的峰值。例如，抖頻信號(hào)的峰值為電感電流采樣信號(hào)Vsen的峰值的10% -20%。
[0083]在抖頻信號(hào)的周期Litto中，在0-Τ_?/2的時(shí)間段，抖頻信號(hào)線性上升，在TJitter/2-TJitter的時(shí)間段，抖頻信號(hào)Vjitte線性下降。在TjittOT/2時(shí)刻，抖頻信號(hào)Vjitto達(dá)到峰值。
[0084]在開關(guān)管SI導(dǎo)通期間，電感電流采樣信號(hào)Vsen從零開始線性上升。相應(yīng)地，由于初始值調(diào)制，疊加信號(hào)Vseni從隨時(shí)間變化的初始值開始上升。然后，在達(dá)到控制電壓V。時(shí)，開關(guān)管SI斷開，電感電流米樣信號(hào)Vsen和疊加信號(hào)Vseni發(fā)生陸降。
[0085]開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間即疊加信號(hào)Vseni的上升時(shí)間。在第一個(gè)開關(guān)周期Ts中的導(dǎo)通時(shí)間為t2-tl，在第二個(gè)開關(guān)周期Ts中的導(dǎo)通時(shí)間為t4-t3，依次類推，如圖4所示。結(jié)果，在抖頻信號(hào)'ittCT線性上升期間，每個(gè)開關(guān)周期1中的導(dǎo)通時(shí)間逐漸減小。在抖頻信號(hào)Vjitter線性下降期間，每個(gè)開關(guān)周期Ts中的導(dǎo)通時(shí)間逐漸增大。
[0086]圖5為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中第二抖頻調(diào)制方案的波形圖。在第二抖頻調(diào)制方案中，替代對(duì)控制電壓V。幅度調(diào)制的抖頻方案，對(duì)電感電流采樣信號(hào)Vsen進(jìn)行斜率調(diào)制。
[0087]以下結(jié)合圖5進(jìn)一步說明抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105和疊加電路2106的工作原理。
[0088]抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105產(chǎn)生波形為三角波的抖頻信號(hào)。抖頻信號(hào)的周期Litto大于開關(guān)電源的開關(guān)周期Ts。例如，抖頻信號(hào)的周期Litto可以是開關(guān)電源的開關(guān)周期Ts的η倍，其中η為自然數(shù)。抖頻信號(hào)的峰值小于電感電流采樣信號(hào)Vsen的峰值。例如，抖頻信號(hào)的峰值為電感電流采樣信號(hào)Vsen的峰值的10% -20%。
[0089]在抖頻信號(hào)的周期Litto中，在0-Τ_?/2的時(shí)間段，抖頻信號(hào)線性上升，在TJitter/2-TJitter的時(shí)間段，抖頻信號(hào)Vjitte線性下降。在TjittOT/2時(shí)刻，抖頻信號(hào)Vjitto達(dá)到峰值。
[0090]在開關(guān)管SI導(dǎo)通期間，電感電流采樣信號(hào)Vsen從零開始線性上升。相應(yīng)地，由于斜率調(diào)制，疊加信號(hào)Vseni從零開始，按照隨時(shí)間變化的斜率開始上升。然后，在達(dá)到控制電壓V。時(shí),開關(guān)管SI斷開，電感電流米樣信號(hào)Vsen和疊加信號(hào)Vseni發(fā)生陸降。
[0091]開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間即疊加信號(hào)Vseni的上升時(shí)間。在第一個(gè)開關(guān)周期Ts中的導(dǎo)通時(shí)間為t2-tl，在第二個(gè)開關(guān)周期Ts中的導(dǎo)通時(shí)間為t4-t3，依次類推，如圖4所示。結(jié)果，在抖頻信號(hào)'ittCT線性上升期間，每個(gè)開關(guān)周期1中的導(dǎo)通時(shí)間逐漸減小。在抖頻信號(hào)Vjitter線性下降期間，每個(gè)開關(guān)周期Ts中的導(dǎo)通時(shí)間逐漸增大。
[0092]圖6為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源的波形圖，其中示出電壓反饋信號(hào)Vfb在一個(gè)開關(guān)周期Ts中的變化。該電壓反饋信號(hào)Vfb對(duì)應(yīng)于開關(guān)管SI的源漏電壓。
[0093]當(dāng)一個(gè)開關(guān)周期1開始時(shí)，開關(guān)管SI導(dǎo)通，原邊繞組的電流(即是電感電流)從零開始線性上升，即電感電流采樣信號(hào)Vsen線性上升。副邊繞組開始充電。在本發(fā)明中，在Vsen上疊加一個(gè)抖頻信號(hào)Vjittw,以產(chǎn)生疊加信號(hào)VSEN1。所述抖頻信號(hào)可以為三角波或正弦波，所述疊加信號(hào)Vseni如圖4或5所示。將疊加信號(hào)Vseni與基本恒定的控制電壓V。進(jìn)行比較。當(dāng)疊加信號(hào)Vseni到達(dá)補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，比較器輸出高電平信號(hào)，控制開關(guān)管SI關(guān)斷，副邊繞組的充電持續(xù)時(shí)間為Tdmg-開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間為Tctog-
[0094]當(dāng)開關(guān)管SI關(guān)斷后，副邊繞組開始放電。由于變壓器的漏感和開關(guān)管SI的寄生電容發(fā)生諧振，電壓反饋信號(hào)Vfb會(huì)產(chǎn)生如圖6所述的波動(dòng)。在放電一段時(shí)間后，副邊繞組完成放電，副邊繞組的放電持續(xù)時(shí)間為Tdi—。電壓反饋信號(hào)Vfb開始下降。在時(shí)間Tx之后，電壓反饋信號(hào)Vfb如下降到電路的參考過零點(diǎn)。第二比較器2102檢測(cè)到參考過零信號(hào)，然后延時(shí)電路1110在延遲預(yù)定時(shí)間Tdelay之后產(chǎn)生高電平的導(dǎo)通信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路1104提供高電平的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve，使得開關(guān)管SI再次導(dǎo)通。從而，再次進(jìn)入下一個(gè)開關(guān)周期。開關(guān)管SI的斷開時(shí)間為


Tdischarge+Tx+Tdelay °
[0095]在上述過程中，由于電感電流米樣信號(hào)Vsen與抖頻信號(hào)VjittCT的疊加信號(hào)Vseni與開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)應(yīng)，因此開關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間是變化的。Tdisctoge會(huì)隨著Tctoge的變化而變化，從而達(dá)到改變頻率的目的。也即，開關(guān)頻率是變化的，實(shí)現(xiàn)了抑制EMI的功能。
[0096]圖7為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中采用的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105的第一實(shí)例的示意性框圖。
[0097]抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105串聯(lián)連接在輸出端和地之間的第一開關(guān)Sll和第一電流源111、串聯(lián)連接在輸出端和地之間的第二開關(guān)S21和第二電流源121、以及連接在輸出端和地之間的電容Cl。在抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105中，第一電流源Ill的電流流動(dòng)方向與第二電流源121的電流流動(dòng)方向相反。
[0098]在抖頻信號(hào)的周期Tjittw中，在0_TjittOT/2的時(shí)間段，第一開關(guān)Sll導(dǎo)通，第二開關(guān)S21斷開，第一電流源Ill給電容Cl充電。抖頻信號(hào)Vjitto從O開始上升。在t = TJitter/2時(shí)刻，抖頻信號(hào)\ittCT達(dá)到峰值。在Τ_μ/2-Τ_μ的時(shí)間段，第一開關(guān)Sll斷開，第二開關(guān)S21導(dǎo)通，第二電流源121給電容Cl放電。抖頻信號(hào)Vjitte線性下降。在t = Tjitter時(shí)刻，電容Cl上的電壓正好下降到0，從而完成一個(gè)抖頻周期。
[0099]如此周期性循環(huán)，抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105產(chǎn)生波形為三角波的抖頻信號(hào)Vjitte,。
[0100]在圖7所示的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路2105中，第一開關(guān)Sll和第二開關(guān)S21的導(dǎo)通時(shí)間是恒定的，以產(chǎn)生其峰值'ittOTJ)k恒定的抖頻信號(hào)。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，下文將描述的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路對(duì)抖頻信號(hào)的峰值進(jìn)行限幅。
[0101]圖8為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中采用的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105的第二實(shí)例的示意性框圖。
[0102]抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105串聯(lián)連接在輸出端和地之間的第一開關(guān)Sll和第一電流源111、串聯(lián)連接在輸出端和地之間的第二開關(guān)S21和第二電流源121、以及連接在輸出端和地之間的電容Cl。在抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105中，第一電流源Ill的電流流動(dòng)方向與第二電流源121的電流流動(dòng)方向相反。與第一實(shí)例的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105不同，第二實(shí)例的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105中的第一電流源Ill和第二電流源121是壓控的。第二抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105還包括比較器Al和開關(guān)SW。
[0103]如上所述，例如采用電壓反饋電路從電壓反饋信號(hào)Vfb獲得基本恒定的控制電壓V。。該控制信號(hào)V。對(duì)應(yīng)于開關(guān)電源的輸出電壓V。,即開關(guān)電源的負(fù)載電壓。
[0104]比較器Al的同相輸入端接收控制電壓V。，反相輸入端接收參考電壓Vl進(jìn)行比較。比較器Al的輸出端產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，以控制開關(guān)SW的導(dǎo)通和斷開。開關(guān)SW的一端連接至控制電壓V。，另一端連接至第一電流源Ill和第二電流源121各自的控制端。
[0105]在抖頻信號(hào)的周期Tjittw中，在0-TjittOT/2的時(shí)間段，第一開關(guān)Sll導(dǎo)通，第二開關(guān)S21斷開，第一電流源Ill給電容Cl充電。抖頻信號(hào)Vjitto從O開始上升。在t = TJitter/2時(shí)刻，抖頻信號(hào)\ittCT達(dá)到峰值。在Τ_μ/2-Τ_μ的時(shí)間段，第一開關(guān)Sll斷開，第二開關(guān)S21導(dǎo)通，第二電流源121給電容Cl放電。抖頻信號(hào)Vjitte線性下降。在t = Tjitter時(shí)刻，電容Cl上的電壓正好下降到0，從而完成一個(gè)抖頻周期。
[0106]如此周期性循環(huán)，抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105產(chǎn)生波形為三角波的抖頻信號(hào)Vjitt?。
[0107]在抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105中，抖頻信號(hào)的峰值'ittOT pk的大小與V。成比例變化。當(dāng)Ve< Vl時(shí)，輸出功率小(輕載)，開關(guān)SW斷開，無(wú)抖頻電壓加入。當(dāng)Ve>Vl時(shí)，開關(guān)SW導(dǎo)通，抖頻電壓加入。開關(guān)SW將控制電壓V。連接至第一電流源Ill和第二電流源121的控制端。隨著負(fù)載加重，V。逐漸增大。第一電流源Ill和第二電流源121的輸出電流與控制端電壓成比例，I = k*V。。因此，隨著輸出功率變大，抖頻信號(hào)的峰值Vjittepk也逐漸增大。如上文所述，抖頻信號(hào)的峰值優(yōu)選為電感電流采樣信號(hào)Vsen的峰值的10% -20%。
[0108]在第二實(shí)例中，抖頻的幅度是變化的、受控的。電路工作中V。的電壓高低反映了輸出功率的大小，而抖頻信號(hào)的峰值Vjittwjjk的大小與V。成比例變化，V。的最大值決定了抖頻的最大值。由于抖頻信號(hào)的峰值pk的大小和V。相關(guān)，第二實(shí)例的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105既避免了輕載紋波大、電源噪聲和穩(wěn)定性差的問題，同時(shí)又保證了電路在EMI噪聲相對(duì)較大的時(shí)候加入抖頻功能，分散噪聲的頻譜以達(dá)到EMI標(biāo)準(zhǔn)的目的。
[0109]現(xiàn)有的抖頻方法并沒有提出對(duì)于抖頻的幅度如何去控制和限制，輕載的時(shí)候EMI噪聲比重載的噪聲小，如果加上同等大小的抖頻幅度，會(huì)造成輕載紋波過大、電源噪聲和穩(wěn)定性差等問題。
[0110]圖9為圖7和8所示的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路的波形圖。抖頻信號(hào)Vjitto為三角波形。在抖頻信號(hào)的周期Litte中，在0-LittOT/2的時(shí)間段，抖頻信號(hào)從O開始上升。在t=TJitter/2時(shí)刻，抖頻信號(hào)Vjitte達(dá)到峰值VjitteJ)k。在Tjitte/2-TjittOT的時(shí)間段，抖頻信號(hào)VjittCT線性下降。在t = Tjitte時(shí)刻，電容Cl上的電壓正好下降到O。如上所述，采用第二實(shí)施例的抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路3105，抖頻信號(hào)的峰值的大小與V。成比例變化。
[0111]圖10為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制器中采用的疊加電路2106的示意性框圖。根據(jù)該優(yōu)選的實(shí)施例，疊加電路2106用于根據(jù)抖頻信號(hào)'ittCT對(duì)電感電流采樣信號(hào)Vsen進(jìn)行斜率調(diào)制，以產(chǎn)生疊加信號(hào)Vseni。
[0112]該疊加電路2106包括運(yùn)算放大器Al、選擇器A2、第一至第六電阻Rl至R6組成的分壓網(wǎng)絡(luò)、以及晶體管Q1。第一至第六電阻Rl至R6和晶體管Ql串聯(lián)連接在電源電壓VcC和地之間。在第一至第六電阻Rl至R6的兩個(gè)相鄰電阻的中間節(jié)點(diǎn)獲取參考電壓VI。
[0113]運(yùn)算放大器Al的同相輸入端接收電感電流采樣信號(hào)Vsen，反相輸入端接收參考電壓VI，輸出端連接至晶體管Ql的控制端。根據(jù)運(yùn)算放大器Al的“虛短”特性，參考電壓Vl等于電感電流米樣信號(hào)vSEN。
[0114]選擇電路A2包括用于接收抖頻信號(hào)的第一輸入端、分別連接至第一至第六電阻Rl至R6的兩個(gè)相鄰電阻的中間節(jié)點(diǎn)的多個(gè)第二輸入端、以及用于提供疊加信號(hào)Vseni的輸出端。
[0115]選擇電路A2根據(jù)抖頻信號(hào)將所述多個(gè)第二輸入端之一連接至輸出端。在第一至第六電阻Rl至R6的電阻值不同的情形下，如果選擇所述多個(gè)第二輸入端中的不同第二輸入端時(shí)，則疊加信號(hào)Vseni相對(duì)于電感電流米樣信號(hào)Vsen的放大倍數(shù)不同。例如，如果選擇電路A2選擇第二電阻R2和第三電阻R3之間的第二輸入端，則疊加信號(hào)Vseni = VSEN*R3/(R4+R5+R6)。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，第一至第六電阻Rl至R6的電阻值依次遞增或遞減。在替代的實(shí)施例中，第一至第六電阻Rl至R6的電阻值不同即可。
[0116]在開關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)，電感電流采樣信號(hào)Vsen隨時(shí)間線性上升。在開關(guān)管SI斷開時(shí)，電感電流采樣信號(hào)Vsen隨時(shí)間線性下降。電感電流采樣信號(hào)Vsen的變化斜率主要決定于開關(guān)電源中的變壓器T中原邊繞組的電感、漏感、采樣電阻Rs等因素，基本上為恒定值。
[0117]疊加電路2106接收抖頻信號(hào)Vjitte,。該抖頻信號(hào)Vjitte例如為三角波形，隨時(shí)間周期性地線性上升和下降。疊加電路2106根據(jù)抖頻信號(hào)V?ttOT改變疊加信號(hào)Vseni相對(duì)于電感電流采樣信號(hào)Vsen的放大倍數(shù)。結(jié)果，疊加信號(hào)Vseni的變化斜率隨時(shí)間變化，從而實(shí)現(xiàn)斜率調(diào)制。
[0118]盡管在該實(shí)施例中描述了用于對(duì)電感電流采樣信號(hào)Vsen進(jìn)行斜率調(diào)制的疊加電路2106，該疊加電路2106包括選擇電路A2，然而，在替代的實(shí)施例中，疊加電路2106可以是任何已知的壓控增益放大電路。
[0119]圖11為根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源控制方法的流程圖。該開關(guān)電源控制方法用于控制開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，從而在與開關(guān)管串聯(lián)的電感中產(chǎn)生電感電流。
[0120]在步驟SOl中，產(chǎn)生隨時(shí)間變化的抖頻信號(hào)。
[0121 ] 在步驟S02中，將電感電流采樣信號(hào)與所述抖頻信號(hào)相疊加以產(chǎn)生疊加信號(hào)。
[0122]在步驟S03中，將所述疊加信號(hào)與控制電壓相比較以產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該步驟包括根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)刻的初始值。在另一個(gè)實(shí)施例中，該步驟包括根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管導(dǎo)通期間的變化斜率。
[0123]在步驟S04中，產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該步驟包括采用定時(shí)電路產(chǎn)生所述導(dǎo)通信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該步驟包括將與開關(guān)管兩端的電壓相對(duì)應(yīng)的電壓反饋信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以產(chǎn)生參考過零信號(hào)；以及在電壓反饋信號(hào)過零之后，延遲預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生有效的導(dǎo)通信號(hào)。
[0124]在步驟S05中，根據(jù)所述導(dǎo)通信號(hào)和所述斷開信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。
[0125]在步驟S06中，根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0126]依照本發(fā)明的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電源控制器，所述開關(guān)電源控制器用于控制開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，從而在與開關(guān)管串聯(lián)的電感中產(chǎn)生電感電流，包括: 抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生隨時(shí)間變化的抖頻信號(hào)； 疊加電路，用于將電感電流采樣信號(hào)與所述抖頻信號(hào)相疊加以產(chǎn)生疊加信號(hào)； 第一比較器，用于將所述疊加信號(hào)與控制電壓相比較以產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，還包括: 導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)； RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的置位端接收所述導(dǎo)通信號(hào)，復(fù)位端接收所述斷開信號(hào)，并且在輸出端產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及 驅(qū)動(dòng)電路，用于根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中所述RS觸發(fā)器在所述導(dǎo)通信號(hào)從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)置1，在所述斷開信號(hào)從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)置O。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中，所述導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路為定時(shí)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中所述導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路包括: 第二比較器，用于將表征所述開關(guān)電源控制器的輸出電壓的電壓反饋信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以產(chǎn)生參考過零信號(hào)；以及 延時(shí)電路，在電壓反饋信號(hào)過零之后，延遲預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生有效的導(dǎo)通信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源控制器，其中所述預(yù)定時(shí)間為從電壓反饋信號(hào)過零直至進(jìn)一步減小至谷值的時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中所述抖頻信號(hào)為三角波和正弦波之
O
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中所述疊加電路根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)刻的初始值。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中所述疊加電路根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管導(dǎo)通期間的變化斜率。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路包括: 在輸出端和地之間串聯(lián)連接的第一電流源和第一開關(guān)； 在輸出端和地之間串聯(lián)連接的第二電流源和第二開關(guān)；以及 在輸出端和地之間連接的電容， 其中，所述第一電流源和所述第二電流源的電流方向相反，并且第一開關(guān)和第二開關(guān)交替導(dǎo)通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的開關(guān)電源控制器，其中所述第一電流源和所述第二電流源為壓控電流源，所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路還包括: 第三比較器，用于將所述控制電壓與參考電壓相比較以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及 第三開關(guān)，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通或斷開， 其中，在第三開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，第三開關(guān)將所述控制電壓提供至所述第一電流源和所述第二電流源的控制端，從而改變所述第一電流源和所述第二電流源的電流值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源控制器，還包括電壓反饋電路，所述電壓反饋電路對(duì)電壓反饋信號(hào)進(jìn)行調(diào)整以獲得所述控制電壓，使得所述控制電壓表征開關(guān)電源的輸出電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源控制器，其中在所述控制電壓小于所述參考電壓時(shí)，所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路未輸出抖頻信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源控制器，其中在所述控制電壓大于所述參考電壓時(shí)，所述抖頻信號(hào)產(chǎn)生電路輸出抖頻信號(hào)，并且使得抖頻信號(hào)的峰值為電感電流采樣信號(hào)的峰值的10% -20%。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其中所述疊加電路為壓控增益放大電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)電源控制器，其中所述疊加電路包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電感電流采樣信號(hào)，所述第二輸入端接收抖頻信號(hào)，所述輸出端提供疊加信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的開關(guān)電源控制器，其中所述疊加電路還包括: 晶體管以及多個(gè)分壓電阻，串聯(lián)連接在電源電壓和地之間； 選擇電路，用于根據(jù)抖頻信號(hào)，將所述多個(gè)分壓電阻中的相鄰電阻之間的節(jié)點(diǎn)之一連接至輸出端；以及 比較器，用于將電感電流采樣信號(hào)與參考電壓相比較以控制流過晶體管的電流值， 其中，所述參考電壓為所述多個(gè)分壓電阻中的相鄰電阻之間的節(jié)點(diǎn)之一的電壓，以及 所述多個(gè)分壓電阻的電阻值不同。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的開關(guān)電源控制器，其中從電源電壓至地之間，所述多個(gè)分壓電阻的電阻值遞增或遞減。
19.一種開關(guān)電源控制方法，用于控制開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，從而在與開關(guān)管串聯(lián)的電感中產(chǎn)生電感電流,包括: 產(chǎn)生隨時(shí)間變化的抖頻信號(hào)； 將電感電流采樣信號(hào)與所述抖頻信號(hào)相疊加以產(chǎn)生疊加信號(hào)；以及 將所述疊加信號(hào)與控制電壓相比較以產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括， 產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)； 根據(jù)所述導(dǎo)通信號(hào)和所述斷開信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)；以及 根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)的步驟包括: 采用定時(shí)電路產(chǎn)生所述導(dǎo)通信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)的步驟包括: 將與開關(guān)管兩端的電壓相對(duì)應(yīng)的電壓反饋信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以產(chǎn)生參考過零信號(hào)；以及 在電壓反饋信號(hào)過零之后，延遲預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生有效的導(dǎo)通信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)的步驟包括:根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)刻的初始值。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中產(chǎn)生控制開關(guān)管斷開的斷開信號(hào)的步驟包括:根據(jù)所述抖頻信號(hào)，隨時(shí)間改變所述疊加信號(hào)在所述開關(guān)管導(dǎo)通期間的變化斜率。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK104333216SQ201410712656
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】張丹, 胡志亮, 黃秋凱, 白永江, 李樂 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司