准谐振控制的开关变换器及其控制器和控制方法转让专利
申请号 : CN202011622760.8
文献号 : CN113162372B
文献日 : 2022-03-22
发明人 : 李晖 , 王斯然
申请人 : 成都芯源系统有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于开关变换器的控制器,该开关变换器包括主开关管与储能元件,该控制器包括:
误差放大电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收代表开关变换器输出电压的反馈信号,第二输入端接收参考信号,误差放大电路基于反馈信号和参考信号之差,在输出端产生补偿信号;
调制信号产生电路,产生调制信号;以及第一比较电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端耦接至误差放大电路的输出端以接收补偿信号,第二输入端耦接至调制信号产生电路以接收调制信号,第一比较电路将补偿信号与调制信号进行比较,在输出端产生脉冲频率调制信号;
波谷检测电路,检测开关变换器谐振电压的波形,并输出表示谐振电压波谷的波谷脉冲信号;
波谷选定电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收脉冲频率调制信号,第二输入端接收波谷脉冲信号,波谷选定电路基于脉冲频率调制信号与波谷脉冲信号,产生目标波谷数,并在输出端提供对应于目标波谷数的波谷使能信号;
开关频率控制电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收波谷脉冲信号,第二输入端接收波谷使能信号,基于波谷脉冲信号以及波谷使能信号,在输出端产生开关频率控制信号;
第二比较电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收代表流过主开关管电流的电流采样信号,第二输入端接收第一阈值电压,第二比较电路将电流采样信号与第一阈值电压进行比较,在输出端产生第二比较信号;以及逻辑电路,基于开关频率控制信号和第二比较信号产生控制信号以控制主开关管。
2.如权利要求1所述的控制器,其中波谷选定电路将脉冲频率调制信号上升沿来临时所累计的波谷数与上一周期的波谷数相比较,根据比较结果选择继续保持或切换至另一合适的波谷,并在当前波谷数达到目标波谷数时提供波谷使能信号。
3.如权利要求2所述的控制器,其中波谷选定电路包括:计数器,具有时钟端,复位端和输出端,其中时钟端接收波谷脉冲信号,复位端接收开关频率控制信号,计数器对主开关管关断期间内波谷脉冲信号的脉冲个数进行计数,在输出端提供第一数值;
寄存器,具有输入端,时钟端和输出端,其中输入端接收第一数值,时钟端接收脉冲频率调制信号,在输出端产生第二数值;
目标波谷数发生器,将第二数值与上一周期的波谷数进行比较,基于比较结果在输出端产生目标波谷数;以及
数字比较器,将第一数值与目标波谷数进行比较,当第一数值大于或等于目标波谷数时,在输出端提供波谷使能信号。
4.如权利要求3所述的控制器,其中如果上一周期波谷数大于3,当上一周期波谷数与第二数值的差值不小于3时,目标波谷数等于上一周期波谷数减1,否则目标波谷数等于上一周期波谷数。
5.如权利要求1所述的控制器,其中调制信号产生电路包括第一电流源和第一电容器,在主开关管被关断时第一电流源开始对第一电容器充电,以产生调制信号。
6.如权利要求5所述的控制器,其中调制信号产生电路被配置为进一步基于输入开关变换器的线路电压的水平来调整所述调制信号。
7.如权利要求1所述的控制器,还包括线路电压检测电路,具有输入端和输出端,其中输入端接收代表输入到开关变换器的线路电压,输出端产生代表线路电压水平的线路水平指示信号;以及阈值产生电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收反馈信号,第二输入端接收线路水平指示信号,在输出端产生第一阈值电压。
8.如权利要求7所述的控制器,其中阈值电压产生电路包括:第一电压源,具有正端和负端,其中负端耦接至初级参考地;
第二电压源,具有正端和负端,其中负端耦接至初级参考地;
第三电压源,具有正端和负端,其中负端耦接至初级参考地;
第三比较电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收反馈信号,第二输入端接收第一反馈值,将反馈信号同第一反馈值相比较,在输出端输出第三比较信号;
第四比较电路,具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端,其中第一输入端接收反馈信号,第二输入端接收第二反馈值,使能端接收线路电平指示信号,基于线路电平指示信号,将反馈信号同第二反馈值相比较,在输出端输出第四比较信号;
第一触发器,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收开关频率控制信号,第二输入端耦接收第三比较信号,第一触发器基于开关频率控制信号和第三比较信号,在输出端产生第一控制信号;
第二触发器,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收第三比较信号,第二输入端接收第四比较信号,第二触发器基于第三比较信号和第四比较信号,在输出端产生第二控制信号;
第二电容器,具有第一端和第二端,其中第二端耦接至初级参考地;
第二电流源,具有输入端、控制端和输出端,其中输入端耦接至第二电容器的第一端,控制端接收线路电平指示信号,输出端耦接至初级参考地;
第一二极管,具有阳极和阴极,其中阳极耦接至第一电压源的正端,阴极耦接至第二电容器的第一端;
第二开关管,具有第一端、第二端和控制端,其中第一端耦接至第二电容器的第一端,第二端耦接至第三电压源的正端,控制端耦接至第一触发器的输出端以接收第一控制信号;
第三开关管,具有第一端、第二端和控制端,其中第二端耦接至第二电压源的正端,控制端耦接至第二触发器的输出端以接收第二控制信号;
第二二极管,具有阳极和阴极,其中阳极耦接至第三开关管的第一端,阴极耦接至第二电容器的第一端;以及
采样保持电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收开关频率控制信号,第二输入端耦接至第二电容器的第一端以接收第二电容器两端的电压,采样保持电路基于开关频率控制信号对第二电容器两端的电压进行采样保持,在输出端产生第一阈值电压。
9.如权利要求1所述的控制器,还包括:限频电路,耦接至逻辑电路以提供限制主开关管开关频率的限频信号,所述限频信号在主开关管导通时被重置,并在最小限定时间之后,才可再次导通主开关管。
10.如权利要求1所述的控制器,还包括:模式判断电路,根据开关变换器的工作模式产生斜坡补偿的使能信号;以及斜坡补偿单元,根据斜坡补偿使能信号决定是否对电流采样信号进行补偿。
11.一种开关变换器,包括如权利要求1至10中任一项所述的控制器。
12.一种开关变换器的控制方法,该开关变换器包括主开关管和储能元件,该控制方法包括:
采样开关变换器的输出信号,产生反馈信号;
基于反馈信号与参考信号之差,产生补偿信号;
将补偿信号与调制信号进行比较,产生脉冲频率调制信号;
检测开关变换器的谐振电压波形,产生表示谐振电压波谷的波谷脉冲信号;
基于脉冲频率调制信号与上一周期的波谷数,产生目标波谷数,并提供响应于目标波谷数的波谷使能信号;
基于波谷使能信号和波谷脉冲信号,产生开关频率控制信号;
采样流过主开关管的电流,产生电流采样信号;
将电流采样信号与第一阈值电压进行比较,产生电流比较信号;以及基于开关频率控制信号和电流比较信号,产生控制信号以控制主开关管。
13.如权利要求 12所述的控制方法,其中产生波谷使能信号的方法包括:将脉冲频率调制信号上升沿来临时所累计的波谷数与上一周期的波谷数相比较,根据比较结果选择继续保持或切换至另一合适的波谷数,并在当前波谷数达到目标波谷数时提供波谷使能信号。
14.如权利要求13所述的控制方法,其中:接收波谷脉冲信号,对主开关管每个关断期间内的波谷脉冲信号的脉冲进行计数,提供第一数值;
记录脉冲频率调制信号上升沿来临时的第一数值,作为第二数值;
将第二数值与上一周期波谷数进行比较,根据比较结果产生目标波谷数;以及将第一数值与目标波谷数进行比较,当第一数值大于或等于目标波谷数时,在输出端提供波谷使能信号。
15.如权利要求14所述的控制方法,其中产生目标波谷数的方法包括:当第二数值小于上一周期波谷数时,目标波谷数减1或者保持不变;以及当第二数值大于上一周期波谷数时,目标波谷数加1或者保持不变。
16.如权利要求15所述的控制方法,其中如果上一周期的波谷数大于3,当上一周期的波谷数与第二数值的差值不小于3时,目标波谷数等于上一周期波谷数减1,否则目标波谷数等于上一周期波谷数。
17.如权利要求12所述的控制方法,进一步包括:基于输入到开关变换器的线路电压水平和反馈信号,在主开关管被关断时采用第一电流源对第一电容器充电以产生调制信号。
18.如权利要求12所述的控制方法,进一步包括:基于开关频率控制信号和限频信号限制主开关管的开关频率,该限频信号在主开关管导通时被重置,在最小限定时间之后,方可使能主开关管的下次导通。
19.如权利要求12所述的控制方法,其中第一阈值电压与反馈信号具有如下关系:当反馈信号大于第一反馈值时,第一阈值电压具有最大值;
当反馈信号在第一反馈值和第二反馈值之间且线路电压水平为高时,第一阈值电压随着反馈信号以第一斜率减小而减小;
当反馈信号在第二反馈值和第三反馈值之间且线路电压水平为高时,第一阈值电压随着反馈信号以第二斜率减小而减小;
当反馈信号在第一反馈值和第三反馈值之间且线路电压水平为低时,第一阈值电压随着反馈信号以第三斜率减小而减小,其中第三斜率小于第二斜率;以及当反馈信号小于第三反馈值时,第一阈值电压具有最小值。
20.如权利要求 12所述的控制方法,还包括:当开关变换器工作在电流连续模式时,使能斜坡补偿单元对电流采样信号进行补偿;
以及
当开关变换器工作在非电流连续模式时,禁用斜坡补偿单元对电流采样信号的补偿。
21.如权利要求 12所述的控制方法,还包括:当目标波谷数为1时,使能斜坡补偿单元对电流采样信号进行补偿;以及当目标波谷数为大于1的其他整数时,禁用斜坡补偿单元对电流采样信号的补偿。
说明书 :
准谐振控制的开关变换器及其控制器和控制方法
技术领域
背景技术
使能量交替地在变压器中被存储或被传递到变压器的次级。变压器的次级经过滤波器在输
出电容两端产生一输出电压,该输出电压即为反激变换器的直流输出电压。
能元件的电流Ics下降至零后,储能元件和开关的寄生电容开始谐振,当开关两端的谐振电
压VDS在其最小电压值时开关被控制信号PG导通(通常被称为谷底开通),从而减小开关损
耗。当流过开关的电流大于一与输出电压相关的反馈信号Vfb时开关被控制信号PG关断,从
而达到调节输出电压的目的。
发明内容
通的波谷数,在谷底开通的同时防止邻近周期的跳变,达到防止音频噪声产生的目的。
一输入端接收代表开关变换器输出电压的反馈信号,第二输入端接收参考信号,误差放大
电路基于反馈信号和参考信号之差,在输出端产生补偿信号;调制信号产生电路,产生调制
信号;以及第一比较电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端耦接至
误差放大电路的输出端以接收补偿信号,第二输入端耦接至调制信号产生电路以接收调制
信号,第一比较电路将补偿信号与调制信号进行比较,在输出端产生脉冲频率调制信号;波
谷检测电路,检测开关变换器谐振电压的波形,并输出表示谐振电压波谷的波谷脉冲信号;
波谷选定电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收脉冲频率调制
信号,第二输入端接收波谷脉冲信号,波谷选定电路基于脉冲频率调制信号与波谷脉冲信
号,产生目标波谷数,并在输出端提供对应于目标波谷数的波谷使能信号;开关频率控制电
路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收波谷脉冲信号,第二输入
端接收波谷使能信号,基于波谷脉冲信号以及波谷使能信号,在输出端产生开关频率控制
信号;第二比较电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收代表流
过主开关管电流的电流采样信号,第二输入端接收第一阈值电压,第二比较电路将电流采
样信号与第一阈值电压进行比较,在输出端产生第二比较信号;以及逻辑电路,基于开关频
率控制信号和第二比较信号产生控制信号以控制主开关管。
号与参考信号之差,产生补偿信号;将补偿信号与调制信号进行比较,产生脉冲频率调制信
号;检测开关变换器的谐振电压波形,产生表示谐振电压波谷的波谷脉冲信号;基于脉冲频
率调制信号与上一周期的波谷数,产生目标波谷数,并提供响应于目标波谷数的波谷使能
信号;基于波谷使能信号和波谷脉冲信号,产生开关频率控制信号;采样流过主开关管的电
流,产生电流采样信号;将电流采样信号与第一阈值电压进行比较,产生电流比较信号;以
及基于开关频率控制信号和电流比较信号,产生控制信号以控制主开关管。
号,基于波谷使能信号来产生开关频率控制信号。既避免音频噪声,同时仍然享有准谐振控
制的优点,实现了谷底导通,改善了开关变换器的效率。同时采用限频电路主开关管的开关
频率进行限定,不仅能减小轻载下开关频率,还可以改善宽范围线路输入电压下的最大输
出功率曲线。
附图说明
具体实施方式
定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是,不必采用这些特定细节来实行本发
明。在其他实例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的电路、材料或方法。
因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”
或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和/或子组合将特定
的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理
解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解,当
称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时,它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以
存在中间元件。相反,当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时,不存在中间元
件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的
项目的任何和所有组合。
的具体工作原理。
其中初级绕组和次级绕组均具有第一端和第二端,初级绕组的第一端接收输入电压Vin,次
级绕组的第一端提供直流输出电压Vo,第二端耦接至次级参考地。主开关管MP耦接在初级
绕组的第二端与初级参考地之间。控制器接收代表开关变换器100输出电压Vo的反馈信号
FB,基于该反馈信号FB产生控制信号CTRL来控制初级开关管MP的导通与关断,以将输入电
压Vin转换为输出电压Vo。
在一些实施例中,控制器与主开关管MP集成在同一芯片内。
收参考信号VREF。误差放大电路201基于反馈信号FB和参考信号VREF之差,在输出端产生补
偿信号COMP。调制信号产生电路102产生调制信号VM,该调制信号VM可以为锯齿波信号、三
角波信号或其他合适的信号。第一比较电路103具有第一输入端、第二输入端和输出端,其
中第一输入端耦接至误差放大电路101的输出端以接收补偿信号COMP,第二输入端耦接至
调制信号产生电路102以接收调制信号VM。第一比较电路103将补偿信号COMP与调制信号VM
进行比较,在输出端产生脉冲频率调制信号PFM。
号V_Pulse。波谷选定电路105具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收
脉冲频率调制信号PFM,第二输入端接收波谷脉冲信号V_Pulse,波谷选定电路105基于脉冲
频率调制信号PFM与波谷脉冲信号V_Pulse,产生目标波谷数,并在输出端提供对应于目标
波谷数的波谷使能信号VEN。
及波谷使能信号VEN,在输出端产生开关频率控制信号FS。
路107将电流采样信号VCS与第一阈值电压VTH1进行比较,在输出端产生第二比较信号
COMPO2。第一阈值电压VTH1可以为恒定值,也可随反馈信号FB变化而变化。
适的波谷,并在当前波谷数达到目标波谷数时提供波谷使能信号,在保证谷底导通的同时,
避免了音频噪声。
211整流并且被输入电容器Cin滤波,以在变压器T1的初级绕组的第一端产生输入电压Vin。
HV,在输出端提供线路水平指示信号H/L。在一个实施例中,当整流信号HV的峰值大于高压
门限,例如大于240V时,线路水平指示信号H/L为高电平,指示高线路电压状况。当整流信号
HV的峰值小于低压门限,例如小于10V时,线路水平指示信号HL为低电平,指示低线路电压
状况。
电路205、开关频率控制电路206、第二比较电路207以及逻辑电路208。此外,变压器T1还包
括辅助绕组。输入电压Vin和主开关管MP两端的电压VDS之间的电压差被按比例的反射在辅
助绕组上。因此波谷检测电路204也可配置为经由电阻器R1和R2组成的电阻分压电路耦接
至变压器T1的辅助绕组,对反射电压VZCD进行检测,产生表示谐振电压波谷的波谷脉冲信
号V_Pulse。
端接收线路水平指示信号H/L,在输出端产生第一阈值电压VTH1。
301、调制信号产生电路302、第一比较电路303、波谷检测电路304、波谷选定电路305、开关
频率控制电路306、第二比较电路307、逻辑电路308、线路电压检测电路309、第一整流电路
310、第二整流电路311和阈值产生电路312。其中误差放大电路301、调制信号产生电路302、
第一比较电路303以及触发器FF2组成了脉冲频率调制电路30。
电路303以提供补偿信号COMP。
考地。开关管S1具有第一端、第二端和控制端,其中第一端耦接至电容器C1的第一端,第二
端耦接至初级参考地,控制端通过触发器FF2耦接至第一比较电路303的输出端。电流源IS1
具有输入端、控制端、选择端和输出端,其中输入端耦接初级参考地,控制端耦接至反馈信
号FB、选择端耦接至线路水平指示信号H/L,输出端耦接至电容器C1的第一端。调制信号产
生电路302用于设定脉冲频率调制信号PFM的频率或充电周期,充电周期可以通过调整电容
C1电容值和/或电流源IS1来实现。
COM1。比较器COM1的同相输入端耦接至调制信号产生电路302以接收调制信号VM,反相输入
端耦接至误差放大电路301以接收补偿信号COMP,输出端经触发器FF2耦接至波谷选定电路
305以提供脉冲频率调制信号PFM。在主开关管MP关断时,即控制信号CTRL的下降沿来临时,
电流源IS1开始对电容器C1进行充电,以产生调制信号VM和脉冲频率调制信号PFM。图5为根
据本发明一实施例的图4所示的脉冲频率调制电路30的工作波形图。如图5所示,VDS为主开
关管MP两端的电压。当主开关管MP关断时,调制信号VM开始增大。当调制信号VM增大到补偿
信号COMP时,脉冲频率调制信号PFM由低电平变为高电平。同时触发器FF2的输出被送入调
制信号产生电路302中,产生控制电容C2的放电信号。
谷脉冲信号V_Pulse,在输出端输出开关频率控制信号FS。
Fsmax。限频信号Fsmax在主开关管导通时被重置,在最小限定时间之后,方可使能与门电路
AND2的输出,使得开关频率控制信号FS通过,以开通主开关管MP。其中最小限定时间为主开
关管MP的最小开关周期。
压VTH1,在输出端提供第二比较信号COMPO2。
输入端耦接至第二比较电路307以接收第二比较信号COMPO2,在输出端提供主开关管MP的
控制信号CTRL。
T1的辅助绕组的第一端。辅助绕组的第二端和钳位电路340的第二端耦接至初级参考地。迟
滞比较器341具有同相输入端、反相输入端和输出端,其中同相输入端耦接至钳位电路340
的第一端以接收反射电压VZCD,反相输入端接收反射门限VZCD_TH,在输出端产生过零检测
信号ZCD。单脉冲产生电路342具有输入端和输出端,其中输入端耦接至迟滞比较器341的输
出端,在输出端提供波谷脉冲信号V_Pulse。图6为根据本发明一实施例的图4所示波谷检测
电路304的工作波形图。在图6所示的实施例中,为了保证开关管在谷底开通,一延时电路耦
接在迟滞比较器341与单脉冲产生电路342之间,以提供延时时长Td。
路305基于脉冲频率调制信号PFM与上一周期的波谷数V_LOCK(n‑1),产生目标波谷数V_
LOCK(n),并在输出端提供对应于目标波谷数的波谷使能信号VEN。在一个实施例中,波谷选
定电路305将脉冲频率调制信号PFM上升沿来临时所累计的波谷数与上一周期的波谷数V_
LOCK(n‑1)进行比较,根据比较结果选择继续保持或切换至另一合适的波谷数。
波谷脉冲信号V_Pulse,复位端接收开关频率控制信号FS,计数器350对一周期内波谷脉冲
信号V_Pulse的脉冲个数进行计数,在输出端提供第一数值V_CNT。寄存器351具有输入端,
时钟端和输出端,其中输入端接收第一数值V_CNT,时钟端接收脉冲频率调制信号PFM,在输
出端产生第二数值V_PFM。目标波谷数产生器352将第二数值V_PFM与上一周期的波谷数V_
LOCK(n‑1)进行比较,根据比较结果在输出端产生目标波谷数V_LOCK(n)。数字比较器353将
第一数值V_CNT与目标波谷数V_LOCK(n)进行比较,当第一数值V_CNT大于或等于目标波谷
数V_LOCK(n)时,在输出端提供波谷使能信号VEN。
于上一周期波谷数V_LOCK(n‑1)时,第一多路选择器521工作,目标波谷数减1或者保持不
变。当第二数值V_PFM大于上一周期波谷数V_LOCK(n‑1)时,第二多路选择器522工作,目标
波谷数V_LOCK(n)加1或者保持不变。
于上一周期波谷数V_LOCK(n‑1),目标波谷数V_LOCK(n)将减1或者不变,进入波谷前移准
备。根据本发明的实施例,上一周期的波谷数V_LOCK(n‑1)与第二数值V_PFM的差值等于3,
目标波谷数V_LOCK(n)等于上一周期波谷数V_LOCK(n‑1)减1,即目标波谷数V_LOCK(n)为3。
在第三波谷处,波谷使能信号VEN由低电平变为高电平,开关频率控制信号FS也随之由低电
平变为高电平。如果上述条件不满足,目标波谷数V_LOCK(n)等于上一周期波谷数V_LOCK
(n‑1)。其中T1时波谷前移所插入的迟滞时间。
到第四波谷,第二数值V_PFM大于上一周期波谷数V_LOCK(n‑1),目标波谷数V_LOCK(n)将加
1或者不变,进入波谷后移准备。在图8所示的实施中,第二数值V_PFM与上一周期波谷数V_
LOCK(n‑1)的差值等于1,目标波谷数V_LOCK(n)等于上一周期波谷数V_LOCK(n‑1)+1,即由3
变为4。其中T2时波谷后移所插入的迟滞时间。在一个实施例中,波谷前移的迟滞时间T1大
于波谷后移的迟滞时间T2。
与脉冲频率调制电路30不同,开关频率控制电路306A与开关频率调制电路306也不同。
号VEN,第二输入端接收波谷脉冲信号V_Pulse,在输出端提供开关频率控制信号FS。
端和输出端,其中输入端耦接至第一比较电路313的输出端以接收脉冲频率调制信号PFM,
输出端耦接至调制信号产生电路302以提供限频信号FLMT。限频电路313通过限频信号FLMT
对调制信号VM的频率进行限制,即限制频率调制信号PFM的最大频率。从而进一步限定主开
关管MP的开关频率。
的实施例中,脉冲频率调制信号PFM仅用于决定下次谷底导通的目标波谷数,不用于限定开
关频率。实际上,图4的开关频率由限频电路360提供的限频信号Fsmax来限定。而在图9所示
的实施例中,脉冲频率调制信号PFM不仅用于决定下次谷底导通的目标波谷数,还用于限定
变换器的开关频率。
采用图4所示的实施例,在不同水平线路电压宽范围输入的情况下,最大输出功率的跳变会
减少,最大输出功率的曲线更优化。
换器,能在电流连续模式和准谐振模式切换工作的开关变换器同样满足本发明的精神和保
护范围。
斜坡补偿使能信号来决定是否对电流采样信号VCS进行补偿。其中当开关变换器工作在电
流连续模式时,使能斜坡补偿单元对电流采样信号VCS进行补偿;当开关变换器工作在非电
流连续模式时,禁用斜坡补偿单元对电流采样信号VCS的补偿。
输出功率曲线。曲线222表示未对电流采样信号VCS进行斜坡补偿的最大输出功率曲线。可
见,当开关变换器工作在电流连续模式和准谐振两种工作模式时,在电流连续模式下对电
流采样信号VCS进行斜坡补偿,可以使最大输出功率曲线更加平坦,有利于工程师的电路设
计。
禁用斜坡补偿单元对电流采样信号VCS的斜坡补偿。
的最大输出功率曲线。曲线322表示仅在第一波谷对电流采样信号VCS进行斜坡补偿的最大
输出功率曲线。可见,当开关变换器单独工作在准谐振模式时,在目标波谷数为1时对电流
采样信号VCS进行补偿,也可使最大输出功率曲线更加平坦,从而有利于工程师的电路设
计。
值电压随反馈信号变化的曲线。
源VS1~VS3分别具有正端和负端,负端耦接至初级参考地。比较器COM3具有第一输入端、第
二输入端和输出端,其中第一输入端接收反馈信号FB,第二输入端接收第一反馈值VFB1,将
反馈信号FB同第一反馈值VFB1相比较,在输出端输出第三比较信号。
路电平指示信号H/L,将反馈信号FB同第二反馈值VFB2相比较,在输出端输出第四比较信
号。触发器FF3具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收开关频率控制
信号FS,第二输入端耦接收第三比较信号,第一触发器FF3基于开关频率控制信号FS和第三
比较信号,在输出端产生第一控制信号CTRL1。触发器FF4具有第一输入端、第二输入端和输
出端,其中第一输入端接收第三比较信号,第二输入端接收第四比较信号,在输出端产生第
二控制信号CTRL2。电容器C2具有第一端和第二端,其中第二端耦接至初级参考地。电流源
IS2具有输入端、控制端和输出端,其中输入端耦接至电容器C2的第一端,控制端接收线路
电平指示信号H/L,输出端耦接至初级参考地。二极管D1具有阳极和阴极,其中阳极耦接至
电压源VS1的正端,阴极耦接至电容器C2的第一端。开关管S2具有第一端、第二端和控制端,
其中第一端耦接至电容器C2的第一端,第二端耦接至电压源VS3的正端,控制端耦接至触发
器FF3的输出端以接收第一控制信号CTRL1。开关管S3具有第一端、第二端和控制端,其中第
二端耦接至电压源VS2的正端,控制端耦接至触发器FF3的输出端以接收第二控制信号
CTRL2。二极管D2具有阳极和阴极,其中阳极耦接至开关管S3的第一端,阴极耦接至电容器
C2的第一端。
采样保持电路3120基于开关频率控制信号FS对电容器C2两端的电压进行采样保持,在输出
端产生第一阈值电压VTH1。
而在低线路电压状况期间是曲线422。
触发器FF3开关管S2保持导通,电容器C2两端的电压保持不变。第一阈值电压VTH1等于电压
源VS3提供的电压。
断。电流源IS2对电容器C2进行放电,电容器C2两端的电压逐渐减小。电流源IS2的值根据线
路电压的水平进行调节,第一阈值电压VTH1随反馈信号FB减小而减小。当反馈信号FB减小
至小于第三反馈值VFB3时,电容器C2两端的电压会由于电流源IS2的放电减小至小于电压
源VS1的电压,二极管D1被导通,电容器C2两端的电压被钳位至电压源VS1的电压。第一阈值
电压VTH1等于电压源VS1的电压。
断。触发器FF4被置位,开关管S3被导通。电流源IS2对电容器C2进行放电,电容器C2两端的
电压逐渐减小。电流源IS2的值根据线路电压的水平进行调节。第一阈值电压VTH1随反馈信
号FB减小而减小,直到电容器C2两端的电压小于电压源VS2的电压时,二极管D2被导通。
IS2的值根据线路电压的水平进行调节。第一阈值电压VTH1随反馈信号FB减小而减小。当反
馈信号FB减小至小于第三反馈值VFB3时,电容器C2两端的电压会由于电流源IS2的放电减
小至小于电压源VS1的电压,二极管D1被导通,电容器C2两端的电压被钳位至电压源VS1的
电压。第一阈值电压VTH1等于电压源VS1的电压。
时所累计的波谷数与上一周期的波谷数相比较,选择保持或切换至另一合适的波谷数。
有最小时长;当反馈信号大于第一反馈值且小于第二反馈值时,产生调制信号的充电周期
随反馈信号的增大而减小;以及当反馈信号大于第二反馈值时,产生调制信号的充电周期
具有最小时长。
第一数值,作为第二数值;将第二数值与上一周期波谷数进行比较,根据比较结果产生目标
波谷数;以及将第一数值与目标波谷数进行比较,当第一数值大于或等于目标波谷数时,在
输出端提供使能波谷使能信号。在进一步的实施例中,当第二数值小于上一周期波谷数时,
目标波谷数减1或者保持不变;当第二数值大于上一周期波谷数时,目标波谷数加1或者保
持不变。
开关管的下次导通。
顺序。数字顺序例如“第一”、“第二”、“第三”等仅仅指的是多个中的不同个体,并不意味着
任何顺序或序列,除非权利要求语言有具体限定。在任何一个权利要求中的文本的顺序并
不意问这处理步骤必须以根据这种顺序的临时或逻辑顺序进行,除非权利要求语言有具体
规定。在不脱离本发明范围的情况下,这些处理步骤可以按照任意顺序互换,只要这种互换
不会是的权利要求语言矛盾并且不会出现逻辑上荒谬。
变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其他变化和修改
并不超出本发明的精神和保护范围。