一种抗磁干扰的开关电源及其控制电路和控制方法与流程

文档序号:11111196阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于开关电源的控制电路,所述开关电源包括磁性元件、耦接至磁性元件的主功率开关、接收输入电压的输入端口、以及提供输出电压的输出端口,所述控制电路包括:

误差放大单元,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参考信号,第二输入端接收代表输出电压的电压反馈信号,所述误差放大单元根据参考信号和电压反馈信号之间的差值,在输出端提供误差放大信号;

磁场检测单元,具有输出端,所述磁场检测单元判断开关电源是否受到外部磁场的影响,并在其输出端提供磁场检测信号;

频率控制单元,具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端,其中第一输入端耦接至磁场检测单元的输出端以接收磁场检测信号,第二输入端接收频率设置电压,第三输入端接收频率调整电压,所述频率控制单元根据磁场检测信号、频率设置电压、以及频率调整电压在其输出端提供时钟信号,当磁场检测信号指示开关电源未受到外部磁场的影响时,频率控制单元根据频率设置电压控制时钟信号的频率等于一频率预设值,当磁场检测信号指示开关电源受到了外部磁场的影响时,频率控制单元根据频率设置电压和频率调整电压控制时钟信号的频率等于所述频率预设值的N倍,N为大于1的整数;以及

开关控制单元,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单元的输出端,第二输入端耦接至频率控制单元的输出端以接收时钟信号,所述开关控制单元在其输出端提供开关控制信号以控制主功率开关的导通及关断,其中开关控制单元响应于误差放大信号控制主功率开关的占空比,响应于时钟信号控制主功率开关的开关频率。

2.如权利要求1所述的控制电路,其中磁场检测单元还包括输入端,所述输入端接收误差放大信号,磁场检测单元根据误差放大信号判断开关电源是否受到外部磁场的影响,其中当误差放大信号大于第一阈值时,判断开关电源受到外部磁场的影响,磁场检测信号变为第一状态,以及当误差放大信号小于第二阈值时,判断开关电源不再受到外部磁场的影响,磁场检测信号变为第二状态,其中第一阈值大于第二阈值。

3.如权利要求1所述的控制电路,其中磁场检测单元还包括输入端,所述输入端接收代表了流过主功率开关的电流的电流检测信号,磁场检测单元根据电流检测信号的斜率判断开关电源是否受到外部磁场的影响,其中当电流检测信号的斜率大于第三阈值时,判断开关电源受到外部磁场的影响,磁场检测信号变为第一状态,以及当电流检测信号的斜率小于第四阈值时,判断开关电源不再受到外部磁场的影响,磁场检测信号变为第二状态,其中第三阈值大于第四阈值。

4.如权利要求1所述的控制电路,其中磁场检测单元还包括:

斜率检测电路,接收代表了流过主功率开关的电流的电流检测信号,所述斜率检测电路根据电流检测信号提供电流检测信号的斜率;

电压前馈电路,根据输入电压提供第三阈值和第四阈值,其中第三阈值和第四阈值随着输入电压的变化而变化,且第三阈值大于第四阈值;以及

比较电路,根据电流检测信号的斜率、第三阈值、以及第四阈值提供磁场检测信号,其中当电流检测信号的斜率大于第三阈值时,判断开关电源受到外部磁场的影响,磁场检测信号变为第一状态,以及当电流检测信号的斜率小于第四阈值时,判断开关电源不再受到外部磁场的影响,磁场检测信号变为第二状态。

5.如权利要求1所述的控制电路,其中频率控制单元还包括:

参考电压产生电路,接收频率设置电压、频率调整电压和磁场检测信号,并根据频率设置电压、频率调整电压和磁场检测信号提供参考电压,其中当磁场检测信号指示开关电源受到了外部磁场的影响时,参考电压等于频率设置电压与频率调整电压之差,当磁场检测信号指示开关电源未受到外部磁场的影响时,参考电压等于频率设置电压;

锯齿波生成电路,提供周期性变化的锯齿波电压;以及

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参考电压,第二输入端接收锯齿波电压,输出端根据参考电压和锯齿波电压相比较的结果提供时钟信号。

6.一种开关电源,包括:

变压器,具有初级绕组和次级绕组,其中初级绕组接收输入电压;

主功率开关,耦接至初级绕组;

整流电路,耦接至次级绕组并提供输出电压;

反馈电路,提供代表输出电压的电压反馈信号;以及

控制电路,接收电压反馈信号,并根据电压反馈信号提供开关控制信号以控制主功率开关的导通及关断,所述控制电路响应于电压反馈信号以控制主功率开关的占空比,所述控制电路根据开关电源是否受到外部磁场的影响控制主功率开关的开关频率,其中当开关电源未受到外部磁场的影响时,控制主功率开关的开关频率等于频率预设值,以及当开关电源受到外部磁场的影响时,控制主功率开关的开关频率等于所述频率预设值的N倍,N为大于1的整数。

7.如权利要求6所述的开关电源,其中控制电路如权利要求1~5中任一项所述。

8.一种用于开关电源的控制方法,所述开关电源包括磁性元件、耦接至磁性元件的主功率开关、接收输入电压的输入端口、以及提供输出电压的输出端口,所述控制方法包括:

根据输出电压提供电压反馈信号;

根据参考信号与电压反馈信号之间的差值提供误差放大信号;

根据误差放大信号,控制主功率开关的占空比;以及

判断开关电源是否受到外部磁场的影响;其中

当开关电源未受到外部磁场的影响时,开关电源处于正常工作模式,控制开关频率等于第一频率预设值;以及

当开关电源受到外部磁场的影响,开关电源进入抗磁模式,控制开关频率等于第二频率预设值,其中第二频率预设值大于第一频率预设值。

9.如权利要求8所述的控制方法,其中判断开关电源是否受外部磁场的影响包括:

当误差放大信号大于第一阈值时,判断开关电源受到外部磁场影响;以及

当误差放大信号小于第二阈值时,判断开关电源未受到外部磁场的影响;其中

第一阈值大于第二阈值。

10.如权利要求8所述的控制方法,其中判断开关电源是否受外部磁场的影响包括:

检测流过主功率开关的电流,提供电流检测信号;

当电流检测信号的斜率大于第三阈值时,判断开关电源受到外部磁场的影响;以及

当电流检测信号的斜率小于第四阈值时,判断开关电源未受到外部磁场的影响;其中

第三阈值大于第四阈值,且第三阈值和第四阈值随着输入电压的变化而变化。

11.如权利要求8所述的控制方法,还包括:

当开关电源未受到外部磁场的影响时,根据频率设置电压提供参考电压;

当开关电源受到外部磁场的影响时,根据频率设置电压和频率调整电压之差提供参考电压;

提供周期性变化的锯齿波电压;

根据参考电压和锯齿波电压的比较结果,提供时钟信号以控制主功率开关的开关频率。

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