一种开关变换装置及其控制电路和方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种开关变换装置及其控制电路和方法。该用于开关电路的控制电路包括：时钟电路，产生时钟信号，用于触发所述至少一个开关管工作于第一状态；比较电路，接收代表与输出电压信号相关的反馈信号和一个参考信号，并将所述反馈信号和参考信号比较，产生一个比较信号，用于触发所述至少一个开关管工作于第二状态。在所述时钟信号上升沿时刻所述至少一个开关管开始工作于第一状态，当所述反馈信号大于所述参考信号时，所述至少一个开关管切换至第二状态。
【专利说明】一种开关变换装置及其控制电路和方法
【技术领域】
[0001]本发明公开的实施例涉及一种电子电路，尤其涉及一种开关变换装置、以及控制该开关变换装置的控制电路及其方法。
【背景技术】
[0002]在目前的便携式产品设计中，需要同时兼顾动态响应速度和产品体积，因此一个关键设计点在于，需要在输出电容较小的情况下，具有较高的动态响应速度。现有技术中有很多控制方法用于开关变换器，包括:电压控制模式、电流控制模式、滞环控制模式以及恒定导通时间或固定关断时间控制(COT)模式等，每一种控制方法都有各自的特点。
[0003]在电压控制模式和电压控制模式中，通过将电压(和/或电流)反馈信号同一个参考电压信号的差值放大，再与一个斜坡信号比较，产生一个频率固定的PWM信号用于控制开关变换器中的开关管，进而调节输出电压的值。在电压控制模式和电压控制模式中，均需要一个高性能的误差放大器，以提供前述的差值放大。而误差放大器将在电压环路或电流环路中引入多个零点和极点，为了使变换器工作在一个稳定的状态，需要在电压环路或电流环路中对误差放大器引入的零点和极点进行复杂的环路补偿，导致变换器的动态响应速度降低。
[0004]滞环控制模式是通过一个滞环比较器将反馈电压(或电流)信号同一个阈值电压信号比较，进而产生一个PWM信号控制开关变换器中的开关管，进而调节输出电压和电流。滞环比较器不需要误差放大器，因而动态响应速度快。但是，在滞环控制中，开关频率fsw同输入电压Vin、输出电压Vott、输出电容的等效串联电阻Resk等参数有关，其具体关系如下:
[0005]
【权利要求】
1.一种用于开关电路的控制电路，其中，所述开关电路包括至少一个开关管，接收输入电压信号，并通过该至少一个开关管的第一状态与第二状态切换将所述输入电压信号转换为输出电压信号，所述控制电路包括: 时钟电路，产生时钟信号，用于触发所述至少一个开关管工作于第一状态； 比较电路，接收与输出电压信号相关的反馈信号和一个参考信号，并将所述反馈信号和参考信号比较，产生一个比较信号，用于触发所述至少一个开关管工作于第二状态；其中， 在所述时钟信号上升沿时刻所述至少一个开关管开始工作于第一状态，当所述反馈信号大于所述参考信号时，所述至少一个开关管切换至第二状态。
2.如权利要求1所述的控制电路，所述控制电路还包括逻辑电路，所述逻辑电路接收所述比较信号和所述时钟信号，并将所述比较信号和所述时钟信号做逻辑运算，产生至少一个开关信号控制所述至少一个开关管的第一状态与第二状态切换。
3.如权利要求2所述的控制电路，其中，所述逻辑电路包括: 单脉冲产生器，接收所述时钟信号，并在所述时钟信号的上升沿时刻产生单脉冲信号; 高低电平触发器，包括置位端、复位端、第一输出端和第二输出端，其中，置位端接收所述单脉冲信号，复位端接收所述比较信号，并在第一输出端和第二输出端分别输出第一开关信号和第二开关信号，用于控制所述至少一个开关管第一状态和第二状态的切换，其中，所述第一开关信号和所述第二开关信号为逻辑互补信号。
4.如权利要求2所述的控制电路，其中，所述逻辑电路包括边沿触发器，所述边沿触发器包括输入端、复位端、边沿控制端和输出端，其中，输入端接收一正电压信号，复位端接收所述比较信号，边沿控制端接收所述时钟信号，输出端输出开关信号用于控制所述至少一个开关管第一状态和第二状态的切换。
5.如权利要求1所述的控制电路，其中，所述比较电路包括一个电压比较器，所述电压比较器包括正向输入端、反向输入端和输出端，其中，反相输入端接收一个参考电压信号，正相输入端接收所述反馈信号，并在输出端产生所述比较信号，其中， 当所述反馈信号小于所述参考电压信号时，所述比较信号为逻辑低， 当所述反馈信号大于所述参考电压信号时，所述比较信号为逻辑高。
6.如权利要求5所述的控制电路，所述开关电路包括上开关管和下开关管，其中，所述第一开关信号控制所述上开关管第一状态与第二状态切换，所述第二开关信号控制所述下开关管第一状态与第二状态切换。
7.如权利要求1所述的控制电路，其中，所述比较电路包括一个电压比较器，所述电压比较器包括正向输入端、反向输入端和输出端，其中，正向输入端接收一个参考电压信号，反向输入端接收所述反馈信号，并在输出端产生所述比较信号，其中， 当所述反馈信号小于所述参考电压信号时，所述比较信号为逻辑高， 当所述反馈信号大于所述参考电压信号时，所述比较信号为逻辑低。
8.如权利要求6所述的控制电路，所述开关电路包括上开关管和下开关管，其中，所述第一开关信号控制所述上开关管第一状态与第二状态切换，所述第二开关信号控制所述下开关管第一状态与第二状态切换。
9.一种开关变换装置，包括:如权利要求1至8中任一项所述的控制电路。
10.一种用于开关电路的控制方法，其中，所述开关电路包括至少一个开关管，接收输入电压信号，并通过该至少一个开关管的第一状态与第二状态将所述输入电压信号转换为输出电压信号，所述控制方法包括: 产生一个时钟信号，用于触发所述至少一个开关管工作于第一状态； 将与输出电压信号相关的的反馈信号和一参考信号比较，产生一个比较信号，用于触发所述至少一个开关管工作于第二状态；其中，在所述时钟信号上升沿时刻，所述至少一个开关管开始工作于第一状态，当所述反馈信号大于所述参考信号时，所述至少一个开关管切换至第二状态。
11.如权利要求10所述的控制方法，其中所述控制方法还包括将所述比较信号和所述时钟信号做逻辑运算，产生至少一个开关信号控制所述至少一个开关管的第一状态与第二状态切换。
12.如权利要求11所述的控制方法，还包括在所述时钟信号上升沿时刻产生一个单脉冲信号，并将所述单脉冲信号和所述时钟信号做逻辑运算。
13.如权利要求10所述的控制方法，所述将反馈信号和参考信号比较产生比较信号的步骤包括使用一个电压比较器，·将所述反馈信号和一个参考电压信号比较。
【文档编号】H02M3/155GK103532383SQ201310520951
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】常俊昌 申请人:成都芯源系统有限公司