本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种开关电路的控制方法、控制电路及开关电源电路。
背景技术：
在临界导通模式工作的开关电源中，主开关管关断，整流管导通，电感电流下降，当开关电源检测到电感电流下降到0，则主开关管导通，整流管关断，电感电流上升。现有技术中，通过检测输出反馈电压或者主开关管栅极电压来判断电感电流是否下降到0。但是，开关电源在检测时，由于外部干扰，电感电流还未下降到0，就误以为下降到0，导致进入连续导通模式，并且容易误触发过压保护。
以通过检测主开关管栅极电压来判断电感电流是否下降到0为例进行说明。请参考图1所示，为Buck降压电路。在无干扰的理想情况下，主开关管M00导通时，输入端给负载D01供电，此时电感电流iL上升；当iL上升到IREF时，主开关管M00关断，电感L00释放能量，此时电感电流iL从IREF开始下降，直到电感电流iL降至0，由于二极管D00不能反向导通，电流通过对地电阻R00和开关管M00的栅漏寄生电容C01流向电感，此时M00的栅极会出现负压，当检测到栅极的负压时，开关管M00导通，实现临界导通模式控制。在实际应用中受外部干扰，比如电网的影响，使得M00的漏端会被干扰继而耦合到栅端，这样容易在主开关管M00关断时误检测到栅端的负压，导致M00误导通。参考图2所示，在A’这个时刻，误检测电感电流过零，主开关管导通，进入连续导通模式。当输出电压变高，主开关管的关断时间变短，过压保护电路通过判断主开关管的关断时间是否小于设计值来判断输出是否过压。如果在电感电流未降到0，栅端误检测到负压，主开关管导通，关断时间变短，导致开关电路误进入过压保护状态。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种开关电路的控制方法、控制电路及开关电源电路，用以解决现有技术中在电感电流过零误检测时，防止保护误触发，提高系统可靠性。
本发明的技术解决方案是，提供一种开关电路的控制方法，所述开关电路包括主功率管、整流管和电感，所述控制方法包括：
所述主功率管导通，所述整流管关断，开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第一阈值时，计时时间作为第一时间，并重新计时，经过第二时间后，如果所述电感采样电流或所述主功率管采样电流大于第二阈值，则所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
作为可选，当所述开关电路处于所述连续导通状态，则在本开关周期不触发输出过压保护。
作为可选，所述第二时间等于所述第一时间的k倍，所述第二阈值接近所述第一阈值的(k+1)倍。
作为可选，当所述主功率管导通，所述整流管关断，当所述电感采样电流或主功率管采样电流大于所述第三阈值，则所述主功率管关断、所述整流管导通。
作为可选，根据权利要求4所述开关电路的控制方法，其特征在于：所述第三阈值等于所述第二阈值。
本发明的又一技术解决方案是，提供一种开关电路的控制方法，所述开关电路包括主功率管、整流管和电感，所述控制方法包括：
所述主功率管导通，所述整流管关断，开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第四阈值时，计时时间作为第四时间，并重新计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第五阈值时，计时时间作为第五时间，当所述第四时间的n倍大于所述第五时间，所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
作为可选，当所述主功率管导通，所述整流管关断，当所述电感采样电流或主功率管采样电流大于所述第五阈值，则所述主功率管关断、所述整流管导通。
作为可选，当所述开关电路处于所述连续导通状态，则在本开关周期不触发输出过压保护。
本发明的又一技术解决方案是，提供一种开关电路的控制电路，所述开关电路包括主功率管、整流管和电感，所述控制电路控制所述主功率管导通，并开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第一阈值时，所述控制电路计时时间作为第一时间，并重新计时，经过第二时间后，如果所述电感采样电流或所述主功率管采样电流大于第二阈值，则所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
作为可选，所述控制电路包括第一比较电路、第一计时电路和逻辑控制电路，
所述第一计时电路接收所述主功率管的导通和关断信号，以及所述第一比较电路的输出电压，
所述第一比较电路接收所述电感采样电流或主功率管采样电流和所述第一计时电路的输出电压，
所述逻辑控制电路接收所述第一比较电路的输出电压，
所述逻辑控制电路控制所述主功率管导通，所述第一计时电路开始计时，所述第一比较电路比较所述电感采样电流或主功率管采样电流和所述第一阈值，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到所述第一阈值时，所述第一计时电路计时时间作为所述第一时间，并重新计时，所述第一计时电路计时到所述第二时间时，所述第一比较电路比较所述电感采样电流或所述主功率管采样电流和所述第二阈值，如果所述电感采样电流或所述主功率管采样电流大于所述第二阈值，则所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
作为可选，当所述开关电路处于所述连续导通状态，则所述逻辑控制电路在本开关周期不触发输出过压保护。
作为可选，所述第二时间等于所述第一时间的k倍。
作为可选，所述第一计时电路包括电容、第一电流源和第二电流源，所述主功率管导通，所述电容电压复位到参考电压，所述第一电流源对所述电容进行充电，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到所述第一阈值时，所述第一电流源停止对所述电容进行充电，所述第二电流源对所述电容进行放电，当所述电容上电压下降到所述参考电压时，所述第一比较电路比较所述电感采样电流或所述主功率管采样电流和所述第二阈值；
所述第一电流源对所述电容充电的时间为所述第一时间，所述第二电流源对所述电容放电的时间为所述第二时间。
作为可选，所述第二电流源的大小为所述第一电流源的大小除以k。
本发明的又一技术解决方案是，提供一种开关电源电路。
采用本发明的电路结构和方法，与现有技术相比，具有以下优点：在开关电路电感电流过零误检测时，防止保护误触发，提高系统可靠性。
附图说明
图1为现有技术中的Buck电路的电路图；
图2为现有技术中电感电流过零误检测时的电感电流波形图；
图3为本发明实施例中的电感电流波形图；
图4为本发明实施例中的电感电流及电容电压波形图；
图5为本发明实施例中的开关电源电路的模块示意图；
图6为本发明实施例中的第一计时电路的电路原理图；
图7为本发明另一实施例中的开关电源电路的模块示意图；
图8为本发明另一实施例中的开关电源电路的模块示意图；
图9为本发明实施例中的电感电流波形图；
图10为本发明实施例中的电感电流及电容电压波形图；
图11为本发明实施例中的开关电源电路的模块示意图；
图12为本发明实施例中的第二计时电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供一种开关电路的控制方法，开关电路包括主功率管、整流管和电感，所述控制方法包括：所述主功率管导通，所述整流管关断，开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第一阈值时，计时时间作为第一时间，并重新计时，经过第二时间后，如果所述电感采样电流或所述主功率管采样电流大于第二阈值，则所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
在开关电路电感电流过零误检测时，通过检测电路是否处于临界导通状态，可以防止保护误触发，提高系统可靠性。
请参考图3所示，为电感电流波形。在t12时刻，电感电流大于第二阈值，开关电路处于临界导通状态，在t15时刻，电感电流小于第二阈值，开关电路处于连续导通状态。
当所述开关电路处于所述连续导通状态，则在本开关周期不触发输出过压保护。
所述第二时间等于所述第一时间的k倍，所述第二阈值接近所述第一阈值的(k+1)倍。k大于零，作为优选方案，k小于1，第二阈值减第一阈值小于第一阈值。
请参考图4所示，当所述主功率管导通，所述整流管关断，当所述电感采样电流或主功率管采样电流大于所述第三阈值，则所述主功率管关断、所述整流管导通。
第二阈值小于等于第三阈值。
第三阈值可以为固定值。在闭环控制中，第三阈值由补偿信号控制，补偿信号为输出反馈信号和参考信号进行运算放大后得到。
在一个实施例中，所述第三阈值等于所述第二阈值。
通过采样主功率管导通时的电流来表征电感电流。在主功率管导通时，主功率管的电流会有过冲，如果电流过冲大于第一阈值，则第一时间就会出错。为了防止主功率管导通时刻的电流过冲对系统的影响，在所述主功率管导通，所述整流管关断，经过前沿消隐时间后，开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第一阈值时，计时时间作为第一时间。
本发明还提供一种开关电路的控制电路，所述开关电路包括主功率管、整流管和电感，所述控制电路100控制所述主功率管导通，并开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第一阈值时，所述控制电路100计时时间作为第一时间，并重新计时，经过第二时间后，如果所述电感采样电流或所述主功率管采样电流大于第二阈值，则所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
请参考图5所示，所述控制电路100包括第一比较电路120、第一计时电路110和逻辑控制电路130，所述第一计时电路110接收所述主功率管的导通和关断信号BON，以及所述第一比较电路120的输出电压V1，所述第一比较电路120接收所述电感采样电流或主功率管采样电流CS和所述第一计时电路110的输出电压T2，所述逻辑控制电路130接收所述第一比较电路120的输出电压，所述逻辑控制电路130控制所述主功率管导通，所述第一计时电路110开始计时，所述第一比较电路120比较所述电感采样电流或主功率管采样电流CS和所述第一阈值，当所述电感采样电流或主功率管采样电流CS达到所述第一阈值时，第一计时电路110接收第一比较电路120表征CS达到第一阈值的信号，比如，V1由低变高，所述第一计时电路110计时时间作为所述第一时间，并重新计时，所述第一计时电路110计时到所述第二时间时，第一比较电路120接收第一计时电路110计时到第二时间的信号T2，例如，T2由低变高，此时，所述第一比较电路120比较所述电感采样电流或所述主功率管采样电流CS和所述第二阈值，如果所述电感采样电流或所述主功率管采样电流大于所述第二阈值，则所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
当所述开关电路处于所述连续导通状态，则所述逻辑控制电路130在本开关周期不触发输出过压保护。
所述第二时间等于所述第一时间的k倍，所述第二阈值接近所述第一阈值的(k+1)倍。k大于零，作为优选方案，k小于1，第二阈值减第一阈值小于第一阈值。
请参考图6所示，所述第一计时电路110包括电容C111、第一电流源I111和第二电流源I112，所述主功率管导通，所述电容C111的电压复位到参考电压，所述第一电流源I111对所述电容C111进行充电，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到所述第一阈值时，所述第一电流源I111停止对所述电容C111进行充电，所述第二电流源I111对所述电容C111进行放电，当所述电容上电压Vc下降到所述参考电压时，所述第一比较电路120比较所述电感采样电流或所述主功率管采样电流CS和所述第二阈值；
所述第一电流源I111对所述电容C111充电的时间为所述第一时间，所述第二电流源I112对所述电容C111放电的时间为所述第二时间。电容C111上电压波形如图4所示。
继续参考图6所示，所述计时电路110还包括逻辑电路111，开关K111和开关K112，比较器112。逻辑电路111接收主功率管导通和关断信号BON，第一比较电路120的输出电压V1，逻辑电路的输出控制开关K111和开关K112，电流源I111和开关K111任意顺序串联，并连接到电压源和电容C111，电流源I112和开关K112任意顺序串联，并连接到地和电容C111，电容C111的一端连接到比较器112的一个输入端，另一端连接到地，比较器的另一输入端连接到第二参考电压VR，比较器112的输出电压即为计时电路110的输出电压。
当主功率管导通时，所述电容C111的电压复位到第二参考电压VR，逻辑电路111控制开关K111导通，开关K112关断，所述第一电流源I111对所述电容C111进行充电，电容电压Vc上升，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到所述第一阈值时，V1由低变高，逻辑电路控制开关K111关断，开关K112导通，所述第一电流源I111停止对所述电容C111进行充电，所述第二电流源I112对所述电容C111进行放电，当所述电容上电压Vc下降到所述第二参考电压VR时，在图6中即为参考地，比较器112的输出T2翻转，表征计时到第二时间。
所述第二电流源的大小为所述第一电流源的大小除以k。
请参考图7所示，控制电路100还包括第二比较电路150，所述第二比较电路150接收所述电感采样电流或所述主功率管采样电流CS，当所述主功率管导通，所述整流管关断，在前沿消隐时间后，将所述电感采样电流或所述主功率管采样电流CS与第三阈值进行比较，所述逻辑控制电路130接收所述第二比较电路150的输出电压，当所述电感采样电流或主功率管采样电流CS大于所述第三阈值，则所述逻辑控制电路130控制所述主功率管关断、所述整流管导通。所述电感电流和第三阈值的波形请参考图4所示。
请继续参考图7所示，所述控制电路还包括电感电流过零检测电路170。在一个实施例中，所述电感电流过零检测电路170接收所述主功率管的栅极电压，当电感电流过零检测电路检测到所述栅极电压小于零，则认为电感电流过零。逻辑控制电路130接收电感电流过零检测电路的电压，当电感电流过零检测电路的输出电压表征电感过零时，逻辑控制电路130控制主功率管导通。在另一个实施例中，电感电流过零检测电路170接收输出电压的反馈电压FB，输出电压的反馈电压为输出电压通过分压电阻进行分压。当电感电流过零检测电路170检测到反馈电压的下降沿或者反馈电压过零，则认为电感电流过零。
参考图8所示，所述控制电路100还包括运算放大器160，第二比较电路150接收运算放大器160的输出电压。所述运算放大器160接收输出电压或输出电流或输出功率的反馈电压FB，运算放大器160对FB和参考电压VREF进行运算放大，输出补偿信号COMP，所述第二比较电路接收补偿信号COMP。所述第三阈值由所述补偿信号COMP控制。
本发明提供一种开关电源电路，包括所述的控制电路100。
本发明还提供一种开关电路的控制方法，所述开关电路包括主功率管、整流管和电感，所述控制方法包括：所述主功率管导通，所述整流管关断，开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第四阈值时，计时时间作为第四时间，并重新计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第五阈值时，计时时间作为第五时间，当所述第四时间的n倍大于所述第五时间，所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
在开关电路电感电流过零误检测时，通过检测电路是否处于临界导通状态，可以防止保护误触发，提高系统可靠性。
第四阈值小于第五阈值，第四阈值Vth4等于第五阈值Vth5与第四阈值Vth5之差的m倍，即Vth4＝m*(Vth5-Vth4)，m大于零。作为优选方案，m大于1，并接近n。请参考图9所示，为电感电流波形。在t20时刻，主功率管导通，开始计时，在t21时刻，电感电流达到第四阈值，从t20到t21的时间为第四时间，在t22时刻，电感电流达到第五阈值，从t21到t22的时间为第五时间。第四时间的n倍大于所述第五时间，所述开关电路处于临界导通状态。在t23时刻，主功率管导通，开始计时，在t24时刻，电感电流达到第四阈值，从t23到t24的时间为第四时间，在t25时刻，电感电流达到第五阈值，从t24到t25的时间为第五时间。第四时间的n倍小于所述第五时间，开关电路处于连续导通状态。
当所述主功率管导通，所述整流管关断，当所述电感采样电流或主功率管采样电流大于所述第五阈值，则所述主功率管关断、所述整流管导通。也就是说，所述第五阈值为电感电流的峰值电流。在另一个实施例中，第五阈值可以不是峰值电流。
当所述开关电路处于所述连续导通状态，则在本开关周期不触发输出过压保护。
通过采样主功率管导通时的电流来表征电感电流。在主功率管导通时，主功率管的电流会有过冲，如果电流过冲大于第四阈值，则第四时间就会出错。为了防止主功率管导通时刻的电流过冲对系统的影响，在所述主功率管导通，所述整流管关断，经过前沿消隐时间后，开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流达到第四阈值时，计时时间作为第四时间。
本发明还提供一种开关电路的控制电路，所述开关电路包括主功率管、整流管和电感，所述主功率管导通，所述整流管关断，控制电路400开始计时，当电感采样电流或主功率管采样电流CS达到第四阈值时，控制电路400的计时时间作为第四时间，并重新计时，当电感采样电流或主功率管采样电流CS达到第五阈值时，控制电路计时时间作为第五时间，当所述第四时间的n倍大于所述第五时间，所述开关电路处于临界导通状态，否则所述开关电路处于连续导通状态。
请参考图11所示，所述控制电路400还包括第二计时电路410、第二比较电路420、第三比较电路430和逻辑控制电路440。
逻辑控制电路440控制所述主功率管导通，所述整流管关断，第二计时电路410开始计时，第四比较电路420接收电感采样电流或主功率管采样电流CS、第四阈值和第五阈值，第二计时电路410接收第四比较电路420的输出信号V4和V5，第四比较电路420检测到电感采样电流或主功率管采样电流CS达到第四阈值时，例如，V4由低变高，第二计时电路410将计时时间作为第四时间，并重新计时。第四比较电路420检测到电感采样电流或主功率管采样电流CS达到第五阈值时，例如，V5由低变高，第二计时电路410的计时时间作为第五时间。第三比较电路430接收第二计时电路的输出电压Vc2，第三比较电路430通过比较Vc2和第三参考电压VR3，来判断所述第四时间的n倍是否大于所述第五时间，并输出电压OUT。例如，第四时间的n倍大于所述第五时间，OUT为高，表征开关电路处于临界导通状态；否则表征开关电路处于连续导通状态。逻辑控制电路440接收第三比较电路430的输出电压OUT。
当所述开关电路处于所述连续导通状态，则逻辑控制电路440在本开关周期不触发输出过压保护。
请参考图12所示，为第二计时电路410的一个实施例。第二计时电路410包括电流源I411、I412、电容C411。主功率管导通，所述电容C411的电压复位到参考电压，电流源I411对电容C411进行充电，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到所述第四阈值时，电流源I411停止对所述电容C411进行充电，电流源I412对所述电容C411进行放电，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到第五阈值时，电流源I411和电流源I412都停止对电容C411的充放电。电容C411上的电压Vc2即为计时电路410的输出电压。电容C411上的电压Vc2波形如图10所示。
继续参考图12所示，所述计时电路410还包括逻辑电路411，开关K411和开关K412。逻辑电路411接收主功率管导通和关断信号BON，第二比较电路420的输出电压V4和V5，逻辑电路411的输出控制开关K411和开关K412，电流源I411和开关K411任意顺序串联，并连接到电压源和电容C411，电流源I412和开关K412任意顺序串联，并连接到地和电容C411，电容C411上的电压Vc2即为计时电路410的输出电压。
当主功率管导通时，所述电容C411的电压复位到第三参考电压VR3，逻辑电路411控制开关K411导通，开关K412关断，电流源I411对所述电容C411进行充电，电容电压Vc2上升，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到所述第四阈值时，V4由低变高，逻辑电路411控制开关K411关断，开关K412导通，电流源I411停止对所述电容C411进行充电，电流源I412对所述电容C411进行放电，当所述电感采样电流或主功率管采样电流达到所述第五阈值时，V5由低变高，逻辑电路111控制开关K411和开关K412都关断。
第三比较电路430为比较器。以第二计时电路的输出Vc2连接到比较器的正输入端，第三参考电压VR3连接到比较器的负输入端为例。当Vc2大于VR3时，比较器的输出OUT为高；当Vc2小于VR3时，比较器的输出OUT为低。
所述控制电路400还包括电感电流过零检测电路170，逻辑控制电路440接受电感电流过零检测电路170的输出电压。当电感电流过零检测电路170的输出表征开关电路中电感电流过零，则逻辑控制电路440控制主功率管导通。电感电流过零检测电路170在前面已经有描述，在此不再赘述。
除此之外，虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。