本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种频率控制方法、控制电路及开关电路。
背景技术：
在开关电源中，包含主功率管、整流管和电感。当主功率管导通，整流管关断，电感电流上升；当整流管导通，主功率管关断，电感电流下降。电感电流平均值的大小随着负载的变化而变化，当负载变轻，电感电流下降到0，进入断续模式。参考图1所示，为电感电流il，主功率管控制信号ton和整流管导通信号bon的波形图。主功率管控制信号ton为高，整流管导通信号bon为低，主功率管导通，整流管关断，电感电流上升；主功率管控制信号ton为低，整流管导通信号bon为高，主功率管关断，整流管导通，电感电流下降；当电感电流下降到0，主功率管控制信号ton为低，整流管导通信号bon也为低，则主功率管和同步整流管都关断。负载越轻，则主功率管和整流管关断的时间越长，开关周期越长，开关频率越低。因此，开关电路进入断续模式之后，开关频率会随着负载的变化而变化。开关频率过低，会产生音频干扰，或者对其他系统产生干扰。所以，希望在断续模式下，也可以控制开关频率为定频。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种频率控制方法、控制电路及开关电路，用以解决现有技术中开关电路进入断续模式之后，开关频率会随着负载的变化而变化。开关频率过低，会产生音频干扰，或者对其他系统产生干扰的问题。
本发明的技术解决方案是，提供一种用于开关电路的频率控制电路，所述开关电源包括开关功率电路，所述开关功率电路包括主功率管和同步整流管，在断续模式下，当所述主功率管关断，所述同步整流管导通，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，当补偿电压大于第三阈值，所述主功率管导通；第一时间从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时，或者从所述主功率管导通开始计时，或者从所述同步整流管关断开始计时；当所述主功率管导通时刻晚于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值降低；当所述主功率管导通时刻早于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值升高，所述第一阈值小于零，输出电压或输出电流或输出功率和参考电压进行运算放大得到所述补偿电压。
作为可选，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，所述主功率管导通，当所述电感电流等于零时，所述主功率管和所述同步整流管都关断。
作为可选，对所述主功率管导通时间进行计时，当计时到恒导通时间时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。
作为可选，当电感采样电流大于第二阈值时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。
本发明的另一技术解决方案是，提供一种用于开关电源的频率控制电路，所述开关电源包括开关功率电路，所述开关功率电路包括主功率管和同步整流管，在断续模式下，当所述主功率管关断，所述同步整流管导通，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，当补偿电压大于第三阈值，所述主功率管导通；第一时间从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时，或者从所述主功率管导通开始计时，或者从所述同步整流管关断开始计时；当所述主功率管导通时刻晚于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值降低；当所述主功率管导通时刻早于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值升高，所述第一阈值小于零，输出电压或输出电流或输出功率和参考电压进行运算放大得到所述补偿电压。
作为可选，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，所述主功率管导通，当所述电感电流等于零时，所述主功率管和所述同步整流管都关断。
作为可选，包括计时电路、调节电路、谷值比较电路和逻辑控制电路，
所述计时电路接收所述主功率管和所述同步整流管的开关信号；
所述调节电路接收所述计时电路的输出电压和所述主功率管的开关信号，根据所述计时电路的输出电压和所述主功率管的开关信号来调节所述第一阈值；
所述谷值比较电路比较所述第一阈值和所述电感电流信号；
所述逻辑控制电路接收所述谷值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关断，所述同步整流管导通，所述谷值比较电路检测到所述电感电流信号降低到所述第一阈值时，所述逻辑控制电路控制所述同步整流管关断，当所述主功率管导通时刻晚于计时到所述第一时间的时刻，则所述调节电路将所述第一阈值降低；当所述主功率管导通时刻早于计时到所述第一时间的时刻，则所述调节电路将所述第一阈值升高。
作为可选，对所述主功率管导通时间进行计时，当计时到恒导通时间时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。
作为可选，接收电感采样电流，当所述电感采样电流大于第二阈值时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。
本发明的又一技术解决方案是，提供一种开关电路。
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：当负载轻到一定程度，可以实现断续模式下的定频控制。
附图说明
图1为现有技术中开关电源电路在断续模式下的电感电流il、主功率管控制信号ton和同步整流管控制信号bon的波形图；
图2为本发明开关电源电路在断续模式下的电感电流il、主功率管控制信号ton、同步整流管控制信号bon的波形图；
图3为本发明另一实施例中，开关电源电路在断续模式下的电感电流il、主功率管控制信号ton、同步整流管控制信号bon的波形图；
图4为本发明频率控制电路100、驱动电路200和开关功率电路300的示意图；
图5为本发明计时电路110的一种实施方式；
图6为本发明调节电路120的一种实施方式。
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。
本发明提供一种频率控制方法，所述开关电源包括开关功率电路，所述开关功率电路包括主功率管和同步整流管，在断续模式下，当所述主功率管关断，所述同步整流管导通，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，当补偿电压大于第三阈值，所述主功率管导通；第一时间从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时，或者从所述主功率管导通开始计时，或者从所述同步整流管关断开始计时；当所述主功率管导通时刻晚于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值降低；当所述主功率管导通时刻早于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值升高，所述第一阈值小于零，输出电压或输出电流或输出功率和参考电压进行运算放大得到所述补偿电压。
通过调节第一阈值，使得计时时间接近第一时间。当负载轻到一定程度，可以实现断续模式下的定频控制。
当从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时，可以使得述主功率管和所述同步整流管都关断的时间接近第一时间；
当从所述主功率管导通开始计时，可以使得开关周期为第一时间。
请参考图2所示，为电感电流il、主功率管导通信号ton、同步整流管导通信号bon的波形图。以从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时为例。在第一个开关周期中，所述主功率管和所述同步整流管都关断的时间大于第一时间，在后面一个周期中，第一阈值降低，则主功率管和同步整流管都关断的时间也相应减小，但是还是比第一时间长，于是第一阈值继续降低，直到主功率管和同步整流管都关断的时间等于第一阈值。
在图2中，同步整流管关断，主功率管的寄生二极管导通，电感电流上升。
请参考图3所示，在另一实施例中，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，所述主功率管导通，当所述电感电流等于零时，所述主功率管和所述同步整流管都关断。
对所述主功率管导通时间进行计时，当计时到恒导通时间时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。该控制方法即为恒导通控制方法。
在峰值电流控制中，当电感采样电流大于第二阈值时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。第二阈值可以是定值，也可以由补偿信号控制。输出电压或输出电流或输出功率和参考电压运算放大得到补偿信号。
本发明还提供一种用于开关电源的频率控制电路，所述开关电源包括开关功率电路，所述开关功率电路包括主功率管和同步整流管，在断续模式下，当所述主功率管关断，所述同步整流管导通，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，当补偿电压大于第三阈值，所述主功率管导通；第一时间从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时，或者从所述主功率管导通开始计时，或者从所述同步整流管关断开始计时；当所述主功率管导通时刻晚于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值降低；当所述主功率管导通时刻早于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值升高，所述第一阈值小于零，输出电压或输出电流或输出功率和参考电压进行运算放大得到所述补偿电压。
在另一实施例中，电感电流降低到第一阈值时，所述同步整流管关断，所述主功率管导通，当所述电感电流等于零时，所述主功率管和所述同步整流管都关断。
请参考图4所示，频率控制电路100包括计时电路110、调节电路120、谷值比较电路130和逻辑控制电路140，所述计时电路110接收所述主功率管和所述同步整流管的开关信号ton和bon，从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时，或者从所述主功率管导通开始计时，或者从所述同步整流管关断开始计时；所述调节电路120根据所述计时电路110的输出inc调节所述第一阈值；所述谷值比较电路130比较所述第一阈值和所述电感电流信号；所述逻辑控制电路140接收所述谷值比较电路的输出电压boff；所述逻辑控制电路140控制所述主功率管关断，所述同步整流管导通，所述谷值比较电路130检测到所述电感电流信号降低到所述第一阈值时，所述逻辑控制电路140控制所述同步整流管关断。主功率管的寄生二极管导通，电感电流上升。当电感电流上升到零时，寄生二极管关断。在另一实施例中，所述谷值比较电路130检测到所述电感电流信号降低到所述第一阈值时，所述逻辑控制电路140控制所述同步整流管关断，所述主功率管导通，当所述电感电流等于零时，所述逻辑控制电路140控制所述主功率管和所述同步整流管都关断。当所述主功率管导通时刻晚于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值降低；当所述主功率管导通时刻早于计时到所述第一时间的时刻，则所述第一阈值升高。
参考图5所示，为计时电路110的一个实施例。计时电路110包括或门111，开关k111，电流源i111，电容c111和比较器112。
以当从所述主功率管和所述同步整流管都关断开始计时为例进行说明，主功率管控制信号ton和同步整流管控制信号bon连接到或门111的两个输入端，或门111的输出端控制开关k111。当或门111的输出为高时，开关k111导通，当或门111的输出为低时，开关k111关断。开关k111和电容c111并联。电流源i111的一端和电容c111相连，其公共端连接到比较器112的正输入端。比较器112的负输入端接收电压v111。比较器112的输出即为计时电路110的输出inc。
主功率管控制信号ton或同步整流管控制信号bon为高，则或门111的输出为高，开关k111导通，将电容c111的电压复位到0，比较器112的输出信号inc为低。当主功率管控制信号ton且同步整流管控制信号bon都为低时，电流源i111对电容c111进行充电，当充电电压达到电压v111时，则比较器112输出inc由低变高。i111对电容c111充电的时间，v111/i111即为第一时间t1。
参考图6所示，为调节电路120的一个实施例。调节电路包括边沿比较电路121，电流源i121、i122，开关k121、k122，电容c121。边沿比较电路121接收计时电路的输出信号inc和主功率管导通信号ton。电流源i121和开关k121任意顺序串联，电流源i122和开关k122任意顺序串联，两个串联电路的公共点连接到电容c121的正端，并且为调节电路120的输出端，边沿比较电路的两个输出端分别控制开关k121和开关k122。
以计时电路的输出inc由低变高表征计时到第一时间，ton为高表征主功率管导通为例进行说明。当计时电路的输出inc的上升沿比ton的上升沿来得晚，则边沿比较电路121的输出控制开关k122导通，控制开关k121关断，则电容c121上的电压nlmt降低，即第一阈值降低；当计时电路的输出inc的上升沿比ton的上升沿来得早，则边沿比较电路121的输出控制开关k122关断，控制开关k121导通，则电容c121上的电压nlmt升高，即第一阈值升高。
在恒导通时间控制中，频率控制电路100对所述主功率管导通时间进行计时，当计时到恒导通时间时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。
在峰值电流控制中，频率控制电路100接收电感采样电流，当所述电感采样电流大于第二阈值时，所述主功率管关断，所述同步整流管导通。
第二阈值可以是定值，也可以由补偿信号控制。输出电压或输出电流或输出功率和参考电压运算放大得到补偿信号。参考图4所示，频率控制电路100还包括运算放大电路150，运算放大电路150的负输入端接收开关功率电路300的反馈信号fb，即输出电压或输出电流或输出功率，正输入端接收参考电压vref，输出补偿信号comp，逻辑控制电路140接收补偿信号comp。
本发明还提供一种开关电路，包含所述的频率控制电路。开关电路可以为buck降压电路、boost升压电路、buckboost升降压电路等。
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。