开关电源及其控制电路和控制方法与流程

1.本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及一种开关电源及其控制电路和控制方法。


背景技术：

2.以太网供电(poe，power over ethernet)技术是指在现有以太网布线基础架构的基础上，通过网线为网络中终端设备提供直流供电的技术。在以太网供电技术中，网线兼有传输数据信号和直流供电的作用。该技术使终端设备无需依赖外部电源适配器供电，从而可以省去电源适配器、供电线缆和插头，节省布线与硬件成本。
3.以太网供电系统包括供电设备(power sourcing equipment，pse)和受电设备(powered device，pd)。pse设备通过以太网线与pd设备连接，其中，以太网线可以为双绞线。每一条以太网双绞线一般包括四个线对。在采用以太网供电时，pse设备可以以2个线对为pd设备供电。
4.pd设备在经过检测阶段(detection)被确认为合法后，pse设备会通过分级(classification)机制，根据pd设备正常工作所需要的最大功率进行分级，并在分级结束后向pd设备供电。
5.pd设备在接收到来自受电设备的电压后，通常需要通过pd设备内部的开关电源将电压转换为低压提供给负载。在pd设备内的开关电源在启动过程中由于负载的特殊性可能会出现输出电压过冲，或者输入电流远超过稳态满载下的电流阈值，或者突然增大负载电流，或者输出电压跌落。


技术实现要素：

6.鉴于上述内容，本发明的目的在于提供一种用于受电设备的开关电源及其控制电路和控制方法，增强开关电源的抗干扰能力。
7.根据本发明的第一方面，提供一种开关电源的控制电路，包括：软启动模块，用于产生软启动电压；频率控制及切换模块，用于根据误差放大信号和所述软启动电压产生频率控制信号以及切换信号；开关控制模块，用于根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述开关控制信号的频率随着误差放大信号的变化而变化；其中，所述软启动模块还根据所述切换信号调节所述软启动电压的上升速率。
8.优选地，所述频率控制信号用于控制所述开关控制信号的频率下限值。
9.优选地，当所述频率控制信号为有效电平时，所述开关控制信号的频率下限值为第一预设频率；当所述频率控制信号为无效电平时，所述开关控制信号的频率下限值为第二预设频率，其中，所述第一预设频率大于所述第二预设频率。
10.优选地，当所述软启动电压小于第一参考电压时，所述频率控制信号为有效电平，所述开关控制信号的频率下限值升至第一预设频率。
11.优选地，当所述软启动电压大于等于第一参考电压时，所述频率控制信号为无效
电平，所述开关控制信号的频率下限值恢复至第二预设频率。
12.优选地，当所述切换信号为无效电平时，所述软启动电压以第一预设速率上升；当所述切换信号为有效电平时，所述软启动电压以第二预设速率上升，其中，第二预设速率大于第一预设速率。
13.优选地，当所述软启动电压和所述误差放大信号均满足预设条件时，所述切换信号为有效电平；当所述启动电压和所述误差放大信号至少一个不满足预设条件时，所述切换信号为无效电平。
14.优选地，所述预设条件为所述软启动电压小于第一参考电压以及所述误差放大信号小于第二参考电压。
15.优选地，所述频率控制及切换模块包括第一比较器、第二比较器和与门，其中，第一比较器的第一输入端接收第一参考电压，第二输入端接收软启动电压，输出端输出频率控制信号；第二比较器的第一输入端接收第二参考电压，第二输入端接收误差放大信号，输出端输出比较信号；与门，其输入端分别接收所述频率控制信号和所述比较信号，输出端输出切换信号。
16.优选地，当所述软启动电压小于第一参考电压时，所述频率控制信号为有效电平；当所述误差放大信号小于第二参考电压时，所述比较信号为有效电平。
17.优选地，当所述频率控制信号和所述比较信号均为有效电平时，所述切换信号为有效电平；当所述频率信号和所述比较信号至少一个为无效电平时，所述切换信号为无效电平。
18.优选地，所述软启动模块包括电流源模块和软启动电容，其中，所述电流源模块用于向软启动电容充电；所述软启动电压为所述软启动电容两端的电压；所述切换信号用于调节所述电流源模块向软启动电容的充电电流以调节软启动电压的大小。
19.优选地，当所述切换信号为无效电平时，所述电流源模块提供至所述软启动电容的充电电流为第一预设电流；当所述切换信号为有效电平时，所述电流源提供至所述软启动电容的充电电流为第二预设电流，其中，所述第二预设电流大于第一预设电流。
20.优选地，所述电流源模块包括第一电流源和第二电流源，其中，所述第一电流源和所述第二电流源并联后与软启动电容串联连接在供电电压和接地端之间；第一电流源一直导通，第二电流源根据切换信号进行启动与关闭。
21.优选地，所述软启动电容集成在所述控制电路中，或者设置在所述控制电路外。
22.优选地，所述软启动模块包括电压源，所述电压源的输出电压为软启动电压；其中，所述电压源为可变电压源，用于根据切换信号调节电压源的输出电压以调节软启动电压的大小。
23.优选地，所述控制电路还包括：误差放大电路，用于根据表征输出电压的电压反馈信号和所述软启动电压产生误差放大信号。
24.优选地，所述控制电路用于断续模式下的开关电源软启动。
25.根据本发明的第二方面，提供一种开关电源，包括：开关电路，用于将输入电压转换成至输出电压；上述所述的控制电路；其中，所述开关电路包括驱动电路、开关桥臂和电感；所述开关桥臂包括第一功率开关管和第二功率开关管，其中，第一功率开关管和第二功率开关管串联连接在输入电压和接地端之间；所述电感连接在第一功率开关管和第二功率
开关管之间的节点和输出电压之间。
26.优选地，所述驱动电路根据所述开关控制信号产生驱动信号，所述驱动信号包括完全相反的第一驱动信号和第二驱动信号，其中，第一驱动信号用于第一功率开关管的导通与关断，第二驱动信号用于第二功率开关管的导通与关断。
27.优选地，所述开关控制信号为有效电平时，相应开关电路的第一功率开关管导通，第二功率开关管关断；所述开关控制信号为无效电平时，第一功率开关管关断时，第二功率开关管导通。
28.根据本发明的第三方面，提供一种开关电源的控制方法，包括：根据误差放大信号和软启动电压产生频率控制信号以及切换信号；根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述开关控制信号的频率随着误差放大信号的变化而变化；根据所述切换信号调节软启动电压的上升速率；其中，所述切换信号用于控制软启动电压的上升速率。
29.优选地，所述频率控制信号用于控制所述开关控制信号的频率下限值。
30.优选地，当所述频率控制信号为有效电平时，所述开关控制信号的频率下限值为第一预设频率；当所述频率控制信号为无效电平时，所述开关控制信号的频率下限值为第二预设频率，其中，所述第一预设频率大于所述第二预设频率。
31.优选地，当所述软启动电压小于第一参考电压时，所述频率控制信号为有效电平，所述开关控制信号的频率下限值升至第一预设频率。
32.优选地，当所述软启动电压大于等于第一参考电压时，所述频率控制信号为无效电平，所述开关控制信号的频率下限值恢复至第二预设频率。
33.优选地，当所述切换信号为无效电平时，所述软启动电压以第一预设速率上升；当所述切换信号为有效电平时，所述软启动电压以第二预设速率上升，其中，第二预设速率大于第一预设速率。
34.优选地，当所述软启动电压和所述误差放大信号均满足预设条件时，所述切换信号为有效电平；当所述启动电压和所述误差放大信号至少一个不满足预设条件时，所述切换信号为无效电平。
35.优选地，所述预设条件为所述软启动电压小于第一参考电压以及所述误差放大信号小于第二参考电压。
36.优选地，所述控制方法还包括：采用电流源模块向软启动电容充电以产生软启动电压；其中，根据切换信号调节软启动电容的充电电流以调节软启动电压的上升速率。
37.优选地，所述控制方法还包括：采用电压源产生软启动电压；其中，根据切换信号调节电压源的电压上升速率以调节软启动电压的上升速率。
38.优选地，所述控制方法还包括：根据表征输出电压的电压反馈信号和软启动电压产生误差放大信号。
39.本发明实施例提供的开关电源及其控制电路和控制方法，在启动过程中根据动态变化的软启动电压产生频率控制信号，以及根据软启动电压和误差放大信号产生切换信号，以及根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述频率控制信号用于控制所述开关控制信号的频率下限值；所述切换信号用于控制所述软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，可以避免在启动过程中突增负载导致的输出电压跌落的发生；并保证在启动过程中即使负载电流突然增大，也能使输出电压保持单调上升。
40.进一步地，所述软启动电压由电压源模块产生，根据控制电压源的电压上升速率以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
41.进一步地，所述软启动电压由电流源模块向软启动电容充电形成，根据控制软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
附图说明
42.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
43.图1示出以太网供电系统的示意性电路图；
44.图2示出根据本发明第一实施例提供的pd开关电源的示意性电路图；
45.图3示出根据本发明第一实施例提供的频率控制及切换模块和软启动模块的示意性电路图；
46.图4示出根据本发明第二实施例提供的频率控制及切换模块和软启动模块的示意性电路图；
47.图5示出根据本发明第三实施例提供的pd开关电源的示意性电路图；
48.图6示出现有技术中的pd开关电源在功率转换电路工作于电感电流断续状态时的各信号的波形图；
49.图7示出本发明实施例提供的pd开关电源在功率转换电路工作于电感电流断续状态时的各信号的波形图；
50.图8示出本发明实施例提供的根据本发明实施例提供的开关电源的控制方法的流程图。
具体实施方式
51.以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
52.图1示出了以太网供电系统的简易结构示意图。如图1所示，提供了一种以太网供电系统的结构示意图，该以太网供电系统可以包括供电设备(pse)100和受电设备(pd)200。供电设备100可以为交换机、路由器、防火墙或集线器等网络设备。受电设备200可以为互联网协议(internet protocol，ip)电话机、无线局域网接入点、微基站或者网络摄像机等。
53.参考图1，供电设备100和受电设备200上均可以设置有多个以太网接口，供电设备100的每个以太网接口可以通过一条以太网双绞线与受电设备200的一个以太网接口连接。供电设备100通过以太网双绞线向受电设备200传输数据信号的同时，还可以向受电设备200传输电源信号，从而为受电设备200供电。受电设备200包括pd开关电源210和负载电路等，受电控制器与受电设备200的以太网接口连接，能够接收供电设备100提供的电源信号并为后级的负载电路供电。
54.供电设备100的工作模式可以由控制电路控制，该控制电路例如为mcu控制器300或者供电控制器，供电设备100的工作模式例如包括向受电设备200正常供电、向受电设备200提供mps电流、或者停止向受电设备200供电。
55.图2示出本发明实施例提供的pd开关电源的示意性电路图。参见图2，所述pd开关电源包括开关电路211和控制电路212以及、软启动电容css、输出电容co和负载rload。
56.其中，开关电路211的输入端接收输入电压vin和开关控制信号pwm，在开关控制信号pwm的控制下，在输出端输出电压vout，并向所述控制电路120提供表征输出电压vout的电压反馈信号vfb。所述开关电路110可采用任何直流/直流(dc/dc)或交流/直流(ac/dc)变换拓扑结构，例如同步或非同步的升压、降压变换器，以及正激、反激变换器等。
57.控制电路212接收所述表征输出电压的电压反馈信号vfb和软启动电容css两端的软启动电压vss，产生所述开关控制信号pwm。
58.控制电路212包括误差放大电路2121、频率及电流控制电路2122、开关控制电路2123和电流源模块2124。
59.其中，软启动模块2124，用于产生软启动电压vss。在本实施例中，所述软启动模块2124包括电压源v1。其中，所述电压源v1输出软启动电压vss。在本实施例中，所述电压源为可变电压源，具有不同的电压上升速率。
60.误差放大电路2121从输出电容co的正端，即所述开关电路211的输出端获取输出电压vout的反馈信号vfb，并与软启动电压vss比较产生误差放大信号vea。
61.频率控制模块2122用于根据误差放大信号vea和所述软启动电压vss产生频率控制信号ctrl_fre和切换信号ss。
62.在本实施例中，所述软启动电压vss小于第一参考电压vref1时，所述频率控制信号ctrl_fre为有效电平。当所述软启动电压vss大于等于第一参考电压vref1时，所述频率控制信号ctrl_fre为无效电平。
63.当所述切换信号ss为无效电平时，所述软启动电压vss为第一预设速率sr1上升；当所述切换信号ss为有效电平时，所述软启动电压vss以第二预设速率sr2上升，其中，第二预设速率sr2大于第一预设速率sr1。
64.具体地，当所述软启动电压vss和所述误差放大信号vea均满足预设条件时，所述切换信号ss为有效电平；当所述启动电压vss和所述误差放大信号vea至少一个不满足预设条件时，所述切换信号ss为无效电平。所述预设条件为所述软启动电压vss小于第一参考电压vref1以及所述误差放大信号vea小于第二参考电压vref2。
65.例如，当vss＜vref1，并且vea＜vref2时，所述切换信号ss为有效电平(例如为高电平)，电压源v1以第二预设速率sr2上升，软启动电压vss加速上升，即所述软启动电压vss以第二预设速率sr2上升。当vss≥vref1和vea≥vref2至少一个出现时，所述切换信号ss为无效电平(例如为低电平)，电压源v1以第一预设速率sr1上升，软启动电压vss缓慢上升，以第一预设速率sr1上升直至达到稳态值。在软启动电压vss达到稳态值后，软启动电压vss钳位保持不变。
66.其中，所述软启动模块还用于根据切换信号ss调节电压源v1的电压上升速率以调节软启动电压的上升速率。
67.开关控制模块2123用于根据误差放大信号vea和频率控制信号ctrl_fre产生开关
控制信号pwm。
68.其中，所述频率控制信号ctrl_fre用于控制所述开关控制信号pwm的频率下限值。
69.在本实施例中，开关控制信号pwm的频率随着误差放大信号vea的变化而变化，例如误差放大信号vea降低，开关控制信号pwm的频率也相应降低，开关控制信号pwm的频率不能无限降低，其具有频率下限值。
70.当所述频率控制信号ctrl_fre为有效电平时，所述开关控制信号pwm的频率下限值为第一预设频率f1；当所述频率控制信号ctrl_fre为无效电平时，所述开关控制信号pwm的频率下限值为第二预设频率f2，其中，所述第一预设频率f1大于所述第二预设频率f2。
71.所述频率控制信号ctrl_fre为有效电平，所述开关控制信号pwm的频率下限值升至第一预设频率f1。所述频率控制信号ctrl_fre为无效电平，所述开关控制信号pwm的频率下限值恢复至第二预设频率f2。
72.所述开关控制信号pwm用于控制所述开关电路211的导通与关断。当所述开关控制信号pwm为有效电平(例如为高电平)时，控制所述开关电路211导通，当所述开关控制信号为无效电平(例如为低电平)，控制所述开关电路211关断。
73.参见图3，所述频率控制模2122包括第一比较器u1、第二比较器u2以及与门and。
74.其中，所述第一比较器u1的第一输入端接收第一参考电压vref1，第二输入端接收软启动电压vss，输出端输出频率控制信号ctrl_fre。
75.当所述软启动电压vss小于第一参考电压vref1时，所述频率控制信号ctrl_fre为有效电平；当所述软启动电压vss大于等于第一参考电压vref1时，所述频率控制信号ctrl_fre为无效电平。
76.第二比较器u2的第一输入端接收第二参考电压vref2，第二输入端接收误差放大信号vea之和，输出端输出比较信号。
77.当所述误差放大信号vea小于第二参考电压vref2时，所述比较信号为有效电平；当所述误差放大信号vea大于等于第二参考电压vref2时，所述比较信号为无效电平。
78.与门and，其输入端分别接收频率控制信号ctrl_fre以及比较信号，输出端输出切换信号ss。
79.参见图6，在开关电源启动过程中，负载突然增加会导致输出电压异常跌落。
80.参见图7，开关电源工作在断续电流模式(cdm)。开关电源工作于谷底导通模式，开关电源开始启动初期，随着软启动电压vss的动态上升，误差放大信号vea动态上升，但是依然小于第二参考电压vref2，软启动电压vss也依然小于第一参考电压vref1，频率控制信号ctrl_fre为有效电平，将频率下限值升至第一预设频率f1，第一预设频率f1可以避免在启动过程中突增负载，导致的输出电压跌落的发生。上升的开关频率使输出电压单调上升，当软启动电压vss大于等于第一参考电压vref1和/或误差放大信号vea大于等于第二参考电压vref2时，例如为软启动电压vss大于稳态值的80％时，频率控制信号ctrl_fre为无效电平，将开关控制信号pwm的频率下限值恢复至第二预设频率f2，随着开关频率的下降，不会使启动初期输入电流幅度超过稳态输入电流的110％，输出电压也不会过冲。
81.本实施例提供的开关电源的控制电路，在启动过程中根据动态变化的软启动电压产生频率控制信号，以及根据软启动电压和误差放大信号产生切换信号，以及根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述频率控制信号用于控制所述开关控
制信号的频率下限值；所述切换信号用于控制所述软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，可以避免在启动过程中突增负载导致的输出电压跌落的发生；并保证在启动过程中即使负载电流突然增大，也能使输出电压保持单调上升。
82.进一步地，所述软启动电压由电压源模块产生，根据控制电压源的电压上升速率以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
83.图4示出本发明第二实施例提供的频率控制及切换模块和软启动模块的示意性电路图。与第一实施例相比，所述软启动模块2124包括电流源模块和软启动电容css。电流源模块和软启动电容css串联连接在供电电压vcc和接地端之间。
84.其中，所述电流源模块用于向软启动电容css充电；所述软启动电压vss为所述软启动电容css两端的电压。所述软启动电容css可以集成在控制电路中，也可以设置在控制电路外。
85.参见图4，当所述切换信号ss为无效电平时，所述电流源模块提供至所述软启动电容css的充电电流iss为第一预设电流ichg1；当所述切换信号ss为有效电平时，所述电流源模块提供至所述软启动电容css的充电电流iss为第二预设电流ichg2，其中，所述第二预设电流ichg2大于第一预设电流ichg1。
86.参见图4，电流源模块包括第一电流源和第二电流源，其中，第一电流源和第二电流源并联连接在一起，并与软启动电容vcc串联连接在供电电压vcc和接地端之间。
87.第一电流源一直导通，向软启动电容vcc提供的充电电流为第一预设电流ichg1；第二电流源根据切换信号ss进行启动与关闭，第二电流源启动时向软启动电容vcc提供的充电电流为调节电流ichg-adj。
88.当切换信号ss为无效电平时，所述第二电流源关闭，所述软启动电容的充电电流iss为第一预设电流ichg1；当切换信号ss为有效电平时，所述第二电流源启动，所述软启动电容的充电电流iss为第二预设电流ichg2，ichg2＝ichg1+ichg-adj。
89.本实施例提供的开关电源的控制电路，在启动过程中根据动态变化的软启动电压产生频率控制信号，以及根据软启动电压和误差放大信号产生切换信号，以及根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述频率控制信号用于控制所述开关控制信号的频率下限值；所述切换信号用于控制所述软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，可以避免在启动过程中突增负载导致的输出电压跌落的发生；并保证在启动过程中即使负载电流突然增大，也能使输出电压保持单调上升。
90.进一步地，所述软启动电压由电流源模块向软启动电容充电形成，根据控制软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
91.图5示出根据本发明第三实施例提供的pd开关电源的示意性电路图。与第一实施例和第二实施例相比，所述开关电路110包括第一功率开关管qh和第二功率开关管ql、电感l和输出电容co。
92.其中，第一功率开关管qh和第二功率开关管ql串联连接在输入电压vin和接地端
之间形成开关桥臂，电感l和输出电容co串联连接在第一功率开关管qh和第二功率开关管ql之间的第一节点和接地端之间，电感l和输出电容co之间的第二节点提供输出电压vout，负载连接在电感l和输出电容co之间的第二节点和接地端之间。所述输出电容co耦接在所述开关电路110的输出端和参考地之间，所述负载130与所述输出电容co并联连接。
93.其余内容与第一实施例相同，在此不再赘述。
94.本发明实施例提供的开关电源及其控制电路和控制方法，在启动过程中根据动态变化的软启动电压产生频率控制信号，以及根据软启动电压和误差放大信号产生切换信号，以及根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述频率控制信号用于控制所述开关控制信号的频率下限值；所述切换信号用于控制所述软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，可以避免在启动过程中突增负载导致的输出电压跌落的发生；并保证在启动过程中即使负载电流突然增大，也能使输出电压保持单调上升。
95.进一步地，所述软启动电压由电压源模块产生，根据控制电压源的电压上升速率以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
96.进一步地，所述软启动电压由电流源模块向软启动电容充电形成，根据控制软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
97.图8示出根据本发明实施例提供的开关电源的控制方法的流程图。参见图8，所述开关电源的控制方法包括以下步骤。
98.在步骤s110中，根据误差放大信号和软启动电压产生频率控制信号以及切换信号。
99.在本实施例中，所述软启动电压vss小于第一参考电压vref1时，所述频率控制信号ctrl_fre为有效电平。当所述软启动电压vss大于等于第一参考电压vref1时，所述频率控制信号ctrl_fre为无效电平。
100.在步骤s120中，根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述频率控制信号控制所述开关控制信号的频率。
101.其中，所述频率控制信号ctrl_fre用于控制所述开关控制信号pwm的频率下限值。
102.在本实施例中，开关控制信号pwm的频率随着误差放大信号vea的变化而变化，例如误差放大信号vea降低，开关控制信号pwm的频率也相应降低，开关控制信号pwm的频率不能无限降低，其具有频率下限值。
103.当所述频率控制信号ctrl_fre为有效电平时，所述开关控制信号pwm的频率下限值为第一预设频率f1；当所述频率控制信号ctrl_fre为无效电平时，所述开关控制信号pwm的频率下限值为第二预设频率f2，其中，所述第一预设频率f1大于所述第二预设频率f2。
104.所述频率控制信号ctrl_fre为有效电平，所述开关控制信号pwm的频率下限值升至第一预设频率f1。所述频率控制信号ctrl_fre为无效电平，所述开关控制信号pwm的频率下限值恢复至第二预设频率f2。
105.所述开关控制信号pwm用于控制所述开关电路211的导通与关断。当所述开关控制
信号pwm为有效电平(例如为高电平)时，控制所述开关电路211导通，当所述开关控制信号为无效电平(例如为低电平)，控制所述开关电路211关断。
106.在步骤s130中，根据所述切换信号调节软启动电压的上升速率。
107.当所述软启动电压vss和所述误差放大信号vea均满足预设条件时，所述切换信号ss为有效电平；当所述启动电压vss和所述误差放大信号vea至少一个不满足预设条件时，所述切换信号ss为无效电平。所述预设条件为所述软启动电压vss小于第一参考电压vref1以及所述误差放大信号vea小于第二参考电压vref2。
108.当所述切换信号ss为无效电平时，所述软启动电压vss为第一预设速率sr1上升；当所述切换信号ss为有效电平时，所述软启动电压vss以第二预设速率sr2上升，其中，第二预设速率sr2大于第一预设速率sr1。
109.在一个优选的实施例中，在一个优选地实施例中，所述控制方法还包括步骤s100。
110.在步骤s100中，采用电压源产生软启动电压vss。
111.在本实施例中，所述电压源为可变电压源，具有不同的电压上升速率。
112.在步骤s130中，根据切换信号调节电压源的电压上升速率以调节软启动电压上升速率。
113.具体地，当所述软启动电压vss和所述误差放大信号vea均满足预设条件时，所述切换信号ss为有效电平；当所述启动电压vss和所述误差放大信号vea至少一个不满足预设条件时，所述切换信号ss为无效电平。所述预设条件为所述软启动电压vss小于第一参考电压vref1以及所述误差放大信号vea小于第二参考电压vref2。
114.例如，当vss＜vref1，并且vea＜vref2时，所述切换信号ss为有效电平(例如为高电平)，电压源v1以第二预设速率sr2上升，软启动电压vss加速上升，即所述软启动电压vss以第二预设速率sr2上升。当vss≥vref1和vea≥vref2至少一个出现时，所述切换信号ss为无效电平(例如为低电平)，电压源v1以第一预设速率sr1上升，软启动电压vss缓慢上升，以第一预设速率sr1上升直至达到稳态值。在软启动电压vss达到稳态值后，软启动电压vss钳位保持不变。
115.在一个优选地实施例中，所述控制方法还包括步骤s100。
116.在步骤s100中，采用电流源模块向软启动电容css充电以产生软启动电压vss。
117.在步骤s130中，根据切换信号调节软启动电容的充电电流以调节软启动电压的上升速率。
118.在本实施例中，当所述切换信号ss为无效电平时，所述电流源模块提供至所述软启动电容css的充电电流iss为第一预设电流ichg1；当所述切换信号ss为有效电平时，所述电流源提供至所述软启动电容css的充电电流iss为第二预设电流ichg2，其中，所述第二预设电流ichg2大于第一预设电流ichg1。
119.例如，当vss＜vref1，并且vea＜vref2时，所述切换信号ss为有效电平(例如为高电平)，电流源模块将软启动电容css的充电电流iss增大至第二预设电流ichg2，软启动电压vss加速上升，以第二预设速率sr2上升。当vss≥vref1和vea≥vref2至少一个出现时，所述切换信号ss为无效电平(例如为低电平)，电流源模块将软启动电容css的充电电流iss恢复至第一预设电流ichg1，软启动电压vss缓慢上升，以第一预设速率sr1上升直至达到稳态值。在软启动电压vss达到稳态值后，软启动电压vss钳位保持不变。
120.在一个优选地实施例中，在步骤s100和步骤s110之间还包括步骤s105。
121.在步骤s105中，根据表征输出电压的电压反馈信号和软启动电压产生误差放大信号。
122.在本实施例中，从输出电容co的正端，即所述开关电路211的输出端获取输出电压vout的反馈信号vfb，并与软启动电压vss比较产生误差放大信号vea。
123.本发明实施例提供的开关电源及其控制电路和控制方法，在启动过程中根据动态变化的软启动电压产生频率控制信号，以及根据软启动电压和误差放大信号产生切换信号，以及根据误差放大信号和频率控制信号产生开关控制信号，其中，所述频率控制信号用于控制所述开关控制信号的频率下限值；所述切换信号用于控制所述软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，可以避免在启动过程中突增负载导致的输出电压跌落的发生；并保证在启动过程中即使负载电流突然增大，也能使输出电压保持单调上升。
124.进一步地，所述软启动电压由电流源模块向软启动电容充电形成，根据控制软启动电容的充电电流以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
125.进一步地，所述软启动电压由电压源模块输出，根据控制电压源的输出电压以控制软启动电压的上升速率，当输出电压接近稳态输出值时，降低软启动电压的上升速率，使开关电源有足够的响应速度使得输出电压以非常小的误差跟随软启动电压上升，从而解决出现输出电压过冲的问题。
126.本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。