开关电源及其控制电路与控制方法与流程

本发明涉及一种开关电源，特别地，涉及准谐振控制的开关电源及其控制电路与控制方法。

背景技术：

1、准谐振反激变换器广泛应用于低功耗的应用场合。准谐振控制中，反激变换器工作在临界模式下，当流过储能元件的电流下降至零后，储能元件和功率开关的寄生电容开始谐振，当功率开关两端的谐振电压在其最小电压值时功率开关被导通(通常被称为谷底开通)，从而减小开关损耗。

2、图1为准谐振反激变换器的工作波形图。如图1所示，准谐振控制中，当输出负载变轻时，反激变换器会降低开关频率，逐周期增大位于初级侧功率开关导通的波谷数来提高转换效率。显然地，随着波谷数的增大，功率开关两端电压vds的振荡幅度会衰减。为了充分利用功率开关关断期间的振荡电压，将波谷数的上限值设置得尽可能大，例如图1所示的7。然而，在轻负载时，vds振荡幅度衰减大，检测电路不能准确的检测到波谷，这会引起系统工作不稳定。因此，波谷数的上限值应该设置为多少，即最多要锁定多少波谷数后才能将功率开关导通，成为本发明想要解决的问题。目前采用固定的波谷上限值的方法显然不是一个好的解决方案，它很难适用于各种不同的工况。

技术实现思路

1、本发明提供一种开关电源及其控制电路和控制方法，提供目标锁定波谷数的同时具有自适应的上限值。

2、依据本发明提出一种开关电源的控制电路，该开关电源包括功率开关和与该功率开关耦接的储能元件，其中在功率开关的关断期间，储能元件的绕组电压发生振荡以提供具有至少一个波谷的振荡信号，该控制电路包括：目标波谷数产生电路，提供决定功率开关谷底导通的目标锁定波谷数，该目标锁定波谷数具有下限值和上限值，其中上限值存储在上限寄存器中；第一比较电路，在功率开关的关断期间将代表所述振荡信号的电压检测信号同第一阈值电压相比较，产生第一方波信号；第二比较电路，在功率开关的关断期间将所述电压检测信号同第二阈值电压相比较，产生第二方波信号，其中第二阈值电压小于第一阈值电压；以及上限更新电路，基于第一方波信号、第二方波信号以及当前存储的上限值，决定是否更新所述上限值。

3、依据本发明还提出一种开关电源，包括储能元件、与储能元件相耦接的功率开关，以及如前所述的控制电路。

4、依据本发明又提出一种开关电源的控制方法，该开关电源具有储能元件和耦接至储能元件的功率开关，其中在功率开关的关断期间，储能元件的绕组电压发生振荡以提供具有至少一个波谷的振荡信号，所述控制方法包括：提供功率开关谷底导通的目标锁定波谷数，该目标锁定波谷数具有上限值，其中上限值存储在上限寄存器中；在功率开关的关断期间，将代表振荡信号的电压检测信号与第一阈值电压相比较，产生第一方波信号；在功率开关的关断期间，将电压检测信号与第二阈值电压相比较，产生第二方波信号，其中第二阈值电压小于第一阈值电压；以及基于第一方波信号、第二方波信号以及当前存储的上限值，决定是否更新上限值。

5、根据本发明的实施例，自适应地决定是否更新上限值，不仅可以充分利用功率开关关断期间的振荡信号，而且可以兼顾极阻尼振荡下开关电源的转换效率，使开关电源灵活地适用于各种不同的工况。

技术特征：

1.一种开关电源的控制电路，该开关电源包括功率开关和与该功率开关耦接的储能元件，其中在功率开关的关断期间，储能元件的绕组电压发生振荡以提供具有至少一个波谷的振荡信号，该控制电路包括：

2.如权利要求1所述的控制电路，其中上限更新电路包括：

3.如权利要求2所述的控制电路，其中：

4.如权利要求3所述的控制电路，其中目标波谷数产生电路包括：

5.如权利要求4所述的控制电路，进一步包括导通控制电路，提供导通控制信号以控制功率开关的导通，其中：

6.一种开关电源，包括：

7.一种开关电源的控制方法，该开关电源具有储能元件和耦接至储能元件的功率开关，其中在功率开关的关断期间，储能元件的绕组电压发生振荡以提供具有至少一个波谷的振荡信号，所述控制方法包括：

8.如权利要求7所述的控制方法，进一步包括：

9.如权利要求8所述的控制方法，其中：

10.如权利要求9所述的控制方法，提供目标锁定波谷数的方法包括：

11.如权利要求10所述的控制方法，进一步包括：

技术总结
本发明公开了一种开关电源及其控制电路和方法，该开关电源包括功率开关和与功率开关耦接的储能元件，其中在功率开关的关断期间，储能元件的绕组电压发生振荡以提供具有至少一个波谷的振荡信号。决定功率开关谷底导通的目标锁定波谷数具有上限值，其中上限值存储在上限寄存器中。控制电路包括第一比较电路、第二比较电路以及上限更新电路。第一比较电路将代表振荡信号的电压检测信号同第一阈值电压相比较，产生第一方波信号。第二比较电路将电压检测信号同第二阈值电压相比较，产生第二方波信号，其中第二阈值电压小于第一阈值电压。上限更新电路基于第一方波信号、第二方波信号以及当前存储的上限值，决定是否更新上限值。

技术研发人员：陈雪峰
受保护的技术使用者：成都芯源系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14