一种控制电路及开关电源的制作方法

1.本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种控制电路及开关电源。


背景技术：

2.目前，越来越多的宽压大功率开关电源被广泛的用到军用和民用电子设备中，对于宽压大功率开关电源而言，具有输入输出范围广，满载功率覆盖范围广、输出满载电流点覆盖范围广等特点，其burst阈值的选取直接影响开关电源轻空载的输出纹波。
3.常规开关电源轻空载控制策略是将开关电源误差放大器的输出直接与内部恒定基准进行比较，该方法基准单一，尤其在宽压大功率开关电源中，会造成全工况进入burst模态的负载电流差异较大，从而造成输出纹波在部分工况过大。


技术实现要素：

4.有鉴如此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种控制电路及开关电源，用以解决宽压大功率开关电源采用单一burst比较基准造成的部分工况输出纹波较大的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.第一方面，一种控制电路，用于对开关电源的轻空载状态进行控制，所述开关电源包括依次连接的功率变换器、变换器控制单元，所述变换器控制单元包括误差放大电路和burst控制单元，所述控制电路包括：自适应burst阈值点调节电路和burst比较电路；所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端用于接入功率变换器的输入电压，第二输入端用于接入功率变换器的输出电压，输出端与burst比较器u3的正向输入端连接；burst比较器u3的负向输入端用于与误差放大电路的输出端连接，burst比较器u3的输出端用于与burst控制单元的使能端连接；
7.所述自适应burst阈值点调节电路用于根据输入电压和输出电压生成对应的第一电压信号并输出至burst比较器u3的正向输入端；
8.burst比较器u3用于将第一电压信号与误差放大电路输出的comp电压信号进行比较，并输出比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元根据比较结果控制pwm信号的发送。
9.优选地，所述自适应burst阈值点调节电路包括：输入电压采样电路、输出电压采样电路和数字控制器u4；
10.所述输入电压采样电路的输入端作为所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端，用于接入功率变换器的输入电压，输出端与数字控制器u4的第一输入端连接；
11.所述输出电压采样电路的输入端作为所述自适应burst阈值点调节电路的第二输入端，用于接入功率变换器的输出电压，输出端与数字控制器u4的第二输入端连接；
12.数字控制器u4的输出端作为所述自适应burst阈值点调节电路的输出端与与burst比较器u3的正向输入端连接。
13.优选地，所述自适应burst阈值点调节电路用于根据输入电压和输出电压生成对
应的第一电压信号，包括：输入电压采样电路采集功率变换器的输入电压并输出至数字控制器u4，输出电压采样电路采集功率变换器的输出电压并输出至数字控制器u4，数字控制器u4将输入电压与输出电压根据预置的自适应burst 阈值点函数生成对应的第一电压信号。
14.优选地，所述自适应burst阈值点调节电路用于根据输入电压和输出电压生成对应的第一电压信号，包括：输入电压采样电路采集功率变换器的输入电压并输出至数字控制器u4，输出电压采样电路采集功率变换器的输出电压并输出至数字控制器u4，数字控制器u4根据输入电压与输出电压在预置的自适应burst 阈值点查找表中查找出对应的第一电压信号。
15.优选地，burst比较器u3将第一电压信号与误差放大电路输出的comp电压信号进行比较，并输出比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元根据比较结果控制pwm信号的发送，包括：
16.当第一电压信号大于comp电压信号时，burst比较器u3输出高电平的比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元使能并停止pwm信号的发送；
17.当第一电压信号小于comp电压信号时，burst比较器u3输出低电平的比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元不使能并发送pwm信号。
18.优选地，所述输入电压采样电路包括电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端作为所述输入电压采样电路的输入端，电阻r1的另一端与电阻r2的一端连接后，作为所述输入电压采样电路的输出端，电阻r2的另一端连接开关电源的功率地。
19.优选地，所述输出电压采样电路包括电阻r3和电阻r4，电阻r3的一端作为所述输出电压采样电路的输入端，电阻r3的另一端与电阻r4的一端连接后，作为所述输出电压采样电路的输出端，电阻r3的另一端连接开关电源的功率地。
20.第二方面，提供一种控制电路，用于对开关电源的轻空载状态进行控制，所述开关电源包括依次连接的功率变换器、变换器控制单元，所述变换器控制单元包括误差放大电路和burst控制单元，所述控制电路包括：自适应burst阈值点调节电路和burst比较电路；
21.所述自适应burst阈值点调节电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4 和数字控制器u4；
22.电阻r1的一端作为所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端，用于接入功率变换器的输入电压，电阻r1的另一端与电阻r2的一端、数字控制器 u3的第一输入端连接；电阻r3的一端作为所述自适应burst阈值点调节电路的第二输入端，用于接入功率变换器的输出电压，电阻r3的另一端与电阻r4的一端、数字控制器u4的第二输入端连接；电阻r2的另一端、电阻r4的另一端接开关电源的功率地；数字控制器u4的输出端作为所述自适应burst阈值点调节电路的输出端与burst比较器u3的正向输入端连接；burst比较器u3的反向输入端连接用于与误差放大电路的输出端连接，burst比较器u3的输出端用于与 burst控制单元的使能端连接。
23.第三方面，提供一种开关电源，包括功率变换器、变换器控制单元和如上所述控制电路，所述变换器控制单元包括依次连接的误差放大电路和burst控制单元；所述功率变换器的输入端与所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端和所述burst控制单元的输出端连接，所述功率变换器的输出端与所述自适应 burst阈值点调节电路的第二输入端、
所述误差放大电路的第一输入端连接；所述自适应burst阈值点调节电路的输出端与burst比较器u3的正向输入端连接；burst比较器u3的反向输入端与误差放大电路的输出端连接；所述自适应burst 阈值点调节电路的第一输入端采样所述功率变换器的输入电压，第二输入端采样所述功率变换器的输出电压，并根据输入电压和输出电压生成第一电压信号， burst比较器u3用于将第一电压信号与误差放大电路输出的comp电压信号进行比较，并输出比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元根据比较结果控制pwm信号的发送。
24.优选地，所述误差放大电路包含误差放大器u1、补偿网络；误差放大器u1 的正向输入端作为所述误差放大电路的第一输入端，用于接入参考电压，反向输入端与补偿网络的一端连接后，作为所述误差放大电路的第二输入端，用于接入所述功率变换器输出的反馈电压，误差放大器u1的输出端与补偿网络的另一端连接后，作为所述误差放大电路的输出端。
25.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
26.本实用新型通过自适应burst阈值点调节电路根据采集的开关电源输入电压与输出电压，输出自适应burst阈值点函数对应的第一电压信号或采用查表法查找输出对应的第一电压信号，从而可以根据不同的输入电压和输入电压选择不同的burst阈值点，通过实时的将burst阈值点与误差放大电路输出的comp电压信号进行比较并输出对应的比较结果，解决单一burst比较基准造成的部分工况输出纹波较大的问题。
附图说明
27.图1为本实用新型所述控制电路原理图；
28.图2为本实用新型所述自适应burst阈值点调节电路。
具体实施方式
29.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些器件会有省略，并不能代表实际电路原理图；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明更可能省略是可以理解的。下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
30.本技术的构思为：利用数字控制器采样输入输出电压，根据预置的自适应 burst阈值函数生成对应的第一电压信号(即burst阈值点)或采用查表法查找对应的burst阈值点，随着开关电源负载的减小，误差放大器u1输出电压信号随之减小，当误差放大器u1的输出电压小于预置的自适应burst阈值函数或采用查表法查找的burst阈值点时，burst比较器u3输出高电平，控制burst控制单元使能，开关电源pwm信号停止发波，从而实现轻空载自适应burst阈值控制，将全工况轻空载纹波控制在合理范围内。
31.图1所示为本实用新型控制电路原理图，在本实施例中，提供一种控制电路，应用于开关电源，所述开关电源包括依次连接的功率变换器、变换器控制单元，所述变换器控制单元包括误差放大电路和burst控制单元，所述控制电路包括：自适应burst阈值点调节电路和burst比较电路；所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端用于接入功率变换器的输入电压，第二输入端用于接入功率变换器的输出电压，输出端与burst比较器u3的正向
输入端连接；burst比较器 u3的负向输入端用于与误差放大电路的输出端连接，burst比较器u3的输出端用于与burst控制单元的使能端连接；
32.所述自适应burst阈值点调节电路用于根据输入电压和输出电压生成对应的第一电压信号并输出至burst比较器u3的正向输入端；
33.burst比较器u3用于将第一电压信号与误差放大电路输出的comp电压信号进行比较，并输出比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元根据比较结果控制pwm信号的发送。
34.具体的，所述功率变换器的输入端与所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端和所述burst控制单元的输出端连接，所述功率变换器的输出端与所述自适应burst阈值点调节电路的第二输入端、所述误差放大电路的第一输入端连接；所述自适应burst阈值点调节电路的输出端与burst比较器u3的正向输入端连接；burst比较器u3的反向输入端与误差放大电路的输出端连接；所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端采样所述功率变换器的输入电压，第二输入端采样所述功率变换器的输出电压，并根据输入电压和输出电压生成第一电压信号，burst比较器u3用于将第一电压信号与误差放大电路输出的comp电压信号进行比较，并输出比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元根据比较结果控制pwm信号的发送。如图1，u1为误差放大电路中的误差放大器，误差放大器u1的正向输入端接参考电压vref,误差放大器u1的负向输入端同时连接反馈输入fb和补偿网络的一端，误差放大器u1输出端同时连接补偿网络的另一端和burst比较器u3的反向输入端。u2为自适应burst阈值点调节电路，自适应burst阈值点调节电路u2的第一输入端连接输入电压，自适应burst 阈值点调节电路u2的第二输入端连接输出电压，自适应burst阈值点调节电路 u2的输出端产生第一电压信号，第一电压信号连接burst比较器u3的正向输入端。
35.具体的，当功率变换器输出负载逐渐减小时，误差放大器u1的输出减小，当功率变换器的输出负载小到一定程度时，误差放大器u1的输出电压小于自适应burst阈值点调节电路u2产生的第一电压信号时，也即当第一电压信号大于 comp电压信号时，burst比较器u3输出高电平的比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元使能并停止pwm信号的发送；当第一电压信号小于 comp电压信号时，burst比较器u3输出低电平的比较结果至burst控制单元的使能端，以使burst控制单元不使能并发送pwm信号；从而实现根据不同输入输出电压，自适应调节开关电源轻空载临界burst的输出电流大小，从而降低开关电源轻空载输出纹波，尤其适用于宽压大功率开关电源。
36.如图2所示，为本实施例所述自适应burst阈值点调节电路的原理图，所述自适应burst阈值点调节电路包括：输入电压采样电路、输出电压采样电路和数字控制器u4；
37.所述输入电压采样电路的输入端作为所述自适应burst阈值点调节电路的第一输入端，用于接入功率变换器的输入电压，输出端与数字控制器u4的第一输入端pa1连接；
38.所述输出电压采样电路的输入端作为所述自适应burst阈值点调节电路的第二输入端，用于接入功率变换器的输出电压，输出端与数字控制器u4的第二输入端连接pa0；
39.数字控制器u4的输出端pa2作为所述自适应burst阈值点调节电路的输出端与与burst比较器u3的正向输入端连接。
40.作为输入电压采样电路的一个具体实施方式，所述输入电压采样电路包括电阻r1
和电阻r2，电阻r1的一端作为所述输入电压采样电路的输入端，电阻r1 的另一端与电阻r2的一端连接后，作为所述输入电压采样电路的输出端，电阻 r2的另一端连接开关电源的功率地。
41.作为输出电压采样电路的一个具体实施方式，所述输出电压采样电路包括电阻r3和电阻r4，电阻r3的一端作为所述输出电压采样电路的输入端，电阻r3 的另一端与电阻r4的一端连接后，作为所述输出电压采样电路的输出端，电阻 r3的另一端连接开关电源的功率地。
42.为了实现数字控制器u4根据输入电压和输出电压生成对应的burst阈值点，本实施例预先根据多个输入电压、输出电压与burst阈值点的关系拟合生成自适应burst阈值点函数，并置于数字控制器u4中，从而数字控制器u4即可将输入电压与输出电压根据预置的自适应burst阈值点函数生成对应的第一电压信号；或者，预先根据多个输入电压、输出电压与burst阈值点的关系生成自适应burst 阈值点查找表并置于数字控制器u4中，从而数字控制器u4即可根据输入电压与输出电压在预置的自适应burst阈值点查找表中查找对应的第一电压信号；从而实现轻空载自适应burst阈值控制，将全工况轻空载纹波控制在合理范围内。
43.需要说明的是，以上仅是本实用新型的优选实施例，应当指出的是，上述优选实施例不应视为对本实用新型的限制，还应认识到，本实用新型可应用于其它更为广泛的范围中。按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，这些修改、替换或变更均落在本实用新型权利保护范围之内。