开关电路控制方法、控制芯片及开关电路与流程

【】本发明涉及开关电路控制领域，尤其涉及一种开关电路控制方法、控制芯片及开关电路。

背景技术

0、
背景技术：

1、图1展示了传统crm或dcm工作的单相boost pfc控制器及其电路。以该电路为例，在crm/dcm多模式工作的开关电路中，dcm工作模式下的死区时间tdcmoff是计算出来的，如果tdcmoff时间是在谷底数3和谷底数4之间，那么就可能会跳到谷底3开通，若前一个开关周期的谷底为5，那么谷底就会从前一个开关周期的谷底5跳到谷底3，这样不但会因为选择谷底3开通而导致输入电流畸变(平均值电流不准确)，还会出现因为谷底开通在不同谷底数而使输入电流因为振荡而产生畸变的问题，从而使ithd变大；图2说明了这种情况。crm工作模式下，开关管在第一个谷底开通，而切换到dcm工作时，有可能直接从第一个谷底跳到第三个谷底或更多的谷底开通，有时甚至不从谷底开通，这样会导致电感电流的峰值跳变，例如从idcm-pk2跳变到icrm-pk3，如果电流峰值突变很大，容易引起震荡，导致输入电流畸变。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种开关电路控制方法、控制芯片及开关电路。该控制方法可以根据不同工作阶段选择不同的谷底数开通，从而能够实现不同工作阶段之间的切换稳定。

2、为解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

3、一种开关电路控制方法，用于对开关电路进行控制，所述开关电路至少包括电感和能够控制所述电感进行励磁的开关管，所述开关电路至少包括第n工作阶段、第(n+1)工作阶段……第(n+m)工作阶段；在第n工作阶段，所述开关管在第n个谷底开通，在第(n+1)工作阶段；所述开关管在第(n+1)个谷底开通……在第(n+m)工作阶段，所述开关管在第(n+m)个谷底开通；当满足第一预设条件群时，所述开关电路由第n工作阶段、第(n+1)工作阶段……依次切换到第(n+m)工作阶段；其中，n和m均为正整数；第一预设条件群表征所述电感的参考电流逐渐减小；

4、当满足第二预设条件群时，所述开关电路依次从第(n+m)工作阶段……切换到第n工作阶段；第二预设条件群表征电感的参考电流逐渐增大；

5、每个所述工作阶段的开关管开通谷底不同，相邻两个所述工作阶段的谷底数相差1。

6、该控制方法根据是否满足第一预设条件群实现谷底个数逐个增加去控制开关管开通，而根据是否满足第二预设条件群实现谷底个数逐个减小去控制开关管开通，由于相邻工作阶段的谷底开通的谷底数变化只有一个，所以产生的能量差异很小，也就是电感电流的变化很小，从而保证切换的稳定。

7、一种开关电路控制芯片，适用于对开关电路的控制，所述开关电路至少包括电感和能够控制所述电感进行励磁的开关管，所述开关电路至少包括第n工作阶段、第(n+1)工作阶段……第(n+m)工作阶段；在第n工作阶段，所述开关管在第n个谷底开通；在第(n+1)工作阶段，所述开关管在第(n+1)个谷底开通……在第(n+m)工作阶段，所述开关管在第(n+m)个谷底开通；所述开关电路控制芯片至少包括自适应谷底数产生单元和自适应锁谷底控制单元；

8、所述自适应谷底数产生单元，用于在满足第一预设条件群时，对n进行加1后得到下一个工作状态的开通谷底数，并用(n+1)更新n，直至得到第(n+m)工作阶段的开通谷底数(n+m)；还用于在满足第二预设条件群时，对当前工作状态的开通谷底数进行减1得到下一个工作状态的开通谷底数，直到由第(n+m)工作阶段切换到第n工作阶段；并将各个工作阶段的开通谷底数发送至所述自适应锁谷底控制单元；所述第一预设条件群表征电感的参考电流逐渐减小；所述第二预设条件群表征电感的参考电流逐渐增大；

9、所述自适应锁谷底控制单元，用于根据所述自适应谷底数产生单元计算得到的开通谷底数，产生对应的控制所述开关管开通的控制信号；其中，n和m均为正整数。

10、该控制芯片能够实现按是否满足第一预设条件群实现谷底个数逐个增加去控制开关管开通，而按是否满足第二预设条件群实现谷底个数逐个减小去控制开关管开通，由于相邻工作阶段的谷底开通的谷底数变化只有一个，所以产生的能量差异很小，也就是电感电流的变化很小，从而保证切换的稳定。

11、一种开关电路，包括开关单元、输出电压采样单元、输入电压采样单元、电流采样单元、电感电流过零采样单元和上述的开关电路控制芯片；所述输出电压采样单元与所述开关单元输出端电连接，采样输出电压采样信号；所述输入电压采样单元与所述开关单元输入端电连接，采样输入电压采样信号；所述输出电压采样单元和输入电压采样单元还与所述开关电路控制芯片的参考电流产生单元电连接；所述电流采样单元与所述开关单元电连接，采样所述开关单元的电感电流采样信号；所述电感电流过零采样单元与所述开关单元电连接，用于获取所述开关单元的电感的电感电流过零信号；所述电流采样单元与所述开关电路控制芯片的ton信号控制单元电连接；所述电感电流过零采样单元与所述开关电路控制芯片的自适应锁谷底控制单元电连接；所述开关电路控制芯片至少用于根据所述输出电压采样信号、输入电压采样信号、电感电流采样信号和电感电流过零信号控制所述开关单元工作。

12、该开关电路在上述开关电路控制芯片的控制下，能够实现谷底个数逐个增加或减少去开通开关管，由于相邻工作阶段的谷底开通的谷底数变化只有一个，所以产生的能量差异很小，也就是电感电流的变化很小，从而保证电路控制的稳定性。

技术特征：

1.一种开关电路控制方法，用于对开关电路进行控制，所述开关电路至少包括电感和能够控制所述电感进行励磁的开关管，其特征在于，所述开关电路至少包括第n工作阶段、第(n+1)工作阶段……第(n+m)工作阶段；在所述第n工作阶段，所述开关管在第n个谷底开通；在所述第(n+1)工作阶段，所述开关管在第(n+1)个谷底开通……在所述第(n+m)工作阶段，所述开关管在第(n+m)个谷底开通；当满足第一预设条件群时，所述开关电路依次由所述第n工作阶段、所述第(n+1)工作阶段……切换到所述第(n+m)工作阶段；其中，n和m均为正整数；所述第一预设条件群表征所述电感的参考电流逐渐减小；

2.根据权利要求1所述的开关电路控制方法，其特征在于，所述电感的峰值参考电流idcm-pk(n)根据公式(1)或(2)计算得到：

3.根据权利要求2所述的开关电路控制方法，其特征在于，所述第一预设条件群包括电感电流的参考瞬时值由第n预设参考值依次降低到第(n+m)预设参考值；所述第二预设条件群包括电感电流的瞬时参考值由第(n+m)预设参考值……依次增加到第n预设参考值；所述第n工作阶段、第(n+1)工作阶段……第(n+m)工作阶段位于同一个工频周期。

4.根据权利要求2所述的开关电路控制方法，其特征在于，所述第一预设条件群包括电感电流的参考电流峰值由第n预设峰值依次降低到第(n+m)预设峰值；所述第二预设条件群包括所述电感电流的参考电流峰值由第(n+m)预设峰值……依次增加到第n预设峰值；所述第n工作阶段、第(n+1)工作阶段……第(n+m)工作阶段位于不同工频周期。

5.根据权利要求1-4任一项所述的开关电路控制方法，其特征在于，所述谷底由过零检测电路检测到过零信号得到；

6.根据权利要求1-4任一项所述的开关电路控制方法，其特征在于，还包括步骤：

7.一种开关电路控制芯片，适用于对开关电路的控制，所述开关电路至少包括电感和能够控制所述电感进行励磁的开关管，其特征在于，所述开关电路至少包括第n工作阶段、第(n+1)工作阶段……第(n+m)工作阶段；在所述第n工作阶段，所述开关管在第n个谷底开通；在所述第(n+1)工作阶段，所述开关管在第(n+1)个谷底开通……在所述第(n+m)工作阶段，所述开关管在第(n+m)个谷底开通；所述开关电路控制芯片至少包括自适应谷底数产生单元和自适应锁谷底控制单元；

8.根据权利要求7所述的开关电路控制芯片，其特征在于，还包括整形调节单元，所述整形调节单元用于根据以下公式(1)或(2)计算得到所述电感的峰值参考电流idcm-pk(n)，

9.根据权利要求7所述的开关电路控制芯片，其特征在于，所述自适应谷底数产生单元包括电感电流输入端口和比较模块；

10.根据权利要求7-9任一项所述的开关电路控制芯片，其特征在于，所述开关电路控制芯片包括过零检测端口；所述自适应锁谷底控制单元与所述过零检测端口电连接，通过所述过零检测端口接收所述电感电流的过零信号；

11.根据权利要求7-9任一项所述的开关电路控制芯片，其特征在于，所述自适应谷底数产生单元还包括最大谷底数确定模块；所述最大谷底数确定模块预设谷底配置初始值为最大谷底数nvalley_max；所述最大谷底数确定模块用于：

12.根据权利要求8或9任一项所述的开关电路控制芯片，其特征在于，还包括参考电流产生单元、模式控制单元、ton信号控制单元和ccm-toff控制单元；

13.一种开关电路，其特征在于，包括开关单元、输出电压采样单元、输入电压采样单元、电流采样单元、电感电流过零采样单元和如权利要求7-12任一项所述的开关电路控制芯片；所述输出电压采样单元与所述开关单元输出端电连接，采样输出电压采样信号；所述输入电压采样单元与所述开关单元输入端电连接，采样输入电压采样信号；所述输出电压采样单元和输入电压采样单元还与所述开关电路控制芯片的参考电流产生单元电连接；所述电流采样单元与所述开关单元电连接，采样所述开关单元的电感电流采样信号；所述电感电流过零采样单元与所述开关单元电连接，用于获取所述开关单元的电感的电感电流过零信号；所述电流采样单元与所述开关电路控制芯片的ton信号控制单元电连接；所述电感电流过零采样单元与所述开关电路控制芯片的自适应锁谷底控制单元电连接；所述开关电路控制芯片至少用于根据所述输出电压采样信号、输入电压采样信号、电感电流采样信号和电感电流过零信号控制所述开关单元工作。

技术总结
本发明实施例提供了一种开关电路控制方法、控制芯片及开关电路。该开关电路控制方法适用的开关电路至少包括电感和能够控制电感进行励磁的开关管，开关电路至少包括第N工作阶段、第(N+1)工作阶段……、第(N+M)工作阶段；在第N工作阶段，开关管在第N个谷底开通，在第(N+1)工作阶段，开关管在第(N+1)个谷底开通……、在第(N+M)工作阶段，开关管在第(N+M)个谷底开通；并根据第一预设条件群和第二预设条件群使得开关电路在第N工作阶段、第(N+1)工作阶段……第(N+M)工作阶段依次切换；其中，N和M均为正整数。该控制方法能够依次自适应谷底控制开关管开通，具有更稳定的控制效果。

技术研发人员：林思聪
受保护的技术使用者：梵塔半导体技术（杭州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15