一种开关电源降频的控制电路和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源领域，更具体的说，涉及一种开关电源降频的控制电路和控制方法。
【背景技术】
[0002]在开关电源的控制中，当负载进入轻载状态时，为了节省能耗，通常需要控制功率开关管的开关频率，传统的轻载降频的方式的工作波形图如图1所示，开关电源的输出电压与一基准电压比较得到误差信号，所述误差信号经过补偿处理得到补偿控制信号Vc，输出电压Vo越高，补偿控制信号Vc越低。将补偿控制信号Vc与另一基准信号Vth比较，以进行模式切换，当补偿控制信号Vc低于基准信号Vth时，系统进入节能模式。当进入节能模式后，功率开关管不再导通，可见，传统的轻载降频控制方式是在节能模式和定频模式之间直接切换，开关频率会发生突变，导致输出电压波动较大。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提出了一种开关电源降频的控制电路和控制方法，将功率开关管的开关频率由补偿控制信号控制，当补偿控制信号大于阈值电压信号时，则功率开关管的开关频率为预设的工作频率，当补偿控制信号小于阈值电压信号时，则功率开关管的开关频率随着补偿控制信号和阈值电压信号的差值而变化，从而使得功率开关管的开关频率不会发生突变，输出电压稳定性好。
[0004]依据本发明的一种开关电源降频的控制电路，所述控制电路接收所述开关电源的输出电压反馈信号和参考电压信号，以据此产生补偿控制信号，所述控制电路包括频率控制电路和开关信号产生电路，
[0005]所述频率控制电路接收所述补偿控制信号和阈值电压信号，以据此产生第一电流信号;
[0006]所述开关信号产生电路接收所述补偿控制信号和所述开关电源的电感电流采样信号，以据此产生第一比较信号，所述第一比较信号用以控制所述开关电源的功率开关管的关断；
[0007]同时，所述开关信号产生电路接收所述第一电流信号，以根据所述第一电流信号产生第一时钟信号，所述第一时钟信号用以控制所述功率开关管的导通；
[0008]其中，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的变化而变化，并且，在所述补偿控制信号小于所述阈值电压信号时，所述功率开关管的开关频率跟随所述补偿控制信号来变化。
[0009]优选的，所述频率控制电路包括压控电流源，所述压控电流源根据所述补偿控制信号和所述阈值电压信号控制第一电流信号的大小，
[0010]当所述补偿控制信号大于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号保持不变；当所述补偿控制信号小于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的减小而减小。
[0011]优选的，所述频率控制电路包括压控电流源和二极管，所述二极管的阴极连接至所述压控电流源，阳极连接至所述开关信号产生电路；
[0012]所述压控电流源根据所述补偿控制信号和所述阈值电压信号控制第一电流信号的大小，
[0013]当所述补偿控制信号大于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的增大而增大；当所述补偿控制信号小于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的减小而减小。
[0014]优选的，，所述频率控制电路包括第一跨导放大器和二极管；所述第一跨导放大器的正向输入端接收所述阈值电压信号，负向输入端接收所述补偿控制信号，输出端输出所述第一电流信号；
[0015]所述二极管的阴极连接至所述第一跨导放大器，阳极连接至所述开关信号产生电路。
[0016]进一步的，所述开关信号产生电路包括第一比较电路、时钟信号产生电路和逻辑电路，
[0017]所述第一比较电路接收所述补偿控制信号和所述电感电流采样信号，以输出所述第一比较信号；
[0018]所述时钟信号产生电路包括并联的第一电流源、第一开关管和第一电容，所述第一电流源用以给所述第一电容充电，所述第一电容两端产生第一电压信号，所述第一电压信号和一第一参考信号经过比较以输出所述第一时钟信号，其中，所述第一电流源接收所述第一电流信号，并根据所述第一电流信号的大小调节所述第一电流源的输出端电流；
[0019]所述逻辑电路接收所述第一比较信号和所述第一时钟信号，以产生开关控制信号控制所述功率开关管的开通和断开；
[0020]其中，所述第一开关管由预定宽度的脉冲信号控制其开关状态。
[0021]进一步的，所述开关信号产生电路包括第一比较电路、固定关断时间电路和逻辑电路，
[0022]所述第一比较电路接收所述补偿控制信号和所述电感电流采样信号，以输出所述第一比较信号；
[0023]所述固定关断时间电路包括并联的第一电流源、第一开关管和第一电容，所述第一电流源用以给所述第一电容充电，所述第一电容两端产生第一电压信号，所述第一电压信号和一第一参考信号进行比较以输出所述第一时钟信号，其中，所述第一电流源接收所述第一电流信号，并根据所述第一电流信号的大小调节所述第一电流源的输出端电流；
[0024]所述逻辑电路接收所述第一比较信号和所述第一时钟信号，以产生开关控制信号控制所述功率开关管的开通和断开；
[0025]其中，所述第一开关管由所述开关控制信号控制其开关状态。
[0026]依据本发明的一种开关电源降频的控制方法，包括以下步骤:
[0027]接收所述开关电源的输出电压反馈信号和参考电压信号，以据此产生补偿控制信号;
[0028]接收所述补偿控制信号和阈值电压信号，以据此产生第一电流信号；
[0029]接收所述补偿控制信号和所述开关电源的电感电流采样信号，以据此产生第一比较信号，所述第一比较信号用以控制所述开关电源的功率开关管的关断；同时，接收所述第一电流信号，以根据所述第一电流信号产生第一时钟信号，所述第一时钟信号用以控制所述功率开关管的导通；
[0030]其中，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的变化而变化，并且，在所述补偿控制信号小于所述阈值电压信号时，所述功率开关管的开关频率跟随所述补偿控制信号和所述阈值电压信号的差值来变化。
[0031]优选的，利用第一电流源、第一开关管和第一电容进行充放电动作以获得所述第一时钟信号，所述第一电流信号用以调节所述第一电流源的输出端的电流大小，从而使得所述第一时钟信号随着所述补偿控制信号的变化而变化。
[0032]优选的，当所述补偿控制信号大于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号保持不变；当所述补偿控制信号小于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的减小而减小。
[0033]优选的，当所述补偿控制信号大于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的增大而增大；当所述补偿控制信号小于所述阈值电压信号时，所述第一电流信号随着所述补偿控制信号的减小而减小。
[0034]通过上述的开关电源降频的控制电路和控制方法，通过频率控制电路产生与补偿控制信号关联的第一电流信号，然后第一电流信号改变第一电流源的大小从而使得控制功率开关管导通的第一时钟信号随着补偿控制信号的变化而变化，这样，所述功率开关管的开关频率即由补偿控制信号控制。当补偿控制信号大于阈值电压信号时，则功率开关管的开关频率为预设的工作频率，当补偿控制信号小于阈值电压信号时，则功率开关管的开关频率随着补偿控制信号和所述阈值电压信号的差值而变化，本实施例中的阈值电压信号设置为表征在轻载或空载情况下的输出电压。本发明的开关电源使得功率开关管的开关频率不会发生突变，输出电压稳定性好。
【附图说明】
[0035]图1所示为传统的开关电源的轻载降频的方式的工作波形图；
[0036]图2所示为依据本发明的开关电源的控制电路的第一实施例的电路图；
[0037]图3所示为图2所示电路的工作波形图；
[0038]图4所示为依据本发明的开关电源的控制电路的第二实施例的电