[发明专利]开关电源控制器和操作开关电源的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及开关电源控制器和操作开关电源的方法。特别地，本发明涉及使开关电源具有降低的电磁干扰(EMI)的开关电源控制器和操作开关电源的方法。

背景技术

在开关电源的设计中，EMI和电磁兼容(EMC)是必须考虑的因素。

在恒定频率控制方法中，通常使用频率抖动来降低在一个窄频率段上的EMI能量。通过周期或者非周期地改变开关的频率，EMI能量将被平均至一个较宽的频率段内，使得采用该方法的装置或者仪器可以满足EMI标准。

在其他控制方法中，因为其受到某些其他信号的影响，开关频率并不恒定。例如，在可变断开时间控制方法中，负载改变以及交流线路信号的振幅都会影响断开时间，从而频率会改变。在可变导通时间控制方法中，导通时间也将受到负载和交流线路信号的影响。因此，对于不使用恒定频率控制方法的系统，由于其自身的特性，例如由于经整流的输入交流电压中的纹波，其频率是抖动的。但是其频率抖动的幅度不够，需要新的引入新的频率抖动结构以减小EMI。

发明内容

本发明的实施例提供了在可变断开时间控制模式中抖动导通时间和峰值电流的方法以及抖动断开时间的方法，并且提供了对应的开关电源控制器。

在不使用恒定频率控制方法的系统，尤其是使用恒定峰值电流控制方法的可变断开时间控制系统中，关断时间由反馈回路决定，给关断时间添加一偏移量后，由于反馈回路的调整作用，偏移量的作用将被减弱，最终影响了降低EMI的效果。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种开关电源控制器，包括：导通时间确定装置，用于在所接收的开关管电流感测信号的幅度达到峰值电流阈值时，产生开关管关闭信号，以将开关管控制信号设置为关闭开关管的状态；以及断开时间确定装置，用于接收所述开关管控制信号以及反馈误差放大信号，在从所述开关管控制信号被设置为关闭所述开关管的状态开始经过预定时间之后，产生开关管开启信号，以将所述开关管控制信号设置为开启所述开关管的状态，其中所述预定时间取决于所述反馈误差放大信号；其中所述峰值电流阈值随时间抖动。

由于本发明的上述方面使用了随时间抖动的峰值电流阈值，使得不同工作周期中开关管的开启时间发生变化，因此使得不同工作周期中开关管达到的峰值电流发生变化。反馈回路将调节断开时间以调节输出电压，从而断开时间也会抖动。因此，获得了较好的频率抖动因而较好的降低EMI的效果。

根据本发明的另一个方面，提供了一种开关电源控制器，包括：导通时间确定装置，用于在所接收的开关管电流感测信号的幅度达到峰值电流阈值时，产生开关管关闭信号，以将开关管控制信号设置为关闭开关管的状态；以及断开时间确定装置，用于接收所述开关管控制信号以及反馈误差放大信号，在从所述开关管控制信号被设置为关闭所述开关管的状态开始经过预定时间之后，产生开关管开启信号，以将所述开关管控制信号设置为开启所述开关管的状态；其中所述断开时间确定装置还包括反馈误差抖动装置，用于将第二抖动电压信号添加到所述反馈误差放大信号，以形成经抖动的反馈误差放大信号，所述预定时间取决于所述经抖动的反馈误差放大信号。

根据本发明的再一个方面，提供了一种开关电源控制器，包括：导通时间确定装置，用于在所接收的开关管电流感测信号的幅度达到峰值电流阈值时，产生开关管关闭信号，以将开关管控制信号设置为关闭开关管的状态；以及断开时间确定装置，用于接收所述开关管控制信号以及反馈误差放大信号，在从所述开关管控制信号被设置为关闭所述开关管的状态开始经过预定时间之后，产生开关管开启信号，以将所述开关管控制信号设置为开启所述开关管的状态；其中所述开关管控制信号被设置为关闭所述开关管的状态触发所述断开时间确定装置中的计时装置开始计时，所述计时装置包括电流随时间变化的时变电流源、电容器和比较器，所述时变电流源从计时开始起对所述电容器充电，使得所述电容器上的电压逐渐增加，所述比较器用于将所述电容器的电压与反馈误差放大信号比较，并在所述电容器的电压高于所述反馈误差放大信号时，产生所述开关管开启信号。

根据本发明的再一个方面，提供了一种操作开关电源的方法，包括：

在所接收的开关管电流感测信号达到峰值电流阈值时，产生开关管关闭信号，以将开关管控制信号设置为关闭开关管的状态；以及

接收所述开关管控制信号以及反馈误差放大信号，在从所述开关管控制信号被设置为关闭所述开关管的状态开始经过预定时间之后，产生开关管开启信号，以将所述开关管控制信号设置为开启所述开关管的状态，其中所述预定时间取决于所述反馈误差放大信号；

其中使所述峰值电流阈值随时间抖动。