[发明专利]一种减小开关频率变化的电压变换器及其控制方法

权利要求书

1.  一种用于开关模式电压变换器的控制电路，该开关模式电压变换器包括第一开关管，该控制电路耦接在输入电压和地之间，周期性地导通第一开关管一恒定时长，该控制电路还耦接至直流偏置电压，基于输入电压和直流偏置电压产生开关控制信号以控制第一开关管的导通或关断，从而减小输入电压变化引起的开关频率变化。

2.  如权利要求1所述的控制电路，包括：

电流设定单元，耦接至输入电压和直流偏置电压，基于输入电压和直流偏置电压产生控制电流；以及

开关控制单元，耦接至电流设定单元，根据控制电流产生开关控制信号以控制第一开关管的导通与关断。

3.  如权利要求2所述的控制电路，其中电流设定单元包括：

电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至输入电压；

第一比较器，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中第一输入端耦接至电阻器的第二端，第二输入端耦接至直流偏置电压；

第一晶体管，具有第一端、第二端以及控制端，其中第一端耦接至电阻器的第二端和第一比较器的第一输入端，第二端耦接至地，控制端耦接至第一比较器的输出端。

4.  如权利要求2所述的控制电路，其中开关控制单元包括：

电流镜，具有第一端、第二端和第三端，其中第一端耦接至输入电压；

第二晶体管，与第一晶体管相配对，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电流镜的第二端，第二端耦接至地，控制端耦接至第一比较器的输出端；

开关电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电流镜的第三端，第二端耦接至地；

第二比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至电流镜的第三端和开关电容器的第一端，第二端耦接至阈值电压，输出端耦接至第一开关管以提供开关控制信号；以及

放电晶体管，与开关电容器并联耦接，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关电容器的第一端，第二端耦接至地，控制端耦接至第二比较器的输出端，放电晶体管用于当开关电容器的电压高于阈值电压时，为开关电容器放电。

5.  一种开关模式电压变换器，包括第一开关管和如权利要求1至4中任一项所述的控制电路。

6.  如权利要求5所述的开关模式电压变换器，其中第一开关管具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压，控制端耦接至控制电路的输出端；

该开关模式电压变换器还包括：

第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至一开关管的第二端，第二端耦接至地，控制端耦接至控制电路的输出端；

电感器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端；以及

输出电容器，电耦接于电感器的第二端与地之间。

7.  一种用于开关模式电压变换器的控制方法，该开关模式电压变换器包括开关管和用于周期性导通开关管一恒定时长的控制电路，该控制方法包括：

对控制电路施加直流偏置电压；

改变开关模式电压变换器的输入电压；

测量输入电压变化引起的频率偏移；以及

根据目标频率偏移来调整直流偏置电压。

8.  如权利要求7所述的控制方法，进一步包括：

根据测量的频率偏移来计算频率变化百分比；

其中调整直流偏置电压的步骤包括若计算得到的频率变化百分比小于5%，将对应的直流偏置电压作为设定值施加至控制电路。

9.如权利要求7所述的控制方法，进一步包括：

根据测量的频率偏移来计算频率变化百分比；

其中调节直流偏置电压的步骤包括若计算得到的频率变化百分比小于1%，将对应的直流偏置电压作为设定值施加至控制电路。

10.一种用于开关模式电压变换器的控制方法，该开关模式电压变换器包括开关管和用于周期性导通开关管一恒定时长的控制电路，该控制方法包括：

对控制电路施加多个不同数值的直流偏置电压；

改变开关模式电压变换器的输入电压；

测量多个不同数值直流偏置电压下的多个频率偏移；

处理多个频率偏移和相应的直流偏置电压，找出最小的频率偏移以及与最小频率偏移对应的直流偏置电压；以及

将对应的直流偏置电压作为设定值施加至控制电路。