[发明专利]一种开关电源控制器和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种开关电源控制器和控制方法。

背景技术

目前比较常用的开关电源的控制方案是峰值电流控制模式，即当开关电源中电感电流上升至输出电压的反馈误差放大信号COMP时，控制主开关管关断，直至定频的时钟信号CLK到来时控制主开关管导通。图1中波形（a1）和（a2）表示电源电路工作在负载短路状态时的工作波形图：当负载短路时，电感电流的上升斜率较大，在t1时刻已经上升至反馈误差放大信号COMP，但由于最小导通时间T_on-min的存在，电感电流要继续上升直至t2时刻才能够关断主开关管以满足最小导通时间的条件。当所述主开关管关断后，电感电流下降的斜率又很小，在t3时刻，定频的时钟信号CLK控制主开关管再次导通时，电感电流甚至还未下降至所述反馈误差放大信号COMP。因此在负载短路的情况下，电感电流的可能一直保持在反馈误差放大信号COMP之上，并有不断上升的趋势。

为了防止电感电流的持续上升，一般采取降频的方法进行短路保护，如图1中的波形（b1）和（b2）所示：将时钟信号CLK的频率成倍的降低为CLK′，以保证当电感电流上升过高而下降斜率过小时，仍有足够的时间保持主开关管关断，电感电流持续下降。但这种方法存在明显的弊端：降频使得电路工作在电流断续导通模式（DCM），当开关电源由负载短路跳变至重载情况时，电流要从较低的状态开始上升，因此可能引发启动过慢甚至无法启动的问题，尤其是电流源型负载时，这种情况更为明显。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种开关电源控制器和控制方法，以克服现有技术中的时钟信号成倍数降频又难以在重载情况下快速启动的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

依据本发明的一种开关电源控制器，用以控制开关电源中的第一开关管工作在导通和关断两种状态以对输入信号进行转换，包括一开关时间调节电路；

在一个开关周期内，所述开关时间调节电路比较所述第一开关管的第一状态时间和期望时间，根据比较的结果控制所述第一开关管的第二状态时间；

当所述第一状态时间大于所述期望时间时，所述开关时间调节电路减小所述第二状态时间，从而使下一开关周期的第一状态时间减小；

当所述第一状态时间小于所述期望时间时，所述开关时间调节电路增大所述第二状态时间，从而使下一开关周期的第一状态时间增大。

优选的，所述开关电源工作在峰值电流控制模式。

进一步的，所述开关时间调节电路包括基准电压生成电路和计时电路；

所述基准电压生成电路根据所述第一状态时间和所述期望时间得到基准电压信号；

所述计时电路对所述第二状态时间进行计时，控制所述第二状态时间与所述基准电压信号相匹配。

进一步的，所述基准电压生成电路包括充放电控制电路和第一电容；

所述充放电控制电路接收表征所述第一状态时间和所述期望时间的信号，当所述第一状态时间大于所述期望时间时，根据两者的差值对所述第一电容进行放电；当所述第一状态小于所述期望时间时，根据两者的差值对所述第一电容进行充电；

所述第一电容电压作为所述基准电压信号。

进一步的，所述计时电路包括斜坡信号发生电路和比较电路；

所述斜坡信号发生电路在所述第二状态的起始时刻输出具有一定斜率的斜坡信号；

所述比较电路接收并比较所述斜坡信号和所述基准电压信号，当所述斜坡信号上升至所述基准电压信号时，所述比较电路的输出信号结束所述第二状态。

依据本发明的一种开关电源控制方法，用以控制开关电源中的第一开关管工作在导通和关断两种状态以对输入信号进行转换，包括以下步骤：

在一个开关周期内，比较所述第一开关管的第一状态时间和期望时间，根据比较的结果控制所述第一开关管的第二状态时间；

当所述第一状态时间大于所述期望时间时，减小所述第二状态时间，从而使下一开关周期的第一状态时间减小；

当所述第一状态时间小于所述期望时间时，增大所述第二状态时间，从而使下一开关周期的第一状态时间增大。

优选的，所述开关电源工作在峰值电流控制模式。

进一步的，根据所述第一状态时间和期望时间得到一基准电压信号；

对所述第二状态时间进行计时，控制所述第二状态时间与所述基准电压信号相匹配。

进一步的，接收表征所述第一状态时间和所述期望时间的信号；