[实用新型]开关变换器及其控制电路

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及一种电子电路，尤其涉及一种开关变换器及其控制电路。

背景技术

开关变换器的功率损耗主要来自于开关管的导通损耗或者开关损耗。在重载的情况下，输出电流高，因此导通损耗占主要地位。在轻载或者待机情况下，输出电流低，开关管的开关损耗占主要地位。如果开关变换器在轻载时仍以原频率工作，显著的开关损耗会降低转换效率。为此，可通过降频的方式，减小轻载状态下开关变换器的开关损耗。

一种常用的解决方案是采用易于实现轻载降频的关断时间控制方式。图1是一种现有的采用关断时间控制的开关变换器100的电路图。开关变换器100工作在电流断续模式，接收输入电压V_IN，为负载150提供输出电压V_O或输出电流I_O。开关变换器100包括开关电路、反馈电路140以及控制电路。其中开关电路采用反激变换拓扑，包括输入电容器C_IN，变压器T，二极管D、输出电容器C_OUT以及开关管M。控制电路包括电容器C_M、电流源I_M0、放电开关管S、第一比较电路110、第二比较电路120以及触发器130。电流源I_M0的一端耦接至供电电压V_CC，另一端耦接至电容器C_M和放电开关管S的一端，电容器C_M和放电开关管S的另一端接地。反馈电路140接收开关电路的输出信号U_O(输出电压V_O、输出电流I_O或者两者的组合)，产生反映负载状态的反馈信号FB。第二比较电路120将反馈信号FB与电容器C_M两端的电压V_M0进行比较。第一比较电路110将代表流过开关管M电流的电流检测信号CS与峰值电流信号V_peak相比较。

如图1所示，开关管M导通时，电流检测信号CS逐渐增大。当电流检测信号CS达到峰值电流信号V_peak时，第一比较电路110复位触发器130，开关管M关断。当电容器C_M两端的电压V_M0大于反馈信号FB时，第二比较电路120置位触发器130，开关管M再次导通。同时第二比较电路120输出脉冲信号Pulse至放电开关管S的控制端，导通放电开关管S一预设时长Tp，使电容器C_M两端的电压V_M0降为零。预设时长Tp结束后，放电开关管S断开，电流源I_M0重新为电容器C_M充电，电容器C_M两端的电压V_M0线性增长。当负载降低时，反馈信号FB增大，电流源I_M0对电容器C_M的充电时间变长，开关管M的关断时间变长，开关变换器100的工作频率降低。

在实际的应用中，发明人发现恒定电流源I_M0的选取存在一定的问题。例如，一方面我们希望电流源I_M0的电流量尽量小，以在轻载时最大限度地减小开关变换器的工作频率，有效抑制轻载时的开关损耗。然而另一方面，我们又希望电流源I_M0的电流量要足够大，以保证开关变换器工作在高频时，反馈信号FB能达到信号分辨率的要求(足够大，通常大于50mV)，以避免受到系统噪声的干扰。

实用新型内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本实用新型的目的是提供一种开关变换器及其控制电路，其既能保证信号分辨率的要求，又能有效抑制开关变换器的开关损耗。