[实用新型]控制电路及开关变换器

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及一种电子电路，尤其涉及一种用于开关变换器的控制电路。

背景技术

伴随着电子技术的发展，手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、上网本、超级本(Ultrabook)等电子设备迅速普及。超级本、手机等类似的电子设备需要有一直在线，随时连接的功能(always on and always connected，AOAC)，也就是待机功能。尽可能的延长电子设备在AOAC模式下所能够维持的时间或者说尽可能的延长电子设备的待机时长已经成为设计电子设备的重要指标之一。电子设备在AOAC或者待机(standby)模式下的功率较小，处于轻载状态，因此，轻载时的电能使用效率至关重要。

恒定导通时间控制由于其优越的负载瞬态响应、简单的内部结构和平滑的工作模式切换，广泛应用于超级本等电子设备中。传统的恒定导通时间控制中，开关变换器的导通时间TON由输入电压VIN和输出电压VO决定，而与负载的大小无关。为了实现更快的负载瞬态响应速度，减小体积和重量，通常需要较高的开关频率Fsw。以降压式变换器为例，当输入电压VIN为10V，输出电压VO为1V，开关频率Fsw为1MHz时，开关变换器的导通时间TON在轻载或者重载状态下均为100ns。然而在轻载状态下，驱动损耗和开关损耗成为影响效率的主导因素，因此较高的开关频率Fsw不利于提高轻载状态下的效率。

实用新型内容

本实用新型为解决上述一个或多个技术问题提供一种控制电路及开关变换器，以提高变换器的轻载效率的同时，保证优越的动态响应性能。

根据本实用新型一实施例的一种控制电路，用于开关变换器，其中开关变换器包括第一开关管，控制电路控制第一开关管的导通与关断，所述控制电路包括：第一比较电路，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端接收参考电压，反相输入端接收开关变换器输出电压的反馈信号，输出端输出置位信号；导通时间控制电路，接收开关变换器的输入电压、输出电压和省电模式控制信号，并输出导通时间控制信号，其中导通时间控制信号控制第一开关管的导通时间随开关变换器输入电压的增大而减小，并随开关变换器输出电压的增大而增大；以及逻辑控制电路，接收置位信号和导通时间控制信号，并输出开关控制信号控制第一开关管的导通与关断；其中当省电模式控制信号为有效状态，控制电路切换开关变换器工作于省电模式，增大第一开关管的导通时间，当省电模式控制信号为无效状态，控制电路切换开关变换器工作于正常工作模式。

在一个实施例中，导通时间控制信号控制第一开关管在省电模式下的导通时间大于在正常工作模式下的导通时间。

在一个实施例中，导通时间控制电路包括：电流源，具有第一端和第二端，其中第一端接收开关变换器的输入电压，第二端输出充电电流信号，充电电流信号和开关变换器的输入电压成正比；第一电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电流源的第二端，第二端耦接至系统地；第一控制开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一电容器的第一端，第二端耦接至第一电容器的第二端，控制端接收开关控制信号；以及第二比较电路，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至第一电容器的第一端，反相输入端接收开关变换器的输出电压，输出端输出导通时间控制信号；其中当省电模式控制信号处于有效状态时，通过减小电流源输出的充电电流信号或者增大第一电容器的电容值，导通时间控制信号控制第一开关管的导通时间增大。

在一个实施例中，电流源包括：第一电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关变换器的输入端；以及电流镜，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至第一电阻器的第二端接收输入电流信号，输出端耦接至第一电容器的第一端提供充电电流信号；其中当省电模式控制信号处于有效状态时，增大第一电阻器的电阻值或者减小电流镜输出的充电电流信号和输入电流信号的比率。

在一个实施例中，所述控制电路还包括负载状态检测电路，所述负载状态检测电路通过比较开关变换器的负载电流和参考电流信号来产生省电模式控制信号，或者通过比较开关周期和参考周期信号来产生省电模式控制信号；其中当负载电流小于参考电流信号或者开关周期小于参考周期信号时，输出有效的省电模式控制信号，当负载电流大于参考电流信号或者开关周期大于参考周期信号时，输出无效的省电模式控制信号。