[发明专利]用于交错并联式开关电源的控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计领域，尤其涉及一种用于交错并联式开关电源的控制电路及控制方法。

背景技术

在开关电源中，为了减小功率器件的负担，提高电源的功率密度，减小输出电压纹波，使开关电源的输出电压具有更高的质量，常将主电路以交错并联的方式连接。

如图1所示，以主电路为交错并联的两路buck电路(降压电路)为例，常规的交错并联式开关电源包括第一路电压调整电路、第二路电压调整电路和输出电容C_o，所述第一路电压调整电路包括第一主开关管Q1、第一电感L1和第一续流二极管D11，所述第二路电压调整电路包括第二主开关管Q2、第二电感L2和第二续流二极管D12，所述第一主开关管Q1和第二主开关管Q2的一端均与所述输入电源的正极连接，所述第一电感L1和第二电感L2的一端分别与所述第一主开关管Q1和第二主开关管Q2的另一端连接，所述第一电感L1另一端和所述第二电感L2的另一端连接，所述第一续流二极管D11的一端与所述第一主开关管Q1的另一端连接，所述第二续流二极管D12的一端与所述第二主开关管Q2的另一端连接，所述第一续流二极管D11和第二续流二极管D12的另一端均与所述输入电源的负极连接，所述输出电容C₀的正极与所述第一电感L1和第二电感L2的另一端连接，其另一端与所述输入电源的负极连接并接地，所述输出电容C₀的正、负极即为所述控制电路的输出端正、负极。

根据交错并联的工作原理，第一主开关管Q1和第二主开关管Q2错相180°导通，产生电流i1和i2。电流i1和i2的纹波相互抵消，使输出电流i_o的电流纹波大大减小，频率则增大为原来的2倍，同时，输出电压v_o的电压纹波也大大减小。因此，可以减小电感L1、L2和输出电容C_o的容量，同时提高动态响应速度。相比于传统buck电路，采用交错并联的两路buck电路中，各路buck电路只需承担一半的输出功率，电感L1、L2和开关管Q1、Q2上承受的电流也仅为传统buck电路的一半。在高频下，输出电容C_o可以采用等效电阻较小的陶瓷电容，使该开关电源的输出更为稳定，开关电源系统的效率更高。

通常采用定频控制方式易于实现上述交错并联式开关电源的错相控制。而在一般开关电源的设计中，由于恒定导通时间控制方式通常可以获得更好的动态响应，其补偿设计也更为方便，因而得到了广泛的应用。但如果将恒定导通时间控制方式运用于交错并联式开关电源，由于其工作频率是变化的，很难做到两路电压调整电路之间的交错并联。

发明内容

本发明提供一种用于交错并联式开关电源的控制电路及控制方法，以解决将恒定导通时间控制方式运用于交错并联式开关电源时，难以做到两路电压调整电路之间的交错并联的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于交错并联式开关电源的控制电路，所述交错并联式开关电源包括交错并联的第一路电压调整电路和第二路电压调整电路，其特征在于，所述控制电路包括：

反馈补偿信号产生电路，其用于采样所述交错并联式开关电源输出端的输出电压，并通过运算和补偿以输出一反馈补偿信号；

第一路开关控制电路，其用于接收表征所述第一路电压调整电路中电感电流的电压信号，并将其与所述反馈补偿信号进行比较，当两者相等时，所述第一路开关控制电路控制所述第一路电压调整电路中的第一主开关管导通一预设时间，之后控制所述第一主开关管关断；

第二路开关控制电路，其用于接收表征所述第二路电压调整电路中电感电流的电压信号，并将其与所述反馈补偿信号进行比较，当两者相等时，所述第二路开关控制电路控制所述第二路电压调整电路中的第二主开关管导通，同时还检测所述第一主开关管和所述第二主开关管的开通信号的相位差，并在所述相位差偏离180°时增加或缩短所述第二主开关管的导通时间，之后控制所述第二主开关管关断，在多次调节所述第二主开关管的导通时间后最终将所述相位差调制为180°。

进一步的，所述第一路开关控制电路包括第一比较器、第一关断信号产生电路和第一RS触发器，

所述第一比较器的反相输入端接收表征所述第一路电压调整电路中电感电流的电压信号，同相输入端接收所述反馈补偿信号，通过比较所述电压信号和所述反馈补偿信号，输出端产生第一路开关开通信号给所述第一RS触发器的置位端；