[发明专利]开关模式变换器及其控制电路和方法

说明书

本申请公开了一种开关模式变换器及其控制电路和方法。所述开关模式变换器仅在开关周期的固定时间内将转化电流传输给补偿电容和补偿电阻；而在开关周期的剩余时间内将转化电流仅传输给补偿电阻，使系统在轻载下开关频率降低时，补偿网络的零点减小，保证了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种开关模式变换器及其控制电路和方法。

背景技术

在开关模式变换器中，常常需要提供稳定的输出电压。因此，输出电压被反馈至控制电路进行调节。通常情况下，控制电路中包括补偿网络，该补偿网络的零点(1/(R×C)，其中R为补偿网络的等效电阻值，C为补偿网络的等效电容值)必须足够小(远远小于系统开关频率)，以维持系统的稳定性。

在脉冲频率调制(PFM，pulse frequency modulation)的控制策略中，随着负载的降低，开关频率也被降低以提高轻载下的效率。如在某些应用中，最小开关频率为100Hz。然而，在芯片的制作中，电容和电阻的尺寸被限制。通常情况下，电容值C<100pF，电阻值R<1MΩ。因此，在轻载状态下，控制环路的零点不能处理该低频率，将会产生系统的稳定性问题。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的开关模式变换器及其控制电路和方法。

根据本发明的实施例，提出了一种控制电路，用于开关模式变换器，所述开关模式变换器接收输入电压，提供输出电压，所述开关模式变换器包括被周期性导通和断开的功率开关，所述控制电路包括：跨导放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收表征输出电压的反馈电压，第二输入端接收参考电压，所述跨导放大器基于反馈电压和参考电压，在其输出端产生跨导电流；开关单元，耦接至跨导放大器的输出端；补偿节点；中间节点；补偿电容，耦接在补偿节点和中间节点之间；补偿电阻，耦接在中间节点和参考地之间；其中所述开关单元在开关周期的固定时间内，将跨导电流输送至补偿节点，在开关周期的剩余时间内，将跨导电流输送至中间节点；逻辑控制单元，耦接至补偿节点，接收补偿电容和补偿电阻上的压降，产生开关控制信号，用以控制功率开关周期性的导通与断开。

根据本发明的实施例，还提出了一种开关模式变换器，包括前述控制电路和所述功率开关。

根据本发明的实施例，还提出了一种方法，用于开关模式变换器，所述开关模式变换器包括功率开关，所述方法包括：周期性地导通和闭合功率开关，以产生输出电压，所述功率开关具有开关周期；提供表征输出电压的反馈电压；将反馈电压和参考电压的差值进行放大，并转化为电流形式，得到跨导电流；在开关周期的固定时间内，使跨导电流流经补偿电容和补偿电阻；在开关周期的剩余时间内，使跨导电流不流经补偿电容，仅流经补偿电阻；接收补偿电容和补偿电阻上的压降，产生开关控制信号，用以控制所述功率开关的运行。

根据本发明各方面的上述开关模式变换器及其控制电路和方法，在不改变补偿网络的参数的前提下，保证了系统的稳定。

附图说明

图1为根据本发明实施例的开关模式变换器100的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的开关模式变换器200的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的开关模式变换器300的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的开关模式变换器400的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的开关模式变换器500的结构示意图图；

图6为根据本发明实施例的开关模式变换器600的结构示意图；

图7示意性示出了根据本发明实施例的用于开关模式变换器的方法流程图700。

具体实施方式