[发明专利]波谷导通控制电路及其控制方法

说明书

本发明提供一种新颖的频率抖动的波谷导通控制系统，不仅仅具备了波谷导通功能的特点，更能够在全输入电压范围内，以及在全负载内实现频率抖频功能特点，将电磁干扰的能量分散于整个抖频范围内的频率段内，从而将电磁干扰带来的影响控制到最低，提高控制器的整体性能，并且两种技术的控制能够进行电路复用，能够节省掉很大一部分晶圆，提高了应用率。

技术领域

本发明涉及开关电源，尤其涉及一种控制开关管在合适的时间导通和在合适的时间断开的波谷导通控制电路及其控制方法。

背景技术

在科技高速发展的情况下，消费电子运用变得越来越普及，晶体管集成度按照摩尔定律向前推进，相同晶园面积内所包含的器件个数越来越多，器件尺寸也越来越小，这样不仅仅导致了对能源的要求越来越高，同时在目前集成电路所使用的电源电压也变得更低，信号的驱动能力会变弱情况下，也导致了芯片在抗电磁干扰能力上要求变得更加严格。在现阶段的ACDC开关电源行业内，提高效率以及电磁干扰性能的方式有很多，其中一个重要的技术就是让工作于不连续开关状态下的电源功率管于波谷开通，这样不仅仅能够降低开关损耗，更重要的是能够减小功率管关断时的电压变化率，从而降低辐射，降低电磁干扰。尽管波谷导通存在了提高效率以及降低电磁干扰的优点，但是这些都是在电源输入电压较高的情况下，效果才会比较明显；因为功率管的损耗以及电压变化率与输入电压大小成正比关系，所以在ACDC开关电源输入电压较低时，波谷导通技术在抗电磁干扰方面带来的好处就会有所下降。

同时在ACDC开关电源应用中，改善电磁干扰的另外一种使用较广泛的技术就是频率抖动技术，通过控制器内部控制电路，使开关电源的工作频率在一定的范围内周期性地抖动，并且抖动幅度为±5％左右，这样会使电磁干扰的能量分散于整个抖频范围内的频率段，而不是集中于某个频率点，从而使抖频控制系统具有很低的电磁干扰。不管在输入高压或者输入低压下，抖动的幅度以及抖动的周期大小都是一样的，都能够将电磁干扰的能量分散化，因此这种技术并不会像波谷导通那样，有受限于输入电压大小的缺点。但是频率抖动这种技术又没有提高效率的优点。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点和局限性，本发明提供一种新颖的频率抖动的波谷导通控制系统，不仅仅具备了波谷导通功能的特点，更能够在全输入电压范围内，以及在全负载内实现频率抖频功能特点，将电磁干扰的能量分散于整个抖频范围内的频率段内，从而将电磁干扰带来的影响控制到最低，提高控制器的整体性能，并且两种技术的控制能够进行电路复用，能够节省掉很大一部分晶圆，提高了应用率。

为了实现上述目的，根据本发明提供一种开关电源的波谷导通控制系统，又可称开关电源的波谷导通控制器或波谷导通控制电路，所述开关电源的波谷导通控制系统用于控制开关管在合适的时间导通和在合适的时间断开。本发明提供一种开关电源的波谷导通控制系统包括了：辅助绕组NA电压信号反馈引脚VS、驱动引脚VG、电流信号采样引脚CS、负半波检测器0101、半波选择器0102、可变延时器0103、OSC时钟0104、周期循环计数器(频率抖动模块)0105、第一驱动器0106、RS触发器0107、PWM检测0108、第二驱动器0109。模块之间的连接关系如下：负半波检测器0101的输入连接至辅助绕组NA电压信号反馈引脚VS；负半波检测器0101的输出连接至半波选择器0102的第一输入端，半波选择器0102的第二输入端连接至OSC时钟0104的第一输出端，OSC时钟0104的第二输出端连接至周期循环计数器(频率抖动模块)0105的输入端，半波选择器0102的输出端连接至可变延时器0103的第一输入端，周期循环计数器(频率抖动模块)0105的输出端连接到可变延时器0103的第二输入端，可变延时器0103的输出端则连接至第一驱动器0106的输入端，第一驱动器的输出端连接至RS触发器0107的S输入端，RS触发器0107的R输入端连接至PWM检测0108的输出端，RS触发器0107的输出端连接至第二驱动器0109的输入端，PWM检测0108的输入端连接至控制器03(即波谷导通控制电路)的电流信号采样引脚CS，而第二驱动器0109的输出端连接至控制器03(即波谷导通控制电路)的驱动引脚VG。