[发明专利]纹波生成电路、控制电路及开关变换器

说明书

公开了一种纹波生成电路、控制电路及开关变换器，通过根据交流纹波分量与预设的直流偏置电压生成的纹波信号和用于表征输出电压和输出电压期望值的误差信号生成开关控制信号以控制第一功率管和第二功率管的导通和关断。其中，由于无需去除纹波信号的直流分量，从而可以减小或消除纹波信号中的噪声，提高系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，更具体地，涉及一种纹波生成电路、控制电路及开关变换器。

背景技术

在现有技术中，使用开关变换器的占空比信息来生成纹波信号，从而控制开关变换器的功率管的导通和关断。如图1所示，开关变换器包括控制器1。控制器1通过比较叠加了交流纹波分量Vslop(AC)的输出电压反馈信号VFB_er和补偿信号VREF_er获得控制功率管Q和Q'的开关控制信号TG和BG以控制功率管Q和Q'的导通和关断。

控制器1包括交流纹波分量生成电路11和修正电路12。修正电路12用于修正补偿信号的大小使其适应叠加了交流纹波分量Vslop(AC)的输出电压反馈信号VFB_er。交流纹波分量生成电路11包括电源VIN、开关K和K'、电阻R和电容C。其中，开关K的开关控制信号tg与功率管Q的开关控制信号TG同相，开关K'的开关控制信号bg与功率管Q的开关控制信号TG反相(即与功率管Q'的开关控制信号BG同相)。在功率管Q的导通时间内，开关K导通，电源VIN通过开关K、电阻R对电容C充电，电容C上的电压逐渐上升。在功率管Q的关断时间内，开关K'导通，电容C通过电阻R、开关K'放电，电容C上的电压下降。当开关周期TsRC时(开关周期Ts为开关K和K'的总导通时间)，电容C上的电压Vslop的交流纹波分量Vslop(AC)近似以固定斜率的直线进行上升和下降。

在现有技术中，通过使得电容C上的电压Vslop减去其自身的直流分量来获得交流纹波分量Vslop(AC)。控制器1使得交流纹波分量Vslop(AC)与输出电压反馈信号VFB叠加来获取功率管Q和Q'的开关控制信号TG和BG。在这个过程中可能会引入噪声，从而使得系统不稳定。

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种纹波生成电路、控制电路及开关变换器，以减小或消除纹波信号中的噪声，提高系统的稳定性。

第一方面，提供一种纹波生成电路，应用于开关变换器，所述纹波生成电路被配置为根据交流纹波分量与预设的直流偏置电压在纹波信号输出端生成纹波信号。

进一步地，所述交流纹波分量与所述开关变换器的电感电流同相位。

进一步地，所述纹波生成电路包括交流纹波分量生成电路，被配置为根据所述开关变换器的输出电压和开关节点上的电压生成所述交流纹波分量，其中，所述开关节点为所述开关变换器中的第一功率管和第二功率管的公共连接点。

进一步地，所述纹波生成电路包括直流偏置电压叠加电路，被配置为在所述交流纹波分量上叠加预设的直流偏置电压生成所述纹波信号。

进一步地，所述交流纹波分量生成电路包括：

第一电阻与第一电容；其中，所述第一电阻和所述第一电容顺序连接在所述开关节点和所述开关变换器的输出端之间；

第二电容，连接在所述第一电阻与所述第一电容的公共端和纹波信号输出端之间；以及

第三电容，连接在所述开关变换器的输出端和所述纹波信号输出端之间。

进一步地，直流偏置电压叠加电路包括串联连接在所述纹波信号输出端和接地端之间的第二电阻和直流电压源。

第二方面，提供一种用于开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括第一功率管和第二功率管，所述控制电路包括：

如上所述的纹波生成电路；以及