[发明专利]开关电源及其振铃消除电路和振铃消除方法

说明书

本发明公开了一种开关电源及其振铃消除电路和振铃消除方法。振铃消除电路包括电压传递电路、控制电路以及振铃检测电路。电压传递电路用于提供一参考电压至所述开关节点的导电路径，振铃检测电路与开关节点相连以获得开关电压，并根据开关控制信号和开关电压得到振铃检测信号，控制电路用于根据所述开关控制信号和所述振铃检测信号导通或者关断所述导电路径。其中，在功率开关管的每个开关周期的关断阶段，当振铃检测信号表征开关电压小于预定值时，控制电路导通所述导电路径，将参考电压提供至所述开关节点，从而抑制了开关节点处的高频振荡，减小振铃，减少不必要的噪音，提高电路效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地涉及一种开关电源及其振铃消除电路和振铃消除方法。

背景技术

开关电源通常具有连续导通模式(Continuous Conduction Mode，CCM)和非连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)这两种工作模式。二者的区别在于：在连续导通模式下，电感放电未完全结束时开关信号就会控制功率开关管再次导通；而在非连续导通模式下，电感放电结束之后开关信号才会控制功率开关管导通。

如图1示出一种常见的开关电源电路，开关电源100包括电感L1、功率开关管M0、续流二极管D1以及控制电路110。电感L1和功率开关管M0串联连接在直流输入电压Vin和地之间，续流二极管D1的阳极连接至电感L1和功率开关管M0之间的节点，阴极连接至直流输出电压Vout端。控制电路110用于控制功率开关管M0的导通和关断，以使得电感L1根据直流输入电压Vin得到直流输出电压Vout。

在非连续导通模式下，当电感L1已放电结束而功率开关管M0未导通时，由电感L1、功率开关管M0的寄生电容构成的LC回路会在电感L1和功率开关管M0之间的开关节点SW处会出现高频振荡现象，如图2所示，该高频振荡会在电路中形成振铃，在系统中产生电磁干扰，影响系统的可靠性以及降低系统的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种开关电源及其振铃消除电路和振铃消除方法，可有效降低开关电压中的尖峰，提高电路可靠性。

根据本发明的第一方面，提供了一种开关电源的振铃消除电路，所述开关电源包括串联连接在输入电压地之间的功率开关管和电感，所述功率开关管和所述电感之间的开关节点提供输出电压，其中，所述振铃消除电路包括：电压传递电路，用于提供一参考电压至所述开关节点的导电路径；振铃检测电路，与所述开关节点相连以获得开关电压，并根据开关控制信号和所述开关电压得到振铃检测信号；控制电路，用于根据所述开关控制信号和所述振铃检测信号导通或者关断所述导电路径，其中，在所述功率开关管的每个开关周期的关断阶段，当所述振铃检测信号表征所述开关电压小于预定值时，所述控制电路导通所述导电路径。

优选地，所述控制电路包括：第一驱动器，用于根据所述开关控制信号生成第一控制信号；第二驱动器，用于根据所述振铃检测信号生成第二控制信号；充放电单元，用于根据所述第一控制信号对充电节点进行充电或放电；参考电容，所述参考电容的第一极板连接至所述充电节点，第二极板用于接收所述第二控制信号，其中，所述充电节点连接至所述电压传递电路的控制端以提供开关信号，在所述开关信号有效时，所述导电路径导通。

优选地，在每个开关周期的关断阶段的第一时间段，所述第一控制信号有效，所述充放电单元将所述充电节点上拉至第一电压，在每个开关周期的关断阶段的第二时间段，所述第二控制信号有效，所述充电节点被继续上拉至第二电压，以使所述开关信号有效。

优选地，所述充放电单元包括：串联连接在所述参考电压和地之间的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和第二晶体管的控制端相互连接以接收所述第一控制信号，所述第一晶体管和所述第二晶体管中间节点连接至所述充电节点。

优选地，所述充放电单元还包括：连接在所述第一晶体管的第二端与所述充电节点之间的第三晶体管，所述第三晶体管连接成二极管结构。