[发明专利]一种具有自适应调节的PWM开关电源控制电路及方法

说明书

本发明提供了一种具有自适应调节的PWM开关电源控制电路及方法，属于微电子技术领域。其技术方案为：一种具有自适应调节的PWM开关电源控制电路，包括可变增益网络、输出状态检测电路、误差放大器、模式控制电路、斜坡补偿电路、PWM逻辑电路以及软驱动电路。本发明的有益效果为：本发明的具有自适应调节的PWM开关电源控制电路的外围只需要一个电阻即可以检测输出电压状态，根据输出电压的不同自动调节控制电路环路增益、工作频率以及工作模式，使得输出高电压和输出低电压状态下都可以实现最佳的环路增益、工作频率以及工作模式，不同负载下转换效率达到最佳，可以极大的提高不同输出电压状态下的系统转换效率和环路稳定度。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种具有自适应调节的PWM开关电源控制电路及方法。

背景技术

快速充电开关电源是一种越来越受欢迎的电源设备，在很多快速充电应用中都会要求开关电源具有多种输出电压，根据接收和发送的握手协议信号自动调节输出电压到目标值。这些应用要求初级控制电路，即控制初级功率开关管的导通和关断，具有在不同输出电压条件下性能和转换效率最佳，传统的初级PWM控制电路一般不具有检测系统输出电压并对其做出内部控制调整。这种做法存在的明显不足在于：电源工程师设计系统方案时很难同时兼顾不同输出电压下系统效率、环路响应性能等，造成系统效率降低及大量的外围调试工作。

如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自适应调节的PWM开关电源控制电路及方法，且工作模式、工作频率和环路增益等均可以根据检测信号自动调节，而检测信号可以对应输出是低压环境还是高压环境，自适应调节可以使得系统在不同输出电压、不同负载下的转换效率达到最佳，环路控制更加稳定，从而大幅地节省了电源工程师的调试时间。

本发明是通过如下措施实现的：一种具有自适应调节的PWM开关电源控制电路，其中，包括输入交流电的整流电路、连接于所述整流电路输出端的驱动电路，连接在所述驱动电路输出端的输出滤波电路，以及连接在所述输出滤波电路和所述驱动电路之间的反馈电路：

所述整流电路包括用于将输入交流电源整流为直流电的整流桥BR1，连接在所述整流桥BR1的其中一桥臂输出端的输入电容C1；一般地，可能还包含一些满足电磁干扰指标所需要的滤波器件。

所述驱动电路包括变压器T1、功率开关管M1、控制电路、启动电阻R1、电压检测电阻Rdet、电流采样电阻R4、供电二极管D1和供电电容C2；根据设计方案的不同所述驱动电路可能还包括其他滤波和满足电磁干扰指标的元件。

所述输出滤波电路包括输出整流二极管D2、输出电容C3，所述输出整流二极管D2连接在所述变压器T1的次级侧绕组和所述输出电容C3之间；

所述反馈电路包括限流电阻R5、光耦、协议芯片，所述限流电阻R5一端连接在所述输出电容C3的正端，所述限流电阻R5另一端连接光耦输入的一端，所述光耦输入的另一端连接协议芯片输入的一端，所述光耦的输出的一端连接控制电路；根据设计方案的不同所述反馈电路可能还包括其他元件。

作为本发明提供的一种具有自适应调节的PWM开关电源控制电路进一步优化方案，所述变压器T1包括变压器初级侧绕组、变压器次级侧绕组和变压器辅助绕组；

所述功率开关管M1的漏极连接所述变压器T1的初级侧绕组一端，所述变压器T1的初级侧绕组另一端连接输入电容C1；所述功率开关管M1的源极端连接于所述电阻R4，用于采样功率开关管M1中的电流；

所述启动电阻R1连接于所述输入电容C1正端和所述供电电容C2之间，所述供电电容C2还与所述控制电路的电源输入端连接，用于为所述控制电路供电；

所述供电二极管D1的正极连接所述变压器T1的辅助绕组一端，所述变压器T1的辅助绕组的另一端连接参考地，所述供电二极管D2的负极连接所述供电电容C2；