[发明专利]功率变换器及其控制电路

说明书

本申请公开了一种功率变换器及其控制电路，控制电路根据功率变换器的开关信号的实际占空比反馈调节第一开关管的导通时间，从而使得功率变换器的开关频率接近理想开关频率，由此可以实现在任意占空比下功率变换器的开关频率均接近理想开关频率，使得功率变换器的开关频率保持恒定，提高功率变换器的稳定性。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，更具体地，涉及一种功率变换器及其控制电路。

背景技术

功率变换器用于将输入电压转换成预定的输出电压供给负载。现有的功率变换器包括第一开关管、第二开关管、电感和控制电路。控制电路用于控制第一开关管和第二开关管的导通和关断状态，使得电感交替储存电能和供给电能，从而产生输出电压和/或输出电流。

在恒定导通时间下，根据反馈信号与基准电压进行比较从而控制第一开关管的导通时刻，根据输出电压与输入电压进行比较从而控制第一开关管的关断时刻。在第一开关管导通的情况下，第二开关管关断，在第一开关管关断期间，第二开关管续流。在每个开关周期中，第一开关管的关断时间基本恒定而导通时间根据反馈信号可变，从而可以调节开关信号的占空比，以维持输出电压和/或输出电流恒定。

在理想条件下，功率变换器的占空比D0为：

D0＝Vout/Vin

其中，Vout表示功率变换器的输出电压，Vin表示功率变换器的输入电压。

又因为，现有技术在设计功率变换器时，一般通过理想占空比来计算功率变换器的开关频率，因此可以得到功率变换器的理想频率f0为：

f0＝1/T0＝D0/ton0＝Vout/(Vin×ton0)

在实际应用时，由于第一开关管和第二开关管存在导通电阻，所以功率变换器的实际占空比D1为：

D1＝(Vout+I×Rn)/(Vin+I×Rn-I×Rp)

其中，Rp和Rn分别表示功率变换器中的第一开关管和第二开关管的导通电阻，I表示功率变换器的负载电流。

由此，可以得到在实际应用时功率变换器的实际频率f1为：

f1＝1/T1＝D1/ton0＝(Vout+I×Rn)[(Vin+I×Rn-I×Rp)×ton0]

在电路中第一开关管和第二开关管的导通电阻接近的情况下，上式变为：

f1＝1T1＝D1/ton0＝(Vout+I×Rn)/(Vin×ton0)

其中，ton0表示预设的第一开关管的导通时间。

由上式可以看出，现有技术的功率变换器的实际频率f1要大于理想频率f0，并且当功率变换器的负载端的负载电流I出现变化时，会导致变换器的实际频率f1也发生变化，变换器的实际频率不断变化会增大电路对输出电压的滤波难度，导致输出电压的纹波较大，影响后级系统的正常工作。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种功率变换器及其控制电路，维持功率变换器的开关频率的恒定。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一开关管和第二开关管，所述控制电路用于生成开关信号，以控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通和关断，使得所述功率变换器根据输入电压得到输出电压，其中，所述控制电路还用于根据所述开关信号的占空比反馈调节所述第一开关管的导通时间，从而使得所述功率变换器的开关频率恒定。