[发明专利]谐振变换器及其控制器和控制方法

说明书

本发明公开了谐振变换器及其控制器和控制方法。谐振变换器包括开关电路以及谐振电路，开关电路具有耦接在输入电压与开关节点之间的上侧开关管和耦接在开关节点与参考地之间的下侧开关管，谐振电路具有耦接至开关节点的谐振电容与谐振电感，控制器包括反馈处理电路、比较电路和开关控制电路。反馈处理电路根据谐振变换器的输出信号的反馈信号提供参考信号，在反馈信号大于第一阈值时，参考信号以第一斜率随着反馈信号的变化而变化，在反馈信号小于第一阈值时，参考信号以第二斜率随着反馈信号的变化而变化。根据代表谐振电容两端电压的电压采样信号和参考信号产生关断控制信号以控制上侧开关管的关断时刻。

技术领域

本发明涉及电子电路，特别地，涉及谐振变换器及其控制器和控制方法。

背景技术

谐振变换器中，开关电路将直流电压转换为方波电压并提供至谐振电路。谐振电路包括谐振电感和谐振电容，谐振电路具有由谐振电感的电感值和谐振电容的电容值决定的谐振频率。

传统的谐振变换器一般采用脉冲频率调制，通过振荡器产生占空比为50％的时钟信号以控制开关电路，并基于谐振变化器的输出改变该时钟信号的频率。时钟信号频率的改变将导致前述方波电压的频率改变，从而使得谐振电路的增益发生变化，最终实现对谐振变换器的输出的调节。

然而，这种现有的脉冲频率调制方法带宽较窄，在负载突变时无法提供及时有效的响应，从而导致输出上出现较大过冲或者下冲。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出一种谐振变换器及其控制电路和控制方法。

依据本发明实施例的一种用于谐振变换器的控制器，该谐振变换器包括开关电路以及谐振电路，其中开关电路具有耦接在输入电压与开关节点之间的上侧开关管以及耦接在开关节点与参考地之间的下侧开关管，谐振电路具有耦接至开关节点的谐振电容与谐振电感，该控制器包括：反馈处理电路，接收对应于谐振变换器的输出信号的反馈信号，并根据反馈信号提供参考信号，使得在反馈信号大于第一阈值时，参考信号以第一斜率随着反馈信号的变化而变化，以及在反馈信号小于第一阈值时，参考信号以第二斜率随着反馈信号的变化而变化；比较电路，接收参考信号和代表谐振电容两端电压的电压采样信号，并根据电压采样信号和参考信号产生关断控制信号以控制上侧开关管的关断时刻；以及开关控制电路，根据关断控制信号产生上侧开关控制信号和下侧开关控制信号以分别控制上侧开关管和下侧开关管。

依据本发明实施例的一种谐振变换器，包括：开关电路，具有耦接在输入电压与开关节点之间的上侧开关管以及耦接在开关节点与参考地之间的下侧开关管；谐振电路，耦接至开关电路，包括谐振电感和谐振电容；以及如前所述的控制器。

依据本发明实施例的一种用于谐振变换器的控制方法，该谐振变换器包括开关电路以及谐振电路，其中开关电路具有耦接在输入电压与开关节点之间的上侧开关管以及耦接在开关节点与参考地之间的下侧开关管，谐振电路具有耦接至开关节点的谐振电容与谐振电感，该控制方法包括：采样谐振电容两端的电压，产生电压采样信号；根据谐振变换器的输出信号产生反馈信号；根据反馈信号产生参考信号，其中当反馈信号大于第一阈值时，参考信号以第一斜率随着反馈信号的变化而变化，以及在反馈信号小于第一阈值时，参考信号以第二斜率随着反馈信号的变化而变化；将电压采样信号和参考信号进行比较产生关断控制信号；以及根据关断控制信号控制上侧开关管的关断时刻以及下侧开关管的导通时刻。

在本发明的实施例，参考信号具有较广的变化范围，能够支持较大功率输出，同时保证小功率范围内的控制的准确性。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的谐振变换器100的电路框图；

图2示出了根据本发明实施例的反馈信号FBL和参考信号COMP的关系曲线图；

图3示出了根据本发明实施例的谐振变换器200的电路框图；