[发明专利]开关电源的控制电路及方法

说明书

本发明提供一种开关电源的控制电路及方法，包括：开关电源模块；占空比判断模块，判断辅开关管的导通时间与最小导通时间之间的关系，并产生充电电流控制信号；误差放大器接收，将反馈信号与参考信号进行比较得到补偿信号；电流控制模块，基于充电电流控制信号及补偿信号产生相应充电电流；振荡器，产生时钟信号并基于充电电流调整时钟信号的频率；调制控制模块，基于补偿信号及时钟信号产生开关控制信号。本发明基于占空比判断电路来进行振荡器电流调整，通过降低时钟频率，辅开关管的最小导通时间保持不变，从而实现开关电源占空比增大，提高输出电压最大值；同时不改变开关电源原有的调制方式和驱动电路，简化了电路优化方法。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种开关电源的控制电路及方法。

背景技术

现有技术的开关电源的结构主要包括降压电路，升压电路等，可以将输入电压转化为需要的稳定输出电压或稳定输出电流以驱动负载。这些电路一般通过同步控制来驱动主开关管和辅开关管的导通和关断，从而实现稳定电压输出或稳定电流输出。

如图1给出同步控制下主/辅开关管的开关时序。在时钟信号的下降沿，辅开关管关断，主开关管导通；由误差放大器控制的输出信号控制主开关关断，辅开管开启；主开关管的导通时间为Ton（即辅开关管的关断时间），辅开关管的导通时间为Toff（即主开关管的关断时间）；主开关管导通时间Ton和辅开关管导通时间Toff之和为开关电源的工作周期T；主开关管和辅开关管导通和关断时序相反，同步变化。主开关管存在最大导通时间Ton_max限制，也可以理解为主开关管存在最小关断时间，或者辅开关管的最小导通时间Toff_min，当主开关管具有最大导通时间时，占空比达到最大，输出电压达到最大值。因此，现有技术受到最大导通时间的Ton_max限制，无法继续增大主开关管的导通时间，无法提高占空比，使得开关电源的输出电压最大值受到限制。

因此，如何进一步提高开关电源的占空比，进而提高开关电源的输出电压，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种开关电源的控制电路及方法，用于解决现有技术中开关电源的输出电压最大值受到最大导通时间限制的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种开关电源的控制电路，所述开关电源的控制电路至少包括：

开关电源模块，占空比判断模块，电流控制模块，振荡器，误差放大器及调制控制模块；

所述开关电源模块中主开关管及辅开关管基于所述调制控制模块的控制调整输出电压，所述主开关管与所述辅开关管的开关控制信号互为反信号；

所述占空比判断模块接收所述辅开关管的开关控制信号及最小导通信号，以判断所述辅开关管的导通时间与最小导通时间之间的大小关系，并基于大小关系产生充电电流控制信号，其中，所述最小导通时间为设定值；

所述误差放大器接收所述开关电源模块的反馈信号，并将所述反馈信号与参考信号进行比较，得到补偿信号；

所述电流控制模块连接所述占空比判断模块及所述误差放大器的输出端，基于所述充电电流控制信号及所述补偿信号产生相应的充电电流；

所述振荡器连接所述电流控制模块的输出端，产生时钟信号并基于所述充电电流调整所述时钟信号的频率；

所述调制控制模块连接所述误差放大器及所述振荡器的输出端，基于所述补偿信号及所述时钟信号产生所述主开关管及所述辅开关管的开关控制信号，所述开关控制信号的开关频率随所述时钟信号的频率同步变化，当所述辅开关管的导通时间小于所述最小导通时间时所述辅开关管的导通时间维持在所述最小导通时间。

可选地，所述开关电源模块包括Buck结构、Boost结构或Buck-Boost结构。

可选地，所述主开关管与所述辅开关管为NMOS管。