[发明专利]开关变换器及其控制电路和控制方法

说明书

公开了一种开关变换器及其控制电路和控制方法。一与变压器辅助绕组耦接的辅助开关谷底开通，同时一与谐振周期无关的迟滞电压被引入以避免音频噪声。控制电路包括：迟滞反馈电路，基于输出反馈信号产生迟滞反馈信号；第一比较电路，将迟滞反馈信号与斜坡信号相比较，产生第一比较信号；第二比较电路，将输出反馈信号与斜坡信号相比较，产生第二比较信号；导通控制电路，基于第一和第二比较信号、表征辅助开关两端电压波谷的波谷脉冲信号以及当前锁定谷值，决定辅助开关下次导通的目标谷值；以及原边导通控制电路，在辅助开关被关断后，输出原边导通控制信号以导通原边开关。

技术领域

本发明涉及电子电路，特别地，涉及具有准谐振控制的开关变换器及其控制电路和控制方法。

背景技术

开关变换器被广泛地应用于各种场合。一种常用于现有开关变换器的控制方式为定频控制，但定频控制下的开关变换器开关损耗大，且其效率会随负载和输入电压变化而变化。

变频控制则克服了这些缺点，最常用的变频控制为准谐振控制。准谐振控制中，开关电源工作在电流临界或断续模式下，当流过储能元件的电流下降至零后，储能元件和开关的寄生电容开始谐振，当开关管两端的谐振电压在其最小电压值时开关被导通(通常被称为谷底开通)，从而减小开关损耗。当流过开关的电流大于一与输出电压相关的反馈信号时开关被关断，从而达到调节输出电压的目的。然而，如果开通的谷底数值来回变换，开关变换器的工作频率将不稳定，会产生音频噪声。

此外，为了实现高功率密度的需求，更高的开关频率是发展趋势之一。随着频率的升高，准谐振开关变换器开关的开关损耗成正比升高，导致效率下降严重。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种针对现有准谐振控制开关变换器的优化控制策略，以提高开关变换器的效率，同时避免音频噪声。

依据本发明实施例的一种用于开关变换器的控制电路，该开关变换器包括具有原边绕组和辅助绕组的变压器、耦接至原边绕组的原边开关和耦接至辅助绕组的辅助开关，该控制电路包括：迟滞产生电路，接收与开关变换器输出信号有关的输出反馈信号，产生第一迟滞电压；迟滞处理电路，将第一迟滞电压叠加至输出反馈信号，在输出端提供迟滞反馈信号；斜坡信号产生电路，产生斜坡信号，其中该斜坡信号在原边开关关断时以一斜率下降；第一比较电路，将迟滞反馈信号与斜坡信号相比较，产生第一比较信号；第二比较电路，将输出反馈信号与斜坡信号相比较，产生第二比较信号；导通控制电路，基于第一比较信号、第二比较信号、表示辅助开关两端电压波谷的波谷脉冲信号以及当前锁定谷值，决定辅助开关下次导通的目标谷值，并产生与该目标谷值相对应的导通控制信号以控制辅助开关的导通；第三比较电路，将表征流过辅助开关电流的第一电流检测信号与第一阈值电压相比较，产生关断控制信号以控制辅助开关的关断；以及原边导通控制电路，在辅助开关被关断之后，输出原边导通控制信号以导通原边开关。

依据本发明实施例的一种开关变换器，包括：变压器，具有原边绕组、副边绕组和辅助绕组；原边开关，耦接至原边绕组；辅助开关，耦接至辅助绕组；输出反馈电路，根据开关变换器的输出信号产生输出反馈信号；迟滞反馈电路，基于输出反馈信号，产生迟滞反馈信号；第一比较电路，将迟滞反馈信号与一斜坡信号相比较，产生第一比较信号；第二比较电路，将输出反馈信号与斜坡信号相比较，产生第二比较信号；导通控制电路，基于第一比较信号、第二比较信号、表示辅助开关两端电压波谷的波谷脉冲信号以及当前锁定谷值，决定辅助开关下次导通的目标谷值，并产生与该目标谷值相对应的导通控制信号以控制辅助开关的导通；第三比较电路，将表征流过辅助开关电流的第一电流检测信号与第一阈值电压相比较，产生关断控制信号以控制辅助开关的关断；以及原边导通控制电路，在辅助开关被关断之后，输出原边导通控制信号以导通原边开关。