一种控制电路、控制方法及应用其的开关电源技术

本发明专利技术公开了一种控制电路、控制方法及应用其的开关电源，所述电压调节电路根据不同时间段内输出电压信号的差值产生第二补偿信号，在第一工作时间段，控制和驱动电路根据所述第一补偿信号产生所述开关关断信号；在第二工作时间段内，控制和驱动电路根据所述第二补偿信号产生所述开关关断信号。从而使得在电路正常工作状态中，功率级电路的输出电压能够维持正常值，在系统电路工作在睡眠状态中，通过第二补偿信号可以补偿输出电压的跌落，维持输出电压的稳定，降低输出电压纹波，从而降低输出端的瓷片电容噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种控制电路、控制方法及应用其的开关电源。
技术介绍
在背光产品的应用中，LED驱动电路一般都包含对LED进行调光的要求。常见的方法是调光信号PWM为有效状态时，功率级电路和LED电流源工作，LED灯被点亮；调光信号PWM为无效状态时，功率级电路和LED电流源关闭，LED灯被关闭。这样可以通过调节调光信号PWM的占空比，来调节流过LED灯的平均电流，以此达到调光的目的。采用PWM控制调光的应用频率一般在100Hz到30kHz之间，在调光频率较低且PWM占空比较小时，功率级电路停止工作的时间比较长。例如PWM调光频率是100Hz(周期10mS)，占空比是50％时，调光信号PWM为有效状态时，功率级电路的输出电压Vout是一个预期的稳定值，在调光信号PWM为无效状态的5ms内，由于功率级电路中内部电路的漏电流(如二极管，输出瓷片电容，输出电压检测电路等的漏电流)，导致输出电压Vout会少量放电而导致下降，此时输出瓷片电容上的纹波电压会比较大，纹波频率同调光信号的频率一样。然后瓷片电容具有如下特性：当瓷片电容上的纹波电压达到一定值，且该纹波电压频率是人耳能够听到的频率范围内，人耳就能听到该噪声，这种噪声在电子产品的应用中是不能够被允许的。当调光信号PWM的频率越低，PWM占空比越小(即PWM为无效状态的时间越长)，输出瓷片电容的纹波越大，噪声也就越大。现有的方案一般是通过加大输出瓷片电容的容量来降低输出电压纹波，从而降低瓷片电容噪声，但是这种解决方法会提高应用电路的成本和体积。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种控制电路、控制方法及应用其的开关电源。通过电压调节电路产生第二补偿信号，以使系统在休眠状态时通过第二补偿信号控制输出电压的跌落，从而维持输出电压的稳定。依据本专利技术的一种控制电路，用于产生开关控制信号控制功率级电路中功率开关管的开关动作，包括，第一控制环路，接收第一电压反馈信号，以据此产生第一补偿信号；电压调节电路，接收所述功率级电路的输出电压信号，所述功率级电路的输出电压信号在不同工作时间段内的值不相同，所述电压调节电路根据不同时间段内输出电压信号的差值产生第二补偿信号；控制和驱动电路，接收所述第一补偿信号和所述第二补偿信号，并接收表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号，以产生开关关断信号；所述控制和驱动电路根据所述开关关断信号和开关导通信号产生所述开关控制信号控制所述功率开关管的开关动作。优选地，在第一工作时间段内，所述控制电路处于正常工作状态，所述控制和驱动电路根据所述第一补偿信号产生所述开关关断信号；在第二工作时间段内，所述控制电路处于睡眠状态，所述控制和驱动电路根据所述第二补偿信号产生所述开关关断信号。优选地，在一个工作周期中，所述第一工作时间段位于所述第二工作时间段之前，在所述第一工作时间段内，所述电压调节电路根据当前所述功率级电路的输出电压信号获得保持电压信号；在所述第二工作时间段内，所述电压调节电路根据当前所述功率级电路的输出电压信号与所述保持电压信号的差值获得所述第二补偿信号。进一步地，所述电压调节电路包括采样电路、电压保持电路和误差补偿电路，所述采样电路接收所述功率级电路的输出电压信号，以产生采样电压信号；所述电压保持电路接收所述调光信号和所述输出电压反馈信号，在所述第一工作时间段内，所述电压保持电路保持所述输出电压反馈信号，以获得电压保
持信号；所述误差补偿电路接收所述输出电压反馈信号和所述电压保持信号，以产生误差信号，在第二工作时间段内，所述误差信号传输给补偿电路进行补偿处理以获得所述第二补偿信号。进一步地，所述电压保持电路包括串联在所述采样电路的输出端和地之间的第一开关管和保持电容，在所述第一工作时间段内，所述第一开关管保持导通状态，在所述第二工作时间段内，所述第一开关管保持关断状态；所述保持电容的两端电压作为所述电压保持信号。进一步地，所述误差补偿电路包括误差放大器、第二开关管和补偿电路，所述误差放大器接收所述采样电压信号和所述电压保持信号，以产生所述误差信号；所述第二开关管连接在所述误差放大器的输出端和补偿电路之间，在所述第一工作时间段内，所述第二开关管保持关断状态，在所述第二工作时间段内，所述第二开关管保持导通状态；所述补偿电路接收所述误差信号，以产生所述第二补偿信号。进一步地，所述控制和驱动电路包括比较电路和逻辑电路，所述比较电路将所述第一补偿信号或者所述第二补偿信号与表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号进行比较，以获得所述开关关断信号；所述逻辑电路接收所述开关关断信号和所述开关导通信号，以获得所述开关控制信号。进一步地，所述控制和驱动电路进一步包括信号选择电路，所述信号选择电路接收所述第一补偿信号和第二补偿信号，在第一工作时间段内，则所述信号选择电路将所述第一补偿信号传输给所述比较电路；在第二工作时间段内，则所述信号选择电路将所述第二补偿信号传输给所述比较电路。进一步地，所述信号选择电路包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一功率端接收所述第一补偿信号，第四开关管的第一功
率端接收第二补偿信号，所述第三开关管的第二功率端和所述第四开关管的第二功率端连接于一点，并且公共连接点连接至所述比较电路的输入端；其中，在第一工作时间段内，第三开关管保持导通，第四开关管保持关断，在第二工作时间段内，第三开关管保持关断，第四开关管保持导通。依据本专利技术的一种控制方法，用于产生开关控制信号控制功率级电路中功率开关管的开关动作，包括以下步骤：接收第一电压反馈信号，以据此产生第一补偿信号；接收所述功率级电路的输出电压信号，所述功率级电路的输出电压信号在不同工作时间段内的值不相同，根据不同时间段内输出电压信号的差值产生第二补偿信号；接收所述第一补偿信号和所述第二补偿信号，并接收表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号，以产生开关关断信号；根据所述开关关断信号和开关导通信号产生所述开关控制信号。优选地，在所述第一工作时间段内，所述控制电路处于正常工作状态，根据所述第一补偿信号产生所述开关关断信号；在所述第二工作时间段内，所述控制电路处于睡眠状态，根据所述第二补偿信号产生所述开关关断信号。优选地，所述第二补偿信号产生的步骤具体包括：在一个工作周期中，所述第一工作时间段位于所述第二工作时间段之前；在所述第一工作时间段内，根据当前所述功率级电路的输出电压信号获得保持电压信号；在所述第二工作时间段内，根据当前所述功率级电路的输出电压信号与所述保持电压信号的差值获得所述第二补偿信号。优选地，所述开关控制信号产生的步骤具体包括：在第一工作时间段内，将所述第一补偿信号与表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号进行比较，以获得所述开关关断信号；在第二工作时间段内，将所述第二补偿信号与表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号进行比较，以获得所述开关关断信号；所述开关关断信号和所述开关导通信号，以获得所述开关控制信号。依据本专利技术的一种开关电源，包括功率级电路以及上述的控制电路，所述功率级电路接收外部电源电压以产生输出电压供给负载，所述第一电压反馈信号为所述负载的输出电压反馈信号。优选地，所述负载包括至少一路LED本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电路，用于产生开关控制信号控制功率级电路中功率开关管的开关动作，其特征在于，包括，第一控制环路，接收第一电压反馈信号，以据此产生第一补偿信号；电压调节电路，接收所述功率级电路的输出电压信号，所述功率级电路的输出电压信号在不同工作时间段内的值不相同，所述电压调节电路根据不同时间段内输出电压信号的差值产生第二补偿信号；控制和驱动电路，接收所述第一补偿信号和所述第二补偿信号，并接收表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号，以产生开关关断信号；所述控制和驱动电路根据所述开关关断信号和开关导通信号产生所述开关控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种控制电路，用于产生开关控制信号控制功率级电路中功率开关管的开关动作，其特征在于，包括，第一控制环路，接收第一电压反馈信号，以据此产生第一补偿信号；电压调节电路，接收所述功率级电路的输出电压信号，所述功率级电路的输出电压信号在不同工作时间段内的值不相同，所述电压调节电路根据不同时间段内输出电压信号的差值产生第二补偿信号；控制和驱动电路，接收所述第一补偿信号和所述第二补偿信号，并接收表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号，以产生开关关断信号；所述控制和驱动电路根据所述开关关断信号和开关导通信号产生所述开关控制信号。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在第一工作时间段内，所述控制电路处于正常工作状态，所述控制和驱动电路根据所述第一补偿信号产生所述开关关断信号；在第二工作时间段内，所述控制电路处于睡眠状态，所述控制和驱动电路根据所述第二补偿信号产生所述开关关断信号。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，在一个工作周期中，所述第一工作时间段位于所述第二工作时间段之前，在所述第一工作时间段内，所述电压调节电路根据当前所述功率级电路的输出电压信号获得保持电压信号；在所述第二工作时间段内，所述电压调节电路根据当前所述功率级电路的输出电压信号与所述保持电压信号的差值获得所述第二补偿信号。4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述电压调节电路包括采样电路、电压保持电路和误差补偿电路，所述采样电路接收所述功率级电路的输出电压信号，以产生采样电压信号；所述电压保持电路接收所述调光信号和所述输出电压反馈信号，在所述第一工作时间段内，所述电压保持电路保持所述输出电压反馈信号，以获得电压保持信号；所述误差补偿电路接收所述输出电压反馈信号和所述电压保持信号，以产生误差信号，在第二工作时间段内，所述误差信号传输给补偿电路进行补偿处理以获得所述第二补偿信号。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述电压保持电路包括串联在所述采样电路的输出端和地之间的第一开关管和保持电容，在所述第一工作时间段内，所述第一开关管保持导通状态，在所述第二工作时间段内，所述第一开关管保持关断状态；所述保持电容的两端电压作为所述电压保持信号。6.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述误差补偿电路包括误差放大器、第二开关管和补偿电路，所述误差放大器接收所述采样电压信号和所述电压保持信号，以产生所述误差信号；所述第二开关管连接在所述误差放大器的输出端和补偿电路之间，在所述第一工作时间段内，所述第二开关管保持关断状态，在所述第二工作时间段内，所述第二开关管保持导通状态；所述补偿电路接收所述误差信号，以产生所述第二补偿信号。7.根据权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，所述控制和驱动电路包括比较电路和逻辑电路，所述比较电路将所述第一补偿信号或者所述第二补偿信号与表征所述功率级电路中电感电流的采样电压信号进行比较，以获得所述开关关断信号；所述逻辑电路接收所述开关关断信号和所述开关导通信号，以获得所述开关控制信号。8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述控制和驱动电路进一步包括信号选择电路，所述信号选择电路接收所述第一补偿信号和第二补偿信号，在第一工作时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小平，
申请(专利权)人：南京矽力杰半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32