开关电源电路及其控制电路和方法技术

本申请公开了一种开关电源电路及其控制电路和方法。所述开关电源电路包括：功率级电路、过零检测器、比较电路和逻辑控制器。所述开关电源电路在交流输入电压接近输出电压时，通过关闭过零检测器，将过零检测结果拉高，从而解决了因过零检测的不稳定性带来的问题，改善了系统性能。了系统性能。了系统性能。

【技术实现步骤摘要】
开关电源电路及其控制电路和方法


[0001]本专利技术涉及一种电子电路，更具体地说，本专利技术涉及一种开关电源电路及方法。

技术介绍

[0002]在AC
‑
DC(直流
‑
交流)变换器应用中，boost(升压)变压器为常见的拓扑。在DCM模式(discontinuous current mode，断续模式)升压控制中，为实现谷底开通，通常采用过零检测(zero current detection，ZCD)技术，以提高转换效率。
[0003]所谓的过零检测技术为：在功率级电路的主功率开关断开期间，检测功率级电路电流的过零情况，从而导通主功率开关。该技术通常检测主功率开关两端电压，如通过一辅助绕组，当经由该辅助绕组采样的电压小于一参考零电压(如0.25V)时，表示此时主功率开关两端电压降低至其谷底值。此时将主功率开关导通，可减少开关损耗，实现谷底开通。
[0004]然而当交流输入电压接近输出电压时，表征主功率开关两端电压的过零检测信号将变得十分微弱，使得检测结果不稳定。
[0005]因此，有必要对控制方案进行改进。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的实施例，提出了一种开关电源电路，包括：功率级电路，接收交流输入电压，产生用于提供给后级电路的输出电压，所述功率级电路至少具有主功率开关；控制电路，具有：过零检测器，检测主功率开关断开期间功率级电路的电流过零情况，并根据过零检测结果产生置位信号；比较电路，判断交流输入电压是否接近输出电压，以控制过零检测器：当交流输入电压接近输出电压时，禁用过零检测结果；逻辑控制器，响应置位信号，产生控制信号，用以控制主功率开关的导通和断开。
[0007]根据本专利技术的实施例，还提出了一种用于开关电源电路的控制电路，所述开关电源电路包括具有主功率开关的功率级电路，所述控制电路包括：过零检测器，检测主功率开关断开期间功率级电路的电流过零情况，并根据过零检测结果产生置位信号；比较电路，判断交流输入电压是否接近输出电压，以控制过零检测器：当交流输入电压接近输出电压时，禁用过零检测结果；逻辑控制器，响应置位信号，产生控制信号，用以控制主功率开关的导通和断开。
[0008]根据本专利技术的实施例，还提出了一种用于开关电源电路的方法，包括：接收交流输入电压，通过功率级电路转化为输出电压，提供给后级电路，所述功率级电路包括被周期性导通和断开的主功率开关；检测主功率开关断开期间功率级电路的电流过零情况，并根据过零检测结果控制主功率开关导通；监测交流输入电压和输出电压的大小，当交流输入电压接近输出电压时，禁用过零检测结果。
[0009]根据本专利技术各方面的上述开关电源电路及其控制电路和方法，解决了因过零检测的不稳定性带来的问题，改善了系统性能。
附图说明
[0010]图1为根据本专利技术实施例的开关电源电路100的电路结构示意图；
[0011]图2为根据本专利技术实施例的开关电源电路200的电路结构示意图；
[0012]图3为根据本专利技术实施例的开关电源电路300的电路结构示意图；
[0013]图4为根据本专利技术实施例的开关电源电路400的电路结构示意图；
[0014]图5为根据本专利技术实施例的开关电源电路500的电路结构示意图；
[0015]图6为根据本专利技术实施例的计时器12的电路结构示意图；
[0016]图7为根据本专利技术实施例的用于开关电源电路的方法流程示意图700。
具体实施方式
[0017]下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。
[0018]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0019]图1为根据本专利技术实施例的开关电源电路100的电路结构示意图。在图1所示实施例中，所述开关电源电路100包括：功率级电路101，接收交流输入电压V
ac
(如经由整流桥)，产生用于提供给后级电路的输出电压V
O
，所述功率级电路101至少具有主功率开关S1；控制电路102，具有：过零检测器21，检测主功率开关S1断开期间功率级电路101的电流过零情况(如通过表征主功率开关S1两端电压的采样信号V
ZCD
)，并根据过零检测结果产生置位信号；比较电路22，判断交流输入电压V
ac
是否接近输出电压V
O
，以控制过零检测器21：当交流输入电压V
ac
接近输出电压V
O
时，关闭过零检测器21，以禁用过零检测结果；逻辑控制器23，响应置位信号，产生控制信号G
SW
，用以控制主功率开关S1的导通和断开。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，关闭过零检测器21也可称为对过零检测器21进行禁用(disable)操作，使得主功率开关S1的导通不依赖于过零检测结果。当过零检测器21未被关闭时，过零检测器21被启动(enable)，使得过零检测结果控制主功率开关S1的导通。关闭过零检测器21的操作可以把过零检测结果置高，如利用上拉开关管将过零检测结果拉高至供电电压，或者利用逻辑或电路将过零检测结果与逻辑高电平进行逻辑或操作，或者采用数字控制，用一逻辑高的数字信号取代过零检测结果，等等。如何禁用过零检测结果是本领域技术人员所熟知的技术手段，为叙述简明，这里不再详述。
[0021]在图1所示实施例中，比较电路22比较表征交流输入电压V
ac
的采样电压V
in
与表征输出电压V
O
的反馈电压V
FB
的电压差与阈值电压V1的大小，以判断交流输入电压V
ac
是否接近输出电压V
O
。具体来说，在图1所示实施例中，比较电路22比较采样电压V
in
与阈值电压V1之和与反馈电压V
FB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源电路，包括：功率级电路，接收交流输入电压，产生用于提供给后级电路的输出电压，所述功率级电路至少具有主功率开关；控制电路，具有：过零检测器，检测主功率开关断开期间功率级电路的电流过零情况，并根据过零检测结果产生置位信号；比较电路，判断交流输入电压是否接近输出电压，以控制过零检测器：当交流输入电压接近输出电压时，禁用过零检测结果；逻辑控制器，响应置位信号，产生控制信号，用以控制主功率开关的导通和断开。2.如权利要求要求1所述的开关电源电路，其中：所述比较电路比较表征交流输入电压的采样电压与表征输出电压的反馈电压的电压差与阈值电压的大小，以判断交流输入电压是否接近输出电压。3.如权利要求要求1所述的开关电源电路，其中所述过零检测器包括：过零比较器，比较表征主功率开关两端电压的采样信号和零参考信号的大小，产生过零检测结果；计时器，根据输出电压和过零检测结果，产生死区时间信号；缓冲器，对过零检测结果进行缓冲，产生缓冲信号，所述缓冲器同时响应比较电路的比较结果，当交流输入电压接近输出电压时，所述缓冲器将缓冲信号拉高；逻辑与电路，对死区时间信号和缓冲信号执行逻辑与操作，产生所述置位信号。4.一种用于开关电源电路的控制电路，所述开关电源电路包括具有主功率开关的功率级电路，所述控制电路包括：过零检测器，检测主功率开关断开期间功率级电路的电流过零情况，并根据过零检测结果产生置位信号；比较电路，判断交流输入电压是否接近输出电压，以控制过零检测器：当交流输入电压接近输出电压时，禁用过零检测结果；逻辑控制器，响应置位信号，产生控制信号，用以控制主功率开关的导通和断开。5.如权利要求要求4所述的控制电路，其中：所述比较电路比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：王皓，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：