开关电源及用于开关电源的控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种开关电源及用于开关电源的控制电路。所述控制电路除了误差放大模块、PWM比较模块以及软启动电压发生模块之外，还包括限幅模块，所述限幅模块用于根据软启动参考电压限制误差放大信号的幅度，使所述误差放大模块输入所述PWM比较模块的信号幅度较好地跟随软启动信号而平稳变化，降低开关电源启动时由于直流环路的建立过程而导致的输出电压和电感电流过冲的风险，提高电源系统启动的稳定性和安全性，并且直流环路的建立速度加快。并且直流环路的建立速度加快。并且直流环路的建立速度加快。

【技术实现步骤摘要】
开关电源及用于开关电源的控制电路


[0001]本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种用于开关电源的控制电路以及一种开关电源。

技术介绍

[0002]误差放大器(EA，error amplifier)是开关电源的电源系统中常用的反馈调节模块，这类开关电源通常利用包含误差放大器、滤波网络及脉宽调制等模块的直流环路形成负反馈来调节输出的电压，可以有效消除因为加工引入的随机失调及因为设计引入的失调等，实现精准的输出电压控制。
[0003]在开关电源的上电过程中，对片外电容的快速充电，会在片内电感中产生很大的浪涌电流，这个电流可能会导致启动阶段的过冲现象，容易使电路工作不正常，甚至损坏。为了解决这个问题，目前大多数开关电源都拥有软启动(soft
‑
start)的功能。在软启动过程中，系统会先限制输出的电压、电流或者功率到比较低的值，再将该限制逐步解除。
[0004]但是现有的开关电源在刚开始启动时，由于负反馈环路刚刚开始建立，目前的软启动设计难以将失调电压校准，误差放大器输出的信号往往偏离其平衡位置或者发生饱和，如果直接将误差放大器的输出接入直流环路，会导致输出纹波较大，产生输出电压和电感电流的过冲。

技术实现思路

[0005]为了避免在启动阶段开关电源的输出电压和电感电流产生过冲，提升电源系统的稳定性和安全性，本专利技术提供一种用于开关电源的控制电路，另外还提供一种开关电源。
[0006]一方面，本专利技术提供一种用于开关电源的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：
[0007]误差放大模块，一个输入端接入一反馈电压，另一个输入端接入一参考电压，所述误差放大模块输出一误差放大信号；
[0008]软启动电压发生模块，用于产生一幅值逐渐增大的软启动参考电压；
[0009]限幅模块，用于根据所述软启动参考电压限制所述误差放大信号的幅度；以及
[0010]PWM比较模块，第一输入端接收所述限幅后的误差放大信号，第二输入端接收一高频信号，所述PWM比较模块输出一PWM信号；
[0011]其中，所述反馈电压表征所述开关电源的输出电压、输出电流或输出功率，所述PWM信号用于控制所述开关电源的工作。
[0012]可选的，所述误差放大模块还包括滤波电路，所述误差放大信号经所述滤波电路进行低通滤波处理。
[0013]可选的，所述限幅模块包括在所述误差放大模块的输出端设置的可变增益级，所述可变增益级根据所述软启动参考电压调整其增益。
[0014]可选的，所述限幅模块还包括一受控电流源；所述受控电流源受控于所述软启动
参考电压，并向所述可变增益级输出偏置电流，所述可变增益级由偏置电流控制增益大小，随着所述偏置电流逐渐增大，所述可变增益级的增益逐渐增大。
[0015]可选的，所述限幅模块还包括一受控电流源；所述受控电流源受控于一偏置电压，并向所述可变增益级输出偏置电流，所述可变增益级由偏置电流控制增益大小，随着所述偏置电流逐渐增大，所述可变增益级的增益逐渐增大。
[0016]可选的，所述偏置电压信号的变化趋势与所述软启动参考电压的变化趋势相同。
[0017]可选的，所述限幅模块包括在所述误差放大模块的输出端设置的乘法器，所述乘法器接收所述误差放大信号和一偏置电压信号，并输出所述误差放大信号和所述偏置电压信号的乘积至所述PWM比较模块的第一输入端。可选的，所述偏置电压信号的变化趋势与所述软启动参考电压的变化趋势相同。
[0018]可选的，所述限幅模块包括在所述误差放大模块的偏置电流端设置的可变电流源，所述可变电流源根据所述软启动参考电压调整其输出电流的幅值，进而控制所述误差放大器输出的电压和电流的幅值。可选的，所述可变电流源的输出电流的变化趋势与所述软启动参考电压的变化趋势相同。
[0019]一方面，本专利技术提供一种开关电源，所述开关电源包括上述控制电路。
[0020]可选的，所述开关电源采用软启动方式开始工作，所述开关电源的输出电压、输出电流或输出功率逐渐增加至目标值。
[0021]本专利技术提供的用于开关电源的控制电路除了误差放大模块、PWM比较模块以及软启动电压发生模块之外，还包括限幅模块，所述限幅模块用于根据软启动参考电压限制误差放大信号的幅度，限制了所述开关电源在软启动的期间由所述误差放大模块输入所述PWM比较模块的信号幅度，使所述信号幅度较好地跟随软启动参考电压而平稳变化，减少开关电源启动时输出电压和电感电流的过冲，提高电源系统启动的稳定性和安全性，并且直流环路的建立速度加快。本专利技术提供的开关电源具有类似的优点。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一实施例的用于开关电源的控制电路的示意图。
[0023]图2是本专利技术另一实施例的用于开关电源的控制电路的示意图。
[0024]图3是本专利技术又一实施例的用于开关电源的控制电路的示意图。
[0025]图4是本专利技术又一实施例的控制电路的具体电路示意图。
[0026]图5是本专利技术另一实施例的用于开关电源的控制电路的示意图。
[0027]图6是一种现有的开关电源在软启动期间的电感电流波形和输出电压波形示意图。
[0028]图7是采用本专利技术实施例控制电路的开关电源在软启动期间的电感电流波形和输出电压波形示意图。
[0029]图8是本专利技术一实施例的开关电源的示意图。
[0030]附图标记说明：
[0031]110
‑
误差放大模块；120
‑
PWM比较模块；130
‑
软启动电压发生模块；140
‑
限幅模块；141
‑
偏置电压模块；150
‑
驱动控制模块。
具体实施方式
[0032]以下结合附图和具体实施例对本专利技术的开关电源及及用于开关电源的控制电路作进一步详细说明。根据下面的说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0033]为了避免开关电源在启动阶段发生过冲，提升系统的稳定性和安全性，本专利技术通过限制直流环路中误差放大(EA)模块输出端或者PWM比较模块(亦称主比较模块)的输入端在启动阶段的信号幅度，可以有效解决该问题。以下通过具体实施例进行说明。
[0034]本专利技术实施例包括一种用于开关电源的控制电路。该开关电源可采用非隔离降压(Buck)拓扑、非隔离升压(Boost)拓扑、非隔离升降压(Buck
‑
boost)拓扑以及隔离反激式(Flyback)拓扑中的一种。该开关电源例如采用COT(constant on
‑
time，恒定导通时间)控制模式进行控制，COT控制模式的环路简单，对外围器件依赖较少，有助于提升板级集成度，同时响应速度快，轻载效率高。以下以降压型DC
‑
DC变换器为例进行说明。所述控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于开关电源的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：误差放大模块，一个输入端接入一反馈电压，另一个输入端接入一参考电压，所述误差放大模块输出一误差放大信号；软启动电压发生模块，用于产生一幅值逐渐增大的软启动参考电压；限幅模块，用于根据所述软启动参考电压限制所述误差放大信号的幅度；以及PWM比较模块，第一输入端接收限幅后的误差放大信号，第二输入端接收一高频信号，所述PWM比较模块输出一PWM信号；其中，所述反馈电压表征所述开关电源的输出电压、输出电流或输出功率，所述PWM信号用于控制所述开关电源的工作。2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述误差放大模块还包括滤波电路，所述误差放大信号经所述滤波电路进行低通滤波处理。3.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述限幅模块包括在所述误差放大模块的输出端设置的可变增益级，所述可变增益级根据所述软启动参考电压调整其增益。4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述限幅模块还包括一受控电流源；所述受控电流源受控于所述软启动参考电压，并向所述可变增益级输出偏置电流，所述可变增益级由偏置电流控制增益大小，随着所述偏置电流逐渐增大，所述可变增益级的增益逐渐增大。5.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述限幅模块还包括一受控电流源；所述受控电流源受控于一偏置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕旦竹，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：