一种功率变换器及其控制电路制造技术

本技术提供的功率变换器及其控制电路，功率变换器包括N个可控开关管和电感，根据输出电压的反馈信号和基准电压输出误差放大信号，根据电流采样信号和误差放大信号输出第一比较信号；根据斜坡电压信号和第三电压阈值输出第二比较信号；根据第一比较信号和第二比较信号输出N个控制信号以控制功率变换器中N个可控开关管的导通或关断。其中，第三电压阈值基于第一电压阈值和第二电压阈值产生；第二电压阈值为在第二比较器的延时时间td内的斜坡电压信号的变化量；斜坡电压信号和第一电压阈值分别根据输入电压和/或输出电压产生。通过上述设置，可以避免第二比较器的延时对开关频率的影响，实现开关频率的基本恒定。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及功率变换器领域，具体涉及一种功率变换器及其控制电路。

技术介绍

1、功率变换器具有升压、降压、升降压等多种拓扑类型，可以采用cot(constant ontime，恒定导通时间)或cft(constant off time，恒定关断时间)来实现频率的基本恒定。如图1所示，为恒定关断时间控制的升压功率变换器的一种原理图，该升压变换器包括开关管m1、开关管m2和电感l，这三者连接成升压拓扑结构用于将输入电压vin转换为输出电压vout，用于给负载rload供电，在输入电压vin和输出电压vout两端分别设置有电容cin和电容cout；误差放大器ea用于根据输出电压的反馈电压vfb与基准电压vref输出误差放大信号vcomp，这里在误差放大器的输出端还设置有补偿模块，用于对误差放大信号进行补偿；第一比较器cmp1根据电流采样信号vsense与误差放大信号vcomp输出第一比较信号v1；第二比较器cmp2的第一输入端接收斜坡电压信号vramp，该斜坡电压信号vramp＝k1*vout*toff/c1(式1)，第二输入端接收第一阈值电压vth1＝k2*vin(式2)，其中k1和k2均为大于0小于1的数值，第二比较器根据斜坡电压信号vramp和第一阈值电压k2*vin产生第二比较信号v2，当斜坡电压信号与第一阈值电压k2*vin相等时，第二比较器翻转；第一比较信号v1和第二比较信号v2分别作用于rs触发器的复位端r和置位端s，rs触发器输出用于控制开关管m1和m2导通或关断的控制信号。其中，根据式1和式2可以计算得到该升压变换器的关断时间toff＝k2*vin*c1/(k1*vout)；而toff＝(1-d)*t＝vin*t/vout，其中d表示升压变换器的占空比，t表示开关周期，则可以计算得到t＝k2*c1/k1，由于k2、c1和k1一般取值一定，因此，可以使得开关周期t基本恒定，实现开关频率的基本恒定。但是，由于第二比较器cmp2存在延时，当斜坡电压信号达到第一阈值电压k2*vin时，比较器并不会立即翻转，而是经过延时时间td之后才发生翻转，因此，会导致关断时间toff延长td，进而对开关周期t产生影响，导致开关频率随vin和vout变化，因此有必要对现有技术中存在的问题进行改进。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种功率变换器及其控制电路。

2、根据本技术第一方面，提供了一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括n个可控开关管和电感，用于将输入电压转换为输出电压，n为大于等于1的正整数；所述控制电路包括：

3、误差放大器，根据所述输出电压的反馈信号和基准电压输出误差放大信号；

4、第一比较器，第一输入端接收电流采样信号，所述电流采样信号表征流经所述功率变换器中的电流的大小；第二输入端接收所述误差放大信号；所述第一比较器根据所述电流采样信号和所述误差放大信号输出第一比较信号；

5、其特征在于，所述控制电路还包括：

6、第二比较器，第一输入端接收斜坡电压信号；第二输入端接收第三电压阈值，所述第三电压阈值基于第一电压阈值和第二电压阈值产生；所述第二比较器根据所述斜坡电压信号和所述第三电压阈值输出第二比较信号；

7、逻辑及驱动模块，根据所述第一比较信号和所述第二比较信号输出n个控制信号，分别用于控制n个可控开关管的导通或关断；

8、其中，所述第二电压阈值为在所述第二比较器的延时时间td内的斜坡电压信号的变化量；所述斜坡电压信号和所述第一电压阈值分别根据所述输入电压和/或所述输出电压产生。

9、可选地，在所述第二比较器延时时间td为零时，基于所述斜坡电压信号和所述第一电压阈值决定所述功率变换器的导通或关断时间。

10、可选地所述控制电路还包括斜坡电压产生电路，用于产生所述斜坡电压信号；

11、所述斜坡电压产生电路包括电容、开关管和电流源，所述电流源根据输入电压和/或输出电压产生；所述开关管和所述电容并联连接；在所述开关管关断时，所述电流源作用在所述电容上，用于给所述电容充电产生所述斜坡电压信号；在所述开关管导通时，所述电容放电到零。

12、可选地所述第三电压阈值等于所述第一电压阈值与所述第二电压阈值之差。

13、可选地当所述功率变换器为恒定关断时间控制的升压变换器时，所述电流源等于k1*vout；所述第一电压阈值等于k2*vin，所述第二电压阈值等于k1*vout*td/c1；所述第三电压阈值等于k2*vin与k1*vout*td/c1之差；

14、当所述功率变换器为恒定导通时间控制的升压变换器时，所述电流源等于k1*vout；所述第一电压阈值等于k2*(vout-vin)，所述第二电压阈值等于k1*vout*td/c1；所述第三电压阈值等于k2*(vout-vin)与k1*vout*td/c1之差；其中k1、k2均大于0且小于1。

15、可选地当所述功率变换器为恒定关断时间控制的降压变换器时，所述电流源等于k1*vin；所述第一电压阈值等于k2*(vin-vout)，所述第二电压阈值等于k1*vin*td/c1；所述第三电压阈值等于k2*(vin-vout)与k1*vin*td/c1之差；

16、当所述功率变换器为恒定导通时间控制的降压变换器时，所述电流源等于k1*vin；所述第一电压阈值等于k2*vout，所述第二电压阈值等于k1*vin*td/c1；所述第三电压阈值等于k2*vout与k1*vin*td/c1之差；其中k1、k2均大于0且小于1。

17、可选地，当所述功率变换器为恒定关断时间控制的升降压变换器时，所述电流源等于k1*(vin+vout)；所述第一电压阈值等于k2*vin，所述第二电压阈值等于k1*(vin+vout)*td/c1；所述第三电压阈值等于k2*vin与k1*(vin+vout)*td/c1之差；

18、当所述功率变换器为恒定导通时间控制的升降压变换器时，所述电流源等于k1*(vin+vout)；所述第一电压阈值等于k2*vout，所述第二电压阈值等于k1*(vin+vout)*td/c1；所述第三电压阈值等于k2*vout与k1*(vin+vout)*td/c1之差；其中k1、k2均大于0且小于1。

19、本技术还提供了一种功率变换器，所述功率变换器包括n个可控开关管和电感，用于将输入电压转换为输出电压，n为大于等于1的正整数；其特征在于，所述功率变换器包括上文所述的控制电路，基于所述控制电路控制n个可控开关管的导通或关断。

20、本技术的有益效果至少包括：

21、本技术提供的功率变换器及其控制电路，功率变换器包括n个可控开关管和电感，用于将输入电压转换为输出电压，n为大于等于1的正整数；根据输出电压的反馈信号和基准电压输出误差放大信号；第一比较器根据电流采样信号和误差放大信号输出第一比较信号；第二比较器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括N个可控开关管和电感，用于将输入电压转换为输出电压，N为大于等于1的正整数；所述控制电路包括：

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在所述第二比较器延时时间td为零时，基于所述斜坡电压信号和所述第一电压阈值决定所述功率变换器的导通或关断时间。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第三电压阈值等于所述第一电压阈值与所述第二电压阈值之差。

5.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，

8.一种功率变换器，所述功率变换器包括N个可控开关管和电感，用于将输入电压转换为输出电压，N为大于等于1的正整数；其特征在于，所述功率变换器包括权利要求1-7任一项所述的控制电路，基于所述控制电路控制N个可控开关管的导通或关断。

【技术特征摘要】

1.一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括n个可控开关管和电感，用于将输入电压转换为输出电压，n为大于等于1的正整数；所述控制电路包括：

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在所述第二比较器延时时间td为零时，基于所述斜坡电压信号和所述第一电压阈值决定所述功率变换器的导通或关断时间。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第三电压阈值等于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自森，赵建明，温海涛，俞杨威，
申请(专利权)人：杰华特微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：