基于纹波控制的控制电路、控制方法和开关电源的制作方法
基于纹波控制的控制电路、控制方法和开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种应用于开关电源中的基于纹波控制的控制电路和方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，开关电源的控制电路包括电压反馈型控制电路和电流反馈型控制电路，这两种控制电路均需要根据功率级电路的输出电压获得的电压反馈信号以及所期望的基准电压输出控制功率级电路的功率开关的控制信号。现有技术中，会在电压反馈信号或基准电压中叠加与功率级电路的模式(储能元件电流和/或输出电压)相关的叠加参量以使得控制电路可以快速响应功率级电路的模式变化。
[0003]但是，使用叠加参量的控制电路在功率级电路的负载切换为大电容或者功率级电路进入轻载模式时会对于功率级电路的模式失控，从而导致功率级在电路重新进入正常工作状态时，需要多个周期才能重新建立稳态，进而导致输出电压纹波较大。
[0004]例如，现有的基于纹波控制的控制方法，是在电压反馈信号中叠加根据PWM控制信号生成的三角波信号。该三角波注入控制方式在轻载大电容条件下是不稳定的。参考图1A，为现有技术中三角波信号的生成电路。主功率开关的PWM控制信号经过R1、Cl构成的RC滤波电路后，生成带有直流量的三角波Vrip，带有直流量的三角波Vrip，再消去三角波平均值Vavg后得到三角波信号Vtri。参考图1B，为三角波信号从连续到断续的工作波形。该三角波信号Vtri在断续模式不能保持，会趋向于上升至平均值Vavg。原因在于:刚进入断续模式时，PWM控制信号悬空，带有直流量的三角波Vrip低于三角波平均值Vavg，电容R2通过电阻R2向电容Rl充电，断续模式时间久了最终使得带有直流量的三角波Vrip的电压与三角波平均值Vavg相等，导致三角波信号Vtri不能保持。
[0005]参考图1C，为现有技术中基于纹波控制的控制电路的工作波形图。在断续模式时，电压反馈信号Vfb会缓慢下降，而三角波信号Vtri上升，电压反馈信号叠加三角波信号电压Vfb+Vtri在一段时间内总的效果是上升的，那么输出电压要下降更多才能比到电补偿电压Vcomp，从电感电流k的波形中可以看出，输出电压下降过多又会进入连续模式。在轻载大电容的情况下，由于输出电压下降斜率较慢更容易出现不稳定的情况。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种，以解决现有的问题。
[0007]第一方面，提供一种基于纹波控制的控制电路，包括:
[0008]状态检测电路用以根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号;
[0009]叠加电路用以在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；
[0010]轻载程度判断电路用以根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度；
[0011]三角波取消电路，用以在电路工作在第二状态且电路的轻载程度大于预定的程度时，通过将所述叠加电路短路以取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号传递至开关控制信号生成电路作为环路反馈信号；
[0012]开关控制信号生成电路根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
[0013]优选地，所述第一状态是指电感电流处于连续区间，第二状态是指电感电流处于断续区间。
[0014]优选地，所述状态检测信号在电路工作在第一状态时维持低电平；在电路工作在第二状态时维持高电平。
[0015]优选地，所述轻载程度判断电路包括:
[0016]RC滤波器，用以将所述状态检测信号进行滤波后得到一状态检测平均电压；
[0017]第一比较器，同相输入端接收所述状态检测平均电压，反相输入端接收轻载阈值，输出轻载检测信号；
[0018]所述轻载检测信号为高电平时表征电路的轻载轻度大于预定的程度。
[0019]优选地，所述基于纹波控制的控制电路还包括一逻辑电路，所述逻辑电路用以根据所述状态检测信号和所述轻载检测信号生成取消叠加控制信号；
[0020]所述逻辑电路在所述状态检测信号和所述轻载检测信号同时为高电平时，输出高电平的取消叠加控制信号。
[0021 ] 优选地，所述三角波取消电路并联连接在所述叠加电路的两端。
[0022]优选地，所述三角波取消电路为一开关，所述开关受所述取消叠加控制信号的控制导通或关断。
[0023]优选地，所述开关控制信号生成电路包括:
[0024]第二比较器，同相输入端接收所述电压补偿信号，反相输入端接收所述环路反馈信号，输出置位信号；
[0025]恒定导通时间电路，用以生成复位信号；
[0026]RS触发器，置位端接收所述置位信号，复位端接收所述复位信号，输出所述开关控制信号。
[0027]优选地，所述第二比较器在所述状态检测信号为低电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号；在所述状态检测信号为高电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号和一斜坡信号叠加生成的叠加电压补偿信号。
[0028]第二方面，提供一种基于纹波控制的开关电源，包括:
[0029]上述的基于纹波控制的控制电路。
[0030]第三方面，提供一种基于纹波控制的控制方法，包括:
[0031]根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号；
[0032]在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；
[0033]根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度；
[0034]在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号；
[0035]根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
[0036]本发明技术通过使得在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号，由此可以在电路轻载时，快速建立稳态，降低输出电压的纹波。
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0038]图1A为现有技术中三角波产生电路的电路示意图；
[0039]图1B为现有技术中三角波从连续到断续的工作波形图；
[0040]图1C为现有技术中基于纹波控制的开关电源的工作波形图；
[0041]图2为本发明技术的基于纹波控制的开关电源的电路示意图；
[0042]图3为轻载程度判断电路的电路示意图；
[0043]图4为开关控制信号生成电路的一个电路示意图；
[0044]图5为开关控制信号生成电路的另一个电路示意图；
[0045]图6为本发明技术的基于纹波控制的开关电源的工作波形图；
【具体实施方式】
[0046]以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0047]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。
[0048]同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0 049]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0050]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0051]图2为本发明技术的基于纹波控制的开关电源的电路示意图。如图2所示，基于纹波控制的开关电源包括功率级电路21和控制电路22。
[0052]功率级电路21包括功率开关S1、整流元件S2、电感L和滤波电容Co。
[0053]其中，功率开关SI可以是任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。整流元件S2连接至功率开关SI和电感L的公共连接点。在本实施例中，整流元件S2可以是二极管也可以是任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。电感L电连接至功率开关SI，随着功率开关SI的导通和关断，电感L存储和输出能量。滤波电容Co用于平滑输出电压Vo。
[0054]在图2中，功率级电路21被设置为降压型拓扑结构。但是本领域技术人员可以理解，在本实施例中，功率级电路21也可以根据需要被设置为公知的其他拓扑结构。
[0055]控制电路22包括三角波产生电路、叠加电路、状态检测电路、轻载程度判断电路、逻辑电路、三角波取消电路、误差补偿电路以及开关控制信号生成电路。
[0056]其中，三角波产生电路根据PWM控制信号生成三角波信号Vtri，用以作为叠加参量与电压反馈信号Vfb进行叠加。其【具体实施方式】可以参考图1A中的三角波产生电路的电路示意图，也可以是其他合理的实现方式。
[0057]叠加电路用以在电路工作在第一状态时，将三角波信号Vtri和电压反馈信号Vfb进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号Vfbl。在本实施例中，优选地，叠加电路可以由一个加法器构成。所述电路工作在第一状态是指电路工作在连续状态，即电路中的储能元件电感L上的电流一直维持大于O的模式。
[0058]在基于纹波控制的开关电源中，通常在电压反馈信号中叠加与功率级电路的模式(储能元件电流和/或输出电压)相关的叠加参量(如本实施例中的三角波信号)，可以使控制电路能够快速响应功率级电路的模式变化。
[0059]状态检测电路用以根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号Vsl。状态检测电路在电路工作在第一状态即电感电流连续时，输出低电平的状态检测信号；在电路工作在第二状态即电感电流断续时，输出高电平的状态检测信号。
[0060]在功率级电路21中，在功率开关SI关断后，由于电感L是通过整流元件S2来续流的，因此状态检测电路可以通过检测流过整流元件S2的电流是否过零，来获取表征电路工作状态的状态检测信号Vsl，故状态检测电路可以采用过零比较器来实现。在流过整流元件S2的电流大于零时，状态检测信号Vsl为低电平，表征此时电路工作在连续状态即第一状态；在流过整流元件S2的电流过零时，状态检测信号Vsl为高电平，表征此时电路工作在断续状态即第二状态。
[0061]轻载程度判断电路用以根据状态检测信号Vsl判断电路的轻载程度是否大于预定的程度。参考图3，为轻载程度判断电路的电路示意图。轻载程度判断电路包括:
[0062]RC滤波器，由电阻R3和电容C3构成，用以将状态检测信号Vsl进行滤波后得到一状态检测平均电压Vavg，该状态检测平均电压Vavg可以用来表征电路的轻载程度，原因在于，电路工作在第二状态即电感电流断续时，输出高电平的状态检测信号Vsl。电路轻载时，电感电流会逐渐进入断续模式，电路处于断续状态的时间越长，状态检测信号Vsl维持在高电平的时间就越长，从而将其滤波后得到的状态检测平均电压Vavg就会远大，故可以用此平均电压来表征电路的轻载程度。
[0063]第一比较器CMPl，同相输入端接收状态检测平均电压Vavg，反相输入端接收轻载阈值Vth，输出轻载检测信号Vs2。轻载阈值Vth用以表征电路预定的轻载程度。
[0064]当状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth时，轻载检测信号Vs2为高电平，表征此时电路的轻载轻度已经大于预定的程度。
[0065]逻辑电路用以根据状态检测信号Vsl和轻载检测信号Vs2生成取消叠加控制信号Vq0逻辑电路在状态检测信号Vsl和轻载检测信号Vs2同时为高电平时，输出高电平的取消叠加控制信号。根据此输入输出逻辑关系，优选地，逻辑电路可以选用一与门电路。
[0066]三角波取消电路，用以在电路工作在第二状态且电路的轻载程度大于预定的程度时，即状态检测信号Vsl和轻载检测信号Vs2同时为高电平使得逻辑电路输出的取消叠加控制信号Vq为高电平时，通过将所述叠加电路短路以取消所述三角波信号Vtri和电压反馈信号Vfb的叠加，直接将所述电压反馈信号Vfb传递至开关控制信号生成电路作为环路反馈信号VfbI。
[0067]基于纹波控制的控制电路在电路正常工作时，由反馈电压Vfb和三角波信号Vtri叠加构成的环路反馈信号Vfbl可以正确地反映输出电压的真实情况，根据此环路反馈信号和电压补偿信号生成的开关控制信号可以使控制电路能够快速响应功率级电路的输出变化。而基于纹波控制的控制电路在功率级电路的负载切换为大电容或者功率级电路进入轻载时，基于【背景技术】中的分析，由于三角波信号Vtri在电路处于断续状态时不能保持，因此，由反馈电压Vfb和三角波信号Vtri叠加构成的环路反馈信号Vfbl不能正确地反映输出电压的真实情况。由此，本发明技术为了改善这个问题，提出的基于纹波控制的控制电路在电路轻载达到一定的程度时，取消三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接根据电压反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，以避免电路在工作模式切换时导致的输出电压具有较大的纹波和电路不稳定的问题。
[0068]三角波取消电路并联连接在所述叠加电路的两端。在本实施例中，三角波取消电路为开关K，开关K受所述取消叠加控制信号的控制导通或关断，在所述取消叠加控制信号Vq为高电平时，开关K闭合导通，三角波取消电路使得所述叠加电路短路，将反馈电压Vfb直接传递至开关控制信号生成电路；在所述取消叠加控制信号Vq为低电平时，开关K关断，三角波取消电路断开，使得叠加电路使能。
[0069]误差补偿电路用以根据电压反馈信号Vfb和参考电压Vref生成电压补偿信号Vcomp,电压补偿信号表征输出电压Vo与预期的输出电压之间的误差。
[0070]开关控制信号生成电路根据所述环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp生成功率级电路的开关控制信号Vc，所述开关控制信号Vc用于控制所述功率级电路中的功率开关SI的导通状态。参考图4，为开关控制信号生成电路的一个电路示意图。开关控制信号生成电路包括:
[0071]第二比较器CMP2，其同相输入端接收所述电压补偿信号Vcomp，反相输入端接收所述环路反馈信号Vfbl，输出置位信号VseU置位信号Vset在环路反馈信号Vfbl下降至电压补偿信号Vcomp所对应的值时，为高电平的脉冲信号，此高电平的脉冲信号的上升沿可以触发RS触发器使其置位，从而输出高电平的开关控制信号使得功率级电路中的功率开关SI导通。
[0072]恒定导通时间电路，用以生成复位信号Vrst。在本实施例中，以固定导通时间(constant on time)的控制方式为例进行说明。恒定导通时间电路在预定的导通时间结束时，输出高电平脉冲的复位信号Vrst，此高电平的脉冲信号的上升沿可以触发RS触发器使其复位，从而输出低电平的开关控制信号使得功率级电路中的功率开关SI关断。
[0073]RS触发器，置位端接收所述置位信号Vset，复位端接收所述复位信号Vrst，输出所述开关控制信号Vc。
[0074]参考图5，为开关控制信号生成电路的另一个电路示意图。与上一个开关控制信号生成电路的不同之处在于:还包括一加法器，所述加法器连接在第二比较器CMP2的同相输入端。第二比较器CMP2在所述状态检测信号Vsl为低电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号Vcomp ;在所述状态检测信号Vsl为高电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号Vcomp和一斜坡信号Vramp叠加生成的叠加电压补偿信号Vcompl，即在电路工作在第一状态时 ，开关控制信号生成电路根据环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp生成开关控制信号；在电路工作在第二状态时，开关控制信号生成电路根据环路反馈信号Vfbl和叠加电压补偿信号Vcompl生成开关控制信号。相较于图4所示的开关控制信号生成电路，图5所示的开关控制信号生成电路的优点在于:可以提高控制电路的抗干扰能力，使得输出电压可以电路状态切换时更加平稳地过渡。
[0075]为了进一步说明本实施例的原理以及效果，以下结合图6所示的基于纹波控制的开关电源的工作波形图进行进一步的分析。参考图6，为电压反馈信号Vfb、实际叠加三角波信号Vadd(该信号为在整个工作过程中实际叠加在电压反馈信号Vfb上的叠加参量，在电路工作在第一状态时为三角波信号Vtri，在电路工作在第二状态且轻载检测信号为高电平时为O)、环路反馈信号Vfbl、叠加电压补偿信号Vcompl、电感电流k、状态检测信号Vsl、状态检测平均电压Vavg以及轻载阈值Vth的工作波形图。
[0076]从tO时刻到tl时刻，电路工作在连续状态即第一状态，电感电流大于O，状态检测信号Vsl为低电平，电压反馈信号Vfb和实际叠加三角波信号Vadd进行叠加，得到环路反馈信号Vfbl，此时虽然状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth，但是电路工作在第一状态，所以还是将电压反馈信号Vfb和三角波信号Vtri叠加后生成的环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp作为开关控制电路的输入信号，以据此生成开关控制信号。
[0077]从tl到t2时刻，电路工作在断续状态即第二状态，电感电流为0，状态检测信号Vsl为高电平，状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth，实际叠加三角波信号Vadd为0，即此时取消电压反馈信号Vfb和三角波信号Vtri的叠加。将电压反馈信号Vfb和叠加电压补偿信号Vcomp+Vramp即Vcompl作为开关控制电路的输入信号，以据此生成开关控制信号。
[0078]从t2到t3时刻，状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth，电路一直处于轻载模式，根据状态检修信号的高低相应地重复上一周期的动作。
[0079]从t3到t4时刻，状态检测平均电压Vavg小于轻载阈值Vth，电路已经脱离轻载模式，进入正常工作模式，将电压反馈信号Vfb和三角波信号Vtri叠加后生成的环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp或叠加电压补偿信号Vcompl作为开关控制电路的输入信号，以据此生成开关控制信号。
[0080]采用本发明技术的基于纹波控制的控制电路，可以在电路进入轻载模式时，通过将断续状态的叠加参量取消掉，避免由于三角波信号在断续状态不能保持的问题，使得环路反馈信号能够正确反映输出电压的真实情况。从而不至于由于输出电压掉太多导致电路在连续模式和断续模式之间多次切换，造成输出电压纹波较大且电路不稳定的问题。
[0081]另外，本发明还公开了一种基于纹波控制的控制方法，包括以下步骤:
[0082]根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号；
[0083]在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；
[0084]根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度；
[0085]在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号；
[0086]根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
[0087]其中，所述状态检测信号为低电平时，表征电路工作在连续状态即第一状态；状态检测信号为高电平时，表征电路工作在断续状态即第二状态。
[0088]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于纹波控制的控制电路，应用于开关电源中，所述开关电源包括功率级电路和所述基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述基于纹波控制的控制电路包括: 状态检测电路用以根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号； 叠加电路用以在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号； 轻载程度判断电路用以根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度； 三角波取消电路，用以在电路工作在第二状态且电路的轻载程度大于预定的程度时，通过将所述叠加电路短路以取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号传递至开关控制信号生成电路作为环路反馈信号； 开关控制信号生成电路根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。2.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述第一状态是指电感电流处于连续区间，第二状态是指电感电流处于断续区间。3.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述状态检测信号在电路工作在第一状态时维持低电平；在电路工作在第二状态时维持高电平。4.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述轻载程度判断电路包括: RC滤波器，用以将所述状态检测信号进行滤波后得到一状态检测平均电压； 第一比较器，同相输入端接收所述状态检测平均电压，反相输入端接收轻载阈值，输出轻载检测信号； 所述轻载检测信号为高电平时表征电路的轻载轻度大于预定的程度。5.根据权利要求3和4所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，还包括一逻辑电路，所述逻辑电路用以根据所述状态检测信号和所述轻载检测信号生成取消叠加控制信号; 所述逻辑电路在所述状态检测信号和所述轻载检测信号同时为高电平时，输出高电平的取消叠加控制信号。6.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述三角波取消电路并联连接在所述叠加电路的两端。7.根据权利要求6所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述三角波取消电路为一开关，所述开关受所述取消叠加控制信号的控制导通或关断。8.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述开关控制信号生成电路包括: 第二比较器，同相输入端接收所述电压补偿信号，反相输入端接收所述环路反馈信号，输出置位信号； 恒定导通时间电路，用以生成复位信号； RS触发器，置位端接收所述置位信号，复位端接收所述复位信号，输出所述开关控制信号。9.根据权利要求8所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述第二比较器在所述状态检测信号为低电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号；在所述状态检测信号为高电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号和一斜坡信号叠加生成的叠加电压补偿信号。10.一种开关电源，其特征在于，包括: 根据权利要求1-9中任一项所述的基于纹波控制的控制电路。11.一种基于纹波控制的控制方法，应用于开关电源中，其特征在于，包括: 根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号； 在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号； 根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度； 在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号； 根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
【专利摘要】本发明公开了一种基于纹波控制的控制电路、控制方法和开关电源，本发明技术通过使得在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号，由此可以在电路轻载时，快速建立稳态，降低输出电压的纹波。
【IPC分类】H02M3/155, H02M1/14
【公开号】CN104901523
【申请号】CN201510332304
【发明人】罗迪
【申请人】矽力杰半导体技术(杭州)有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种应用于开关电源中的基于纹波控制的控制电路和方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，开关电源的控制电路包括电压反馈型控制电路和电流反馈型控制电路，这两种控制电路均需要根据功率级电路的输出电压获得的电压反馈信号以及所期望的基准电压输出控制功率级电路的功率开关的控制信号。现有技术中，会在电压反馈信号或基准电压中叠加与功率级电路的模式(储能元件电流和/或输出电压)相关的叠加参量以使得控制电路可以快速响应功率级电路的模式变化。
[0003]但是，使用叠加参量的控制电路在功率级电路的负载切换为大电容或者功率级电路进入轻载模式时会对于功率级电路的模式失控，从而导致功率级在电路重新进入正常工作状态时，需要多个周期才能重新建立稳态，进而导致输出电压纹波较大。
[0004]例如，现有的基于纹波控制的控制方法，是在电压反馈信号中叠加根据PWM控制信号生成的三角波信号。该三角波注入控制方式在轻载大电容条件下是不稳定的。参考图1A，为现有技术中三角波信号的生成电路。主功率开关的PWM控制信号经过R1、Cl构成的RC滤波电路后，生成带有直流量的三角波Vrip，带有直流量的三角波Vrip，再消去三角波平均值Vavg后得到三角波信号Vtri。参考图1B，为三角波信号从连续到断续的工作波形。该三角波信号Vtri在断续模式不能保持，会趋向于上升至平均值Vavg。原因在于:刚进入断续模式时，PWM控制信号悬空，带有直流量的三角波Vrip低于三角波平均值Vavg，电容R2通过电阻R2向电容Rl充电，断续模式时间久了最终使得带有直流量的三角波Vrip的电压与三角波平均值Vavg相等，导致三角波信号Vtri不能保持。
[0005]参考图1C，为现有技术中基于纹波控制的控制电路的工作波形图。在断续模式时，电压反馈信号Vfb会缓慢下降，而三角波信号Vtri上升，电压反馈信号叠加三角波信号电压Vfb+Vtri在一段时间内总的效果是上升的，那么输出电压要下降更多才能比到电补偿电压Vcomp，从电感电流k的波形中可以看出，输出电压下降过多又会进入连续模式。在轻载大电容的情况下，由于输出电压下降斜率较慢更容易出现不稳定的情况。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种，以解决现有的问题。
[0007]第一方面，提供一种基于纹波控制的控制电路，包括:
[0008]状态检测电路用以根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号;
[0009]叠加电路用以在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；
[0010]轻载程度判断电路用以根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度；
[0011]三角波取消电路，用以在电路工作在第二状态且电路的轻载程度大于预定的程度时，通过将所述叠加电路短路以取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号传递至开关控制信号生成电路作为环路反馈信号；
[0012]开关控制信号生成电路根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
[0013]优选地，所述第一状态是指电感电流处于连续区间，第二状态是指电感电流处于断续区间。
[0014]优选地，所述状态检测信号在电路工作在第一状态时维持低电平；在电路工作在第二状态时维持高电平。
[0015]优选地，所述轻载程度判断电路包括:
[0016]RC滤波器，用以将所述状态检测信号进行滤波后得到一状态检测平均电压；
[0017]第一比较器，同相输入端接收所述状态检测平均电压，反相输入端接收轻载阈值，输出轻载检测信号；
[0018]所述轻载检测信号为高电平时表征电路的轻载轻度大于预定的程度。
[0019]优选地，所述基于纹波控制的控制电路还包括一逻辑电路，所述逻辑电路用以根据所述状态检测信号和所述轻载检测信号生成取消叠加控制信号；
[0020]所述逻辑电路在所述状态检测信号和所述轻载检测信号同时为高电平时，输出高电平的取消叠加控制信号。
[0021 ] 优选地，所述三角波取消电路并联连接在所述叠加电路的两端。
[0022]优选地，所述三角波取消电路为一开关，所述开关受所述取消叠加控制信号的控制导通或关断。
[0023]优选地，所述开关控制信号生成电路包括:
[0024]第二比较器，同相输入端接收所述电压补偿信号，反相输入端接收所述环路反馈信号，输出置位信号；
[0025]恒定导通时间电路，用以生成复位信号；
[0026]RS触发器，置位端接收所述置位信号，复位端接收所述复位信号，输出所述开关控制信号。
[0027]优选地，所述第二比较器在所述状态检测信号为低电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号；在所述状态检测信号为高电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号和一斜坡信号叠加生成的叠加电压补偿信号。
[0028]第二方面，提供一种基于纹波控制的开关电源，包括:
[0029]上述的基于纹波控制的控制电路。
[0030]第三方面，提供一种基于纹波控制的控制方法，包括:
[0031]根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号；
[0032]在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；
[0033]根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度；
[0034]在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号；
[0035]根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
[0036]本发明技术通过使得在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号，由此可以在电路轻载时，快速建立稳态，降低输出电压的纹波。
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0038]图1A为现有技术中三角波产生电路的电路示意图；
[0039]图1B为现有技术中三角波从连续到断续的工作波形图；
[0040]图1C为现有技术中基于纹波控制的开关电源的工作波形图；
[0041]图2为本发明技术的基于纹波控制的开关电源的电路示意图；
[0042]图3为轻载程度判断电路的电路示意图；
[0043]图4为开关控制信号生成电路的一个电路示意图；
[0044]图5为开关控制信号生成电路的另一个电路示意图；
[0045]图6为本发明技术的基于纹波控制的开关电源的工作波形图；
【具体实施方式】
[0046]以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0047]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。
[0048]同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0 049]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0050]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0051]图2为本发明技术的基于纹波控制的开关电源的电路示意图。如图2所示，基于纹波控制的开关电源包括功率级电路21和控制电路22。
[0052]功率级电路21包括功率开关S1、整流元件S2、电感L和滤波电容Co。
[0053]其中，功率开关SI可以是任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。整流元件S2连接至功率开关SI和电感L的公共连接点。在本实施例中，整流元件S2可以是二极管也可以是任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。电感L电连接至功率开关SI，随着功率开关SI的导通和关断，电感L存储和输出能量。滤波电容Co用于平滑输出电压Vo。
[0054]在图2中，功率级电路21被设置为降压型拓扑结构。但是本领域技术人员可以理解，在本实施例中，功率级电路21也可以根据需要被设置为公知的其他拓扑结构。
[0055]控制电路22包括三角波产生电路、叠加电路、状态检测电路、轻载程度判断电路、逻辑电路、三角波取消电路、误差补偿电路以及开关控制信号生成电路。
[0056]其中，三角波产生电路根据PWM控制信号生成三角波信号Vtri，用以作为叠加参量与电压反馈信号Vfb进行叠加。其【具体实施方式】可以参考图1A中的三角波产生电路的电路示意图，也可以是其他合理的实现方式。
[0057]叠加电路用以在电路工作在第一状态时，将三角波信号Vtri和电压反馈信号Vfb进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号Vfbl。在本实施例中，优选地，叠加电路可以由一个加法器构成。所述电路工作在第一状态是指电路工作在连续状态，即电路中的储能元件电感L上的电流一直维持大于O的模式。
[0058]在基于纹波控制的开关电源中，通常在电压反馈信号中叠加与功率级电路的模式(储能元件电流和/或输出电压)相关的叠加参量(如本实施例中的三角波信号)，可以使控制电路能够快速响应功率级电路的模式变化。
[0059]状态检测电路用以根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号Vsl。状态检测电路在电路工作在第一状态即电感电流连续时，输出低电平的状态检测信号；在电路工作在第二状态即电感电流断续时，输出高电平的状态检测信号。
[0060]在功率级电路21中，在功率开关SI关断后，由于电感L是通过整流元件S2来续流的，因此状态检测电路可以通过检测流过整流元件S2的电流是否过零，来获取表征电路工作状态的状态检测信号Vsl，故状态检测电路可以采用过零比较器来实现。在流过整流元件S2的电流大于零时，状态检测信号Vsl为低电平，表征此时电路工作在连续状态即第一状态；在流过整流元件S2的电流过零时，状态检测信号Vsl为高电平，表征此时电路工作在断续状态即第二状态。
[0061]轻载程度判断电路用以根据状态检测信号Vsl判断电路的轻载程度是否大于预定的程度。参考图3，为轻载程度判断电路的电路示意图。轻载程度判断电路包括:
[0062]RC滤波器，由电阻R3和电容C3构成，用以将状态检测信号Vsl进行滤波后得到一状态检测平均电压Vavg，该状态检测平均电压Vavg可以用来表征电路的轻载程度，原因在于，电路工作在第二状态即电感电流断续时，输出高电平的状态检测信号Vsl。电路轻载时，电感电流会逐渐进入断续模式，电路处于断续状态的时间越长，状态检测信号Vsl维持在高电平的时间就越长，从而将其滤波后得到的状态检测平均电压Vavg就会远大，故可以用此平均电压来表征电路的轻载程度。
[0063]第一比较器CMPl，同相输入端接收状态检测平均电压Vavg，反相输入端接收轻载阈值Vth，输出轻载检测信号Vs2。轻载阈值Vth用以表征电路预定的轻载程度。
[0064]当状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth时，轻载检测信号Vs2为高电平，表征此时电路的轻载轻度已经大于预定的程度。
[0065]逻辑电路用以根据状态检测信号Vsl和轻载检测信号Vs2生成取消叠加控制信号Vq0逻辑电路在状态检测信号Vsl和轻载检测信号Vs2同时为高电平时，输出高电平的取消叠加控制信号。根据此输入输出逻辑关系，优选地，逻辑电路可以选用一与门电路。
[0066]三角波取消电路，用以在电路工作在第二状态且电路的轻载程度大于预定的程度时，即状态检测信号Vsl和轻载检测信号Vs2同时为高电平使得逻辑电路输出的取消叠加控制信号Vq为高电平时，通过将所述叠加电路短路以取消所述三角波信号Vtri和电压反馈信号Vfb的叠加，直接将所述电压反馈信号Vfb传递至开关控制信号生成电路作为环路反馈信号VfbI。
[0067]基于纹波控制的控制电路在电路正常工作时，由反馈电压Vfb和三角波信号Vtri叠加构成的环路反馈信号Vfbl可以正确地反映输出电压的真实情况，根据此环路反馈信号和电压补偿信号生成的开关控制信号可以使控制电路能够快速响应功率级电路的输出变化。而基于纹波控制的控制电路在功率级电路的负载切换为大电容或者功率级电路进入轻载时，基于【背景技术】中的分析，由于三角波信号Vtri在电路处于断续状态时不能保持，因此，由反馈电压Vfb和三角波信号Vtri叠加构成的环路反馈信号Vfbl不能正确地反映输出电压的真实情况。由此，本发明技术为了改善这个问题，提出的基于纹波控制的控制电路在电路轻载达到一定的程度时，取消三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接根据电压反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，以避免电路在工作模式切换时导致的输出电压具有较大的纹波和电路不稳定的问题。
[0068]三角波取消电路并联连接在所述叠加电路的两端。在本实施例中，三角波取消电路为开关K，开关K受所述取消叠加控制信号的控制导通或关断，在所述取消叠加控制信号Vq为高电平时，开关K闭合导通，三角波取消电路使得所述叠加电路短路，将反馈电压Vfb直接传递至开关控制信号生成电路；在所述取消叠加控制信号Vq为低电平时，开关K关断，三角波取消电路断开，使得叠加电路使能。
[0069]误差补偿电路用以根据电压反馈信号Vfb和参考电压Vref生成电压补偿信号Vcomp,电压补偿信号表征输出电压Vo与预期的输出电压之间的误差。
[0070]开关控制信号生成电路根据所述环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp生成功率级电路的开关控制信号Vc，所述开关控制信号Vc用于控制所述功率级电路中的功率开关SI的导通状态。参考图4，为开关控制信号生成电路的一个电路示意图。开关控制信号生成电路包括:
[0071]第二比较器CMP2，其同相输入端接收所述电压补偿信号Vcomp，反相输入端接收所述环路反馈信号Vfbl，输出置位信号VseU置位信号Vset在环路反馈信号Vfbl下降至电压补偿信号Vcomp所对应的值时，为高电平的脉冲信号，此高电平的脉冲信号的上升沿可以触发RS触发器使其置位，从而输出高电平的开关控制信号使得功率级电路中的功率开关SI导通。
[0072]恒定导通时间电路，用以生成复位信号Vrst。在本实施例中，以固定导通时间(constant on time)的控制方式为例进行说明。恒定导通时间电路在预定的导通时间结束时，输出高电平脉冲的复位信号Vrst，此高电平的脉冲信号的上升沿可以触发RS触发器使其复位，从而输出低电平的开关控制信号使得功率级电路中的功率开关SI关断。
[0073]RS触发器，置位端接收所述置位信号Vset，复位端接收所述复位信号Vrst，输出所述开关控制信号Vc。
[0074]参考图5，为开关控制信号生成电路的另一个电路示意图。与上一个开关控制信号生成电路的不同之处在于:还包括一加法器，所述加法器连接在第二比较器CMP2的同相输入端。第二比较器CMP2在所述状态检测信号Vsl为低电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号Vcomp ;在所述状态检测信号Vsl为高电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号Vcomp和一斜坡信号Vramp叠加生成的叠加电压补偿信号Vcompl，即在电路工作在第一状态时 ，开关控制信号生成电路根据环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp生成开关控制信号；在电路工作在第二状态时，开关控制信号生成电路根据环路反馈信号Vfbl和叠加电压补偿信号Vcompl生成开关控制信号。相较于图4所示的开关控制信号生成电路，图5所示的开关控制信号生成电路的优点在于:可以提高控制电路的抗干扰能力，使得输出电压可以电路状态切换时更加平稳地过渡。
[0075]为了进一步说明本实施例的原理以及效果，以下结合图6所示的基于纹波控制的开关电源的工作波形图进行进一步的分析。参考图6，为电压反馈信号Vfb、实际叠加三角波信号Vadd(该信号为在整个工作过程中实际叠加在电压反馈信号Vfb上的叠加参量，在电路工作在第一状态时为三角波信号Vtri，在电路工作在第二状态且轻载检测信号为高电平时为O)、环路反馈信号Vfbl、叠加电压补偿信号Vcompl、电感电流k、状态检测信号Vsl、状态检测平均电压Vavg以及轻载阈值Vth的工作波形图。
[0076]从tO时刻到tl时刻，电路工作在连续状态即第一状态，电感电流大于O，状态检测信号Vsl为低电平，电压反馈信号Vfb和实际叠加三角波信号Vadd进行叠加，得到环路反馈信号Vfbl，此时虽然状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth，但是电路工作在第一状态，所以还是将电压反馈信号Vfb和三角波信号Vtri叠加后生成的环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp作为开关控制电路的输入信号，以据此生成开关控制信号。
[0077]从tl到t2时刻，电路工作在断续状态即第二状态，电感电流为0，状态检测信号Vsl为高电平，状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth，实际叠加三角波信号Vadd为0，即此时取消电压反馈信号Vfb和三角波信号Vtri的叠加。将电压反馈信号Vfb和叠加电压补偿信号Vcomp+Vramp即Vcompl作为开关控制电路的输入信号，以据此生成开关控制信号。
[0078]从t2到t3时刻，状态检测平均电压Vavg大于轻载阈值Vth，电路一直处于轻载模式，根据状态检修信号的高低相应地重复上一周期的动作。
[0079]从t3到t4时刻，状态检测平均电压Vavg小于轻载阈值Vth，电路已经脱离轻载模式，进入正常工作模式，将电压反馈信号Vfb和三角波信号Vtri叠加后生成的环路反馈信号Vfbl和电压补偿信号Vcomp或叠加电压补偿信号Vcompl作为开关控制电路的输入信号，以据此生成开关控制信号。
[0080]采用本发明技术的基于纹波控制的控制电路，可以在电路进入轻载模式时，通过将断续状态的叠加参量取消掉，避免由于三角波信号在断续状态不能保持的问题，使得环路反馈信号能够正确反映输出电压的真实情况。从而不至于由于输出电压掉太多导致电路在连续模式和断续模式之间多次切换，造成输出电压纹波较大且电路不稳定的问题。
[0081]另外，本发明还公开了一种基于纹波控制的控制方法，包括以下步骤:
[0082]根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号；
[0083]在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；
[0084]根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度；
[0085]在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号；
[0086]根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
[0087]其中，所述状态检测信号为低电平时，表征电路工作在连续状态即第一状态；状态检测信号为高电平时，表征电路工作在断续状态即第二状态。
[0088]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于纹波控制的控制电路，应用于开关电源中，所述开关电源包括功率级电路和所述基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述基于纹波控制的控制电路包括: 状态检测电路用以根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号； 叠加电路用以在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号； 轻载程度判断电路用以根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度； 三角波取消电路，用以在电路工作在第二状态且电路的轻载程度大于预定的程度时，通过将所述叠加电路短路以取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号传递至开关控制信号生成电路作为环路反馈信号； 开关控制信号生成电路根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。2.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述第一状态是指电感电流处于连续区间，第二状态是指电感电流处于断续区间。3.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述状态检测信号在电路工作在第一状态时维持低电平；在电路工作在第二状态时维持高电平。4.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述轻载程度判断电路包括: RC滤波器，用以将所述状态检测信号进行滤波后得到一状态检测平均电压； 第一比较器，同相输入端接收所述状态检测平均电压，反相输入端接收轻载阈值，输出轻载检测信号； 所述轻载检测信号为高电平时表征电路的轻载轻度大于预定的程度。5.根据权利要求3和4所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，还包括一逻辑电路，所述逻辑电路用以根据所述状态检测信号和所述轻载检测信号生成取消叠加控制信号; 所述逻辑电路在所述状态检测信号和所述轻载检测信号同时为高电平时，输出高电平的取消叠加控制信号。6.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述三角波取消电路并联连接在所述叠加电路的两端。7.根据权利要求6所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述三角波取消电路为一开关，所述开关受所述取消叠加控制信号的控制导通或关断。8.根据权利要求1所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述开关控制信号生成电路包括: 第二比较器，同相输入端接收所述电压补偿信号，反相输入端接收所述环路反馈信号，输出置位信号； 恒定导通时间电路，用以生成复位信号； RS触发器，置位端接收所述置位信号，复位端接收所述复位信号，输出所述开关控制信号。9.根据权利要求8所述的基于纹波控制的控制电路，其特征在于，所述第二比较器在所述状态检测信号为低电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号；在所述状态检测信号为高电平时，其同相输入端接收所述电压补偿信号和一斜坡信号叠加生成的叠加电压补偿信号。10.一种开关电源，其特征在于，包括: 根据权利要求1-9中任一项所述的基于纹波控制的控制电路。11.一种基于纹波控制的控制方法，应用于开关电源中，其特征在于，包括: 根据电路的工作状态获取表征电路工作状态的状态检测信号； 在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号； 根据所述状态检测信号判断电路的轻载程度是否大于预定的程度； 在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号； 根据所述环路反馈信号和电压补偿信号生成功率级电路的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率级电路中的功率开关的导通状态。
【专利摘要】本发明公开了一种基于纹波控制的控制电路、控制方法和开关电源，本发明技术通过使得在电路工作在第一状态时，将三角波信号和电压反馈信号进行叠加后生成的叠加信号作为环路反馈信号；在电路工作在第二状态且电路的轻载轻度大于预定的程度时，取消所述三角波信号和电压反馈信号的叠加，直接将所述电压反馈信号作为环路反馈信号，由此可以在电路轻载时，快速建立稳态，降低输出电压的纹波。
【IPC分类】H02M3/155, H02M1/14
【公开号】CN104901523
【申请号】CN201510332304
【发明人】罗迪
【申请人】矽力杰半导体技术(杭州)有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日
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