CN102611306A - 开关变换器及其控制电路和控制方法 - Google Patents

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Abstract

公开了开关变换器及其控制电路和控制方法。通过根据负载状态对斜坡补偿信号进行调节，在保持开关变换器工作稳定的同时，减小了开关变换器输出电压在负载电流瞬时下降时的过冲，改善了开关变换器的瞬态响应。

Description

开关变换器及其控制电路和控制方法
技术领域
本发明的实施例涉及电子电路，尤其涉及一种开关变换器及其控制电路和控制方法。
背景技术
恒定导通时间控制由于其优越的负载瞬态响应、简单的内部结构和平滑的工作模式切换，在电源领域得到了很好的应用。
图1为现有的采用恒定导通时间控制的开关变换器100的框图。开关变换器100包括导通时间控制单元101、比较单元102、逻辑单元103和开关电路104。开关电路104包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。导通时间控制单元101产生导通时间控制信号COT，以控制开关电路104中一个或多个开关管的导通时长。比较单元102耦接至开关电路104的输出端，将输出电压VOUT与参考信号VREF进行比较，以产生比较信号SET。逻辑单元103耦接至导通时间控制单元101和比较单元102的输出端，根据导通时间控制信号COT和比较信号SET产生控制信号CTRL，以控制开关电路104中至少一个开关管的导通与关断。
当开关电路104中输出电容器的等效串联阻抗值较小时，输出电压VOUT可能会产生次谐波振荡，造成开关变换器100工作不稳定。为了防止该次谐波振荡的产生，开关变换器100通常还包括斜坡补偿单元105。斜坡补偿单元105产生斜坡补偿信号VSLOPE并将其提供至比较单元102。比较单元102根据参考信号VREF、输出电压VOUT以及斜坡补偿信号VSLOPE，产生控制信号CTRL。
为了保证开关变换器在各种状态下均能保持稳定，斜坡补偿信号VSLOPE的斜率必须足够大，例如大于一个由开关频率、占空比和输出电容器决定的临界值。然而高斜率的斜坡补偿信号VSLOPE会对开关变换器的瞬态响应造成不利影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工作稳定且瞬态响应佳的开关变换器及其控制电路和控制方法。
根据本发明实施例的一种用于开关变换器的控制电路，该开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路，该控制电路包括：导通时间控制单元，产生导通时间控制信号；斜坡补偿单元，产生斜坡补偿信号；比较单元，耦接至斜坡补偿单元和开关电路，基于斜坡补偿信号、参考信号和开关电路的输出电压产生比较信号；逻辑单元，耦接至导通时间控制单元和比较单元，根据导通时间控制信号和比较信号产生控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断；以及负载检测单元，检测负载状态并产生检测信号；其中斜坡补偿单元耦接至负载检测单元以接收检测信号，并根据检测信号对斜坡补偿信号进行调节。
在一个实施例中，负载检测单元检测负载电流是否下降，若负载检测单元检测到负载电流下降，则斜坡补偿单元对斜坡补偿信号进行调节，例如将斜坡补偿信号重设和/或减小斜坡补偿信号的斜率。
根据本发明实施例的一种开关变换器，包括：开关电路，包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；以及如前所述的控制电路。
根据本发明实施例的一种用于开关变换器的控制方法，该开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路，该控制方法包括：产生导通时间控制信号；产生斜坡补偿信号；检测负载状态并产生检测信号；根据检测信号对斜坡补偿信号进行调节；基于斜坡补偿信号、参考信号和开关电路的输出电压产生比较信号；根据导通时间控制信号和比较信号产生控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。
根据本发明的实施例，通过根据负载状态对斜坡补偿信号进行调节，在保持开关变换器工作稳定的同时，减小了在负载电流瞬时下降时开关变换器输出电压上的过冲，改善了开关变换器的瞬态响应。
附图说明
图1为现有的采用恒定导通时间控制的开关变换器100的框图；
图2为根据本发明一实施例的开关变换器200的框图；
图3为根据本发明一实施例的开关变换器300的电路原理图；
图4为根据本发明一实施例的图3所示开关变换器300在正常工作状态下的波形图；
图5为现有的开关变换器在负载电流瞬时下降时的波形图；
图6为根据本发明一实施例的图3所示开关变换器300在负载电流瞬时下降时的波形图；
图7为根据本发明另一实施例的图3所示开关变换器300在负载电流瞬时下降时的波形图；
图8为根据本发明又一实施例的图3所示开关变换器300在负载电流瞬时下降时的波形图；
图9为根据本发明一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图；
图10为根据本发明另一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图；
图11为根据本发明又一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图；
图12为根据本发明一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图；
图13为根据本发明一实施例的用于开关变换器的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，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发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
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发明至少一个实施例中。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”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连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“直接连接到”或“直接耦接到”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。
图2为根据本发明一实施例的开关变换器200的框图，包括控制电路和开关电路204。开关电路204包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。开关电路204可采用任何直流/直流或交流/直流变换拓扑结构，例如同步或非同步的升压、降压变换器，以及正激、反激变换器等等。开关电路204中的开关管可以为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。
控制电路包括导通时间控制单元201、比较单元202、逻辑单元203、斜坡补偿单元205和负载检测单元206。导通时间控制单元201产生导通时间控制信号COT，以控制开关电路204中开关管的导通时长。斜坡补偿单元205产生斜坡补偿信号VSLOPE。比较单元202耦接至斜坡补偿单元205和开关电路204，基于斜坡补偿信号VSLOPE、参考信号VREF和开关电路的输出电压VOUT，产生比较信号SET。逻辑单元203耦接至导通时间控制单元201和比较单元202，根据导通时间控制信号COT和比较信号SET产生控制信号CTRL，以控制开关电路204中至少一个开关管的导通与关断。
负载检测单元206检测负载状态并产生检测信号DEC。斜坡补偿单元205耦接至负载检测单元206以接收检测信号DEC，并根据检测信号DEC对斜坡补偿信号VSLOPE进行调节。在一个实施例中，若负载检测单元206检测到负载负跳变，即负载电流瞬时下降，则斜坡补偿单元205对斜坡补偿信号VSLOPE进行调节。
在一个实施例中，负载检测单元206将当前开关周期与稳态下的开关周期进行比较，若当前开关周期比稳态下开关周期长一定比例或数值，则视为检测到负载电流瞬时下降。在另一个实施例中，负载检测单元206检测负载电流，若负载电流下降一预设值，则视为检测到负载电流瞬时下降。在又一个实施例中，负载检测单元206检测开关电路204的输出电压VOUT，若输出电压VOUT上升至一预设值，则视为检测到负载电流瞬时下降。本领域技术人员可以理解，负载检测单元206还可通过检测其他与负载电流相关的参数来检测负载状态，这些检测方式均未脱离本发明的保护范围。
在一个实施例中，若负载检测单元206检测到负载电流瞬时下降，斜坡补偿单元205将斜坡补偿信号VSLOPE重设，例如直接将斜坡补偿信号VSLOPE设置为其幅值(最大值)，亦或以一定斜率将斜坡补偿信号VSLOPE逐渐增大。在一个实施例中，若负载检测单元206检测到负载电流瞬时下降，斜坡补偿单元205将斜坡补偿信号VSLOPE的斜率减小。在又一个实施例中，若负载检测单元206检测到负载电流瞬时下降，斜坡补偿单元205将斜坡补偿信号VSLOPE重设并将斜坡补偿信号VSLOPE的斜率减小。
在另一个实施例中，开关变换器200还可以包括反馈电路207。反馈电路207具有输入端和输出端，其中输入端耦接至开关电路204的输出端以接收输出电压VOUT，输出端耦接至比较单元202以提供代表输出电压VOUT的反馈信号FB。比较单元202基于斜坡补偿信号VSLOPE、参考信号VREF和反馈信号FB产生比较信号SET。在一个实施例中，反馈电路207包括电阻分压器。
图3为根据本发明一实施例的开关变换器300的电路原理图。开关变换器300的结构与图2所示开关变换器200的结构相似。其中开关电路304采用同步降压变换拓扑，包括开关管S1、S2、电感器L和输出电容器COUT。开关电路304通过开关管S1和S2的导通与关断，将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。开关管S1具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压VIN。开关管S2具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关管S1的第二端，第二端接地。电感器L具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关管S1的第二端和开关管S2的第一端。输出电容器COUT耦接在电感器L的第二端和地之间。输出电容器COUT两端的电压即为输出电压VOUT。在另一个实施例中，开关管S2可由二极管代替。
比较单元302包括比较器COM1。比较器COM1具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端接收参考信号VREF与斜坡补偿信号VSLOPE之差，反相输入端耦接至开关电路304的输出端以接收输出电压VOUT，输出端提供比较信号SET。在一个实施例中，斜坡补偿信号VSLOPE也可被叠加至输出电压VOUT，而不是从参考信号VREF处被减去。
导通时间控制单元301产生导通时间控制信号COT，以控制开关管S1的导通时长。在一个实施例中，开关管S1的导通时长被设置为恒定值，或与输入电压VIN和/或输出电压VOUT有关的可变值。逻辑单元303耦接至导通时间控制单元301和比较单元302，根据导通时间控制信号COT和比较信号SET产生控制信号CTRL。
在一个实施例中，开关变换器300还包括驱动电路308。驱动电路308耦接至逻辑单元303以接收控制信号CTRL，并产生驱动信号至开关管S1、S2的控制端，以驱动开关管S1和S2的导通与关断。
在某些应用场合，输出电容器COUT的等效串联阻抗可能会在输出电压VOUT和参考信号VREF之间引入一定的直流误差。为了解决这个问题，在一个实施例中，图3所示开关变换器300还包括误差补偿环节。在一个实施例中，如图3所示，误差补偿环节包括比例积分单元309和加法器。比例积分单元309具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端耦接至开关电路304的输出端以接收输出电压VOUT。比例积分单元309基于参考信号VREF和输出电压VOUT，在其输出端产生比例积分信号VPI。加法器具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端耦接至比例积分单元309的输出端以接收比例积分信号VPI，输出端耦接至比较单元302以提供参考信号VREFX。在一个实施例中，比例积分单元309包括运算放大器。在另一实施例中，误差补偿环节也可仅包括加法器，将参考信号VREF与预设偏置信号VOFFSET相加，并将两者的和值作为参考信号VREFX提供至比较单元302。
在一个实施例中，为了避免噪声干扰等对比较单元302造成影响，导致开关管S1刚被关断，立刻又被导通，控制电路还包括最小关断时间单元310。该最小关断时间单元310在最小关断时长TOFFMIN内将比较单元302输出的比较信号SET屏蔽。为了说明书简明起见，在此对最小关断时间单元310不再赘述。
图4为根据本发明一实施例的图3所示开关变换器300在正常工作状态下的波形图。当控制信号CTRL为高电平时，开关管S1导通而开关管S2关断，流过电感L的电流IL逐渐增大。当开关管S1的导通时长达到导通时间控制单元301所设置的时间阈值TTH时，控制信号CTRL变为低电平，开关管S1被关断，开关管S2被导通，流过电感L的电流IL逐渐减小。当输出电压VOUT小于参考信号VREFX与斜坡补偿信号VSLOPE之差时，控制信号CTRL变为高电平，开关管S1被导通而开关管S2被关断。以上过程不断重复。
在图4所示实施例中，斜坡补偿信号VSLOPE在开关管S1导通而开关管S2关断时等于幅值VRAMP，在开关管S1关断而开关管S2导通时斜坡下降。斜坡补偿信号VSLOPE还可具有其他的表现形式，例如斜坡补偿信号VSLOPE保持幅值VRAMP的时长可长于时间阈值TTH，例如等于时间阈值TTH与最小关断时长TOFFMIN之和。斜坡补偿信号VSLOPE还可是与电感电流IL同相的三角波信号，在开关管S1导通而开关管S2关断时斜坡上升，在开关管S1关断而开关管S2导通时时斜坡下降。
在以下所描述的图5至图7的实施例中，斜坡补偿信号VSLOPE为锯齿波信号，在开关管S1由关断变为导通时快速上升至幅值，在开关管S1关断而开关管S2导通时斜坡下降。但本领域技术人员可以理解，具有其他表现形式的斜坡补偿信号VSLOPE也同样适用于本发明。
图5为现有开关变换器在负载电流瞬时下降时的波形图。在现有的开关变换器中，斜坡补偿信号VSLOPE不会随负载状态变化而变化。在t1时刻，负载电流瞬时下降，输出电压VOUT增大。若输出电压VOUT的上升斜率小于斜坡补偿信号VSLOPE的下降斜率，则在t2时刻，输出电压VOUT将小于参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE，这会导致逻辑单元在输出电压VOUT达到其过冲的峰值之前产生一个导通脉冲，从而进一步增大输出电压VOUT上的过冲。
图6为根据本发明一实施例的图3所示开关变换器300在负载电流瞬时下降时的波形图，其中虚线部分为图5所示现有开关变换器的波形图。如图6中实线部分所示，在t1时刻，负载电流瞬时下降，输出电压VOUT增大。在t3时刻，负载检测单元306检测到负载电流瞬时下降，斜坡补偿单元305将斜坡补偿信号VSLOPE重设，例如直接将斜坡补偿信号VSLOPE设置为其幅值VRAMP，从而参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE达到其最小值，VREFX-VRAMP。在一个实施例中，斜坡补偿信号VSLOPE在一段延时之后，在t4时刻方开始以预设斜率下降，直至达到其最小值为止。在t5时刻，输出电压VOUT小于参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE，开关管S1被导通而开关管S2被关断。
由于斜坡补偿单元305在负载检测单元306检测到负载电流瞬时下降时，将斜坡补偿信号VSLOPE重设，避免了逻辑单元303在输出电压VOUT达到其过冲的峰值之前产生导通脉冲，从而减小了输出电压VOUT上的过冲，改善了开关变换器的瞬态响应。
图7为根据本发明另一实施例的图3所示开关变换器300在负载电流瞬时下降时的波形图，其中虚线部分为图5所示现有开关变换器的波形图。如图7中实线部分所示，在t1时刻，负载电流瞬时下降，输出电压VOUT增大。在t3时刻，负载检测单元306检测到负载电流瞬时下降，斜坡补偿单元305将斜坡补偿信号VSLOPE的下降斜率减小，从而参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE的上升斜率也减小。斜坡补偿信号VSLOPE在t3时刻后以被减小后的斜率下降，直至达到其最小值为止。在t5时刻，输出电压VOUT小于参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE，开关管S1被导通而开关管S2被关断，斜坡补偿信号VSLOPE被重设，斜坡补偿单元305将斜坡补偿信号VSLOPE的下降斜率恢复至正常值。
由于斜坡补偿单元305在负载检测单元306检测到负载电流瞬时下降时，将斜坡补偿信号VSLOPE的下降斜率减小，避免了逻辑单元303在输出电压VOUT达到其过冲的峰值之前产生导通脉冲，从而减小了输出电压VOUT上的过冲，改善了开关变换器的瞬态响应。
图8为根据本发明又一实施例的图3所示开关变换器300在负载电流瞬时下降时的波形图，其中虚线部分为图5所示现有开关变换器的波形图。如图8中实线部分所示，在t1时刻，负载电流瞬时下降，输出电压VOUT增大。在t3时刻，负载检测单元306检测到负载电流瞬时下降，斜坡补偿单元305将斜坡补偿信号VSLOPE重设并将斜坡补偿信号VSLOPE的斜率减小。斜坡补偿信号VSLOPE被设置为其幅值VRAMP，从而参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE达到其最小值，VREFX-VRAMP。在一个实施例中，斜坡补偿信号VSLOPE在一段延时之后，在t6时刻方开始以被减小后的斜率下降。在t7时刻，输出电压VOUT小于参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE，开关管S1被导通而开关管S2被关断，斜坡补偿信号VSLOPE被重设，斜坡补偿单元305将斜坡补偿信号VSLOPE的下降斜率恢复至正常值。
由于斜坡补偿单元305在负载检测单元306检测到负载电流瞬时下降时，将斜坡补偿信号VSLOPE重设并将其下降斜率减小，避免了逻辑单元303在输出电压VOUT达到其过冲的峰值之前产生导通脉冲，从而减小了输出电压VOUT上的过冲，改善了开关变换器的瞬态响应。
图9为根据本发明一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图。数字控制器921产生数字参考信号DREFX和数字补偿信号DSLOPE。数字控制器921通过数字运算，将数字补偿信号DSLOPE从数字参考信号DREFX中减去，并将两者之差传输至数模转换器922。数模转换器922输出的模拟信号为参考信号与斜坡补偿信号之差VREFX-VSLOPE。数字控制器921通过调节数字补偿信号DSLOPE，即可调节斜坡补偿信号VSLOPE的斜率或将斜坡补偿信号VSLOPE重设。
图10为根据本发明另一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图。数字控制器1021产生数字参考信号DREFX和数字补偿信号DSLOPE。数字参考信号DREFX被传输至数模转换器1023，数模转换器1023输出的模拟信号为参考信号VREFX。数字补偿信号DSLOPE被传输至数模转换器1024，数模转换器1024输出的模拟信号为斜坡补偿信号VSLOPE。运算电路1025将斜坡补偿信号VSLOPE从参考信号VREFX中减去，并输出两者的差值VREFX-VSLOPE。数字控制器1021通过调节数字补偿信号DSLOPE，即可调节斜坡补偿信号VSLOPE的斜率或将斜坡补偿信号VSLOPE重设。
图11为根据本发明又一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图。数字控制器1121产生数字参考信号DREFX、控制信号CTRL1以及数字斜率信号DSR1和DSR2。数模转换器1123耦接至数字控制器1121以接收数字参考信号DREFX，数模转换器1023输出的模拟信号为参考信号VREFX。数模转换器1126耦接至数字控制器1121以接收数字斜率信号DSR1，数模转换器1126输出模拟信号VSR1。开关管S3具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至数模转换器1126的输出端，第二端耦接至电压控制电流源VCCS，控制端耦接至数字控制器1121以接收控制信号CTRL1。电容器C1具有第一端和第二端，其中第二端接地。电容器C1两端的电压即为斜坡补偿信号VSLOPE。电压控制电流源VCCS耦接至电容器C1的第一端和第二端。在开关管S3导通期间，电压控制电流源VCCS对电容器C1进行充电，其输出的充电电流与信号VSR1成比例。放电电路1127也耦接至电容器C1的第一端，包括开关管和电阻器组成的开关阵列以及电流镜电路，其连接如图11所示。放电电路1127耦接至数字控制器1121以接收数字斜率信号DSR2。数字斜率信号DSR2控制开关阵列中开关管的导通和关断，从而控制电容器C1的放电电流。运算电路1125将斜坡补偿信号VSLOPE从参考信号VREFX中减去，并输出两者的差值VREFX-VSLOPE。
数字控制器1121通过调节数字斜率信号DSR1和DSR2，可调节斜坡补偿信号VSLOPE的上升斜率和下降斜率。本领域技术人员可以根据实际情况来确定图11的开关阵列中开关管和电阻器的个数，并根据实际情况采用相同阻值或不同阻值的电阻器。
图12为根据本发明一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图。数字控制器1221产生数字电流控制信号DCS、控制信号CTRL2和CTRL3、数字参考信号DREFX以及数字幅值信号DRAMP。数字控制器1221通过数字运算，将数字幅值信号DRAMP从数字参考信号DREFX中减去，并将两者之差提供至数模转换器1229的输入端。数控电流源1228具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至供电电压VCC，控制端耦接至数字控制器1221以接收数字电流控制信号DCS。开关管S4具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至数控电流源1228的第二端，控制端耦接至数字控制器1221以接收控制信号CTRL2。开关管S5具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关管S4的第二端，第二端耦接至数模转换器1229的输出端，控制端耦接至数字控制器1221以接收控制信号CTRL3。电容器C2具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关管S4的第二端和开关管S5的第一端，第二端耦接至开关管S5的第二端和数模转换器1229的输出端。电容器C1第一端所提供的电压即为参考信号与斜坡补偿信号之差，VREFX-VSLOPE。在一个实施例中，斜坡补偿单元还包括耦接在数模转换器1229的输出端和电容器C2第二端之间的缓冲电路BUF。数字控制器1221通过改变数字电流控制信号DCS，即可调节斜坡补偿信号VSLOPE的下降斜率。数字控制器1221通过调节控制信号CTRL3使开关管S5导通，即可将斜坡补偿信号VSLOPE重设。
在一个实施例中，开关变换器采用数字控制方式，如图3所示的负载检测单元、比例积分单元、导通时间控制单元、最小关断时间单元和逻辑单元可由如图9至12所示的数字控制器来实现。
图13为根据本发明一实施例的用于开关变换器的控制方法的流程图，该开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路。该控制方法包括步骤S1301～S1306。
在步骤S1301，产生导通时间控制信号。
在步骤S1302，产生斜坡补偿信号。
在步骤S1303，检测负载电流是否瞬时下降。若是，则至步骤S1304；若否，则至步骤S1305。
在一个实施例中，步骤S1303包括将当前开关周期与稳态下的开关周期进行比较，若当前开关周期比稳态下开关周期长一定比例或数值，则视为检测到负载电流瞬时下降。在另一个实施例中，步骤S1303包括检测负载电流，若负载电流下降一预设值，则视为检测到负载电流瞬时下降。在又一个实施例中，步骤S1303包括检测开关电路的输出电压，若输出电压上升至一预设值，则视为检测到负载电流瞬时下降。
在步骤S1304，对斜坡补偿信号进行调节。在一个实施例中，步骤S1304包括将斜坡补偿信号重设和/或将斜坡补偿信号的斜率减小。
在步骤S1305，基于斜坡补偿信号、参考信号和开关电路的输出电压产生比较信号。在一个实施例中，步骤S1305包括将参考电压与斜坡补偿信号之差同输出电压或代表输出电压的反馈信号进行比较，以产生比较信号。
在步骤S1306，根据导通时间控制信号和比较信号产生控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种用于开关变换器的控制电路，该开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路，该控制电路包括：
导通时间控制单元，产生导通时间控制信号；
斜坡补偿单元，产生斜坡补偿信号；
比较单元，耦接至斜坡补偿单元和开关电路，基于斜坡补偿信号、参考信号和开关电路的输出电压产生比较信号；
逻辑单元，耦接至导通时间控制单元和比较单元，根据导通时间控制信号和比较信号产生控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断；以及
负载检测单元，检测负载状态并产生检测信号；其中
斜坡补偿单元耦接至负载检测单元以接收检测信号，并根据检测信号对斜坡补偿信号进行调节。
2.如权利要求1所述的控制电路，其中若负载检测单元检测到负载电流下降，斜坡补偿单元将斜坡补偿信号重设。
3.如权利要求1所述的控制电路，其中若负载检测单元检测到负载电流下降，斜坡补偿单元将斜坡补偿信号的斜率减小。
4.如权利要求1所述的控制电路，其中若负载检测单元检测到负载电流下降，斜坡补偿单元将斜坡补偿信号重设并将斜坡补偿信号的斜率减小。
5.如权利要求1所述的控制电路，其中斜坡补偿单元包括：
可控电流源，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至供电电压；
第一晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至可控电流源的第二端；
电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一晶体管的第二端；
第二晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一晶体管的第二端和电容器的第一端，第二端耦接至电容器的第二端。
6.如权利要求1所述的控制电路，其中比较单元包括比较器，该比较器具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号与斜坡补偿信号之差，第二输入端耦接至开关电路的输出端以接收输出电压或代表输出电压的反馈信号，输出端提供比较信号。
7.如权利要求1所述的控制电路，还包括：
比例积分单元，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端耦接至开关电路的输出端以接收输出电压，比例积分单元基于参考信号和输出电压，在其输出端产生比例积分信号；
加法器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端耦接至比例积分单元的输出端以接收比例积分信号，输出端耦接至比较单元以提供参考信号与比例积分信号之和。
8.如权利要求1所述的控制电路，其中负载检测单元将当前开关周期与稳态下的开关周期进行比较，若当前开关周期比稳态下开关周期长一定比例或数值，则视为检测到负载电流下降。
9.如权利要求1所述的控制电路，其中负载检测单元检测负载电流，若负载电流下降一预设值，则视为检测到负载电流下降。
10.如权利要求1所述的控制电路，其中负载检测单元检测开关电路的输出电压，若输出电压上升至一预设值，则视为检测到负载电流下降。
11.一种开关变换器，包括：
开关电路，包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；以及
如权利要求1至10中任一项所述的控制电路。
12.如权利要求11所述的开关变换器，其中所述开关电路包括：
第一开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压，控制端耦接至逻辑单元以接收控制信号；
第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端，第二端接地，控制端耦接至逻辑单元以接收控制信号；
电感器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端；以及
输出电容器，耦接在电感器的第二端和地之间。
13.一种用于开关变换器的控制方法，该开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路，该控制方法包括：
产生导通时间控制信号；
产生斜坡补偿信号；
检测负载状态并产生检测信号；
根据检测信号对斜坡补偿信号进行调节；
基于斜坡补偿信号、参考信号和开关电路的输出电压产生比较信号；
根据导通时间控制信号和比较信号产生控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。
14.如权利要求13所述的控制方法，其中对斜坡补偿信号进行调节的步骤包括：若检测到负载电流下降，将斜坡补偿信号重设。
15.如权利要求13所述的控制方法，其中对斜坡补偿信号进行调节的步骤包括：若检测到负载电流下降，将斜坡补偿信号的斜率减小。
16.如权利要求13所述的控制方法，其中对斜坡补偿信号进行调节的步骤包括：若检测到负载电流下降，将斜坡补偿信号重设并将斜坡补偿信号的斜率减小。
17.如权利要求13所述的控制方法，其中产生比较信号的步骤包括：将参考电压与斜坡补偿信号之差同输出电压或代表输出电压的反馈信号进行比较，以产生比较信号。
18.如权利要求13所述的控制方法，其中检测负载状态的步骤包括：将当前开关周期与稳态下的开关周期进行比较，若当前开关周期比稳态下开关周期长一定比例或数值，则视为检测到负载电流下降。
19.如权利要求13所述的控制方法，其中检测负载状态的步骤包括：检测负载电流，若负载电流下降一预设值，则视为检测到负载电流下降。
20.如权利要求13所述的控制方法，其中检测负载状态的步骤包括：检测开关电路的输出电压，若输出电压上升至一预设值，则视为检测到负载电流下降。
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