CN102647073A - 一种开关稳压电路及其控制电路和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开关稳压电路及其控制电路和方法。所述开关稳压电路，包括：输入端口、输出端口、储能元件、主开关、参考频率选择单元、负载状态检测单元、第一比较器、电流比较器和逻辑单元。所述开关稳压电路其开关频率在负载为最大负载时，被迅速拉至其最高频率，避免此时开关频率的继续增大，从而避免功率损耗的持续增大，减轻了热问题。并且根据本发明实施例的开关稳压电路，在其工作在最大负载下时，通过持续时间设定单元，进一步消除热问题，使得系统性能更优。

Description

一种开关稳压电路及其控制电路和方法

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种开关稳压电路及其控制电路和方法。

背景技术

开关稳压电路被广泛地应用于各种场合。然而现有开关稳压电路通常采用恒定峰值电流或恒定开关频率的方法，使得当电路负载变低时，效率降低。

一种现有技术采用多模式控制方式，使开关稳压电路的负载变低时，降低开关频率和峰值电流，从而提高整个负载范围内的工作效率，如图1所示的开关稳压电路的开关频率f_S和峰值电流I_peak随反映负载状态的反馈信号V_FB的变化而变化的波形图。其中，负载越重，反馈信号V_FB越小。然而这种控制方式，在开关稳压电路的输出功率达到最大功率(即最大负载，peak load)时，其开关频率f_S仍在持续增大，使得功率损耗增大，产生热问题。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的开关稳压电路及其控制电路和方法。

根据上述目的，本发明提出了一种用于开关稳压电路的控制电路，该开关稳压电路包括至少一个主开关，该控制电路控制所述主开关的断开和导通，向负载传递能量，该控制电路包括：参考频率选择单元，接收表示负载两端电压的反馈信号和第一频率设定信号，并将反馈信号和第一频率设定信号中电压值较小的信号输出为正常负载频率参考信号；负载状态检测单元，接收所述反馈信号和最大负载判断阈值，其中最大负载判断阈值小于所述第一频率设定信号，所述负载状态检测单元基于反馈信号和最大负载判断阈值，提供负载状态检测信号；第一比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收斜波信号，其第二输入端子被选择性地耦接至参考频率选择单元和最大负载频率参考信号，当反馈信号大于最大负载判断阈值时，所述第一比较器的第二输入端子被耦接至参考频率选择单元接收正常负载频率参考信号作为频率参考信号；当反馈信号小于最大负载判断阈值时，所述第一比较器的第二输入端子接收最大负载频率参考信号，将其作为频率参考信号，所述第一比较器基于斜波信号和频率参考信号，提供频率控制信号；电流比较器，接收电流参考信号和电流采样信号，所述电流比较器基于电流参考信号和电流采样信号，提供电流控制信号，其中所述电流采样信号表示流过所述主开关的电流；逻辑单元，接收频率控制信号和电流控制信号，所述逻辑单元基于所述频率控制信号和所述电流控制信号，提供所述逻辑信号，以控制主开关的导通和断开。

根据上述目的，本发明还提出了一种开关稳压电路，包括：输入端口，用以接收输入信号；输出端口，用以提供输出信号给负载；耦接在输入端口和输出端口之间的储能元件和主开关，其中所述储能元件在主开关导通时存储能量，在所述主开关断开时将所存储的能量释放至输出端口；参考频率选择单元，接收表示负载两端电压的反馈信号和第一频率设定信号，并将反馈信号和第一频率设定信号中电压值较小的信号输出为正常负载频率参考信号；负载状态检测单元，接收所述反馈信号和最大负载判断阈值，其中最大负载判断阈值小于所述第一频率设定信号，所述负载状态检测单元基于反馈信号和最大负载判断阈值，提供负载状态检测信号；第一比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收斜波信号，其第二输入端子被选择性地耦接至参考频率选择单元和最大负载频率参考信号，当反馈信号大于最大负载判断阈值时，所述第一比较器的第二输入端子被耦接至参考频率选择单元接收正常负载频率参考信号作为频率参考信号；当反馈信号小于最大负载判断阈值时，所述第一比较器的第二输入端子接收最大负载频率参考信号，将其作为频率参考信号，所述第一比较器基于斜波信号和频率参考信号，提供频率控制信号；电流比较器，接收电流参考信号和电流采样信号，所述电流比较器基于电流参考信号和电流采样信号，提供电流控制信号，其中所述电流采样信号表示流过所述主开关的电流；逻辑单元，接收频率控制信号和电流控制信号，所述逻辑单元基于所述频率控制信号和所述电流控制信号，提供所述逻辑信号，以控制主开关的导通和断开。

根据上述目的，本发明还提出了一种用于控制开关稳压电路的方法，所述开关稳压电路包括主开关和储能元件，所述方法包括：接收输入信号；控制主开关以一定开关频率导通和断开，以控制储能元件存储和释放能量，以提供所述开关稳压电路的输出信号；基于输出信号得到反馈信号，所述反馈信号与所述输出信号成比例；当反馈信号大于第一频率设定阈值时，控制开关频率为固定值；当反馈信号小于第一频率设定阈值并大于最大负载判断阈值时，控制开关频率跟随反馈信号的变化而变化；当反馈信号小于最大负载阈值时，控制开关频率为最高频率；其中所述第一频率设定阈值大于最大负载判断阈值。

根据本发明各方面的上述开关稳压电路及其控制电路和方法，其开关频率在负载为最大负载时，被迅速拉至最高频率，避免此时开关频率的继续增大，从而避免功率损耗的持续增大，减轻了热问题。并且根据本发明实施例的开关稳压电路，在其工作在最大负载下时，通过持续时间设定单元，进一步消除热问题，使得系统性能更优。

附图说明

图1为现有开关稳压电路的开关频率f_S和峰值电流I_peak随反映负载状态的反馈信号V_FB的变化而变化的波形图；

图2A为根据本发明一实施例的开关稳压电路100的示意图；

图2B为根据本发明另一实施例的开关稳压电路200的示意图；

图3为根据本发明一实施例的斜波信号产生器50示意图；

图4为图2A所示开关稳压电路100的开关频率f_S随反馈信号V_FB的变化而变化的波形示意图；

图5为根据本发明又一实施例的开关稳压电路300的示意图；

图6为根据本发明又一实施例的开关稳压电路400的示意图；

图7为图6所示开关稳压电路400的开关频率f_S和峰值电流I_peak随反馈信号V_FB的变化而变化的波形示意图；

图8示出了根据本发明一实施例的开关稳压电路500的电路结构示意图；

图9为根据本发明又一实施例的用于开关稳压电路的方法600的流程示意图。

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“耦接到”或“耦接到”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2A为根据本发明一实施例的开关稳压电路100的示意图。如图2A所示，开关稳压电路100包括：输入端口101，用以接收输入信号V_IN；输出端口102，用以提供输出信号V_O给负载；耦接在输入端口101和输出端口102之间的储能元件103和主开关104，以及提供门极信号以控制主开关104的控制电路120，其中所述控制电路120包括：参考频率选择单元105，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收表示输出电压V_O的反馈信号V_FB，其第二输入端子耦接第一频率设定信号V_REF，所述参考频率选择单元105将反馈信号V_FB和第一频率设定信号V_REF中电压值较小的信号输出为正常负载频率参考信号；负载状态检测单元106，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收所述反馈信号V_FB，其第二输入端子耦接最大负载判断阈值V_FB0，其中最大负载判断阈值V_FB0小于第一频率设定信号V_REF，所述负载状态检测单元106基于反馈信号V_FB和最大负载判断阈值V_FB0，在其输出端子提供负载状态检测信号；第一比较器107，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收斜波信号Vsaw，其第二输入端子被选择性地耦接至参考频率选择单元105的输出端子和最大负载频率参考信号V_STEEP，当反馈信号V_FB大于最大负载判断阈值V_FB0时，所述第一比较器107的第二输入端子耦接至参考频率选择单元105的输出端子，以接收正常负载频率参考信号作为频率参考信号V_feq；当反馈信号V_FB小于最大负载判断阈值V_FB0时，所述第一比较器107的第二输入端子耦接最大负载频率参考信号V_STEEP，将其作为频率参考信号V_feq，所述第一比较器107基于斜波信号Vsaw和频率参考信号V_feq，在其输出端子提供频率控制信号；电流比较器108，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接电流参考信号I_REF，其第二输入端子耦接电流采样信号I_sense，其中所述电流采样信号I_sense表示流过所述主开关104的电流，所述电流比较器108基于电流参考信号I_REF和电流采样信号I_sense，在其输出端子提供电流控制信号；逻辑单元109，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至第一比较器107的输出端子以接收频率控制信号，其第二输入端子耦接至电流比较器108的输出端子以接收电流控制信号，所述逻辑单元109基于所述频率控制信号和所述电流控制信号，在其输出端子提供所述门极控制信号以控制主开关104的导通和断开。

在一个实施例中，开关稳压电路100还包括驱动单元110，耦接至逻辑单元109接收门极控制信号，以将所述门极控制信号加强驱动能力后再控制所述主开关104。

在一个实施例中，所述开关稳压电路100还包括：第一开关111，耦接在第一比较器107的第二输入端和最大负载频率参考信号V_STEEP之间；第二开关112，耦接在第一比较器107的第二输入端和参考频率选择单元105的输出端子之间；其中所述第一开关111和第二开关112各包括耦接至负载状态检测单元106输出端子的控制端子；其中当反馈信号V_FB大于最大负载判断阈值V_FB0时，所述第一开关111被断开，所述第二开关112被导通；当反馈信号V_FB小于最大负载判断阈值V_FB0时，所述第一开关111被导通，所述第二开关112被断开。

在一个实施例中，逻辑单元109包括RS触发器，所述RS触发器具有置位端子S、复位端子R和输出端子Q；其中所述置位端子S作为所述逻辑单元109的第一输入端子，耦接至第一比较器107的输出端子，所述复位端子R作为所述逻辑单元109的第二输入端子，耦接至电流比较器108的输出端子，所述输出端子Q作为所述逻辑单元109的输出端子提供门极控制信号。

在一个实施例中，所述输入信号V_IN为交流信号，开关稳压电路100进一步包括整流桥，耦接在所述输入端101和储能元件103之间，以将输入信号V_IN整流为直流信号V_DC后输送给储能元件103。

在一个实施例中，所述储能元件103包括变压器，所述变压器包括原边绕组103-1和副边绕组103-2，所述原边绕组103-1和副边绕组103-2各具有第一端子和第二端子；所述原边绕组103-1的第一端子和所述副边绕组103-2的第一端子互为同名端，所述原边绕组103-1的第一端子耦接至整流桥以接收所述直流信号V_DC；所述主开关104耦接至所述原边绕组103-1的第二端子。

在一个实施例中，开关稳压电路100进一步包括：输入电容C_IN，耦接在所述原边绕组103-1的第一端子和原边参考地之间；副边开关115，耦接在副边绕组103-2的第二端子和输出端口102之间；输出电容C_O，耦接在输出端口102和副边绕组103-2的第一端子之间。

在一个实施例中，副边开关115包括二极管。

在一个实施例中，所述反馈信号由一反馈单元(未图示)产生，所述反馈单元包括光电耦合器，所述光电耦合器将输出端口102上的输出电压V_O转化为与之成比例的反馈电压V_FB，并实现原副边电气隔离。

在一个实施例中，所述第一开关111和第二开关112被选择开关113取代，如图2B所示的开关稳压电路200示意图。所述第一比较器107的第二输入端子经由选择开关113耦接最大负载频率参考信号V_STEEP或参考频率选择单元105的输出端子，所述选择开关113具有第一选择端子1、第二选择端子2、固定端子3和控制端子4，其第一选择端子1耦接最大负载频率参考信号V_STEEP，其第二选择端子2耦接至参考频率选择单元105的输出端子，其固定端子3耦接至第一比较器107的第二输入端子，其控制端子4耦接至负载状态检测单元106的输出端子；当反馈信号V_FB大于最大负载判断阈值V_FB0时，所述负载状态检测信号控制选择开关113选通第二选择端子2，将第一比较器107的第二输入端子耦接至参考频率选择单元105的的输出端子以接收正常负载频率参考信号作为频率参考信号V_feq；当反馈信号V_FB小于最大负载判断阈值V_FB0时，所述负载状态检测信号控制选择开关113选通第一选择端子1，将第一比较器107的第二输入端子耦接最大负载频率参考信号V_STEEP，使最大负载频率参考信号V_STEEP作为频率参考信号V_feq。

在一个实施例中，所述斜波信号Vsaw由一斜波信号产生器50产生，如图3所示。所述斜波信号产生器50包括：并联耦接的复位开关S₁、充电电容C_t和电流源I_Ct，其中所述复位开关S₁包括耦接短脉冲信号G_Pulse的控制端子，所述短脉冲信号G_Pulse指示所述门极控制信号，并且具有设定的脉冲时长T_P，所述充电电容C_t两端的电压为所述斜波信号Vsaw。在所述短脉冲信号设定的脉冲时长T_P内，所述复位开关S₁被导通，从而将充电电容C_t两端电压即斜波信号Vsaw复位为零。

在开关稳压电路100运行时，当频率控制信号将门极控制信号置为高电平时，主开关104被导通，输入信号V_IN经由整流桥、储能元件的原边绕组103-1和主开关104至地，则原边电流(即流过储能元件原边绕组103-1和主开关104的电流)开始增大，储能元件103开始存储能量。相应地，电流采样信号I_sense也开始增大。当其增大至电流参考信号I_REF的电压值时，电流比较器108输出的电流控制信号变高，从而复位逻辑电路109的输出。相应地，主开关104被断开。储能元件103的副边绕组103-2经由副边开关115将所储存的能量释放至输出端口102，从而提供给负载。直至频率控制信号再次将门极控制信号置为高电平，开关稳压电路100进入下一个开关周期，并如上所述运行。而开关稳压电路100的开关周期，即开关频率由斜波信号Vsaw和第一比较器107决定。具体来说，当斜波信号Vsaw达到第一比较器107第二端子的频率参考信号V_feq的电压值时，第一比较器107输出的频率控制信号变高，进而触发门极控制信号至高电平。在斜波信号产生器50处，在设定的短脉冲时间T_P内复位开关S₁被导通，则充电电容C_t两端电压被复位至零，当所述设定的短脉冲时间T_P过去之后，充电电容C_t开始被电流源I_Ct充电，使得充电电容两端电压开始增大，直至增大到第一比较器107第二端子的频率参考信号V_feq的电压值V_feq0，门极控制信号被再次置为高电平，从而使短脉冲信号G_Pulse经由复位开关S₁后将充电电容C_t两端电压即斜波信号Vsaw再次复位为零。斜波信号产生器50如上所述周而复始地产生斜波信号Vsaw，从而控制开关稳压电路100的开关频率f_S，使开关稳压电路100周期性的运行。充电电容C_t的电容值C_Ct、电流源I_ct的电流I_ct0、短脉冲信号G_Pulse的脉冲时长T_P以及频率参考信号V_feq的电压值V_feq0决定了开关稳压电路100的开关频率f_S，并且

$f_S=\frac{1}{\frac{C_{\mathrm{ct}}\×V_{\mathrm{feq}0}}{I_{\mathrm{Ct}0}}+T_P}---\left(1\right)$

可以看到，对于给定的开关稳压电路100，充电电容C_t的电容值C_Ct、电流源I_Ct的电流I_Ct0和短脉冲信号G_Pulse的脉冲时长T_P均是固定的，则开关稳压电路100的开关频率由频率参考信号V_feq的电压值V_feq0决定。

以下结合图4详述开关稳压电路100的开关频率f_S与负载的变化关系。

当负载较轻时，输出电压V_O较大，相应地，反馈信号V_FB也较大。在反馈信号V_FB大于第一频率设定信号V_REF时，参考频率选择单元105将第一频率设定信号V_REF作为其输出的正常频率参考信号。由于最大负载判断阈值V_FB0小于第一频率设定信号V_REF，则此时反馈信号V_FB同时也大于最大负载判断阈值V_FB0。因此第一比较器107的第二输入端子被耦接至参考频率选择单元105的输出端子，以接收正常频率参考信号作为频率参考信号V_feq。即此时，

$f_S=\frac{1}{\frac{C_{\mathrm{ct}}\×V_{\mathrm{REF}}}{I_{\mathrm{Ct}0}}+T_P}---\left(2\right)$

而对于给定的开关稳压电路100，第一频率设定信号V_REF为给定值，因此此时开关稳压电路100的开关频率f_S为固定值，如图4所示的区间1。

当负载慢慢变大，则输出信号V_O和反馈信号V_FB均减小。当反馈信号V_FB减小至小于第一频率设定信号V_REF并大于最大负载判断阈值V_FB0时，参考频率选择单元105将反馈信号V_FB作为其输出的正常频率参考信号，而第一比较器107的第二输入端子仍旧被耦接至参考频率选择单元105的输出端子，以接收正常频率参考信号作为频率参考信号V_feq。即此时，

$f_S=\frac{1}{\frac{C_{\mathrm{ct}}\×V_{\mathrm{FB}}}{I_{\mathrm{Ct}0}}+T_P}---\left(3\right)$

此时，开关稳压电路100的开关频率f_S随负载变大而变大，如图4所示的区间2。

当负载继续变大，使得反馈信号V_FB减小至小于最大负载判断阈值V_FB0，则负载达到最大负载。此时第一比较器107的第二输入端子被耦接至最大负载频率参考信号V_STEEP，将最大负载频率参考信号V_STEEP作为频率参考信号V_feq。即此时

$f_S=\frac{1}{\frac{C_{\mathrm{ct}}\×V_{\mathrm{STEEP}}}{I_{\mathrm{Ct}0}}+T_P}---\left(4\right)$

开关稳压电路100的开关频率f_S被迅速拉至其最高频率，如图4所示的区间3。

图2B所示的开关稳压电路200的工作原理与图2A所示的开关稳压电路100的工作原理相似，为叙述简明，这里不再详述。

图5为根据本发明又一实施例的开关稳压电路300的示意图。图5所示开关稳压电路300的电路结构和图2A所示开关稳压电路100的电路结构相似，与图2A所示的开关稳压电路100不同的是，图5所示开关稳压电路300进一步包括：持续时间设定单元114，具有输入端子和输出端子，其输入端子耦接至负载状态检测单元106以接收负载状态检测信号，并基于负载状态检测信号，在其输出端子提供持续时间信号。

在图5所示实施例中，逻辑单元109还包括第三输入端子，耦接至持续时间设定单元114的输出端子，以接收持续时间信号；所述逻辑单元109包括：RS触发器，所述RS触发器具有置位端子S、复位端子R和输出端子Q；其中所述置位端子S为所述逻辑单元109的第一输入端子，耦接至第一比较器107的输出端子以接收频率控制信号，所述复位端子R为所述逻辑单元109的第二输入端子，耦接至电流比较器108的输出端子以接收电流控制信号，所述RS触发器基于所述频率控制信号和电流控制信号，在其输出端子Q输出触发信号；逻辑与电路10，所述逻辑与电路10具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子作为所述逻辑单元109的第三输入端子，耦接至持续时间设定单元114的输出端子以接收持续时间信号，其第二输入端子耦接至所述RS触发器的输出端子Q以接收触发信号，所述逻辑与电路10基于所述持续时间信号和所述触发信号，在其输出端子提供所述门极控制信号。

在一个实施例中，持续时间信号在反馈信号V_FB小于最大负载判断阈值V_FB0(即在开关稳压电路工作在最大负载)时，为设定时间的高电平脉冲信号，在所述设定时间段之后，逻辑与电路10输出的门极控制信号变为低电平，从而保持主开关104为断开状态，进而消除开关稳压电路的热问题。在所述反馈信号V_FB大于所述最大负载判断阈值V_FB0(即在开关稳压电路工作在非最大负载)时，所述持续时间信号为高电平信号，从而使逻辑与电路10输出的门极控制信号跟随RS触发器输出的触发信号，使开关稳压电路正常工作。

开关稳压电路300其他部分的运行情况与开关稳压电路100相似，为叙述简明，这里不再详述。

图6为根据本发明又一实施例的开关稳压电路400的示意图。图6所示开关稳压电路400和图5所示开关稳压电路300相似，与图5所示的开关稳压电路300不同的是，图6所示开关稳压电路400进一步包括：峰值电流选择单元116，具有第一端子、第二端子和输出端子，其第一端子耦接反馈信号V_FB，其第二端子耦接电流参考信号I_REF，峰值电流选择单元116将反馈信号V_FB和电流参考信号I_REF中电压值较大的信号输出为电流峰值信号I_peak，提供至电流比较器108的第一输入端子。

当负载较轻时，输出电压V_O较大，相应地，反馈信号V_FB也较大。在反馈信号V_FB大于电流参考信号I_REF时，峰值电流选择单元116将反馈信号V_FB作为其输出的电流峰值信号。则此时电流峰值信号I_peak随负载变大而变大，如图7所示。

当负载慢慢变大，则输出信号V_O和反馈信号V_FB均减小。当反馈信号V_FB减小至小于电流参考信号I_REF时，峰值电流选择单元116将电流参考信号I_REF作为其输出的电流峰值信号I_peak。则此时流过主开关104的峰值电流不随负载变化而变化，为固定值，如图7所示。

上述实施例中，开关稳压电路的主电路为隔离式的拓扑结构(如图2A、图2B、图5和图6所示的反激电路拓扑)，但本领域的技术人员应当意识到，开关稳压电路的主电路也可以包括非隔离式的拓扑结构(如buck电路拓扑或者boost电路拓扑)。图8示出了根据本发明一实施例的开关稳压电路500的电路结构示意图。

图8所示开关稳压电路500和图2A所示开关稳压电路100相似，与图2A所示的开关稳压电路100不同的是，在图8所示实施例中，所述开关稳压电路500还包括低侧开关M2，耦接在储能元件103与主开关104的连接节点与参考地之间。

在图8所示实施例中，储能元件103包括电感。

图8所示的开关稳压电路500的工作原理与图2A所示的开关稳压电路100的工作原理相似，为叙述简明，这里不再详述。

本发明进一步提出了一种用于开关稳压电路的方法，如图9所示的为根据本发明又一实施例的用于开关稳压电路的方法600的流程示意图。所述开关稳压电路包括主开关和储能元件，所述用于开关稳压电路的方法600包括：

步骤601，接收输入信号；

步骤602，控制主开关以一定开关频率导通和断开，以控制储能元件存储和释放能量，以提供所述开关稳压电路的输出信号；

步骤603，基于输出信号得到反馈信号，所述反馈信号与所述输出信号成比例；

步骤604，当反馈信号大于第一频率设定阈值时，控制开关频率为固定值；当反馈信号小于第一频率设定阈值并大于最大负载判断阈值时，控制开关频率跟随反馈信号的变化而变化；当反馈信号小于最大负载阈值时，控制开关频率为最高频率；其中所述第一频率设定阈值大于最大负载判断阈值。

在一个实施例中，在步骤602，所述控制主开关以一定开关频率导通和断开包括：通过控制流过主开关的最大电流来控制所述主开关的断开。

在一个实施例中，当反馈信号小于电流参考阈值时，控制流过主开关的最大电流为固定值；当反馈信号大于电流参考阈值时，控制流过主开关的最大电流跟随反馈信号的变化而变化。

在一个实施例中，当开关频率为最高频率时，控制主开关在最高频率下运行设定的持续时间，在所述设定的持续时间之后，保持主开关为断开状态。

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 (10)

1.一种用于开关稳压电路的控制电路，该开关稳压电路包括至少一个主开关，该控制电路控制所述主开关的断开和导通，向负载传递能量，该控制电路包括：

参考频率选择单元，接收表示负载两端电压的反馈信号和第一频率设定信号，并将反馈信号和第一频率设定信号中电压值较小的信号输出为正常负载频率参考信号；

负载状态检测单元，接收所述反馈信号和最大负载判断阈值，其中最大负载判断阈值小于所述第一频率设定信号，所述负载状态检测单元基于反馈信号和最大负载判断阈值，提供负载状态检测信号；

第一比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收斜波信号，其第二输入端子被选择性地耦接至参考频率选择单元和最大负载频率参考信号，当反馈信号大于最大负载判断阈值时，所述第一比较器的第二输入端子被耦接至参考频率选择单元接收正常负载频率参考信号作为频率参考信号；当反馈信号小于最大负载判断阈值时，所述第一比较器的第二输入端子接收最大负载频率参考信号，将其作为频率参考信号，所述第一比较器基于斜波信号和频率参考信号，提供频率控制信号；

电流比较器，接收电流参考信号和电流采样信号，所述电流比较器基于电流参考信号和电流采样信号，提供电流控制信号，其中所述电流采样信号表示流过所述主开关的电流；

逻辑单元，接收频率控制信号和电流控制信号，所述逻辑单元基于所述频率控制信号和所述电流控制信号，提供所述逻辑信号，以控制主开关的导通和断开。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其中所述斜波信号由一斜坡信号产生器产生，该斜坡信号产生器包括：并联的复位开关、充电电容和电流源，其中

所述复位开关包括耦接一短脉冲信号的控制端子，所述短脉冲信号指示所述门极控制信号，并且具有设定的脉冲时长，在所述短脉冲信号设定的脉冲时长内，所述复位开关被导通；

所述充电电容两端的电压为所述斜波信号。

3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其中所述控制电路进一步包括：

持续时间设定单元，具有输入端子和输出端子，其输入端子耦接至负载状态检测单元以接收负载状态检测信号，并基于负载状态检测信号，在其输出端子提供持续时间信号。

4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，其中所述逻辑单元还接收持续时间信号；所述逻辑单元包括：

RS触发器，所述RS触发器具有置位端子、复位端子和输出端子；其中所述置位端子耦接至第一比较器以接收频率控制信号，所述复位端子耦接至电流比较器以接收电流控制信号，所述RS触发器基于所述频率控制信号和电流控制信号，在其输出端子输出触发信号；

逻辑与电路，所述逻辑与电路具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至持续时间设定单元的输出端子以接收持续时间信号，其第二输入端子耦接至所述触发器的输出端子以接收触发信号，所述逻辑与电路基于所述持续时间信号和所述触发信号，在其输出端子提供所述门极控制信号。

5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其中所述控制电路进一步包括：

峰值电流选择单元，接收反馈信号和电流参考信号，所述峰值电流选择单元基于反馈信号和电流参考信号，将电压值较大的信号作为电流峰值信号，提供至电流比较器。

6.一种开关稳压电路，包括如权利要求1-5之一所述的控制电路，所述开关稳压电路还包括：

输入端口，用以接收输入信号；

输出端口，用以提供输出信号给负载；

耦接在输入端口和输出端口之间的储能元件和主开关，其中所述储能元件在主开关导通时存储能量，在所述主开关断开时将所存储的能量释放至输出端口。

7.如权利要求6所述的开关稳压电路，其特征在于，其中所述储能元件包括变压器，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组和副边绕组各具有第一端子和第二端子；所述原边绕组的第一端子和所述副边绕组的第一端子互为同名端，所述原边绕组的第一端子耦接至整流桥以接收所述输入信号；所述主开关耦接至所述原边绕组的第二端子。

8.如权利要求6所述的开关稳压电路，其特征在于，其中所述开关稳压电路还包括低侧开关，耦接在储能元件与主开关的连接节点与参考地之间。

9.一种用于控制开关稳压电路的方法，所述开关稳压电路包括主开关和储能元件，所述方法包括：

接收输入信号；

控制主开关以一定开关频率导通和断开，以控制储能元件存储和释放能量，以提供所述开关稳压电路的输出信号；

基于输出信号得到反馈信号，所述反馈信号与所述输出信号成比例；

当反馈信号大于第一频率设定阈值时，控制开关频率为固定值；当反馈信号小于第一频率设定阈值并大于最大负载判断阈值时，控制开关频率跟随反馈信号的变化而变化；当反馈信号小于最大负载阈值时，控制开关频率为最高频率；其中所述第一频率设定阈值大于最大负载判断阈值。

10.如权利要求9所述的用于控制开关稳压电路的方法，其特征在于，其中所述当开关频率为最高频率时，控制主开关在最高频率下运行设定的持续时间，在所述设定的持续时间之后，保持主开关为断开状态。

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