CN108429440A - 一种小波纹跳周期控制方法及控制电路 - Google Patents

一种小波纹跳周期控制方法及控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种小波纹跳周期控制方法及控制电路，增加跳周期检测电路和误差放大器输出端补偿环路的切断开关，当电路进入跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制，切断所述补偿环路；当电路退出跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制，使所述补偿环路通路。与现有技术相比，在跳周期工作模式下，减少连续工作周期数目和连续不工作的周期数目，使得工作周期和不工作周期分布更为均匀，达到降低输出电压纹波和输入电流纹波的目的。

Description

一种小波纹跳周期控制方法及控制电路
技术领域
本发明涉及电子电路领域，特别是涉及一种小波纹跳周期控制方法及控制电路。
背景技术
当DC-DC转换器工作在小占空比时，由于电路存在最小占空比限制，转换器会进入跳周期工作模式，此模式能降低整个转换器的工作频率，提高转换效率，但会导致输出纹波增大。造成此现象的主要原因是由于系统环路的补偿网络会导致相位延时，如图1所示，会出现连续多个最小占空比工作周期，再连续多个周期不工作，在这个循环过程中，其平均占空比小于所设的最小占空比，输出电压纹波较大，同时输入电流的纹波也较大，这点在升压转换器表现尤为明显。
发明内容
本发明提供一种能够降低输出电压纹波和输入电流纹波的目的的小波纹跳周期控制方法及控制电路，具有在跳周期工作模式下，减少连续工作周期数目和连续不工作的周期数目，使得工作周期和不工作周期分布更为均匀的特点。
根据本发明提供的一种小波纹跳周期控制方法，当电路进入跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制，切断所述补偿环路；当电路退出跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制，使所述补偿环路通路。
对误差放大器输出端补偿环路进行切断和通路控制的方法包括：周期性锁存误差放大器所连接的PWM输出的信号，并将此信号作为控制误差放大器输出端补偿环路切断和通路的控制信号；当所述PWM输出的信号为低电平时，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制；当所述PWM输出的信号为高电平时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制。
对误差放大器输出端补偿环路进行切断和通路控制的方法包括：采用串联于所述补偿环路的控制开关进行切断和通路控制。
根据本发明提供的一种小波纹跳周期控制电路，增加跳周期检测电路和误差放大器输出端补偿环路的切断开关，所述跳周期检测电路的控制信号输出端与所述切断开关的开关动作信号控制端相连；当跳周期检测电路检测到电路进入跳周期工作模式时，控制切断开关断开，切断误差放大器输出端补偿环路；当跳周期检测电路检测到电路退出跳周期工作模式时，控制切断开关闭合，误差放大器输出端补偿环路通路。
所述跳周期检测电路为D触发器跳周期检测电路，D触发端输入与误差放大器所连接的PWM输出的信号，Q输出端连接切断开关控制端。
所述切断开关设置于误差放大器输出端与补偿环路电阻RC之间。
所述切断开关设置于补偿环路电阻RC与电容CC之间。
所述切断开关设置于补偿环路电容CC与连接地之间。
与现有技术相比，在跳周期工作模式下，减少连续工作周期数目和连续不工作的周期数目，使得工作周期和不工作周期分布更为均匀，达到降低输出电压纹波和输入电流纹波的目的。
附图说明
图1为传统跳周期工作的主要节点波形示意图。
图2为本发明其中一实施例的小波纹跳周期控制电路连接结构示意图。
图3为采用本发明一实施例的小波纹跳周期控制电路后得到的主要节点波形示意图。
图4为本发明一实施例采用的跳周期检测电路连接结构示意图。
图5为图4所示实施例的跳周期检测波形示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一种小波纹跳周期控制方法，当电路进入跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制，切断所述补偿环路；当电路退出跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制，使所述补偿环路通路。
当DC-DC转换器工作在跳周期模式下，减小每次连续最小占空比工作的周期数目和连续跳过的工作周期数目，就能减小跳周期工作模式下的输出电压纹波和输入电流纹波。
在本发明方案中，如图2所示，增加一个跳周期检测电路和一个开关S1，当电路工作在最小占空比工作模式，整个电路工作模式与常规方式相同；当电路进行到跳周期工作模式时，通过跳周期检测电路，控制开关S1断开，将误差放大器GM输出电压存贮在补偿电容CC，而误差放大器GM输出端COMP的补偿网络从整个环路去除，此时GM当作比较器使用，不再存在相位延时，只要VO电压低于预设值，立刻退出跳周期模式，控制开关S1闭合，误差放大器GM电压恢复到上次刚进入跳周期时的电压，整个电路进入最小占空比工作模式。这样可以减小跳周期的相位延时，而且退出跳周期时，误差放大器输出电压GM恢复到最小占空比工作时的所需电压，直接进入最小占空比工作模式。如图3所示，这种跳周期控制模式，在连续工作的数目会极大的降低，连续不工作的周期数目也会极大的减小，从而达到降低跳周期工作模式下的输出电压纹波和输入电流纹波的目的。
对误差放大器输出端补偿环路进行切断和通路控制的方法包括：周期性锁存误差放大器所连接的PWM输出的信号，并将此信号作为控制误差放大器输出端补偿环路切断和通路的控制信号；当所述PWM输出的信号为低电平时，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制；当所述PWM输出的信号为高电平时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制。
作为本发明的一种实施方式，采用时钟信号CLK周期性锁存PWM输出的信号，当PWM输出的信号为低电平时，表示处于跳周期模式，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制，加快系统的响应时间。当PWM输出的信号为高电平时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制。
作为一种实施方式，对误差放大器输出端补偿环路进行切断和通路控制的方法包括：采用串联于所述补偿环路的控制开关进行切断和通路控制。
如图2所示，一种小波纹跳周期控制电路，增加跳周期检测电路PSM和误差放大器输出端补偿环路的切断开关S1，所述跳周期检测电路的控制信号输出端与所述切断开关的开关动作信号控制端相连；当跳周期检测电路检测到电路进入跳周期工作模式时，控制切断开关断开，切断误差放大器输出端补偿环路；当跳周期检测电路检测到电路退出跳周期工作模式时，控制切断开关闭合，误差放大器输出端补偿环路通路。
当电路工作在跳周期模式下，由于电路中增加跳周期状态检测模块。当电路工作在跳周期时，主功率栅控信号VG1会出现跳不连续，通过跳周期检测电路，其输出信号VC控制开关S1断开，GM的输出端COMP的电压被存储在补偿电容CC上，GM被作为比较器使用，实时检测输出电压VO，当VO电压低于预设值时，COMP马上翻转，VG1再次开启，进入最小占空比工作模式，电感L1对输出电容CO充电，且误差放大器GM输出端COMP电压恢复到上一次刚进入跳周期时的电压；当刚进入充电模式时，由于VO略低于预设值，因此COMP电压会略微上升，电感L1电流逐渐增大，经过最小占空比时间，L1存储能量输出到输出电容CO，使得输出电压上升。由于VO电压刚低于设定值，电感就再次充电，因此可以用很少的连续充电周期，就使得输出电压VO高于设定值COMP再次下降，进入跳周期模式。如此循环，能减少连续充电和连续不工作的时间，使得输出电压纹波和输入电流纹波减小。
所述跳周期检测电路为D触发器跳周期检测电路，D触发端输入与误差放大器所连接的PWM输出的信号，Q输出端连接切断开关控制端。
如图4所示，作为本发明的一个实施例方式，跳周期检测电路采用一个D触发器电路，D触发端接PWM电路的输出信号PWM1，Q输出端输出控制信号VC。如图5所示，当CLK出现上升沿时，锁存PWM1信号，并将此信号送至VC，用户控制开关S1，当VC为高电平时，S1闭合；当VC为低电平时，表示处于跳周期模式，控制开关S1断开，加快系统的响应时间。
作为本发明的一种实施方式，所述切断开关可以设置于误差放大器输出端与补偿环路电阻RC之间，或设置于补偿环路电阻RC与电容CC之间，或设置于补偿环路电容CC与连接地之间。

Claims (8)

1.一种小波纹跳周期控制方法，其特征在于：当电路进入跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制，切断所述补偿环路；当电路退出跳周期工作模式时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制，使所述补偿环路通路。
2.根据权利要求1所述的小波纹跳周期控制方法，其特征在于：对误差放大器输出端补偿环路进行切断和通路控制的方法包括：周期性锁存误差放大器所连接的PWM输出的信号，并将此信号作为控制误差放大器输出端补偿环路切断和通路的控制信号；当所述PWM输出的信号为低电平时，对误差放大器输出端补偿环路进行切断控制；当所述PWM输出的信号为高电平时，对误差放大器输出端补偿环路进行通路控制。
3.根据权利要求1或2所述的小波纹跳周期控制方法，其特征在于：对误差放大器输出端补偿环路进行切断和通路控制的方法包括：采用串联于所述补偿环路的控制开关进行切断和通路控制。
4.一种小波纹跳周期控制电路，其特征在于：增加跳周期检测电路和误差放大器输出端补偿环路的切断开关，所述跳周期检测电路的控制信号输出端与所述切断开关的开关动作信号控制端相连；当跳周期检测电路检测到电路进入跳周期工作模式时，控制切断开关断开，切断误差放大器输出端补偿环路；当跳周期检测电路检测到电路退出跳周期工作模式时，控制切断开关闭合，误差放大器输出端补偿环路通路。
5.根据权利要求4所述的小波纹跳周期控制电路，其特征在于：所述跳周期检测电路为D触发器跳周期检测电路，D触发端输入与误差放大器所连接的PWM输出的信号，Q输出端连接切断开关控制端。
6.根据权利要求4或5所述的小波纹跳周期控制电路，其特征在于：所述切断开关设置于误差放大器输出端与补偿环路电阻RC之间。
7.根据权利要求4或5所述的小波纹跳周期控制电路，其特征在于：所述切断开关设置于补偿环路电阻RC与电容CC之间。
8.根据权利要求4或5所述的小波纹跳周期控制电路，其特征在于：所述切断开关设置于补偿环路电容CC与连接地之间。
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