CN110995002A - 一种恒压环路控制电路及方法、开关电源控制电路及芯片 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种恒压环路控制电路及方法、开关电源控制电路及芯片，所述电路包括：输出电压比较模块，用于检测本周期输出电压是否达到设定值；输出电压变化趋势侦测模块，用于检测本周期输出电压相比于上一周期输出电压为上升或者下降；PFM周期控制模块，分别与所述输出电压比较模块和所述输出电压变化趋势侦测模块连接，用于根据所述输出电压比较模块的侦测结果，确定增大指定值或者减小指定值本周期的关断时间。通过本申请中的恒压环路控制电路，避免了传统的恒压环路控制方式因相邻两个周期的PFM周期变化过大而引入的纹波。

Description

一种恒压环路控制电路及方法、开关电源控制电路及芯片

技术领域

本申请涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种恒压环路控制电路及方法、开关电源控制电路及芯片。

背景技术

原边反馈方式的AC-DC控制技术是近年发展起来的新型AC-DC控制技术，与传统的副边反馈开关电源机构结构相比，其最大的优势在于省去了隔离芯片以及与隔离芯片配合工作的一组元器件，节省了电路板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可靠性。原边反馈直流电源在手机充电器等成本压力较大的应用领域，以及LED驱动电源等对体积要求很高的应用领域有较大的市场份额。

图1给出了现有技术的一种原边反馈AC-DC电源控制芯片及其应用的结构框图，如图1所示，所述原边反馈AC-DC驱动电源包括控制模块1、变压器3、NMOS管M1，所述变压器3包括原边绕组Np、辅助绕组Na以及次级绕组Ns，所述控制模块1包括采样保持单元109、恒压环路控制电路101、恒流环路控制电路102、开启信号逻辑单元104、RS触发器105、PFM单元106、驱动单元107、逐周期限流单元108以及内建电源模块103。在采用这种控制模块1构成的原边反馈AC-DC电源中，电阻R1和电阻R2构成取样电路，所述FB引脚为辅助绕组Na电压反馈引入脚，并从电阻R1和电阻R2构成采样模块中取得信号。在控制模块1内部，FB引脚连接到恒压环路控制电路101和恒流环路控制电路102用于根据输出电压或者输出电流的大小来调节控制芯片的工作频率。所述CS引脚为原边绕组Np电流检测信号引入脚，从NMOS管M1源极电阻R4上取得信号，在控制模块1内部，CS引脚连接到逐周期限流单元108的同相输入端。开启信号逻辑单元104的输出端连接RS触发器105的S端，开启信号逻辑单元104的输出端输出的信号(即ON信号)作为本周期的开启信号。逐周期限流单元108的输出端连接到RS触发器105的R端，逐周期限流单元108的输出端输出的信号(即OCP信号)作为本周期的关断信号。所述RS触发器105的输出端(即Q端)连接到PFM单元106的输入端，PFM单元106连接到驱动单元107，所述驱动单元106的输出端与控制模块1的OUT引脚连接，OUT引脚接至NMOS管M1的栅极，驱动单元107输出的信号用于驱动外部的功率NMOS管。VCC引脚为控制模块1的电源引脚，用于为整个控制芯片接入外部电源。CS为原边绕组Np电流侦测引脚，用于侦测原边绕组Np导通时的峰值电流，以实现各周期过程中的逐周期限流，进而使得每个周期传输的能量均相同。GND为控制模块1的接地引脚。

当系统正常工作时，由于变压器3中原边绕组Np的极性相对辅助绕组Na和次级绕组Ns同名端相反，因此在原边绕组Np导通时，FB引脚为负电压；当处于次级绕组Ns导通阶段时，由于辅助绕组Na与次级绕组Ns同名端极性相同，因此FB电压为正电压，此时变压器3中次级绕组Ns的电压为Vs＝Vo+Vz，辅助绕组Na的电压Va＝Vs×(NA/NS)＝VFB×R2/(R1+R2)，因此Vo＝VFB×R2×NS/[(R1+R2)*NA]-Vz，即输出电压是反馈电压VFB的函数，控制模块1通过恒压环路控制电路101来调节VFB到设定值，即可使得输出电压Vo稳定在设定值，此时系统工作在恒压模式；当系统工作在恒流模式时，副边导通时间检测单元可通过侦测FB引脚为正电压的时间来确定次级绕组Ns的导通时间Tons，并以此为依据来确定系统的工作周期T＝K×Tons，其中K为比例系数。由于系统工作于断续模式，每个周期均要使原边绕组Np储存的能量全部在次级绕组Ns释放，这样次级绕组Ns的平均输出电流Iout＝Ips×Tons/T＝Ipp×(NS/NP)×(1/K)，Ips为次级绕组Ns导通时的峰值电流，Ipp为原边绕组Np导通时的峰值电流，Ns为次级绕组Ns的圈数，Np为原边绕组Np的圈数。这样只要设定好Ipp和K及变压器参数，那么次级绕组Ns的输出电流就是一个恒定值。

图2给出了目前常见的一种恒压环路控制电路的实现方式。通过放大反馈电压FB与基准电压之间的误差，由于运放两端虚短，因此(Vref-FB)/R＝(FB-EA_out)/(40*R)，则EA_out＝41*FB－40*Vref，这样，当输出电压越高时，FB越高EA_out也越高；由于FB电压只有在次边消磁阶段才能侦测输出电压，因此需要在次边消磁阶段的某个合适的时间点对EA_out进行采样保持，保持电压为EA_SH；利用EA_SH与一个减缓的锯齿波比较，来决定本周期的关断时间toff，那么T＝Tonp+Tons+toff，控制模块1通过调toff来调整T，也就是通过调频的方式来使得最终输出电压稳定在设定的值。

图3显示了EA_SH与toff之间的关系图，随着EA_SH的升高，其切掉的减缓锯齿波的部分也越大，toff时间越长，由于渐缓锯齿波的特性，在EA_SH比较高时toff变化速度迅速增大，减缓锯齿波最高电平被设在Vref，当EA_SH达到或超过改值时，toff由最大关断时间Toff_max决定(一般在3-8ms)。现有技术中的控制方式，相邻的两个周期之间，周期T的变化可以从最小(约10us)直接变化到最大(8ms)，当系统在工作中某个周期受到扰动时EA_SH电压发生跳变，本周期的T可以发生剧烈变化，从而导致很大的输出电压纹波。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本申请要解决的技术问题是，提供一种恒压环路控制电路及方法、开关电源控制电路及芯片，避免传统的恒压环路控制方式因相邻两个周期的PFM周期变化过大而引入的纹波。

第一方面，本申请实施例提供了一种恒压环路控制电路，所述电路包括：输出电压比较模块，用于检测本周期输出电压是否达到设定值；输出电压变化趋势侦测模块，用于检测本周期输出电压相比于上一周期输出电压为上升或者下降；PFM周期控制模块，分别与所述输出电压比较模块和所述输出电压变化趋势侦测模块连接，用于根据所述输出电压比较模块的侦测结果，确定增大指定值或者减小指定值本周期的关断时间。

可选地，所述输出电压变化趋势侦测模块包括运算放大单元，所述运算放大单元，包括：运算放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第一开关和第二开关；其中，所述运算放大器的正相输入端为反馈电压，所述运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端为参考电压，所述运算放大器的输出端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端分别与所述第二开关的第一端和所述第一电容的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接地；所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接；所述第一开关的第二端分别与所述输出电压变化趋势侦测模块中输出电压下降比较器的同相输入端和所述输出电压变化趋势侦测模块中输出电压上升比较器的反相输入端连接；所述第二开关的第二端分别与所述输出电压下降比较器的反相输入端和所述输出电压上升比较器的同相输入端连接。

可选地，所述输出电压变化趋势侦测模块，还包括：输出电压下降比较器，所述输出电压下降比较器的反相输入端为所述上一周期输出电压，所述输出电压下降比较器的同相输入端为本周期输出电压与补偿电压，所述输出电压下降比较器的输出端与所述PFM周期控制模块中第一与门的第一端连接；输出电压上升比较器，所述输出电压上升比较器的反相输入端为本周期输出电压，所述输出电压上升比较器的同相输入端为上一周期输出电压与补偿电压，所述输出电压上升比较器的输出端与所述PFM周期控制单元中第二与门的第一端连接。

可选地，所述输出电压比较模块，包括：输出电压比较器；其中，所述输出电压比较器的同相输入端为反馈电压，所述输出电压比较器的反相输入端为基准电压，所述输出电压比较器的输出端与所述PFM周期控制单元中的采样保持处理单元连接。

可选地，所述PFM周期控制模块，包括：采样保持处理单元、第一与门、第二与门、双向计数器和数模转换器；其中，所述采样保持处理单元分别与所述第一与门的第二端和所述第二与门的第二端连接，所述第一与门的输出端和所述第二与门的输出端均与所述双向计数器连接，所述双向计数器与所述数模转换器连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种恒压环路控制方法，所述方法包括：输出电压变化趋势侦测模块检测本周期输出电压和上一周期输出电压；将所述本周期输出电压与所述上一周期输出电压比较；若所述本周期输出电压大于上一周期输出电压，PFM周期控制单元控制频率停止上升；若所述本周期输出电压小于上一周期输出电压，所述PFM周期控制单元控制频率停止下降。

可选地，所述方法还包括：输出电压比较模块侦测输出电压是否小于或者等于设定值；若本周期输出电压小于或者等于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间减小指定值；若本周期输出电压大于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间增大指定值。

第三方面，本申请实施例提供了一种开关电源的控制电路，所述开关电源的控制电路包括：控制模块、变压器、整流单元、NMOS管和电阻；其中，所述控制模块中包括所述恒压环路控制电路，所述恒压环路控制电路为上述恒压环路控制电路，所述恒压环路控制电路用于根据输出电压调节所述控制模块的工作频率。

可选地，变压器包括原边绕组、辅助绕组和次级绕组；

所述控制模块包括采样保持单元、恒压环路控制电路、恒流环路控制电路、开启信号逻辑单元、RS触发器、PFM单元、驱动单元、逐周期限流单元、内电源模块、振荡器。

第四方面，本申请实施例还提供了一种开关电源的控制芯片，所述开关电源的控制芯片包括上述恒压环路控制电路。

与现有技术相比，本申请实施例具有以下优点：

根据本申请实施方式提供的恒压环路控制电路，输出电压比较模块，用于检测本周期输出电压是否达到设定值；输出电压变化趋势侦测模块，用于检测本周期输出电压相比于上一周期输出电压为上升或者下降；PFM周期控制模块，分别与所述输出电压比较模块和所述输出电压变化趋势侦测模块连接，用于根据所述输出电压比较模块的侦测结果，确定增大指定值或者减小指定值本周期的关断时间。通过本申请中的恒压环路控制电路，避免了传统的恒压环路控制方式因相邻两个周期的PFM周期变化过大而引入的纹波。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种原边反馈电源AC-DC控制电路的结构示意图；

图2为现有技术中一种恒压环路控制单元的结构示意图；

图3为现有技术中电压EA_out和本周期关断时间toff的关系的示意图；

图4为本申请实施例中一种恒压环路控制电路的结构示意图；

图5为本申请实施例中一种恒压环路控制电路控制过程的时序图；

图6为本申请实施例中一种恒压环路控制电路控制过程中的采样时序图；

图7为本申请实施例中一种恒压环路控制方法的流程示意图；

图8为本申请实施例中一种开关电源的控制电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

发明人经过研究发现，现有技术中的控制方式，相邻的两个周期之间，周期T的变化可以从最小(约10us)直接变化到最大(8ms)，当系统在工作中某个周期受到扰动时EA_SH电压发生跳变，本周期的T可以发生剧烈变化，从而导致很大的输出电压纹波。

为了解决上述问题，在本申请实施例中，通过输出电压比较模块、PFM周期控制模块以及输出电压变化趋势侦测模块联合控制，在输出电压还未达到设定值时停止对频率的上升或者下降，保证当输出电压上升或者下降到设定值时，其频率并没有过高或者过低，输出电压不会有很大的过冲，并最终稳定在设定值附近，没有引入较大的输出电压纹波。

下面结合附图，详细说明本申请的各种非限制性实施方式。

本申请实施例提供了一种恒压环路控制电路，如图4所示，所述电路包括：

输出电压比较模块40，用于检测本周期输出电压是否达到设定值；

输出电压变化趋势侦测模块42，用于检测本周期输出电压相比于上一周期输出电压为上升或者下降；

PFM周期控制模块44，分别与所述输出电压比较模块和所述输出电压变化趋势侦测模块连接，用于根据所述输出电压比较模块的侦测结果，确定增大指定值或者减小指定值本周期的关断时间。

在本申请实施例中，输出电压变化趋势侦测模块42侦测本周期输出电压相比于上一周期输出电压为上升或者下降，具体地，输出电压变化趋势侦测模块42检测本周期输出电压和上一周期输出电压，将所述本周期输出电压与所述上一周期输出电压比较确定本周期输出电压相比于上一周期输出电压为上升或者下降。PFM周期控制模块44根据输出电压变化趋势侦测模块42的侦测结果，控制频率是否停止上升或者停止下降，具体地，若所述本周期输出电压大于上一周期输出电压，PFM周期控制单元控制频率停止上升；若所述本周期输出电压小于上一周期输出电压，所述PFM周期控制单元控制频率停止下降。

在本申请实施例中，输出电压比较模块40侦测输出电压是否小于或者等于设定值；若本周期输出电压小于或者等于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间减小；若本周期输出电压大于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间增大。

在本申请实施例中，所述输出电压变化趋势侦测模块42包括运算放大单元320、输出电压下降比较器201和输出电压上升比较器202。

运算放大单元320包括：运算放大器213、第一电阻211、第二电阻212、第一电容216、第二电容217、第一开关214和第二开关215。

其中，所述运算放大器213的正相输入端为反馈电压FB，所述运算放大器的反相输入端与所述第一电阻211的第二端连接，所述第一电阻211的第一端为参考电压Vref，所述运算放大器213的输出端与所述第一开关214的第一端连接，所述第一开关214的第二端分别与所述第二开关215的第一端和所述第一电容216的第一端连接，所述第二开关215的第二端与所述第二电容217的第一端连接，所述第一电容214的第二端和所述第二电容217的第二端均接地；所述第二电阻212的第一端与所述运算放大器213的反相输入端连接，所述第二电阻212的第二端与所述运算放大器213的输出端连接。

在本申请实施例中，第一开关214的第二端分别与所述输出电压变化趋势侦测模块320中输出电压下降比较器201的同相输入端和所述输出电压变化趋势侦测模块320中输出电压上升比较器202的反相输入端连接；所述第二开关215的第二端分别与所述输出电压下降比较器201的反相输入端和所述输出电压上升比较器202的同相输入端连接。

在本申请实施例中，第一开关214的第二端为本周期输出电压V_n，第二开关215的第二端为上一周期输出电压V_n-1。控制模块81中的采样保持单元109产生采样保持信号SH1和SH2，SH1控制第一开关214，SH2控制第二开关215。

输出电压下降比较器201：所述输出电压下降比较器201的反相输入端为所述上一周期输出电压V_n-1，所述输出电压下降比较器201的同相输入端为本周期输出电压V_n与补偿电压V_offset，所述输出电压下降比较器201的输出端与所述PFM周期控制模块44中第一与门205的第一端连接。

输出电压上升比较器202：所述输出电压上升比较器202的反相输入端为本周期输出电压V_n，所述输出电压上升比较器202的同相输入端为上一周期输出电压V_n-1与补偿电压V_offset，所述输出电压上升比较器202的输出端与所述PFM周期控制单元44中第二与门206的第一端连接。

在本申请实施例中，所述输出电压比较模块40包括：输出电压比较器203；其中，所述输出电压比较器203的同相输入端为反馈电压FB，所述输出电压比较器203的反相输入端为基准电压Vref1，所述输出电压比较器203的输出端与所述PFM周期控制单元44中的采样保持处理单元204连接。

在本申请实施例中，所述PFM周期控制模块44，包括：采样保持处理单元204、第一与门205、第二与门206、双向计数器207和数模转换器208。

其中，所述采样保持处理单元204分别与所述第一与门205的第二端和所述第二与门206的第二端连接，所述第一与门205的输出端和所述第二与门206的输出端均与所述双向计数器207连接，所述双向计数器207与所述数模转换器208连接。

在本申请实施例一种可选实施方式中，如图4所示。恒压控制电路由三部分组成，一是输出电压比较模块40，用于侦测本周期的输出电压是否达到设定值。二是PFM周期控制模块44，用于根据输出电压比较模块40的侦测结果，决定本周期的关断时间toff是增大一步还是减小一步，相邻两步之间变化量固定在15％。如果本周期输出电压小于等于设定值，则toff减小一步，本周期toff等于上一周期toff的85％；如果本周期输出电压大于设定值，则toff增大一步，本周toff等于上一周期toff的1.15倍。三是输出电压变化趋势侦测模块(输出电压上升下降侦测模块)42，用于侦测本周期输出电压比上一周期是上升还是下降。因为toff的变化与输出电压侦测之间有一个滞后，当输出电压小于设定值时，toff会逐周期一直减小，PFM频率不断增大，直到输出电压大于设定值才会停下来，而此时频率可能冲的过高，已经高于系统所需要的频率，输出电压会持续走高，控制模块81又要经过好多个周期才能把频率降下来，输出电压会有一个比较大的过冲，同理，频率下降过程也会带来输出电压的下冲，从而引起较大的输出电压纹波。

输出电压变化趋势侦测模块42就是用来解决以上的PFM频率相对于输出电压的滞后问题。如果本周期输出电压比前一周期高，说明输出电压处于上升过程，此时即使输出电压侦测比较器的侦测结果显示输出电压小于设定值，也不允许toff时间减小，也就是本周期toff时间维持与上个周期一样，不做变化，因为输出电压上升说明目前系统提供的能量已经大于输出端所需要的能量，没必要继续提高频率、增加能量；同理，如果侦测到本周期的输出电压比前一周期低，说明输出电压在下降，此时即使输出电压侦测比较器的侦测结果显示输出电压大于设定值，也不允许toff时间增大，也就是本周期toff时间维持与上个周期一样，不做变化，因为输出电压下降说明目前系统提供的能量已经小于输出端所需要的能量，没必要继续降低频率、减少能量。

通过以上三部分电路的联合控制，当系统提供能量不足时，输出电压下降，当下降到小于等于设定值时，输出电压侦测比较器203输出低电平，在采样保持信号SH1到来时，经采样保持处理单元204的处理，并经过第二与门206传输到6位双向计数器单元207，双向计数器进行“-1”运算，使得其输出的六位二进制信号Q1-Q6会比上一周期减一，Q1-Q6输入到6位数模转换器208，该转换器的输出关断时间toff(即CV LOOP信号)会比上一个周期下降15％，也就是本周期的频率会比上一周期提高15％，系统向输出端传输能量增加，经过若干个周期后，频率提高到一定值时，系统传输的能量开始大于输出所需能量，此时输出电压不再下降，转而开始上升，当某个周期输出电压变化趋势侦测模块42侦测到本周期输出电压比前一周期高时，说明输出电压处于上升阶段，输出电压上升比较器202的输出Vo_up＝0，此时尽管输出电压仍然小于设定值，但是Vo_up信号会通过第二与门206关闭双向计数器的“-1”通道，使得频率不再上升，直到输出电压不再上升或者开始下降为止，这样可以保证当输出电压上升到设定值时，其频率并没有过高，输出电压不会有很大的过冲，并最终稳定在设定值附近，不会产生较大的纹波。

当系统提供能量过大时，输出电压上升，当上升到大于等于设定值时，输出电压比较器203输出低高平，在采样保持信号SH1到来时经采样保持处理单元204的处理，并经过第一与门205传输到6位双向计数器单元207，双向计数器进行“+1”运算，使得其输出的六位二进制信号Q1-Q6会比上一周期加一，Q1-Q6输入到6位数模转换器208，该转换器的输出关断时间toff(即CV LOOP信号)会比上一个周期增大15％，也就是本周期的频率会比上一周期下降15％，系统向输出端传输能量减小，经过若干个周期后，频率下降到一定值时，系统传输的能量开始小于输出所需能量，这时输出电压不再上升，转而开始下降，当某个周期输出电压变化趋势侦测模块32侦测到本周期输出电压比前一周期低的时候，说明输出电压处于下降阶段，输出电压下降比较器201的输出Vo_down＝0，此时尽管输出电压仍然高于设定值，但是Vo_down信号会通过第一与门205关闭双向计数器的“+1”通道，使得频率不再下降，直到输出电压不再下降或者开始上升为止，这样可以保证当输出电压下降到设定值时，其频率并没有过低，输出电压不会有很大的下冲，并最终稳定在设定值附近，不会产生较大的纹波。

系统稳定后，输出电压会在设定值附近轻微波动，频率会在设定值附近正负一个步长波动，由于相邻周期的频率只能变化15％，即使受到扰动，也不会引起频率的剧烈变化，不会因为扰动引起较大的输出纹波。图5显示了该控制方法的环路调整过程示意图。

输出电压变化趋势侦测模块32由输出电压下降比较器201、输出电压上升比较器202、第一电阻211、第二电阻212、运算放大器213、第一开关214、第二开关215、第一电容216和第二电容217组成。在消磁阶段我们可以通过反馈电压FB侦测到输出电压，通过运算放大器213、第一电阻211和第二电阻212组成的放大网络，得到EA_out＝41*FB－40*Vref。在消磁过程中通过采样保持信号SH1控制第一开关214对EA_out信号进行采样，并保持在第一电容216上面成为V_n。采样保持信号SH1过后，输出电压下降比较器201和输出电压上升比较器202开始工作，对V_n和V_n-1进行比较。如果V_n>V_n-1，说明本周期的反馈电压FB比上一周期高，也就是本周期输出电压高于上一周期输出电压，输出电压处于上升过程，输出电压上升比较器202输出翻转，Vo_up＝0。为了设置一个初始态以及防止干扰、比较器失配等情况，在比较器的输入端加入一个电压Voffset(约20mv)，由于运放是40倍增益，因此只有本周期FB电压比上一周期高0.5mv以上，即Vn>Vn-1+Voffset时，输出电压上升比较器202才会翻转。同理，如果Vn-1>Vn+Voffset，说明本周期输出电压比上一周期输出电压低，输出电压处于下降过程，则输出电压下降比较器201输出翻转，Vo_down＝0。输出电压下降比较器201和输出电压上升比较器202比较完成后，分别将信号传输给第一与门205和第二与门206，使得6位双向计数器207完成本周期计数后，采样保持信号SH2窄脉冲来临，第二开关215导通，将V_n传给V_n-1，由于第二电容217远小于第一电容216，因此V_n-1电压基本等于V_n，然后第二开关215断开，第一电容216用于下个周期继续采样输出电压，而本周期的电压信号则被保存在第二电容217上，如此循环。

通过本申请实施例中的恒压环路控制电路，可以在负载变化时，让原边峰值电流和工作频率达到最佳的组合，避免了传统的恒压环路控制方式因相邻两个周期的PFM周期变化过大而引入的纹波，获得更高的效率，更低的噪声，更好的动态特性以及更低的待机功耗。

本申请实施例提供了一种恒压环路控制方法，如图所示，所述方法包括：

S1、输出电压变化趋势侦测模块检测本周期输出电压和上一周期输出电压；

S2、将所述本周期输出电压与所述上一周期输出电压比较；

S3、若所述本周期输出电压大于上一周期输出电压，PFM周期控制单元控制频率停止上升；若所述本周期输出电压小于上一周期输出电压，所述PFM周期控制单元控制频率停止下降。

在本申请实施例中，所述方法还包括：

输出电压比较模块侦测输出电压是否小于或者等于设定值；

若本周期输出电压小于或者等于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间减小指定值；若本周期输出电压大于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间增大指定值。

通过本申请实施例中的恒压环路控制电路，可以在负载变化时，让原边峰值电流和工作频率达到最佳的组合，避免了传统的恒压环路控制方式因相邻两个周期的PFM周期变化过大而引入的纹波，获得更高的效率，更低的噪声，更好的动态特性以及更低的待机功耗。

本申请实施例提供了一种开关电源的控制电路，如图8所示，所述开关电源的控制电路包括：

控制模块81、整流单元82、变压器83、NMOS管和电阻；

其中，所述控制模块中包括所述恒压环路控制电路，所述恒压环路控制电路为上述的恒压环路控制电路，所述恒压环路控制电路用于根据输出电压调节所述控制模块的工作频率。

在本申请实施例中，变压器83包括原边绕组、辅助绕组和次级绕组；

所述控制模块81包括采样保持单元809、恒压环路控制电路801、恒流环路控制电路802、开启信号逻辑单元804、RS触发器805、PFM单元806、驱动单元807、逐周期限流单元808、内电源模块803和振荡器810。

电阻R1和电阻R2组成采样模块，所述采样保持单元809和所述恒流环路控制电路801与所述采样模块连接，所述采样保持单元809与所述恒压环路控制电路801连接，所述恒压控制电路801和所述恒流环路控制电路802与所述开启信号逻辑单元804连接，所述开启信号逻辑单元804的输出端与所述RS触发器的S端连接，所述逐周期限流单元808的输出端与所述RS触发器805的R端连接，所述RS触发器805的输出端与所述PFM单元连接，所述PFM单元与所述驱动单元连接，所述驱动单元与所述NMOS管M1的栅极连接。

在本申请实施例中，所述采样保持单元产生的采样保持信号SH1和SH2、所述内建电源产生的基准电压Vref和补偿电压V_offset、所述振荡器产生的时钟信号CLK输入至所述恒压环路控制电路801中。

本申请实施例还提供了一种开关电源的控制芯片，所述开关电源的控制芯片包括上述的恒压环路控制电路。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种恒压环路控制电路，其特征在于，所述电路包括：

输出电压比较模块，用于检测本周期输出电压是否达到设定值；

输出电压变化趋势侦测模块，用于检测本周期输出电压相比于上一周期输出电压为上升或者下降；

PFM周期控制模块，分别与所述输出电压比较模块和所述输出电压变化趋势侦测模块连接，用于根据所述输出电压比较模块的侦测结果，确定增大指定值或者减小指定值本周期的关断时间。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出电压变化趋势侦测模块包括运算放大单元，所述运算放大单元，包括：运算放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第一开关和第二开关；

其中，所述运算放大器的正相输入端为反馈电压，所述运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端为参考电压，所述运算放大器的输出端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端分别与所述第二开关的第一端和所述第一电容的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接地；所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接；

所述第一开关的第二端分别与所述输出电压变化趋势侦测模块中输出电压下降比较器的同相输入端和所述输出电压变化趋势侦测模块中输出电压上升比较器的反相输入端连接；所述第二开关的第二端分别与所述输出电压下降比较器的反相输入端和所述输出电压上升比较器的同相输入端连接。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出电压变化趋势侦测模块，还包括：

输出电压下降比较器，所述输出电压下降比较器的反相输入端为所述上一周期输出电压，所述输出电压下降比较器的同相输入端为本周期输出电压与补偿电压，所述输出电压下降比较器的输出端与所述PFM周期控制模块中第一与门的第一端连接；

输出电压上升比较器，所述输出电压上升比较器的反相输入端为本周期输出电压，所述输出电压上升比较器的同相输入端为上一周期输出电压与补偿电压，所述输出电压上升比较器的输出端与所述PFM周期控制单元中第二与门的第一端连接。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出电压比较模块，包括：输出电压比较器；

其中，所述输出电压比较器的同相输入端为反馈电压，所述输出电压比较器的反相输入端为基准电压，所述输出电压比较器的输出端与所述PFM周期控制单元中的采样保持处理单元连接。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述PFM周期控制模块，包括：采样保持处理单元、第一与门、第二与门、双向计数器和数模转换器；

其中，所述采样保持处理单元分别与所述第一与门的第二端和所述第二与门的第二端连接，所述第一与门的输出端和所述第二与门的输出端均与所述双向计数器连接，所述双向计数器与所述数模转换器连接。

6.一种恒压环路控制方法，其特征在于，所述方法包括：

输出电压变化趋势侦测模块检测本周期输出电压和上一周期输出电压；

将所述本周期输出电压与所述上一周期输出电压比较；

若所述本周期输出电压大于上一周期输出电压，PFM周期控制单元控制频率停止上升；

若所述本周期输出电压小于上一周期输出电压，所述PFM周期控制单元控制频率停止下降。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：

输出电压比较模块侦测输出电压是否小于或者等于设定值；

若本周期输出电压小于或者等于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间减小指定值；

若本周期输出电压大于设定值，所述PFM周期控制单元控制关断时间增大指定值。

8.一种开关电源的控制电路，其特征在于，所述开关电源的控制电路包括：

控制模块、变压器、整流单元、NMOS管和电阻；

其中，所述控制模块中包括所述恒压环路控制电路，所述恒压环路控制电路为权利要求1-5中任一所述的恒压环路控制电路，所述恒压环路控制电路用于根据输出电压调节所述控制模块的工作频率。

9.根据权利要求8所述的开关电源的控制电路，其特征在于，

变压器包括原边绕组、辅助绕组和次级绕组；

所述控制模块包括采样保持单元、恒压环路控制电路、恒流环路控制电路、开启信号逻辑单元、RS触发器、PFM单元、驱动单元、逐周期限流单元、内电源模块、振荡器。

10.一种开关电源的控制芯片，其特征在于，所述开关电源的控制芯片包括权利要求8-9中任一所述的恒压环路控制电路。

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