CN111371071B - 控制电路及开关模式供电电路和待机控制方法 - Google Patents

控制电路及开关模式供电电路和待机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了控制电路及开关模式供电电路和待机控制方法,所述控制电路包括比较电路、周期检测电路和参数调节电路,其中比较电路用于将反馈信号和至少一个阈值信号进行比较,控制电路至少基于比较电路的比较提供打嗝控制信号;周期检测电路用于获取打嗝控制信号的周期时长;参数调节电路根据周期时长调节阈值信号。本发明提出的控制电路及开关模式供电电路和待机控制方法,能用于消除或降低打嗝模式控制中的噪音,同时控制输出纹波。

Description

控制电路及开关模式供电电路和待机控制方法
技术领域
本发明涉及电子领域,具体但不限于涉及一种控制电路及开关模式供电电路和待机控制方法。
背景技术
在开关模式供电电路中,为了降低待机功耗,在待机状态下,通过检测负载状态进行打嗝模式控制,当负载非常小时,系统进入打嗝模式控制,间歇性开启和停止开关动作。图1示出了打嗝模式控制波形示意图。当反馈信号VFB小于阈值信号Vskip时,在时间t1-t2,系统停止开关动作。当停止开关动作时,开关模式供电电路的输出电压Vout开始降低,之后反馈信号VFB开始上升。在时间t2,反馈信号VFB大于电压阈值Vskip时,供电电路重新开启开关动作。通过打嗝模式的工作,降低了开关频率和待机状态下的系统功耗。但是这种打嗝模式存在打嗝频率无法控制的缺陷,当频率比较高时,会产生噪音,当频率过低时,输出电压Vout的输出纹波过大。
有鉴于此,需要提供一种新的结构或控制方法,以期解决上述至少部分问题。
发明内容
针对现有技术中的一个或多个问题,本发明提出了一种控制电路及相应的待机控制电路、开关模式供电电路和待机控制方法。
根据本发明的一个方面,一种用于开关模式供电电路的控制电路,包括:比较电路,用于将反馈信号和至少一个阈值信号进行比较,其中,反馈信号随开关模式供电电路输出信号的变化而变化,控制电路至少基于比较电路的比较提供打嗝控制信号;周期检测电路,耦接比较电路,周期检测电路用于获取打嗝控制信号的周期时长;参数调节电路,耦接周期检测电路,参数调节电路根据周期时长调节至少一个阈值信号中的至少一个。
在一个实施方式中,至少一个阈值信号包括第一阈值信号和第二阈值信号,当反馈信号小于第一阈值信号时,打嗝控制信号为第一状态用于停止开关模式供电电路的开关动作;当反馈信号大于第二阈值信号时,打嗝控制信号为第二状态用于开启开关模式供电电路的开关动作,其中第一阈值信号小于第二阈值信号。
在一个实施方式中,当连续N个周期的周期时长均大于第一时间阈值时,增大第一阈值信号和/或减小第二阈值信号;当连续M个周期的周期时长均小于第二时间阈值时,增大第二阈值信号和/或减小第一阈值信号,其中N和M为正整数,第一时间阈值大于第二时间阈值。
在一个实施方式中,参数调节电路包括阈值信号选择电路,根据周期时长从多个阈值信号中选择一个作为第二阈值信号。
在一个实施方式中,阈值信号选择电路包括:时长比较器,用于比较周期时长与时间阈值并提供时长比较信号;移位寄存器,耦接时长比较器,基于时长比较信号控制移位寄存器的多个输出信号;多个开关,分别耦接移位寄存器的多个输出端;以及多个电压源,分别和多个开关串联。
在一个实施方式中,参数调节电路进一步包括串联的开关和电压源,电压源用于提供第一阈值信号,比较电路的输出端耦接开关的控制端。
在一个实施方式中,周期检测电路包括:边沿检测电路,耦接比较电路,边沿检测电路用于获取打嗝控制信号的边沿信息;以及计时电路,根据边沿信息获取周期时长。
根据本发明的另一个方面,一种用于开关模式供电电路的待机控制电路,包括:比较电路,用于将反馈信号和阈值信号进行比较,其中反馈信号随开关模式供电电路输出信号的变化而变化,比较电路的输出信号在第一状态下停止开关模式供电电路的开关动作,比较电路的输出信号在第二状态下开启开关模式供电电路的开关动作;以及参数调节电路,耦接比较电路,参数调节电路的输出端提供阈值信号,其中阈值信号可变。
在一个实施方式中,参数调节电路包括:串联的开关和电压源,串联耦接比较电路的输入端,比较电路的输出端耦接开关的控制端;以及阈值信号选择电路,基于时长信号从多个参考阈值信号中选择一个接入比较电路的输入端。
根据本发明的又一个方面,一种开关模式供电电路,包括如上任一实施例所述的控制电路、功率开关和逻辑门,其中逻辑门的第一输入端耦接脉冲调制信号,逻辑门的第二输入端耦接比较电路的输出端,逻辑门的输出端耦接功率开关的控制端。
根据本发明的又一个方面,一种用于开关模式供电电路的待机控制方法,包括:当反馈信号小于第一阈值信号时停止开关模式供电电路的开关动作,当反馈信号大于第二阈值信号时开启开关模式供电电路的开关动作,其中第一阈值信号小于第二阈值信号;获取相邻两次开启开关动作起始点之间或相邻两次停止开关动作起始点之间的周期时长;根据周期时长调整第一阈值信号和/或第二阈值信号。
在一个实施方式中,根据周期时长调整第一阈值信号和/或第二阈值信号的方法包括当连续N个周期的周期时长大于第一时间阈值时,增大第一阈值信号和/或减小第二阈值信号;当连续M个周期的周期时长小于第二时间阈值时,增大第二阈值信号和/或减小第一阈值信号,其中第一时间阈值大于第二时间阈值。
根据本发明的再一个方面,一种用于开关模式供电电路的待机控制方法包括:当反馈信号满足第一条件时停止开关模式供电电路的开关动作,当反馈信号满足第二条件时开启开关模式供电电路的开关动作;获取相邻两次开启开关动作起始点之间或相邻两次停止开关动作起始点之间的周期时长;以及根据周期时长调整第一条件和/或第二条件中的阈值信号用于调整周期时长。
本发明提出的控制电路及相应的待机控制电路、开关模式供电电路和待机控制方法,能用于消除或降低打嗝模式控制中的噪音,或者用于控制输出纹波。
附图说明
图1示出了打嗝模式电路波形示意图;
图2示出了根据本发明一实施例的开关模式供电电路示意图;
图3示出了根据本发明一实施例的用于开关模式供电电路的控制电路示意图;
图4示出了根据本发明一实施例的第一情形下的电路波形示意图;
图5示出了根据本发明一实施例的第二情形下的电路波形示意图;
图6示出了根据本发明一实施例的第三情形下的电路波形示意图;
图7示出了根据本发明一实施例的控制电路的电路示意图;
图8示出了根据本发明另一实施例的控制电路的电路示意图;
图9示出了根据本发明一实施例的用于开关模式供电电路的待机控制方法的流程示意图;
图10示出了根据本发明一实施例的细化控制方法流程示意图;
图11示出了根据本发明一实施例的反激式电压变换电路。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例,本发明并不仅局限于实施例描述的范围。不同实施例的组合、不同实施例中的一些技术特征进行相互替换,相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接,也包含间接连接。间接连接为通过中间部件或电路进行的连接,如通过电传导媒介如导体的连接,其中电传导媒介可含有寄生电感或寄生电容,也可通过说明书中实施例所描述的中间电路或部件的连接;间接连接还可包括可实现相同或相似功能的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接,如通过开关、信号放大电路或跟随电路等电路或部件的连接。“多个”或“多”表示两个或两个以上。“包括”、“包含”、“具有”等词表示开放性描述,不排除进一步具有其他电路、部件、模块、步骤和方法等。
图2示出了根据本发明一实施例的开关模式供电电路100示意图。开关模式供电电路100将输入电压Vin转换成输出电压Vout,用于为负载供电。开关模式供电电路100包括功率开关Q和控制电路10;控制电路10提供打嗝控制信号Burst,用于控制功率开关Q进入打嗝模式。控制电路10包括比较电路11和参数调节电路12。其中,比较电路11的第一输入端接收反馈信号VFB,比较电路11的第二输入端耦接参数调节电路12的输出端,比较电路11用于将反馈信号VFB和阈值信号Vth进行比较,其中,反馈信号VFB随开关模式供电电路输出信号的变化而变化。在一个实施例中,输出信号包括输出电压Vout。在另一个实施例中,输出信号包括输出电流。在一个实施例中,反馈信号为输出电压的输出补偿反馈信号,其与输出电压成积分反向关系,当输出电压下降时,输出补偿反馈信号在经过一段时间后开始上升。在一个实施例中,反馈信号VFB通过光耦产生,参见图11。通过将反馈信号与阈值信号Vth进行比较获得打嗝控制信号Burst,可实现降低系统待机状态下的功耗。参数调节电路12耦接比较电路11,参数调节电路12基于比较电路11的输出信号调节或选择阈值信号Vth。阈值信号Vth可包含多个阈值信号,控制电路10可基于比较电路的比较选择阈值信号用于接入比较电路11。优选地,参数调节电路12基于打嗝控制信号Burst的周期时长调节一个或多个阈值信号中的至少一个,也即参数调节电路12基于打嗝控制信号Burst的周期时长调节至少一个阈值信号中的至少一个。在另一个实施例中,参数调节电路12基于比较信号的周期时长或频率调节至少一个阈值信号中的至少一个。参数调节电路12也可基于其它参数调节多个阈值信号中的至少一个,用于控制待机时打嗝控制信号的频率,用于降低或消除噪音。
在一个实施例中,参看图7,比较电路包括一个比较器31,比较电路的输出信号直接作为打嗝控制信号Burst,比较电路的输出信号Burst在第一状态下(如低电平)停止开关模式供电电路的功率开关Q的开关动作,比较电路的输出信号Burst在第二状态下(如高电平)开启开关模式供电电路的开关动作。控制电路基于比较电路的输出信号选择不同的阈值信号至比较电路的输入端或连续调节输入至比较电路的阈值信号Vth的值,使得比较电路输入端接收的阈值信号Vth可变。
在另一个实施例中,控制电路10在比较电路11后面还可包括其它的模块,由其它模块提供打嗝控制信号Burst,如图8所示的控制电路在比较电路411,412后面进一步包括触发电路413,通过触发电路413的输出端提供打嗝控制信号Burst。这两种情况下,控制电路10均至少基于比较电路11的比较提供打嗝控制信号Burst。优选地,打嗝控制信号Burst用于为系统作待机控制,用于在负载较低的情况下,进入打嗝模式,间歇性地停止开关模式供电电路的开关动作。
继续图2的说明,开关模式供电电路100进一步包括逻辑门L1,其中逻辑门L1的第一输入端耦接脉冲宽度调制信号PWM,逻辑门L1第二输入端接收打嗝控制信号Burst,逻辑门L1的输出端耦接功率开关Q的控制端并输出信号GATE用于控制功率开关Q。在图示的实施例中,逻辑门L1为与门。在正常工作状态下,Burst信号为高电平,PWM信号控制功率开关Q的开关动作,基于功率开关Q的开关动作,开关模式供电电路100将输入电压Vin转换成输出电压Vout用于为负载供电。当Burst信号为低电平时,功率开关Q被关断,停止开关动作。在一个实施例中,逻辑门L1的第二输入端耦接比较电路11的输出端,其中控制电路10至少基于比较电路11的比较提供打嗝控制信号Burst。逻辑门L1也可视为控制电路10的一部分。
在一个实施例中,开关模式供电电路100包括反激式电压变换电路。图11示出了根据本发明一实施例的反激式电压变换电路,反激式电压变换电路包括原边电路和副边电路,分别和变压器T的原边绕组和副边绕组耦接。其中原边电路接收输入电压Vin并包括反激式电压变换电路的功率开关Q,即原边开关,副边电路包括整流器件并提供反激式电压变换电路的输出电压Vout。反激式电压变换电路包括光耦,将输出电压Vout反馈至原边用于提供反馈信号VFB。
图3示出了根据本发明一实施例的用于开关模式供电电路的控制电路200示意图。控制电路200包括比较电路21、周期检测电路22和参数调节电路23。在图示的实施例中,比较电路21具有第一输入端、第二输入端和输出端,比较电路21的第一输入端耦接开关模式供电电路的输出端或耦接反馈电路用于获取反馈信号VFB。在其它实施例中,比较电路可具有第三输入端或更多的输入端。周期检测电路22具有输入端和输出端,周期检测电路22的输入端耦接比较电路21的输出端。参数调节电路23具有输入端和输出端,参数调节电路23的输入端耦接周期检测电路22的输出端,参数调节电路23的输出端耦接比较电路21的第二输入端。比较电路21用于将反馈信号和至少一个阈值信号Vsi,Vso等进行比较;其中,反馈信号随开关模式供电电路输出信号的变化而变化,控制电路200至少基于比较电路21的比较提供打嗝控制信号Burst。
周期检测电路22耦接比较电路21的输出端,周期检测电路至少基于比较电路21的比较获取打嗝控制信号Burst的周期时长TBurst。
参数调节电路23耦接周期检测电路22,参数调节电路23根据周期时长TBurst调节至少一个阈值信号Vsi,Vso等中的至少一个。在一个实施例中,参数调节电路23包括多个串联的开关和电压源,分别耦接比较电路的第二输入端。
在一个实施例中,参看图7,比较电路21包括一个比较器,阈值信号Vth输入比较器的第二输入端(如反相输入端),阈值信号可视为一个可变的阈值信号,也可视为从多个阈值信号如Vsi,Vso0,Vso1,Vso2,Vso3等中选择一个(如Vso0或Vso1等)或一个周期中选择两个(如Vsi和Vso0,或者Vsi和Vso1)输入比较器的第二输入端。比较电路21的输出信号可直接作为打嗝控制信号Burst用于打嗝模式控制,即图示空白模块不存在,参看图7。比较电路21的输出端也可通过其它模块如触发电路输出打嗝控制信号Burst,参看图8。
在一个实施例中,参看图8,比较电路21可包括两个比较器,两个比较器分别接收两个阈值信号Vso、Vsi,两个阈值信号中的其中一个阈值信号可为可变信号,或两个阈值信号均为可变信号,可变的阈值信号基于比较电路的比较进行调节。
在一个实施例中,所述至少一个阈值信号包括第一阈值信号Vsi和第二阈值信号Vso,当反馈信号VFB小于第一阈值信号Vsi时,打嗝控制信号Burst为第一状态,如低电平用于停止开关模式供电电路的开关动作;当反馈信号VFB大于第二阈值信号Vso时,打嗝控制信号Burst为第二状态如高电平用于开启开关模式供电电路的开关动作,其中第一阈值信号Vsi小于第二阈值信号Vso。下面将结合波形图以予说明。
图4示出了根据本发明一实施例的电路波形示意图。其中上面的波形为反馈信号VFB,下面的波形为打嗝控制信号Burst。在图示的实施例中,反馈信号VFB分别和第一阈值信号Vsi和第二阈值信号Vso1进行比较,当反馈信号VFB小于第一阈值信号Vsi时(如从t5到t6),打嗝控制信号Burst为低电平,用于停止开关模式供电电路的开关动作。当反馈信号VFB大于第二阈值信号Vso1时(如从t4到t5),打嗝控制信号Burst为高电平,用于开启开关模式供电电路的开关动作。相邻两次开启开关动作起始点之间的周期时长TBurst为打嗝周期时长。或者也可以将相邻两次停止开关动作起始点之间的周期时长定义为打嗝周期时长。
在一个实施例中,当连续N个周期的周期时长TBurst均大于第一时间阈值Tmax时,减小第一阈值信号Vsi和第二阈值信号Vso之间的差值,增大第一阈值信号Vsi和/或减小第二阈值信号Vso;当连续M个周期的周期时长均小于第二时间阈值Tmin时,增大第二阈值信号Vso和/或减小第一阈值信号Vsi,其中N和M为正整数,第一时间阈值Tmax大于第二时间阈值Tmin。“和/或”的表述包括执行两个动作中的任意其中一个和同时执行两个,如“增大第一阈值信号Vsi和/或减小第二阈值信号Vso”包括增大第一阈值信号Vsi保持第二阈值信号Vso,减小第二阈值信号Vso保持第一阈值信号Vsi,以及同时增大第一阈值信号Vsi和减小第二阈值信号Vso三种情况。M和N可以相等,也可以不相等。
在图4所示的实施例中,若连续N个周期的周期时长TBurst均大于第一时间阈值Tmax时,减小第二阈值信号,第二阈值信号从阈值信号Vso1切换至阈值信号Vso0,如图5所示。
图5示出了根据本发明一实施例的电路波形示意图。在图5中,第二阈值信号为Vso0,相对图4中第二阈值信号Vso1减小,第一阈值信号Vsi和第二阈值信号Vso0之间的差值也变小。相应地,周期时长TBurst变小,纹波变小。该控制可以防止系统纹波过大。
继续参看图4,若连续M个周期的周期时长TBurst均小于第二时间阈值Tmin时,增大第二阈值信号Vso,从阈值信号Vso1切换至阈值信号Vso2,如图6所示。
图6示出了根据本发明一实施例的电路波形示意图。在图6中,第二阈值信号为Vso2,相对图4中第二阈值信号Vso1增大,第一阈值信号Vsi和第二阈值信号Vso2之间的差值变大。相应地,周期时长TBurst变大,频率降低。该控制可用于降低频率,防止频率过高而产生音频噪音。
图7示出了根据本发明一实施例的控制电路300的电路示意图。控制电路300包括比较电路31,周期检测电路32和参数调节电路33。其中比较电路31用于将反馈信号VFB和阈值信号(Vso0-Vso4,Vsi)进行比较。反馈信号VFB随开关模式供电电路输出信号的变化而变化。在图示的实施例中,比较电路31的同相输入端耦接反馈信号VFB,比较电路31的反相输入端耦接阈值信号,比较电路31的输出端提供打嗝控制信号Burst。比较电路31可根据条件分时段将反馈信号VFB与多个阈值信号(Vso0-Vso4,Vsi)进行比较,也可视为将反馈信号VFB与一个变化的阈值信号进行比较。
周期检测电路32耦接比较电路31,周期检测电路32用于获取打嗝控制信号Burst的周期时长。周期检测电路32包括边沿检测电路321和计时电路322。在图示的实施例中,边沿检测电路321具有输入端和输出端,边沿检测电路321的输入端耦接比较电路31的输出端。边沿检测电路321用于获取打嗝控制信号Burst的边沿信息。计时电路322的输入端耦接边沿检测电路321的输出端,计时电路322根据边沿信息获取周期时长TBurst。在图示的实施例中,边沿检测电路321获取比较电路输出端提供的信号Burst的上升沿,在每个Burst信号的上升沿产生一脉冲,计时电路322从脉冲出现时开始计时,获取每两个脉冲之间的时间信号,提供打嗝控制信号Burst的周期时长TBurst。在另外的实施例中,边沿检测电路也可以获取打嗝控制信号Burst下降沿信息,将每两个下降沿之间的时长作为打嗝控制信号的周期时长。
参数调节电路33耦接周期检测电路32,参数调节电路33根据周期时长TBurst调节输入至比较电路31反相输入端的阈值信号。参数调节电路33包括时长比较器331和332,计数器333和334,移位寄存器335,多个开关K1-K6和多个电压源Vso0-Vso4和Vsi。在图示的实施例中,时长比较器331和332各自具有输入端和输出端,时长比较器331或332的输入端耦接计时电路322的输出端。移位寄存器335具有输入端和多个输出端,移位寄存器335的输入端可分别通过计数器333和334耦接时长比较器331和332的输出端,也可不通过中间器件耦接时长比较器331和332的输出端。多个开关K1-K5分别耦接移位寄存器335的多个输出端S0-S4,而多个开关K1-K5分别和多个电压源Vso0-Vso4串联。其中时长比较器331和332比较周期时长TBurst和时间阈值并提供时长比较信号。在图示的实施例中,比较器331和332分别将周期时长TBurst与最大时间阈值Tmax和最小时间阈值Tmin比较,提供时长比较信号。其中最大时间阈值Tmax用于防止周期过长,降低纹波,最小时间阈值Tmin用于防止周期过短,防止进入较高频率,用于降低音频噪音。当周期时长TBurst>Tmax,计数器333加1,当周期时长TBurst<Tmax,计数器333清零。当周期时长TBurst<Tmin,计数器334加1,否则计数器334清零。移位寄存器335耦接计数器333和334,当计数器333计数达到N时,即当周期时长TBurst连续N个周期大于最大时间阈值Tmax时,计数器333溢出输出有效电平。或者当计数器334计数达到M时,即当周期时长TBurst连续M个周期小于最小时间阈值Tmin时,计数器334溢出输出有效电平。在另一个实施例中,移位寄存器直接接收时长比较器331和332输出的比较信号。移位寄存器通过耦接时长比较器,基于时长比较信号控制移位寄存器的多个输出信号。根据移位寄存器的输出,移位寄存器335从电压源对应的多个阈值信号Vso0-Vso4中选择一个作为第二阈值信号Vso。在图示的实施例中,当周期时长TBurst连续N个周期大于最大时间阈值Tmax时,计数器333溢出输出有效电平将移位寄存器335的输出往上移动一位,如由S1高电平切换为S0高电平。在图示的实施例中,Vsi<Vso0<Vso1<Vso2<Vso3<Vso4。这样,第二阈值信号由Vso1降低为Vso0,用于降低周期时长TBurst。当计数器334计数达到M时,即当周期时长TBurst连续M个周期小于最小时间阈值Tmin时,计数器334输出有效电平将移位寄存器335的输出往下移动一位,如由S1高电平切换为S2高电平,第二阈值信号由Vso1增大为Vso2,用于增大周期时长TBurst,降低频率。M和N均为正整数。在一个实施例中,M与N相等。
继续参看图7,时长比较器331和332,计数器333和334,移位寄存器335,多个开关K1-K5和多个电压源Vso0-Vso4可统称为阈值信号选择电路,根据周期时长TBurst从多个阈值信号Vso0-Vso4中选择一个作为第二阈值。在图7的实施例中,阈值信号选择电路具有输入端和输出端,阈值信号选择电路的输入端耦接周期检测电路32的输出端,阈值信号选择电路的输出端耦接比较电路31的第二输入端。多个电压源Vso0-Vso4分别和多个开关K1-K5串联。
参数调节电路33在阈值信号选择电路外进一步包括串联的开关K6(可将K1-K5称为第一开关,将K6称为第二开关)和电压源Vsi,串联耦接比较电路31的反相输入端(比较电路的第二输入端),比较电路31的输出端耦接第二开关K6的控制端。电压源Vsi用于作为第一阈值信号Vsi。当信号Burst为高电平时,开关K6导通,由于信号Vsi为多个阈值信号(Vso0-Vso4,Vsi)中的最小值,此时比较电路31实际接入阈值信号为第一阈值信号Vsi。当信号Burst小于第一阈值信号Vsi时,开关K6断开,比较电路31实际接入的阈值信号为第二阈值信号,其中第二阈值信号为阈值信号选择电路根据若干个周期的周期时长从Vso0-Vso4中选择其中之一。
参看图4和图7,在时间t3,假设此时S1信号为高,开关K2导通,阈值信号Vso1接入比较电路31,此时反馈信号VFB小于第二阈值Vso1,比较电路31输出的打嗝控制信号Burst为低电平,系统停止开关动作。在时间t4,当反馈信号VFB大于第二阈值信号Vso1时,打嗝控制信号Burst变换为高电平,系统开启开关动作。此时边沿检测电路321获取信号Burst的上升沿,计时电路332开始重新计时并输出前一打嗝周期的周期时长TBurst,同时将TBurst与Tmax和Tmin比较,若测得TBurst>Tmax,计数器333加1,否则清零;若测得TBurst<Tmin,计数器334加1,否则清零。若计数器333计数等于N,计数器333溢出并输出有效值,移位寄存器335的输出信号向上移动一位,开关K2断开,开关K1导通,第二阈值信号由Vso1切换为Vso0接入比较电路31的反相输入端;若计数器334计数等于M,计数器334溢出并输出有效值,移位寄存器335的输出信号向下移动一位,开关K2断开,开关K3导通,第二阈值信号由Vso1切换为Vso2接入比较电路31的反相输入端;若计数器333和334均不溢出,第二阈值信号保持为Vso1。同时,在时间t4,因信号Burst转换为高电平,开关K6由断开状态切换为导通状态,第一阈值信号Vsi接入比较电路31的反相输入端,因Vsi<Vso0<Vso1<Vso2,比较电路31反相输入端实际接入第一阈值信号Vsi。信号Burst持续为高电平。在时间t5,反馈信号VFB小于第一阈值Vsi,比较电路31输出的信号Burst切换为低电平,开关K6断开,比较电路31的反相输入端实际接入第二阈值信号,如Vso1。反馈信号VFB持续低于信号Vso1,信号Burst保持低电平,直到在时间t6,VFB大于Vso1,Burst信号再次变换为高电平。
在另一个实施例中,参数选择电路包括数字电路和数模转换电路,其中数字电路用于将周期时长与时间阈值进行比较,并根据比较结果提供数字阈值信号,并将数字阈值信号经数模转换提供阈值信号,输入至比较电路的反相输入端。
图8示出了根据本发明另一实施例的待机控制电路400示意图。控制电路400包括比较电路,触发电路413,周期检测电路42和参数调节电路43。比较电路包括比较器411和比较器412,比较电路用于将反馈信号VFB与第一阈值信号Vsi和第二阈值信号Vso进行比较,当VFB>Vso时,触发电路413被置位,打嗝控制信号Burst为高电平,功率开关的开关动作正常进行。当VFB<Vsi时,触发电路413被复位,打嗝控制信号Burst为低电平,功率开关的开关动作停止。参数调节电路43基于周期检测电路提供的周期信号对阈值信号进行调节。在图示的实施例中,参数调节电路43基于周期信号对第一阈值信号Vsi和第二阈值信号Vso进行调节。参数调节电路43也可仅对第一阈值信号Vsi进行调节,或仅对第二阈值信号Vso进行调节。调节方式可参照图9和图10所示实施例。
图9示出了根据本发明一实施例的用于开关模式供电电路的待机控制方法流程示意图。该控制方法包括判断反馈信号是否满足预设条件,包括在步骤901判断反馈信号是否满足第一条件以及在步骤902判断反馈信号是否满足第二条件。当反馈信号VFB满足第一条件时,如当反馈信号VFB小于第一阈值信号Vsi时,则在步骤903停止开关模式供电电路的开关动作;当反馈信号VFB满足第二条件时,如当反馈信号VFB大于第二阈值信号Vso时,则在步骤904开启开关模式供电电路的开关动作,其中第一阈值信号Vsi小于第二阈值信号Vso。在另一个实施例中,反馈信号为输出电流采样信号,第一条件可以为判断电流反馈信号是否小于第一参考值,第二条件为判断电流反馈信号是否大于第二参考值。在又一个实施例中,第一条件包括判断输出电压是否大于一预设值,第二条件包括判断输出电压是否小于一预设值。判断反馈信号是否满足预设条件并控制停止或开启开关模式供电电路开关动作的方法可包括将打嗝控制信号和PWM开关控制信号输入一与门,通过与门的输出控制开关模式供电电路的功率开关。当满足第一条件时控制打嗝控制信号为第一状态,用于使PWM信号控制功率开关执行开关动作,当满足第二条件时控制打嗝控制信号为第二状态,用于屏蔽PWM信号使功率开关关断,停止开关动作。在步骤905,该控制方法进一步包括获取打嗝控制信号的周期时长,具体可包括获取相邻两次开启开关动作起始点之间或相邻两次停止开关动作起始点之间的周期时长。在一个实施例中,获取打嗝控制信号的周期时长包括获取比较电路输出信号的周期时长。该方法包括在步骤906,根据周期时长调整第一条件和/或第二条件中的阈值信号,用于进一步调整周期时长。具体地,步骤906可包括调整第一阈值信号Vsi和/或第二阈值信号Vso,其中当反馈信号VFB<Vsi时打嗝控制有效,停止开关模式供电电路的开关动作,当VFB>Vso时关闭打嗝模式,开启开关模式供电电路的开关动作。在一个实施例中,根据反馈信号仅调整第二阈值信号Vso,根据周期时长的状况有选择地提高或减小第二阈值信号Vso,如从多个阈值信号中选择一个作为第二阈值信号,实现第二阈值信号的调整。在另一个实施例中,该步骤中仅调整第一阈值信号。在另一个实施例中,该步骤中可同时调整第一阈值信号和第二阈值信号。当打嗝模式周期时长过长时,减小第一阈值信号和第二阈值信号之间的差值,用于减小周期时长,降低纹波;当周期时长过短时,增大第一阈值信号和第二阈值信号之间的差值,用于降低打嗝频率,防止产生或降低音频噪音。
图10示出了根据本发明一实施例的控制方法流程示意图。其中步骤1001、1002、1003、1004和1005分别与图9所示步骤901、902、903、904和905对应。步骤906中的调整第一阈值信号Vsi和/或第二阈值信号Vso的方法可具体包括在步骤1006中判断是否连续N个周期中周期时长TBurst大于第一时间阈值Tmax,在步骤1007中判断是否连续M个周期中周期时长TBurst小于第二时间阈值Tmin,以及当连续N个周期的周期时长TBurst>Tmax时,在步骤1008,增大第一阈值信号Tsi和/或减小第二阈值信号Tso,或者当连续M个周期的周期时长TBurst<Tmin时,在步骤1009,减小第一阈值信号Tsi和/或增大第二阈值信号Tso。其中M和N为正整数,Tmax>Tmin。M和N可以为相同的正整数,也可以为不同的正整数。在一个实施例中,M=N=1。在另一个实施例中,M=N>2。在一个实施例中,控制方法可不包括步骤1006。
本领域技术人员应当知道,上述控制中的“高电平”与“低电平”、“置位”与“复位”、“同相输入端”与“反相输入端”,“与门”与“或门”等逻辑控制可相互调换或改变,通过调节后续逻辑控制而实现与上述实施例相同的功能或目的,调换或改变的情形也属于本发明的实施例。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。说明书中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定或其它因素影响而可能在实际实验例中不能体现,效果或优点等相关描述不用于对发明范围进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (12)

1.一种用于开关模式供电电路的控制电路,其特征在于,所述控制电路包括:
比较电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,比较电路的第一输入端用于获取反馈信号,比较电路用于将反馈信号和至少一个阈值信号进行比较,其中,反馈信号随开关模式供电电路输出信号的变化而变化,控制电路至少基于比较电路的比较提供打嗝控制信号;
周期检测电路,具有输入端和输出端,周期检测电路的输入端耦接比较电路的输出端,周期检测电路用于获取打嗝控制信号的周期时长;以及
参数调节电路,具有输入端和输出端,参数调节电路的输入端耦接周期检测电路的输出端,参数调节电路的输出端耦接比较电路的第二输入端,参数调节电路根据周期时长调节至少一个阈值信号。
2.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,至少一个阈值信号包括第一阈值信号和第二阈值信号,当反馈信号小于第一阈值信号时,打嗝控制信号为第一状态,用于停止开关模式供电电路的开关动作;当反馈信号大于第二阈值信号时,打嗝控制信号为第二状态,用于开启开关模式供电电路的开关动作,其中,第一阈值信号小于第二阈值信号。
3.如权利要求2所述的控制电路,其特征在于,当连续N个周期的周期时长均大于第一时间阈值时,增大第一阈值信号并/或减小第二阈值信号;当连续M个周期的周期时长均小于第二时间阈值时,增大第二阈值信号并/或减小第一阈值信号,其中,N和M为正整数,第一时间阈值大于第二时间阈值。
4.如权利要求2所述的控制电路,其特征在于,参数调节电路包括阈值信号选择电路,根据周期时长从多个阈值信号中选择一个作为第二阈值信号。
5.如权利要求4所述的控制电路,其特征在于,阈值信号选择电路包括:
时长比较器,用于比较周期时长与时间阈值并提供时长比较信号;
移位寄存器,耦接时长比较器,基于时长比较信号控制移位寄存器的多个输出信号;
多个开关,分别耦接移位寄存器的多个输出端;以及
多个电压源,分别和多个开关串联。
6.如权利要求4所述的控制电路,其特征在于,参数调节电路进一步包括串联的开关和电压源,电压源用于提供第一阈值信号,比较电路的输出端耦接开关的控制端。
7. 如权利要求1所述的控制电路,其中周期检测电路包括:
边沿检测电路,耦接比较电路,边沿检测电路用于获取打嗝控制信号的边沿信息;以及
计时电路,根据边沿信息获取周期时长。
8.一种用于开关模式供电电路的待机控制电路,其特征在于,所述待机控制电路包括:
比较电路,用于将反馈信号和阈值信号进行比较,其中反馈信号随开关模式供电电路输出信号的变化而变化,比较电路的输出信号在第一状态下停止开关模式供电电路的开关动作,比较电路的输出信号在第二状态下开启开关模式供电电路的开关动作;
周期检测电路,耦接比较电路的输出端,周期检测电路用于获取打嗝控制信号的周期时长;以及
参数调节电路,具有输入端和输出端,参数调节电路的输入端耦接周期检测电路的输出端,参数调节电路的输出端耦接比较电路的输入端,参数调节电路的输出端提供阈值信号,其中阈值信号可变。
9.如权利要求8所述的待机控制电路,其特征在于,参数调节电路包括:
串联的开关和电压源,串联耦接比较电路的输入端,比较电路的输出端耦接开关的控制端;以及
阈值信号选择电路,基于时长信号从多个参考阈值信号中选择一个接入比较电路的输入端。
10.一种开关模式供电电路,其特征在于,开关模式供电电路包括功率开关、逻辑门和权利要求1-9任一项所述的控制电路,其中,逻辑门的第一输入端耦接脉冲调制信号,逻辑门的第二输入端耦接比较电路的输出端,逻辑门的输出端耦接功率开关的控制端。
11.一种用于开关模式供电电路的待机控制方法,其特征在于,所述待机控制方法包括:
当反馈信号小于第一阈值信号时停止开关模式供电电路的开关动作,当反馈信号大于第二阈值信号时开启开关模式供电电路的开关动作;其中,反馈信号随开关模式供电电路输出信号的变化而变化,第一阈值信号小于第二阈值信号;
获取相邻两次开启开关动作起始点之间或相邻两次停止开关动作起始点之间的周期时长;
根据周期时长调整第一阈值信号和/或第二阈值信号,根据周期时长调整第一阈值信号和/或第二阈值信号包括:当连续M个周期的周期时长小于第二时间阈值时,增大第二阈值信号和/或减小第一阈值信号,其中M为正整数。
12.如权利要求11所述的待机控制方法,其特征在于,根据周期时长调整第一阈值信号和/或第二阈值信号包括:当连续N个周期的周期时长大于第一时间阈值时,增大第一阈值信号和/或减小第二阈值信号;其中,N为正整数,第一时间阈值大于第二时间阈值。
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CN101667782B (zh) * 2009-09-01 2011-09-28 成都芯源系统有限公司 一种开关电源及其控制方法
CN207652028U (zh) * 2017-12-19 2018-07-24 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种开关电源电路及其保护电路
US10778081B2 (en) * 2018-02-21 2020-09-15 Texas Instruments Incorporated Ripple compensation for burst mode control
CN111130319A (zh) * 2020-02-13 2020-05-08 杭州必易微电子有限公司 电压变换电路、原边控制电路及原边开关控制方法

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