CN116131606A - 用于开关变换器的控制电路、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于开关变换器的控制电路、系统及方法,谷底电流控制电路将电流采样信号的特定值与特定值参考比较产生误差信号,结合初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值和谷底信号;电压控制电路根据电压反馈信号产生脉宽调制信号;逻辑单元处理脉宽调制信号和谷底信号,得到高侧控制信号和低侧控制信号。该电路中,谷底电流控制电路可以根据电流采样信号的特定值与特定值参考,调整初始谷值电流限基准值,以输出相应的谷底信号,逻辑电路基于该谷底信号和电压控制电路产生的脉宽调制信号得到高侧控制信号和低侧控制信号,进而调整输出电流,可以避免出现输出电流过大的问题,保证了电力系统的安全稳定运行。

Description

用于开关变换器的控制电路、系统及方法
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,尤其是涉及一种用于开关变换器的控制电路、系统及方法。
背景技术
当前电力系统对于输出功率的需求越来越高,这就要求前级供电电路需要提供较大的输出电流来满足大功率输出的要求。但是输出电流能力的提升又伴随着热损坏风险的增加,特别是在输出短路等极端条件下,很容易导致前级电路的损坏从而影响整个系统的正常工作,难以保证电力系统的安全稳定运行。因此我们常需要对系统的最大电流输出能力进行限制,如何保证在提供合适的电流输出能力时又能合理地对最大输出电流进行限制是需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于开关变换器的控制电路、系统及方法,以保证电力系统的安全稳定运行。
本发明提供的一种用于开关变换器的控制电路,开关变换器包括高侧开关和低侧开关,控制电路包括:谷底电流控制电路,接收电流采样信号,并将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,基于调整后的谷值电流限基准值和电流采样信号产生谷底信号;其中,电流采样信号用于代表流过低测开关的电流;电压控制电路,用于接收电压反馈信号,并根据电压反馈信号产生脉宽调制信号;其中,电压反馈信号用于代表开关变换器的输出电压;以及逻辑单元,用于对脉宽调制信号和谷底信号进行逻辑运算处理,得到用于控制高侧开关的高侧控制信号和用于控制低侧开关的低侧控制信号。
进一步的,谷底电流控制电路包括:采样保持电路,用于接收低侧控制信号和电流采样信号,并基于低侧控制信号和电流采样信号产生电流采样信号的特定值;误差放大器,误差放大器的第一输入端接收电流采样信号的特定值,误差放大器的第二输入端接收预设的特定值参考,误差放大器将电流采样信号的特定值和预设的特定值参考比较并将两者误差放大,在其输出端输出误差信号;以及加法器,用于将误差信号和初始谷值电流限基准值叠加,输出调整后的谷值电流限基准值;第一比较器,第一比较器的第一输入端接收调整后的谷值电流限基准值,第一比较器的第二输入端接收电流采样信号,第一比较器用于对调整后的谷值电流限基准值和电流采样信号进行比较,以输出谷底信号。
进一步的,电流采样信号的特定值包括电流采样信号的平均值,预设的特定值参考包括电流采样信号的平均值参考。
进一步的,电流采样信号的特定值包括电流采样信号的峰值,预设的特定值参考包括电流采样信号的峰值参考。
进一步的,采样保持电路包括:滤波开关,具有第一端、第二端和控制端,滤波开关的第一端接收电流采样信号,滤波开关的控制端接收低侧控制信号;以及滤波电路,滤波电路的输入端耦接滤波开关的第二端,滤波电路的输出端输出电流采样信号的平均值。
进一步的,采样保持电路包括:单脉冲信号发生器,用于接收低侧控制信号,并在低侧控制信号从第一逻辑状态变为第二逻辑状态时刻,产生单脉冲信号;采样开关,具有第一端、第二端和控制端,采样开关的第一端接收电流采样信号,采样开关的控制端接收单脉冲信号;以及保持电容,耦接在采样开关的第二端和参考地之间,采样开关的第二端上的电压信号代表电流采样信号的峰值。
进一步的,谷底电流控制电路还包括补偿电路;补偿电路的一端耦接误差放大器的输出端,补偿电路的另一端耦接加法器;补偿电路用于对误差信号进行补偿,将补偿后的误差信号发送至加法器;加法器用于对补偿后的误差信号和初始谷值电流限基准值进行加法处理,输出调整后的谷值电流限基准值。
进一步的,脉宽调制信号包括导通时间控制信号和比较信号,电压控制电路包括:导通时间产生模块,用于产生导通时间控制信号;以及电压比较电路,用于接收电压反馈信号,并将电压反馈信号和电压参考信号比较,产生比较信号。
进一步的,逻辑单元包括:与门,接收比较信号和谷底信号,并将谷底信号和比较信号做与运算,产生与逻辑信号;以及RS触发器,RS触发器的第一输入端接收与逻辑信号,RS触发器的第二输入端接收导通时间控制信号,RS触发器的第一输出端输出高侧控制信号,RS触发器的第二输出端输出低侧控制信号。
本发明提供的一种用于开关变换器的控制电路,开关变换器包括高侧开关和低侧开关,控制电路包括:谷底电流控制电路,接收电流采样信号,并将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,调整后的谷值电流限基准值用于调整高侧开关的导通时刻;其中,电流采样信号用于代表流过低侧开关的电流。
本发明提供的一种开关变换器系统,包括:高侧开关;低侧开关;以及上述任一项的控制电路,用于产生高侧控制信号和低侧控制信号,高侧控制信号控制高侧开关的导通与关断时间,低侧控制信号控制低侧开关的导通和关断时间,进而将开关变换器的输入电压转换为输出电压。
本发明提供的一种用于开关变换器的控制方法,开关变换器包括高侧开关和低侧开关,控制方法包括:采集流过低侧开关的电流产生电流采样信号;将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号;基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值产生调整后的谷值电流限基准值;基于调整后的谷值电流限基准值和电流采样信号产生谷底信号;基于代表开关变换器的输出电压的电压反馈信号产生脉宽调制信号;以及基于谷底信号和脉宽调制信号产生高侧控制信号和低侧控制信号,分别用于控制高侧开关和低侧开关。
本发明提供的用于开关变换器的控制电路、系统及方法,谷底电流控制电路,接收电流采样信号,并将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,基于调整后的谷值电流限基准值和电流采样信号产生谷底信号;其中,电流采样信号用于代表流过低侧开关的电流;电压控制电路,用于接收电压反馈信号,并根据电压反馈信号产生脉宽调制信号;其中,电压反馈信号用于代表开关变换器的输出电压;以及逻辑单元,用于对脉宽调制信号和谷底信号进行逻辑运算处理,得到用于控制高侧开关的高侧控制信号和用于控制低侧开关的低侧控制信号。该电路中,谷底电流控制电路可以根据低侧开关的电流采样信号的特定值和特定值参考,调整初始谷值电流限基准值,以输出相应的谷底信号,逻辑电路基于该谷底信号和电压控制电路产生的脉宽调制信号得到高侧控制信号和低侧控制信号,进而调整输出电流,可以避免出现输出电流过大的问题,保证了电力系统的安全稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为根据本发明实施例提供的一种开关变换器的电路示意图;
图2为根据本发明实施例提供的一种开关变换器的电路原理图;
图3为根据本发明实施例提供的一种逻辑单元的电路原理图;
图4为根据本发明实施例提供的一种采样保持电路的电路原理图;
图5为根据本发明实施例提供的一种采样保持电路的电路原理图;
图6为本发明实施例提供的一种用于开关变换器的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
当前电力系统对于输出功率的需求越来越高,这就要求前级供电电路需要提供较大的输出电流来满足大功率输出的要求。但是输出电流能力的提升又伴随着热损坏风险的增加,特别是在输出短路等极端条件下,很容易导致前级电路的损坏从而影响整个系统的正常工作,难以保证电力系统的安全稳定运行。
为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种用于开关变换器的控制电路进行介绍。上述开关变换器可包括多种合适的拓扑结构,为了便于说明,接下来在本发明实施例中,将以BUCK拓扑结构的开关变换器为例进行说明,但本领域的一般技术人员可以理解,接下来本发明公开的内容还可以用在其他合适的开关电路拓扑中。
如图1所示,开关变换器包括高侧开关HS、低侧开关LS、公共节点SW、功率电感L、滤波电容Cout以及控制电路。控制电路用于产生高侧控制信号CTRL1和低侧控制信号CTRL2,其中,高侧控制信号CTRL1用于控制高侧开关HS;低侧控制信号CTRL2用于控制低侧开关LS。在一个实施例中,控制电路包括:电压控制电路10、逻辑单元11和谷底电流控制电路12。
谷底电流控制电路12接收电流采样信号VCS,并将电流采样信号VCS的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,基于调整后的谷值电流限基准值和电流采样信号产生谷底信号Valley;其中,电流采样信号用于代表流过低侧开关LS的电流。
上述谷底电流控制电路12的一端可以耦接逻辑单元11的输出端接收控制低侧开关LS的低侧控制信号CTRL2,在低侧开关LS导通期间接收电流采样信号VCS,该电流采样信号VCS可以理解为低侧开关LS导通期间实时采集的一直流过低侧开关LS的漏源电流。
谷底电流控制电路12进一步将电流采样信号VCS的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,基于调整后的谷值电流限基准值和电流采样信号VCS产生谷底信号Valley。电流采样信号VCS的特定值是指可根据电流采样信号VCS求得的一个值或者是在低侧开关LS导通期间某个特定时刻电流采样信号VCS对应的值。
在一个实施例中,电流采样信号VCS的特定值包括电流采样信号VCS的平均值,预设的特定值参考包括电流采样信号的平均值参考。
在一个实施例中,电流采样信号VCS的特定值包括电流采样信号VCS的峰值(即流过低侧开关LS的最大电流值),预设的特定值参考包括电流采样信号VCS的峰值参考。预设的特定值参考将根据实际应用中具体要选择的特定值来对应设置。
本领域一般技术人员可以理解,电流采样信号VCS的特定值不仅包括上述的提及的电流采样信号VCS的平均值和峰值,也可以根据不同应用选择不同的特定值。例如,在一个实施例中,为了避免开关切换时刻寄生参数的干扰,不选择电流采样信号VCS的峰值作为特定值,而选择在低侧开关LS关断前一时间段的电流采样信号VCS的值作为特定值。
电压控制电路10用于接收电压反馈信号VFB,并根据电压反馈信号VFB产生脉宽调制信号PWM;其中,电压反馈信号用于代表开关变换器的输出电压VOUT。
逻辑单元11用于对脉宽调制信号PWM和谷底信号Valley进行逻辑运算处理,得到用于控制高侧开关HS的高侧控制信号CTRL1和用于控制低侧开关LS的低侧控制信号CTRL2。在其他实施例中,除以上描述的电路模块外,开关变换器还可包括其他电路,其他电路可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。
在图1所示实施例中,上述高侧开关HS和低侧开关LS被示意为N型金属半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)。本领域一般技术人员可以理解,在其他实施例中,高侧开关HS和低侧开关LS还可以包括其他合适的半导体开关器件类型,如JFET、IGBT以及DMOS等等。在一个实施例中,上述初始谷值电流限基准值可以根据实际需求进行设置,在设置好后,该初始谷值电流限基准值通常保持固定不变。
在一个实施例中,调整后的谷值电流限基准值将随低侧开关LS的关断前的漏源电流的变化而变化,也即是说调整后的谷值电流限基准值将跟随负载自适应改变。谷底信号Valley用于调整高侧开关HS的导通时刻。比如,在一个实施例中,如果低侧开关LS的漏源电流的峰值超过预设的峰值参考,环路将自动降低设置的谷值电流限基准值,进而延迟高侧开关HS的导通时刻,也即是说延长高侧开关HS的关断时长。因此,间接减小开关变换器的输出信号的占空比,降低输出电压,进而实现准确限制输出电流的功能。这里的“导通时刻”时指高侧开关HS从关断状态转为导通状态的那一时刻;“关断时长”是指高侧开关HS处于关断状态的时间长度。
图2所示的为根据本发明一个实施例提供的一种开关变换器的电路原理图。如图2所示,谷底电流控制电路包括采样保持电路、误差放大器EA、加法器和第一比较器。
采样保持电路用于接收低侧控制信号CTRL2和电流采样信号VCS,并根据低侧控制信号CTRL2和电流采样信号VCS产生电流采样信号VCS的特定值S/H。可以理解,在其他实施例中,用于采集流过低侧开关LS电流并产生电流采样信号VCS的电流采样电路也可以被包括在谷底电流控制电路,在图2实施例中,该电流采样电路包括耦接在低侧开关LS源极和参考地之间的采样电阻Rsense。
误差放大器EA的第一输入端接收特定值S/H,误差放大器EA的第二输入端接收预设的特定值参考Iref。误差放大器EA将特定值S/H和预设的特定值参考Iref比较,并将两者的误差放大后在其输出端输出误差信号eao。
该误差信号eao发送至加法器,该加法器的另一个输入信号为初始谷值电流限基准值Valley_vref,通过该加法器,将误差信号eao和初始谷值电流限基准值Valley_vref相加,得到新的谷值电流限基准值New_valleyref,即为调整后的谷值电流限基准值。即本实施例中,谷值电流限基准值不是一成不变的,而是可以根据低侧开关的电流采样信号的特定值与预设的特定值参考之间的变化而发生变化。
加法器将调整后的谷值电流限基准值New_valleyref发送至第一比较器的第一输入端,该第一比较器的第二输入端接收电流采样信号VCS,第一比较器对调整后的谷值电流限基准值New_valleyref和电流采样信号VCS进行比较,产生谷底信号Valley。在一个实施例中,第一比较器包括电压比较器,第一比较器的第一输入端包括电压比较器的反相输入端,该第一比较器的第二输入端包括电压比较器的正相输入端。当电流采样信号VCS小于调整后的谷值电流限基准值New_valleyref时,谷底信号Valley为逻辑低电平;当电流采样信号VCS大于调整后的谷值电流限基准值New_valleyref时,谷底信号Valley为逻辑高电平。
进一步的,在一个实施例中,如图2所示,谷底电流控制电路还包括补偿电路;补偿电路的一端耦接误差放大器EA的输出端,补偿电路的另一端连接加法器;补偿电路用于对误差信号eao进行补偿,将补偿后的误差信号eao发送至加法器;加法器用于对补偿后的误差信号eao和初始谷值电流限基准值Valley_vref进行加法处理,输出调整后的谷值电流限基准值New_valleyref。
进一步的,如图2所示,补偿电路包括第一电阻R和第一电容C;第一电阻R的一端连接误差放大器EA的输出端,第一电阻R的另一端分别连接加法器和第一电容C的一端;第一电容C的另一端接地。
通过该RC补偿电路,可以对误差放大器EA输出的误差信号eao进行补偿,保证电路稳定工作,将补偿后的误差信号eao发送至加法器,以使加法器可以将补偿后的误差信号eao和初始谷值电流限基准值Valley_ref相加,得到新的谷值电流限基准值,即上述调整后的谷值电流限基准值New_valleyref。
进一步的,如图2所示,脉宽调制信号PWM包括导通时间控制信号TON和比较信号CA,电压控制电路10包括导通时间产生模块和电压比较电路。导通时间产生模块用于产生导通时间控制信号TON。电压比较电路用于接收电压反馈信号VFB,并将电压反馈信号VFB和电压参考信号Vref比较,产生比较信号CA。
上述导通时间控制信号TON通常用于控制高侧开关HS的导通时长;在实际实现时,导通时间产生模块可以根据开关变换器的输入电压信号VIN,以及开关变换器的输出电压信号VOUT产生该导通时间控制信号TON。在其他实施例中,导通时间产生模块接收的信号VIN也可不是直接的输入电压信号VIN,而是可表征输入电压VIN的其他信号;同样地,导通时间产生模块接收的信号VOUT也可不是直接的输出电压信号VOUT,而是可表征输出电压VOUT的其他信号。在一个实施例中,电压比较电路的正极输入端可以接收电压反馈信号VFB,负极输入端可以接收电压参考信号Vref,通过对该电压反馈信号VFB和电压参考信号Vref进行比较,产生比较信号CA。
进一步的,图3根据本发明一个实施例示出了逻辑单元11的一个电路原理示意图。如图3所示,逻辑单元11包括:与门和RS触发器;与门接收比较信号CA和谷底信号Valley,并将谷底信号Valley和比较信号CA做与运算,产生与逻辑信号TOFF;RS触发器的第一输入端接收与逻辑信号TOFF,RS触发器的第二输入端接收导通时间控制信号TON,RS触发器的第一输出端输出高侧控制信号CTRL1;RS触发器的第二输出端输出低侧控制信号CTRL2。
上述与门的两个输入端分别连接电压比较电路的输出端和第一比较器的输出端,与门的输出端连接RS触发器的S端,即上述RS触发器的第一输入端,RS触发器的R端连接预设的导通时间产生模块的输出端,该导通时间产生模块用于生成高侧开关HS的导通时间;该RS触发器的第一输出端对应RS触发器的Q端,Q端耦接高侧开关HS的控制端,该RS触发器的第二输出端对应RS触发器的Q非端,Q非端耦接低侧开关LS的控制端。比如,如果高侧开关HS和低侧开关LS均为MOS管,则Q端耦接高侧MOS管的栅极,Q非端耦接低侧MOS管的栅极。本领域一般技术人员可以理解,这里的连接关系只是示意性的,在一个实施例中,RS触发器的输出端将通过驱动电路耦接至MOS管的栅极。
当电流采样信号的特定值包括电流采样信号的平均值时,图4根据本发明实施例提供的一种采样保持电路的电路原理图;该采样保持电路包括滤波开关41和滤波电路42,其中,滤波开关41具有第一端、第二端和控制端,该滤波开关41的第一端接收电流采样信号VCS,滤波开关41的控制端接收低侧控制信号CTRL2。比如,当低侧开关LS导通期间,该滤波开关41闭合,此时电流采样信号VCS可以输入至滤波电路42,滤波电路42对电流采样信号VCS滤波产生电流采样信号VCS的平均值。在一个实施例中,该滤波电路42可以为RC滤波电路等。
当电流采样信号的特定值包括电流采样信号的峰值时,图5根据本发明实施例提供的一种采样保持电路的电路原理图。该采样保持电路包括单脉冲信号发生器51、采样开关52和保持电容53。单脉冲信号发生器51用于接收低侧控制信号CTRL2,并在低侧控制信号CTRL2从第一逻辑状态变为第二逻辑状态时刻,产生单脉冲信号。比如,当为低侧开关提供低侧控制信号CTRL2时,该单脉冲信号发生器可以同时接收到该低侧控制信号CTRL2。在接收到低侧控制信号CTRL2从第一逻辑状态变为第二逻辑状态时,比如,从控制低侧开关LS导通的高电平转换为控制低侧开关LS关断的低电平时,单脉冲信号发生器产生单脉冲信号,并发送至采样开关52的控制端,以控制采样开关52闭合,采样开关52的第一端将接收到的电流采样信号VCS传输至采样开关52的第二端,由于在采样开关52的第二端和参考地之间耦接有保持电容53,通过该保持电容53可以将采样开关的第二端上的电压信号保持,此时,保持电容53上的电压信号表征电流采样信号的峰值。
进一步地,在一个实施例中,本发明提供一种用于开关变换器的控制电路,开关变换器包括高侧开关和低侧开关,控制电路包括:谷底电流控制电路,接收电流采样信号,并将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,调整后的谷值电流限基准值用于调整高侧开关的导通时刻;其中,电流采样信号用于代表流过低侧开关的电流。
进一步地,在一个实施例中,本发明提供的一种开关变换器系统,包括:高侧开关、低测开关,以及上述任一项控制电路。该控制电路用于产生高侧控制信号和低侧控制信号,高侧控制信号控制高侧开关的导通与关断时间,低侧控制信号控制低侧开关的导通和关断时间,进而将开关变换器的输入电压转换为输出电压。
上述开关变换器系统通过实时监测DCDC系统的输出电流来调节谷值电流限,从而限制系统的最大输出电流能力,并且,可通过设置谷值电流限得到可调的最大输出电流,当后级负载能力加大或短路的情况下将电流限制在最大输出范围内,保护系统稳定,避免发生热损坏的风险。同时该电流控制环路和通常的电压控制环路区分开,可以有效避免电压环与电流环的相互干扰,有效维持系统环路稳定。
进一步地,在一个实施例中,本发明提供的一种用于开关变换器的控制方法,开关变换器包括高侧开关和低侧开关,如图6所示,控制方法包括:
步骤S601,采集流过低侧开关的电流产生电流采样信号。
步骤S602,将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号。
步骤S603,基于误差信号与预设的初始谷值电流限基准值产生调整后的谷值电流限基准值。
步骤S604,基于调整后的谷值电流限基准值和电流采样信号产生谷底信号。
步骤S605,基于代表开关变换器的输出电压的电压反馈信号产生脉宽调制信号。
步骤S606,基于谷底信号和脉宽调制信号产生高侧控制信号和低侧控制信号,分别用于控制高侧开关和低侧开关。
上述用于开关变换器的电流控制方法,谷底电流控制电路可以根据采样到的低侧开关的电流采样信号的特定值和预设的特定值参考,对预设的初始谷值电流限基准值进行调整,进而输出相应的谷底信号,逻辑电路可以基于该谷底信号以及电压控制电路产生的脉宽调制信号得到高侧控制信号和低侧控制信号,进而调整输出电流,可以避免出现输出电流过大的问题,保证了电力系统的安全稳定运行。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种用于开关变换器的控制电路,其特征在于,所述开关变换器包括高侧开关和低侧开关,所述控制电路包括:
谷底电流控制电路,接收电流采样信号,并将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于所述误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,基于所述调整后的谷值电流限基准值和所述电流采样信号产生谷底信号;其中,所述电流采样信号用于代表流过低侧开关的电流;
电压控制电路,用于接收电压反馈信号,并根据所述电压反馈信号产生脉宽调制信号;其中,所述电压反馈信号用于代表开关变换器的输出电压;以及
逻辑单元,用于对所述脉宽调制信号和所述谷底信号进行逻辑运算处理,得到用于控制高侧开关的高侧控制信号和用于控制低侧开关的低侧控制信号。
2.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述谷底电流控制电路包括:
采样保持电路,用于接收低侧控制信号和电流采样信号,并基于低侧控制信号和电流采样信号产生电流采样信号的特定值;
误差放大器,所述误差放大器的第一输入端接收所述电流采样信号的特定值,所述误差放大器的第二输入端接收所述预设的特定值参考,所述误差放大器将所述电流采样信号的特定值和预设的特定值参考比较并将两者误差放大,在其输出端输出误差信号;以及
加法器,用于将所述误差信号和所述初始谷值电流限基准值叠加,输出调整后的谷值电流限基准值;
第一比较器,所述第一比较器的第一输入端接收调整后的谷值电流限基准值,所述第一比较器的第二输入端接收所述电流采样信号,所述第一比较器用于对所述调整后的谷值电流限基准值和所述电流采样信号进行比较,以输出所述谷底信号。
3.根据权利要求2所述的控制电路,其特征在于,所述电流采样信号的特定值包括电流采样信号的平均值,所述预设的特定值参考包括电流采样信号的平均值参考。
4.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述电流采样信号的特定值包括电流采样信号的峰值,所述预设的特定值参考包括电流采样信号的峰值参考。
5.根据权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所述采样保持电路包括:
滤波开关,具有第一端、第二端和控制端,所述滤波开关的第一端接收电流采样信号,所述滤波开关的控制端接收低侧控制信号;以及
滤波电路,所述滤波电路的输入端耦接所述滤波开关的第二端,所述滤波电路的输出端输出所述电流采样信号的平均值。
6.根据权利要求4所述的控制电路,其特征在于,所述采样保持电路包括:
单脉冲信号发生器,用于接收低侧控制信号,并在低侧控制信号从第一逻辑状态变为第二逻辑状态时刻,产生单脉冲信号;
采样开关,具有第一端、第二端和控制端,所述采样开关的第一端接收电流采样信号,所述采样开关的控制端接收所述单脉冲信号;以及
保持电容,耦接在所述采样开关的第二端和参考地之间,所述采样开关的第二端上的电压信号代表所述电流采样信号的峰值。
7.根据权利要求2所述的控制电路,其特征在于,所述谷底电流控制电路还包括补偿电路;
所述补偿电路的一端耦接所述误差放大器的输出端,所述补偿电路的另一端耦接所述加法器;
所述补偿电路用于对所述误差信号进行补偿,将补偿后的误差信号发送至所述加法器;
所述加法器用于对所述补偿后的误差信号和所述初始谷值电流限基准值进行加法处理,输出调整后的谷值电流限基准值。
8.根据权利要求2所述的控制电路,其特征在于,所述脉宽调制信号包括导通时间控制信号和比较信号,所述电压控制电路包括:
导通时间产生模块,用于产生导通时间控制信号;以及
电压比较电路,用于接收所述电压反馈信号,并将电压反馈信号和电压参考信号比较,产生比较信号。
9.根据权利要求8所述的控制电路,其特征在于,所述逻辑单元包括:
与门,接收所述比较信号和所述谷底信号,并将所述谷底信号和所述比较信号做与运算,产生与逻辑信号;以及
RS触发器,所述RS触发器的第一输入端接收与逻辑信号,所述RS触发器的第二输入端接收导通时间控制信号,所述RS触发器的第一输出端输出高侧控制信号,所述RS触发器的第二输出端输出低侧控制信号。
10.一种用于开关变换器的控制电路,其特征在于,所述开关变换器包括高侧开关和低侧开关,所述控制电路包括:
谷底电流控制电路,接收电流采样信号,并将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号,基于所述误差信号与预设的初始谷值电流限基准值输出调整后的谷值电流限基准值,所述调整后的谷值电流限基准值用于调整高侧开关的导通时刻;其中,所述电流采样信号用于代表流过低侧开关的电流。
11.一种开关变换器系统,包括:
高侧开关;
低侧开关;
以及权利要求1-10任一项所述的控制电路,用于产生高侧控制信号和低侧控制信号,所述高侧控制信号控制所述高侧开关的导通与关断时间,所述低侧控制信号控制所述低侧开关的导通和关断时间,进而将开关变换器的输入电压转换为输出电压。
12.一种用于开关变换器的控制方法,其特征在于,所述开关变换器包括高侧开关和低侧开关,所述控制方法包括:
采集流过低侧开关的电流产生电流采样信号;
将电流采样信号的特定值与预设的特定值参考比较产生误差信号;
基于所述误差信号与预设的初始谷值电流限基准值产生调整后的谷值电流限基准值;
基于所述调整后的谷值电流限基准值和所述电流采样信号产生谷底信号;
基于代表开关变换器的输出电压的电压反馈信号产生脉宽调制信号;以及
基于谷底信号和脉宽调制信号产生高侧控制信号和低侧控制信号,分别用于控制高侧开关和低侧开关。
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