CN203289310U - 一种控制电路和开关变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制电路和开关变换器。所述开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路。所述控制电路包括：斜坡补偿单元，产生斜坡补偿信号；输出电压校正单元，根据斜坡补偿信号产生电压校正信号；和控制单元，耦接至输出电压校正单元和斜坡补偿单元，根据输出电压、参考信号、电压校正信号以及斜坡补偿信号产生逻辑控制信号以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。利用所述输出电压校正单元，可以对输出电压进行迅速校正，提高输出电压的精度，并缩短输出电压到达输出电压设定值的时长。

Description

一种控制电路和开关变换器

技术领域

本实用新型主要涉及一种电子电路，尤其涉及一种用于开关变换器的控制电路。

背景技术

在开关变换器的控制方式中，恒定导通时间控制由于其优越的负载瞬态响应、简单的内部结构和平滑的工作模式切换等优点而得到了广泛应用。恒定导通时间控制的开关变换器通常通过比较器将输出电压与参考信号进行比较，并根据比较结果对开关电路进行控制，从而实现对输出电压的调节。例如，当输出电压小于参考信号时，控制开关电路中至少一个开关管导通。

然而，当输出电压的纹波较大时，比较器实际上是将输出电压纹波的波谷值和参考信号进行比较，使得输出电压的平均值大于参考信号，在某些输出电压较小的应用场合(如DSP、CPU或存储器的开关电源中)，将严重影响输出电压的精度。例如，在输出电压设定值为1V的情况下，若输出电压纹波的幅值为50mV，则输出电压实际值比输出电压设定值高出2.5％。

现有的解决方法通常根据输出电压和输出电压设定值之间的差值经过误差放大器输出误差校正电压，将参考信号和误差校正电压之差作为校正后的参考信号和输出电压进行比较，并根据比较结果对开关电路进行控制。然而，误差放大器的参数设计又提出了新的难题。一方面，误差放大器过快的响应速度会影响恒定导通时间控制的开关电路的瞬态响应速度。另一方面，误差放大器过慢的响应速度会导致输出电压到达输出电压设定值的时长增大。

实用新型内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本实用新型的一个目的是提供一种控制电路和开关变换器。

根据本实用新型一实施例的一种控制电路，用于开关变换器，其中开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路，所述控制电路包括：斜坡补偿单元，产生斜坡补偿信号；输出电压校正单元，根据斜坡补偿信号产生电压校正信号；和控制单元，耦接至输出电压校正单元和斜坡补偿单元，根据开关电路的输出电压、参考信号、电压校正信号以及斜坡补偿信号产生逻辑控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。

在一个实施例中，控制单元包括：比较单元，耦接至斜坡补偿单元、输出电压校正单元和开关电路，基于斜坡补偿信号、参考信号、电压校正信号和开关电路的输出电压产生比较信号；导通时间控制单元，提供导通时间控制信号；和逻辑单元，耦接至比较单元和导通时间控制单元，根据导通时间控制信号和比较信号产生逻辑控制信号。

在一个实施例中，比较单元包括第一运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收电压校正信号，第二输入端接收开关电路的输出电压或代表开关电路输出电压的反馈信号；第二运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收斜坡补偿信号，第二输入端接收参考信号；和比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一运算电路的输出端，第二输入端耦接至第二运算电路的输出端，输出端提供比较信号。

在一个实施例中，比较单元包括第三运算电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中，第一输入端接收参考信号，第二输入端接收斜坡补偿信号，第三输入端接收电压校正信号；和比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收开关电路的输出电压或代表开关电路输出电压的反馈信号，第二输入端耦接至第三运算电路的输出端，输出端提供比较信号。

在一个实施例中，比较单元包括第四运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收开关电路的输出电压或代表开关电路输出电压的反馈信号，第二输入端接收参考信号；第五运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收斜坡补偿信号，第二输入端接收电压校正信号；和比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第四运算电路的输出端，第二输入端耦接至第五运算电路的输出端，输出端提供比较信号。

在一个实施例中，所述电压校正信号等于斜坡补偿信号的幅值。

在一个实施例中，所述电压校正信号等于开关周期和斜坡补偿信号保持不变或减小的时长之差与斜坡补偿信号的斜率的乘积。

在一个实施例中，输出电压校正单元包括：寄存器，具有第一输出端、第二输出端，其中第一输出端输出第一电压校正系数，第二输出端输出第二电压校正系数；多路选择器，具有第一输入端、第二输入端、控制端和输出端，其中第一输入端耦接至寄存器的第一输出端接收第一电压校正系数，第二输入端耦接至寄存器的第二输出端接收第二电压校正系数，控制端接收系统状态指示信号，输出端根据系统状态指示信号选择第一电压校正系数或第二电压校正系数生成电压校正信号。

在一个实施例中，所述控制电路还包括：比例积分单元，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端耦接至开关电路的输出端以接收开关电路的输出电压，比例积分单元基于参考信号和开关电路的输出电压，在其输出端产生比例积分信号；其中所述控制单元根据开关电路的输出电压、参考信号、比例积分信号、电压校正信号以及斜坡补偿信号产生逻辑控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。

根据本实用新型一实施例的一种开关变换器，该开关变换器包括开关电路，包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；以及如前所述的控制电路。

在一个实施例中，所述开关电路包括：第一开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压，控制端耦接至逻辑控制信号；第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端，第二端接系统地，控制端耦接至逻辑控制信号；电感器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端；以及输出电容器，耦接在电感器的第二端和系统地之间。

利用本实用新型提出的实施例，可以在避免繁复的参数设计的同时，以较简单的方式对输出电压进行迅速校正，从而提高输出电压的精度，并缩短输出电压到达输出电压设定值的时长，使得输出电压能够较好的跟随输出电压设定值。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干可行实施方式，其中：

图1是根据本实用新型一实施例的开关变换器100的电路框图；

图2是根据本实用新型一实施例的开关变换器200的电路原理图；

图3是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200在正常运行时的波形图；

图4是根据本实用新型一实施例的在线调整电压校正信号的电路原理图；

图5是根据本实用新型一实施例的离线调整电压校正信号的电路原理图；

图6是根据本实用新型一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图；

图7是根据本实用新型另一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图；

图8是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200从软启动到正常运行状态过程中的波形图；

图9是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200在轻载运行和正常运行状态下的波形图；

图10是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200在节电运行和正常运行状态下的波形图；

图11是根据本实用新型一实施例的开关变换器1100的电路原理图；

图12是根据本实用新型一实施例的开关变换器1200的电路原理图；以及

图13是根据本实用新型一实施例的开关变换器1300的电路原理图。

在附图中，相同的标号被用以表示相同或相应的元件。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，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实用新型。在其他实例中为了避免混淆本实用新型，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实用新型至少一个实施例中。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，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连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“直接连接到”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1是根据本实用新型一实施例的开关变换器100的电路框图。开关变换器100包括开关电路11、斜坡补偿单元12、输出电压校正单元13以及控制单元14。

开关电路11包括至少一个开关管，开关电路11接收输入电压VIN，通过至少一个开关管的导通与关断，输出直流输出电压VOUT。开关电路11可以为直流/直流变换电路或交流/直流变换电路，可以采用如降压、升压、半桥等任意适合的拓扑结构。开关电路11中的开关管可以为任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。

斜坡补偿单元12在其输出端产生斜坡补偿信号VSLOPE。输出电压校正单元13具有输入端和输出端，其中输入端耦接至斜坡补偿单元12，输出端根据斜坡补偿信号VSLOPE产生电压校正信号VTRIM。控制单元14具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和输出端，其中第一输入端耦接至输出电压校正单元13的输出端，第二输入端耦接至斜坡补偿单元12的输出端，第三输入端耦接至参考信号VREF，第四输入端耦接至开关电路11的输出电压VOUT或代表开关电路11输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据开关电路11的输出电压VOUT或者代表开关电路11输出电压VOUT的反馈信号VFB、参考信号VREF、电压校正信号VTRIM以及斜坡补偿信号VSLOPE产生逻辑控制信号CTRL，以控制开关电路11中至少一个开关管的导通与关断。在一个实施例中，当控制单元14的第四输入端直接耦接至开关电路11的输出电压VOUT时，参考信号VREF等于输出电压设定值。

电压校正信号VTRIM的引入，能够以较简单的方式对输出电压VOUT进行迅速校正，从而提高输出电压VOUT的精度，并且缩短输出电压VOUT到达输出电压设定值的时长，使得输出电压VOUT能够较好的跟随输出电压设定值。

图2是根据本实用新型一实施例的开关变换器200的电路原理图。开关变换器200的结构和与图1所示开关变换器100的结构相似。开关变换器200包括开关电路21、斜坡补偿单元22、输出电压校正单元23以及控制单元24。

开关电路21包括开关管S1、开关管S2、电感器L和输出电容器COUT。开关电路21通过开关管S1和开关管S2的导通与关断，将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。开关管S1具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压VIN。开关管S2具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关管S1的第二端，第二端耦接至系统地。电感器L具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关管S1的第二端和开关管S2的第一端。输出电容器COUT耦接在电感器L的第二端和系统地之间。输出电容器COUT两端的电压即为输出电压VOUT。在另一个实施例中，开关管S2可由二极管代替。

斜坡补偿单元22在其输出端输出斜坡补偿信号VSLOPE。在一个实施例中，当开关管S1关断时，斜坡补偿信号VSLOPE以一定的斜率SR逐渐增大，当开关管S1导通时，斜坡补偿信号VSLOPE保持不变(例如保持为零)或者逐渐减小。输出电压校正单元23具有输入端和输出端，其中输入端耦接至斜坡补偿单元22，输出端根据斜坡补偿信号VSLOPE输出电压校正信号VTRIM。在一个实施例中，输出电压校正单元23根据斜坡补偿信号VSLOPE的幅值或斜率SR产生电压校正信号VTRIM。在一个实施例中，电压校正信号VTRIM等于斜坡补偿信号VSLOPE的幅值。在另一个实施例中，电压校正信号VTRIM等于开关电路11的开关周期TS和斜坡补偿信号VSLOPE保持不变或减小的时长TB之差(TS-TB)与斜坡补偿信号VSLOPE的斜率SR的乘积。

控制单元24包括导通时间控制单元241、由比较器242、运算电路244以及运算电路245组成的比较单元和逻辑单元243。导通时间控制单元241产生导通时间控制信号COT，以控制开关管S1的导通时长。在一个实施例中，开关管S1的导通时长被设置为恒定值。在另一个实施例中，开关管S1的导通时长是与输入电压VIN和/或输出电压VOUT有关的可变值。比较单元包括比较器242、运算电路244以及运算电路245。比较器242耦接至斜坡补偿单元22、输出电压校正单元23和开关电路21，并基于斜坡补偿信号VSLOPE、电压校正信号VTRIM、参考信号VREF和开关电路的输出电压VOUT产生比较信号SET。在一个实施例中，比较器242具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接参考信号VREF和斜坡补偿信号VSLOPE，反相输入端耦接电压校正信号VTRIM和开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端提供比较信号SET。运算电路244具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至斜坡补偿单元22的输出端以接收斜坡补偿信号VSLOPE，第二输入端接收参考信号VREF，输出端根据斜坡补偿信号VSLOPE和参考信号VREF之和(VSLOPE+VREF)提供校正后的参考信号VREF1至比较器242的同相输入端。运算电路245具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至输出电压校正单元23的输出端以接收电压校正信号VTRIM，第二输入端接收开关电路21的输出电压VOUT或者代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据电压校正信号VTRIM和开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB之和(VTRIM+VOUT或VTRIM+VFB)输出校正后的反馈信号VFB1至比较器242的反相输入端。逻辑单元243具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至导通时间控制单元241以接收导通时间控制信号COT，第二输入端耦接至比较单元242以接收比较信号SET，输出端根据导通时间控制信号COT和比较信号SET产生逻辑控制信号CTRL。

在一个实施例中，控制单元24还包括比例积分单元246。比例积分单元246具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端接收开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据参考信号VREF和开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB产生比例积分信号VPI。在一个实施例中，控制单元24根据开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB、参考信号VREF、比例积分信号VPI、电压校正信号VTRIM以及斜坡补偿信号VSLOPE产生逻辑控制信号CTRL，以控制开关电路21中开关管S1以及开关管S2的导通与关断。在一个实施例中，比例积分单元246包括运算放大器。在另一个实施例中，比例积分单元246也可以由数字电路实现。比例积分信号VPI可以耦接在比较器242的同相输入端也可以耦接在比较器242的反相输入端。在一个实施例中，比例积分信号VPI通过运算电路245耦接在比较器242的反相输入端。在图2所示的实施例中，运算电路245还包括第三输入端，其中第三输入端耦接至比例积分单元246的输出端以接收比例积分信号VPI，输出端根据电压校正信号VTRIM、开关电路21的输出电压VOUT或者代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB以及比例积分信号VPI之和(VTRIM+VOUT+VPI或VTRIM+VFB+VPI)输出校正后的反馈信号VFB1。比例积分单元246能够进一步的提高开关电路21的输出电压VOUT的精度。

在一个实施例中，开关变换器200还包括驱动电路25。驱动电路25耦接至逻辑单元243以接收逻辑控制信号CTRL，并产生驱动信号至开关管S1、S2的控制端，以驱动开关管S1和S2的导通与关断。

在一个实施例中，开关变换器200还包括反馈电路26。反馈电路26采样开关电路21的输出电压VOUT，产生代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB。本领域的普通技术人员应该认识到，反馈电路26例如可以是电阻分压电路、电容分压电路或者其它任意适合的采样电路。

图3是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200在正常运行时的波形图。

在T1时刻，当逻辑控制信号CTRL为高电平时，开关管S1导通而开关管S2关断，斜坡补偿信号VSLOPE等于一固定值，例如零。电压校正信号VTRIM等于斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP，校正后的参考信号VREF1等于参考信号VREF和斜坡补偿信号VSLOPE的和值(VREF+VSLOPE)，校正后的反馈信号VFB1等于电压校正信号VTRIM和输出电压VOUT的和值(VTRIM+VOUT)。在T2时刻，开关管S1的导通时长达到导通时间控制单元241所设置的时间阈值TTH，逻辑控制信号CTRL变为低电平，开关管S1被关断，开关管S2被导通。斜坡补偿信号VSLOPE以一定的斜率SR逐渐增大。在T3时刻，校正后的反馈信号VFB1小于校正后的参考信号VREF1，逻辑控制信号CTRL变为高电平，开关管S1被导通而开关管S2被关断。以上过程不断重复。

斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP等于斜坡补偿信号VSLOPE的上升时间与斜率SR的乘积。在图3所示的实施例中，斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP可以由以下公式计算得到：

VRAMP＝(TS-TB)SR     (1)

其中，TS为开关电路21的开关周期，TB为斜坡补偿信号VSLOPE保持不变的时长。

在图3所示实施例中，斜坡补偿信号VSLOPE在开关管S1导通而开关管S2关断时等于零，在开关管S1关断而开关管S2导通时以斜率SR增大。但本领域技术人员可以理解，具有其他表现形式的斜坡补偿信号VSLOPE也同样适用于本实用新型。例如斜坡补偿信号VSLOPE还可以是与电感电流反相的三角波信号，在开关管S1导通而开关管S2关断时斜坡下降，在开关管S1关断而开关管S2导通时斜坡上升。

在一个实施例中，电压校正信号VTRIM等于斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP，能够快速补偿由斜坡补偿信号VSLOPE引起的输出电压VOUT和输出电压设定值之间的误差，从而输出电压VOUT可以在最短时间内到达输出电压设定值。

图4是根据本实用新型一实施例的在线调整电压校正信号VTRIM的电路原理图。数字控制器41通过数字运算，实时地将数字电压校正信号DTRIM输出至数模转换器42。数模转换器42输出的模拟信号为电压校正信号VTRIM。运算电路43具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至数模转换器42的输出端接收电压校正信号VTRIM，第二输入端接收开关电路21的输出电压VOUT，输出端根据电压校正信号VTRIM和开关电路21的输出电压VOUT的和值(VTRIM+VOUT)输出校正后的反馈信号VFB1至图2所示比较器242的反相输入端。数字控制器41根据斜坡补偿信号VSLOPE的斜率SR在线调节电压校正信号VTRIM。在图4所示的实施例中，电压校正信号VTRIM等于开关电路21的开关周期TS和斜坡补偿信号VSLOPE保持不变或减小的时长TB之差(TS-TB)与斜坡补偿信号VSLOPE的斜率SR的乘积。在一个实施例中，电压校正信号VTRIM等于斜坡补偿信号VSLOPE的幅值。

图5是根据本实用新型一实施例的离线调整电压校正信号VTRIM的电路原理图。数字控制器51根据斜坡补偿信号VSLOPE预设多个电压校正系数，并基于不同的系统状态从所述多个电压校正系数中选择一个作为数字电压校正信号DTRIM输出至数模转换器52。数模转换器52输出的模拟信号为电压校正信号VTRIM。运算电路53具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至数模转换器452的输出端接收电压校正信号VTRIM，第二输入端接收开关电路21的输出电压VOUT，输出端根据电压校正信号VTRIM和开关电路21的输出电压VOUT的和值(VTRIM+VOUT)输出校正后的反馈信号VFB1至图2所示比较器242的反相输入端。数字控制器51可以根据不同的系统状态，调整电压校正信号VTRIM的大小。在图5所示的实施例中，数字控制器51包括寄存器511和多路选择器512。寄存器511具有第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端，其中第一输出端输出第一电压校正系数Trim1，第二输出端输出第二电压校正系数Trim2，第三输出端输出第三电压校正系数Trim3，第四输出端输出第四电压校正系数Trim4。多路选择器512具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、控制端和输出端，其中第一输入端耦接至寄存器511的第一输出端以接收第一电压校正系数Trim1，第二输入端耦接至寄存器511的第二输出端以接收第二电压校正系数Trim2，第三输入端耦接至寄存器511的第三输出端以接收第三电压校正系数Trim3，第四输入端耦接至寄存器511的第四输出端以接收第四电压校正系数Trim4，控制端接受系统状态指示信号ConFlag，输出端根据系统状态指示信号ConFlag从第一电压校正系数Trim1、第二电压校正系数Trim2、第三电压校正系数Trim3以及第四电压校正系数Trim4中选择一个作为数字电压校正信号DTRIM输出。在一个实施例中，系统状态包括：正常运行、软启动、轻载运行以及节电运行四种状态，数字控制器51根据对应系统状态下的斜坡补偿信号VSLOPE预设相应的电压校正系数。在一个实施例中，第一电压校正系数Trim1等于系统在正常运行状态下的斜坡补偿信号VSLOPE的幅值，第二电压校正系数Trim2等于系统在软启动状态下的斜坡补偿信号VSLOPE的幅值，第三电压校正系数Trim3等于系统在轻载运行状态下的斜坡补偿信号VSLOPE的幅值，第四电压校正系数Trim4等于系统在节电运行状态下的斜坡补偿信号VSLOPE的幅值。

图6是根据本实用新型一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图。数字控制器61产生数字参考信号DREF和数字补偿信号DSLOPE。数字控制器61通过数字运算，将数字补偿信号DSLOPE和数字参考信号DREF之和(DSLOPE+DREF)传输至数模转换器62。数模转换器62输出的模拟信号为参考信号VREF与斜坡补偿信号VSLOPE之和(VREF+VSLOPE)。数字控制器61通过调节数字补偿信号DSLOPE，即可调节斜坡补偿信号VSLOPE的斜率SR和幅值VRAMP。

图7是根据本实用新型另一实施例的斜坡补偿单元的电路原理图。数字控制器71产生数字参考信号DREF和数字补偿信号DSLOPE。数字参考信号DREF被传输至数模转换器72，数模转换器72输出的模拟信号为参考信号VREF。数字补偿信号DSLOPE被传输至数模转换器73，数模转换器73输出的模拟信号为斜坡补偿信号VSLOPE。运算电路74输出参考信号VREF和斜坡补偿信号VSLOPE的和值(VREF+VSLOPE)。数字控制器71通过调节数字补偿信号DSLOPE，即可调节斜坡补偿信号VSLOPE的斜率SR和幅值VRAMP。

图8是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200从软启动到正常运行状态过程中的波形图。图8所示实施例中的波形从上到下依次为：校正后的反馈信号VFB1、校正后的参考信号VREF1、开关电路21的输出电压VOUT、参考信号VREF以及电压校正信号VTRIM。其中校正后的反馈信号VFB1等于开关电路21的输出电压VOUT和电压校正信号VTRIM的和值(VOUT+VTRIM)，校正后的参考信号VREF1等于参考信号VREF和斜坡补偿信号VSLOPE的和值(VREF+VSLOPE)。在T4时刻，开关变换器200开始软启动，电压校正信号VTRIM以一定的斜率逐渐增大。在其它实施例中，电压校正信号VTRIM也可以直接等于斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP。参考信号VREF逐渐增大，输出电压VOUT跟随参考信号VREF逐渐增大。在T5时刻，电压校正信号VTRIM增大至斜坡补偿信号的幅值VRAMP，并维持在斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP。在T6时刻，系统结束软启动，进入正常运行状态。

图9是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200在轻载运行和正常运行状态下的波形图。图9所示实施例中的波形从上到下依次为：校正后的反馈信号VFB1、校正后的参考信号VREF1、开关电路21的输出电压VOUT以及电压校正信号VTRIM。其中校正后的反馈信号VFB1等于输出电压VOUT和电压校正信号VTRIM的和值(VOUT+VTRIM)，校正后的参考信号VREF1等于参考信号VREF和斜坡补偿信号VSLOPE的和值(VREF+VSLOPE)。在T7时刻，开关变换器200进入轻载运行状态，开关频率减小，斜坡补偿信号VSLOPE的幅值增大至第二幅值VRAMP2，电压校正信号VTRIM随着斜坡补偿信号VSLOPE幅值的增大而增大。在一个实施例中，电压校正信号VTRIM等于第二幅值VRAMP2。在T8时刻，开关变换器200回到正常运行状态，斜坡补偿信号VSLOPE的幅值减小至第一幅值VRAMP1，电压校正信号VTRIM随着斜坡补偿信号VSLOPE幅值的减小而减小。在一个实施例中，电压校正信号VTRIM等于第一幅值VRAMP1。

图10是根据本实用新型一实施例的图2所示开关变换器200在节电运行和正常运行状态下的波形图。图10所示实施例中的波形从上到下依次为：校正后的反馈信号VFB1、校正后的参考信号VREF1、开关电路21的输出电压VOUT以及电压校正信号VTRIM。其中校正后的反馈信号VFB1等于输出电压VOUT和电压校正信号VTRIM的和值(VOUT+VTRIM)，校正后的参考信号VREF1等于参考信号VREF和斜坡补偿信号VSLOPE的和值(VREF+VSLOPE)。开关变换器200处于正常运行状态时，电压校正信号VTRIM等于斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP。在T9时刻，开关变换器200进入节电运行状态，此时开关管S1和开关管S2均关断，输出电压VOUT因负载放电而逐渐减小，斜坡补偿信号VSLOPE为零，电压校正信号VTRIM也相应的为零。在T10时刻，开关变换器200恢复正常运行，此时开关管S1和开关管S2交错导通和关断，维持输出电压VOUT在一固定值，电压校正信号VTRIM等于斜坡补偿信号VSLOPE的幅值VRAMP。

图11是根据本实用新型一实施例的开关变换器1100的电路原理图。开关变换器1100和开关变换器200类似。为简明起见，以下叙述略去了和图2所示的开关变换器200的相同或相似之处。如图11所示，开关变换器1100包括开关电路21、斜坡补偿单元22、输出电压校正单元23以及控制单元114。控制单元114包括导通时间控制单元241、由运算单元1141和比较器242组成的比较单元以及逻辑单元243。控制单元114还包括比例积分单元246，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端接收输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据参考信号VREF和输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB输出比例积分信号VPI。在图11所示的实施例中，比较器242具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接参考信号VREF、电压校正信号VTRIM和斜坡补偿信号VSLOPE，反相输入端耦接开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端提供比较信号SET。运算单元1141具有第一输入端、第二输入端的、第三输入端、第四输入端和输出端，其中第一输入端耦接至输出电压校正单元23的输出端以接收电压校正信号VTRIM，第二输入端耦接至斜坡补偿单元22的输出端以接收斜坡补偿信号VSLOPE，第三输入端接收参考信号VREF，第四输入端耦接至比例积分单元246的输出端以接收比例积分信号VPI，输出端根据电压校正信号VTRIM、斜坡补偿信号VSLOPE、参考信号VREF以及比例积分信号VPI产生校正后的参考信号VREF1至比较器242的同相输入端。在一个实施例中，校正后的参考信号VREF1由以下公式决定：

VREF1＝VSLOPE+VREF-VTRIM-VPI       (2)

图12是根据本实用新型一实施例的开关变换器1200的电路原理图。开关变换器1200和开关变换器200类似。为简明起见，以下叙述略去了和图2所示的开关变换器200的相同或相似之处。如图12所示，开关变换器1200包括开关电路21、斜坡补偿单元22、输出电压校正单元23以及控制单元124。控制单元124包括导通时间控制单元241、由比较器242、运算单元1241以及运算单元1242组成的比较单元、以及逻辑单元243。控制单元124还包括比例积分单元246，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端接收输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据参考信号VREF和输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB输出比例积分信号VPI。在图12所示的实施例中，比较器242具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接参考信号VREF、电压校正信号VTRIM和斜坡补偿信号VSLOPE，反相输入端耦接开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端提供比较信号SET。运算单元1241具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接至输出电压校正单元23的输出端以接收电压校正信号VTRIM，第二输入端耦接至斜坡补偿单元22的输出端以接收斜坡补偿信号VSLOPE，第三输入端接收参考信号VREF，输出端根据电压校正信号VTRIM、斜坡补偿信号VSLOPE以及参考信号VREF产生校正后的参考信号VREF1至比较器242的同相输入端。在一个实施例中，校正后的参考信号VREF1由以下公式决定：

VREF1＝VSLOPE+VREF-VTRIM      (3)

运算单元1242具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至比例积分单元246的输出端以接收比例积分信号VPI，第二输入端接收输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据比例积分信号VPI和输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB输出校正后的反馈信号VFB1至比较器242的反相输入端。在一个实施例中，校正后的反馈信号VFB1等于比例积分信号VPI和输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB之和(VPI+VOUT或VPI+VFB)。

图13是根据本实用新型一实施例的开关变换器1300的电路原理图。开关变换器1300和开关变换器200类似。为简明起见，以下叙述略去了和图2所示的开关变换器200的相同或相似之处。如图13所示，开关变换器1300包括开关电路21、斜坡补偿单元22、输出电压校正单元23以及控制单元134。控制单元134包括导通时间控制单元241、由比较器242、运算电路1341以及运算电路1342组成的比较单元、以及逻辑单元243。控制单元134还包括比例积分单元246，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端接收输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据参考信号VREF和输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB输出比例积分信号VPI。在图13所示的实施例中，比较器242具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接电压校正信号VTRIM和斜坡补偿信号VSLOPE，反相输入端耦接参考信号VREF以及开关电路21的输出电压VOUT或代表开关电路21输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端提供比较信号SET。运算单元1341具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接至输出电压校正单元23的输出端以接收电压校正信号VTRIM，第二输入端耦接至斜坡补偿单元22的输出端以接收斜坡补偿信号VSLOPE，第三输入端耦接至比例积分单元246以接收比例积分信号VPI，输出端根据电压校正信号VTRIM、斜坡补偿信号VSLOPE以及比例积分信号VPI产生校正后的参考信号VREF1至比较器242的同相输入端。在一个实施例中，校正后的参考信号VREF1由以下公式决定：

VREF1＝VSLOPE+VREF+VTRIM        (4)

运算单元1342具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号VREF，第二输入端接收输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB，输出端根据参考信号VREF和输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB输出校正后的反馈信号VFB1至比较器242的反相输入端。在一个实施例中，校正后的反馈信号VFB1等于输出电压VOUT或代表输出电压VOUT的反馈信号VFB和参考信号VREF之差(VOUT-VREF或VFB-VREF)。

上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本实用新型进行说明，这些实施例不是完全详尽的，并不用于限定本实用新型的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其他可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本实用新型所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本实用新型的精神和保护范围。

Claims (11)

1.一种控制电路，用于开关变换器，其特征在于，开关变换器包括具有至少一个开关管的开关电路，所述控制电路包括：

斜坡补偿单元，产生斜坡补偿信号；

输出电压校正单元，根据斜坡补偿信号产生电压校正信号；和

控制单元，耦接至输出电压校正单元和斜坡补偿单元，根据开关电路的输出电压、参考信号、电压校正信号以及斜坡补偿信号产生逻辑控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，控制单元包括：

比较单元，耦接至斜坡补偿单元、输出电压校正单元和开关电路，基于斜坡补偿信号、参考信号、电压校正信号和开关电路的输出电压产生比较信号；

导通时间控制单元，提供导通时间控制信号；和

逻辑单元，耦接至比较单元和导通时间控制单元，根据导通时间控制信号和比较信号产生逻辑控制信号。

3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，比较单元包括：

第一运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收电压校正信号，第二输入端接收开关电路的输出电压或代表开关电路输出电压的反馈信号；

第二运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收斜坡补偿信号，第二输入端接收参考信号；和

比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一运算电路的输出端，第二输入端耦接至第二运算电路的输出端，输出端提供比较信号。

4.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，比较单元包括：

第三运算电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中，第一输入端接收参考信号，第二输入端接收斜坡补偿信号，第三输入端接收电压校正信号；和

比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收开关电路的输出电压或代表开关电路输出电压的反馈信号，第二输入端耦接至第三运算电路的输出端，输出端提供比较信号。

5.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，比较单元包括：

第四运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收开关电路的输出电压或代表开关电路输出电压的反馈信号，第二输入端接收参考信号；

第五运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收斜坡补偿信号，第二输入端接收电压校正信号；和

比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第四运算电路的输出端，第二输入端耦接至第五运算电路的输出端，输出端提供比较信号。

6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电压校正信号等于斜坡补偿信号的幅值。

7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电压校正信号等于开关电路的开关周期和斜坡补偿信号保持不变或减小的时长之差与斜坡补偿信号的斜率的乘积。

8.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，输出电压校正单元包括：

寄存器，具有第一输出端、第二输出端，其中第一输出端输出第一电压校正系数，第二输出端输出第二电压校正系数；

多路选择器，具有第一输入端、第二输入端、控制端和输出端，其中第一输入端耦接至寄存器的第一输出端接收第一电压校正系数，第二输入端耦接至寄存器的第二输出端接收第二电压校正系数，控制端接收系统状态指示信号，输出端根据系统状态指示信号选择第一电压校正系数或第二电压校正系数生成电压校正信号。

9.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

比例积分单元，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收参考信号，第二输入端耦接至开关电路的输出端以接收开关电路的输出电压，比例积分单元基于参考信号和开关电路的输出电压，在其输出端产生比例积分信号；其中

所述控制单元根据开关电路的输出电压、参考信号、比例积分信号、电压校正信号以及斜坡补偿信号产生逻辑控制信号，以控制开关电路中至少一个开关管的导通与关断。

10.一种开关变换器，其特征在于，包括：

开关电路，包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；以及

如权利要求1至9中任一项所述的控制电路。

11.如权利要求10所述的开关变换器，其特征在于，所述开关电路包括：

第一开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收输入电压，控制端耦接至逻辑控制信号；

第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端，第二端接系统地，控制端耦接至逻辑控制信号；

电感器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端；以及

输出电容器，耦接在电感器的第二端和系统地之间。

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