CN112398335A - 开关型调节器的控制电路和控制方法及开关型调节器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种开关型调节器的控制电路和控制方法及开关型调节器，用于控制第一开关管的导通和关断，包括：导通信号发生电路、关断信号发生电路、关断时间调整电路、最小关断时间电路以及逻辑电路，其中，在输出电压大于第一参考电压时，关断时间调整电路控制第一开关管的关断时间为恒定关断时间，在输出电压小于/等于第一参考电压时，关断时间调整电路控制第一开关管的关断时间为最小关断时间，当检测到负载的瞬态变化时，能够快速增大电感中存储的能量，向输出电容提供大电流，实现对负载变化的快速瞬态响应。在保证电路***较好的稳定性的基础上，提高了瞬态响应速度，避免了输出电压的较大的波动。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，更具体地，涉及一种开关型调节器的控制电路和控制方法及开关型调节器。
背景技术
开关型调节器用于将输入电压转换成预定的输出电压供给负载。现有的开关型调节器包括主开关管、同步开关管、电感和控制电路。控制电路用于控制主开关管和同步开关管的导通和关断状态，使得电感交替储存电能和供给电能，从而产生输出电压和/或输出电流。
在恒定导通时间下，根据反馈信号与第一参考信号进行比较从而控制主开关管的导通时刻，根据输出电压与输入电压进行比较从而控制主开关管的关断时刻。在主开关管导通的情况下，同步开关管关断，在主开关管关断期间，同步开关管续流。在每个开关周期中，主开关管的关断时间基本恒定而导通时间根据反馈信号可变，从而可以调节开关信号的占空比，以维持输出电压和/或输出电流恒定。
但是，现有的开关型调节器的瞬态响应较慢，当负载端出现大电压跌落事件时，会造成输出端电压的变化，限制了这种控制模型在需要快速瞬态响应的领域的应用。
因此，期望对现有技术的开关型调节器进行改进以提供一种具有快速瞬态响应的开关调节器。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种开关型调节器的控制电路和控制方法及开关型调节器，实现对负载变化的快速瞬态响应。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种开关型调节器的控制电路，用于控制第一开关管的导通和关断，包括：导通信号发生电路，用于产生导通信号；关断信号发生电路，用于根据开关信号产生第一控制信号，所述第一控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持在预定的恒定关断时间；关断时间调整电路，用于根据所述开关型调节器的输出电压以及第一参考电压产生调节信号；最小关断时间电路，用于根据所述开关信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持预定的最小关断时间；以及逻辑电路，用于根据所述第一控制信号、所述第二控制信号以及所述调节信号产生关断信号，并根据所述导通信号和所述关断信号产生所述开关信号，其中，在所述输出电压大于所述第一参考电压时，所述关断时间调整电路控制所述第一开关管的关断时间为恒定关断时间，以及在所述输出电压小于/等于所述第一参考电压时，所述关断时间调整电路控制所述第一开关管的关断时间为所述最小关断时间，从而调节所述开关信号的占空比。
优选地，在所述调节信号处于无效状态时，所述逻辑电路根据所述第一控制信号产生所述关断信号，在所述调节信号处于有效状态时，所述逻辑电路根据所述第二控制信号产生所述关断信号。
优选地，所述逻辑电路包括：与门，第一输入端用于接收所述第一控制信号，第二输入端用于接收所述调节信号；以及或门，第一输入端连接至所述与门的输出端，第二输入端用于接收所述第二控制信号，输出端用于产生所述关断信号。
优选地，所述控制电路还包括电压反馈电路，所述电压反馈电路用于根据所述开关型调节器的输出电压产生电压反馈信号。
优选地，所述关断时间调整电路包括：第一比较器，所述第一比较器将所述电压反馈信号和所述第一参考电压进行比较，以产生所述调节信号。
优选地，所述关断信号发生电路包括：第一反相器，用于根据所述开关信号产生第一触发信号；第一充电电路，用于根据所述第一触发信号产生第一电压信号；以及第二比较器，用于将所述第一电压信号和第二参考电压进行比较以产生所述第一控制信号。
优选地，所述第一充电电路包括：串联连接在电源电压与地之间的第一电流源和第一电容；第一开关，串联连接于所述第一电容的两端，其中，在所述第一触发信号为无效状态时，所述第一开关断开，所述第一电流源对所述第一电容充电，所述第一电容的两端电压作为所述第一电压信号。
优选地，所述最小关断时间电路包括：第二反相器，用于根据所述开关信号产生第二触发信号；第二充电电路，用于根据所述第二触发信号产生第二电压信号；以及第三比较器，用于根据所述第二电压信号产生所述第二控制信号。
优选地，所述第二充电电路包括：串联连接在电源电压与地之间的第二电流源和第二电容；第二开关，串联连接于所述第二电容的两端，其中，在所述第二触发信号为无效状态时，所述第二开关断开，所述第二电流源对所述第二电容充电，所述第二电容的两端电压作为所述第二电压信号。
优选地，所述控制电路还包括电流检测电路，用于对所述开关型调节器的输入电压进行检测以得到电流检测信号。
优选地，所述导通信号发生电路包括：第四比较器，用于将所述电压反馈信号和第三参考电压进行比较，以得到输出电压，所述第三参考电压与所述第一参考电压成比例；补偿网络，用于根据所述输出电压得到补偿电压；以及第五比较器，用于将所述电流检测信号和所述补偿电压进行比较，以得到所述导通信号。
优选地，所述第一电流源产生与所述开关型调节器的输入电压成比例的第一电流。
优选地，所述第二参考电压与所述开关型调节器的输入电压和输出电压的电压差成比例。
根据本发明实施例的第二方面。提供了一种开关型调节器，包括：功率级电路，所述功率级电路包括第一开关管；以及上述的控制电路，其中，所述控制电路产生开关信号以控制所述第一开关管的导通和关断。
优选地，所述功率级电路还包括第二开关管，所述第一开关管与所述第二开关管串联连接，所述开关信号用于控制所述第二开关管的导通和关断，使得所述第一开关管和所述第二开关管交替导通和关断。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种开关型调节器的控制方法，包括：产生开关信号；根据所述开关信号控制第一开关管的导通和关断；根据所述开关型调节器的输出电压以及第一参考电压产生调节信号；根据所述调节信号控制所述第一开关管的关断时间，其中，在所述输出电压大于所述第一参考电压时，控制所述第一开关管的关断时间为恒定关断时间，以及在所述输出电压小于/等于所述第一参考电压时，控制所述第一开关管的关断时间为所述最小关断时间，从而调节所述开关信号的占空比。
优选地，所述根据所述调节信号控制所述第一开关管的关断时间的步骤包括：产生导通信号；根据开关信号产生第一控制信号，所述第一控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持在预定的恒定关断时间；根据所述开关信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持预定的最小关断时间；根据导通信号和关断信号产生所述开关信号，其中，在所述调节信号处于无效状态时，根据所述第一控制信号产生所述关断信号，在所述调节信号处于有效状态时，根据所述第二控制信号产生所述关断信号。
优选地，所述控制方法还包括根据所述开关型调节器的输出电压产生电压反馈信号。
优选地，所述根据所述开关型调节器的输出电压以及第一参考电压产生调节信号的步骤包括：将所述电压反馈信号和所述第一参考电压进行比较，以产生所述调节信号。
优选地，所述根据开关信号产生第一控制信号的步骤包括：根据所述开关信号产生第一触发信号；根据所述第一触发信号对第一电容进行充电，以产生第一电压信号；以及将所述第一电压信号和第二参考电压进行比较以产生所述第一控制信号，所述第二参考电压与所述开关型调节器的输入电压和输出电压的电压差成比例，其中，在所述第一触发信号为无效状态时，采用与所述开关型调节器的输入电压成比例的第一电流对所述第一电容充电，所述第一电容的两端电压作为所述第一电压信号。
优选地，所述根据开关信号产生第二控制信号包括：根据所述开关信号产生第二触发信号；根据所述第二触发信号对第二电容进行充电，以产生第二电压信号；以及根据所述第二电压信号产生所述第二控制信号，其中，在所述第二触发信号为无效状态时，采用恒定的第二电流对所述第二电容充电，所述第二电容的两端电压作为所述第二电压信号。
优选地，所述产生导通信号的步骤包括：对所述开关型调节器的输入电压进行检测以得到电流检测信号；将所述电压反馈信号和第三参考电压进行比较，以得到输出电压，所述第三参考电压与所述第一参考电压成比例；根据所述输出电压得到补偿电压；以及将所述电流检测信号和所述补偿电压进行比较，以得到所述导通信号。
优选地，所述控制方法还包括：采用所述开关信号控制第二开关管的导通和关断，使得所述第一开关管和所述第二开关管交替导通和关断。
本发明实施例的开关型调节器的控制电路和控制方法以及开关型调节器实时监测负载的状态，当检测到负载的瞬态变化时，能够快速增大电感中存储的能量，向输出电容提供大电流，实现对负载变化的快速瞬态响应。在保证电路***较好的稳定性的基础上，提高了瞬态响应速度，避免了输出电压的较大的波动。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出根据本发明实施例的开关型调节器的电路示意图；
图2示出图1中的导通信号发生电路的电路示意图；
图3示出图1中的关断信号发生电路的电路示意图；
图4示出图1中的关断时间调整电路的电路示意图；
图5示出图1中的最小关断时间电路的电路示意图；
图6示出根据本发明实施例的开关型调节器的工作波形图；
图7a和图7b分别示出现有技术和本发明实施例的开关型调节器在负载端电压变化时的输出波形图；
图8示出图1中的开关型调节器的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
在本申请中，开关管是工作开关模式以提供电流路径的晶体管，包括选自双极晶体管或场效应晶体管的一种。开关管的第一端和第二端分别是电流路径上的高电位端和低电位端，控制端用于接收驱动信号以控制开关管的导通和关断。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出根据本发明实施例的开关型调节器的电路示意图。该开关型调节器100包括集成在同一集成电路芯片中的控制电路和功率级电路。控制电路包括导通信号发生电路120、关断信号发生电路140、关断时间调整电路150、最小关断时间电路160、逻辑电路以及PWM控制电路180。功率级电路包括第一开关管M1、第二开关管M2、电感Lx和电容Cout等分立元件，以及负载。
该开关型调节器100用于为负载提供输出电压Vout。参照图1，开关型调节器100的控制电路还包括电压反馈电路110，电压反馈电路110用于提供表征输出电压的电压反馈信号FB。作为示例，功率级电路的第一开关管M1和第二开关管M2串联连接起来，第一开关管M1的第一端连接至输入电压端，用于接收输入电压Vin，第二开关管M2的第二端接地。第一开关管M1的第二端和第二开关管M2的第一端共同连接至电感Lx，用于向外部电感Lx提供充电和放电路径。
在开关型调节器100中，导通信号发生电路120用于根据开关型调节器的输出电压Vout的电压反馈信号FB、开关型调节器的输入电压Vin的电流检测信号Isen以及第三参考电压Vref3产生导通信号Set。进一步的，开关型调节电路100的控制电路还包括电流检测电路130，电流检测电路130用于根据开关型调节器100的输入电压产生电流检测信号Isen。
关断信号发生电路140用于根据开关信号SW和第二参考电压Vref2产生第一控制信号V1。关断时间调整电路150用于根据电压反馈信号FB与第一参考电压Vref1产生调节信号Vadj。最小关断时间电路根据开关信号SW产生第二控制信号V2。
逻辑电路包括RS触发器171、或门172以及与门173。与门173的两个输入端分别接收第一控制信号V1和调节信号Vadj，或门172的第一输入端连接至与门173的输出端，第二输入端用于接收第二控制信号V2，并根据与门173的输出信号和第二控制信号V2产生关断信号Reset。RS触发器171的置位端和复位端分别接收导通信号Set和关断信号Reset，输出端提供开关信号SW。例如，在调节信号Vadj处于无效状态时，所述逻辑电路根据第一控制信号V1产生所述关断信号Reset；当所述调节信号Vadj处于有效状态时，所述逻辑电路根据第二控制信号V2产生所述关断信号Reset。
关断信号发生电路140和最小关断时间电路160例如是计时电路，用于在开关信号SW在有效状态变为无效状态时，将第一控制信号V1和第二控制信号V2分别从无效状态变为有效状态，并且维持预定的时间。其中，第一控制信号V1用于将第一开关管M1的关断时间至少维持在预定的恒定关断时间，第二控制信号V2用于将第一开关管M1的关断时间至少维持预定的最小关断时间。
PWM控制电路180的输入端接收开关信号SW，并且在两个输出端分别提供第一驱动信号TG和第二驱动信号BG，分别用于驱动第一开关管M1和第二开关管M2。
第一驱动信号TG和第二驱动信号BG例如分别是开关信号的同相信号和反相信号。在每个开关周期中，第一开关管M1和第二开关管M2交替导通和关断，对电感Lx进行充电和放电，从而为负载提供输出电压。通过调节开关信号的占空比，将输出电压维持在恒定值。
在该实施例中，关断时间调整电路150根据电压反馈信号FB和第一参考电压Vref1调节第一开关管M1的关断时间。例如，在电压反馈信号FB大于第一参考电压Vref1时，关断时间调整电路150控制第一开关管M1的关断时间为恒定关断时间，以及在电压反馈信号FB小于/等于第一参考电压Vref1时，关断时间调整电路150控制第一开关管的关断时间为最小关断时间，从而调节所述开关信号的占空比。
因此，在负载端电压变化时，控制电路以最小关断时间循环导通和关断第一开关管和第二开关管，增大电感中存储的能量，以在负载发生变化时向输出电容Cout提供大电流，最终稳定负载端的电压变化，提高了开关型调节器的负载瞬态响应速度。
进一步的，开关型调节器100还包括高压驱动电路191和低压驱动电路192。高压驱动电路191包括缓冲器1911、电容C1和二极管D1，低压驱动电路192包括缓冲器1912。开关型调节器100包括高压侧电路和低压侧电路，低压侧电路直接使用直流低压电源即可供电，而高压侧电路由于处于浮置状态需要通过自举电容供电。当开关型调节器的第一开关管M1关断，第二开关管M2导通时，电源VCC通过自举二极管D1和第二开关管M2对电容C1充电；当第一开关管M1导通，第二开关管M2关断时，自举电容为高压侧电路供电。
图2示出图1中的导通信号发生电路的电路示意图。在本实施例中，第一开关管M1的导通时间由环路带宽决定，而环路带宽由误差放大器的跨导和误差放大器的输出端的电容决定。参照图2，导通信号发生电路120包括比较器1201、补偿网络1202以及比较器1203。
比较器1201的反相输入端用于接收电压反馈信号FB，正相输入端用于接收第三参考电压Vref3，输出端连接至补偿网络1202。补偿网络1202根据比较器1201的输出电压得到补偿电压。比较器1203的反相输入端用于接收电流检测信号Isen，正相输入端用于接收补偿电压，输出端用于提供导通信号Set。
图3示出图1中的关断信号发生电路的电路示意图。参照图3，关断信号发生电路140包括反相器1401、电流源1402、开关1403、电容C2以及比较器1404。
比较器1404的反相输入端用于接收第一电压信号Vc1，正相输入端用于接收第二参考电压Vref2，比较器1404用于将二者进行比较，从而在输出端提供第一控制信号V1。第二参考电压Vref2与开关型调节器的输入电压和输出电压的电压差成比例。即Vref2＝K2*(Vin-Vout)，其中，K2为恒定的第二比例系数。
反相器1401用于根据开关信号SW产生第一触发信号，第一触发信号的有效状态的持续时间等于所述第一开关管M1的关断时间。
电流源1402和电容C2串联连接在电源电压与地之间，开关1403并联在电容C2的两端，从而这三者组成充电电路。充电电路用于产生上述的第一电压信号Vc1。开关1403的控制端连接至反相器1401的输出端，在第一触发信号为无效状态时，开关1403关断，所述电流源1402对电容C2充电，电容C2的两端电压作为所述第一电压信号Vc1。电流源1402的电流值I1与开关型调节器100的输入电压Vin成比例，即I1＝K1*Vin，其中K1为恒定的第一比例系数。
图4示出图1中关断时间调整电路的电路示意图。参照图4，关断时间调整电路150包括比较器1501，比较器1501的反相输入端用于接收所述电压反馈信号FB，正相输入端用于接收第一参考电压Vref1，比较器1501用于将电压反馈信号FB与第一参考电压Vref1进行比较，产生所述调节信号Vadj。其中，第一参考电压Vref1与第三参考电压Vref3成比例。例如，Vref1＝98％*Vref3。
图5示出图1中最小关断时间电路的电路示意图。参照图5，最小关断时间电路160包括反相器1601、电流源1602、开关1603、电容C3以及比较器1604。
比较器1604的反相输入端用于接收第二电压信号Vc2，正相输入端通过一电源接地，比较器1604用于将二者进行比较，从而在输出端提供第二控制信号V2。
反相器1601用于根据开关信号SW产生第二触发信号，第二触发信号的有效状态的持续时间等于所述第一开关管M1的关断时间。
电流源1602和电容C3串联连接在电源电压与地之间，开关1603并联在电容C3的两端，从而这三者组成充电电路。充电电路用于产生上述的第二电压信号Vc2。开关1603的控制端连接至反相器1601的输出端，在第二触发信号为无效状态时，开关1603关断，所述电流源1602对电容C3充电，电容C3的两端电压作为所述第二电压信号Vc2。电流源1602的电流值I2为恒流值。
图6示出根据本发明实施例的开关型调节器的工作波形图，其中分别示出电感电流ILx、关断信号Reset、电压反馈信号FB、调节信号Vadj、导通信号Set、第一驱动信号TG以及第二驱动信号BG随时间的变化。第一驱动信号TG和第二驱动信号BG例如分别是开关信号的同相信号和反相信号，用于控制第一开关管M1和第二开关管M2的导通和关断。以下仅以第一开关管M1的工作原理为例进行说明。
在图1所示的开关型调节器100中，导通信号发生电路110产生导通信号Set，关断信号发生电路和关断时间调整电路分别将第一控制信号V1和调节信号Vadj提供至与门173，最小关断时间电路将第二控制信号V2提供至或门172，产生关断信号Reset。RS触发器171的置位端和复位端分别接受导通信号和关断信号，并且产生开关信号。
如图6所示，在一个开关周期内，电压反馈信号FB和第三参考电压Vref3共同控制第一开关管M1的导通时刻，第一控制信号V1、第二控制信号V2、以及调节信号Vadj控制第一开关管M1的关断时刻。第一开关管M1的导通时间Ton为开关信号的有效状态的持续时间，关断时间Toff为开关信号的无效状态的持续时间。
在时间段T0，导通信号Set从无效状态转变为有效状态，关断信号Reset维持无效状态。开关信号从无效状态变为有效状态，第一开关管M1导通，电感Lx存储能量，电感电流ILx逐渐增大。在第一开关管M1导通时，关断信号发生电路140和最小关断时间电路160中的电容C2和电容C3开始充电。
在时间段T1，电压反馈信号FB大于第一参考电压Vref1，因此调节信号Vadj处于无效状态，逻辑电路根据第一控制信号V1产生关断信号。当关断信号发生电路140中的电容C2充电至第二参考电压Vref2以上时，关断信号Reset从无效状态转变为有效状态，导通信号Set维持无效状态。开关信号从有效状态转变为无效状态，第一开关管M1关断恒定时间，电感Lx释放能量，电感电流ILx逐渐减小。
在时间段T2，当电感电流ILx再次减小到预设值以下时，导通信号Set从无效状态转变为有效状态，关断信号Reset维持无效状态。开关信号从无效状态变为有效状态，第一开关管M1再次导通，从而开始下一开关周期。
在上述开关周期中，第一开关管M1的导通时间Ton为T0对应的时间段，关断时间Toff为T1对应的时间段。关断信号发生电路140中的电容C2根据开关信号SW进行充放电过程，该充放电过程决定第一开关管M1的导通时间Ton。
在时间段T3，电压反馈信号FB小于/等于第一参考电压Vref1，因此调节信号Vadj处于有效状态，逻辑电路根据第二控制信号V2产生关断信号。当最小关断时间电路160中的电容C3充电至比较器1604正相输入端电压以上时，关断信号Reset从无效状态转变为有效状态，导通信号Set维持无效状态。开关信号从有效状态转变为无效状态，第一开关管M1以最小关断时间循环导通和关断，电感Lx循环储存和释放能量，电感电流ILx增大。
在时间段T4，电压反馈信号FB再次大于第一参考电压Vref1，调节信号Vadj处于无效状态，逻辑电路根据第一控制信号V1产生关断信号。当关断信号发生电路140中的电容C2充电至第二参考电压Vref2以上时，关断信号Reset从无效状态转变为有效状态，导通信号Set维持无效状态。开关信号从有效状态转变为无效状态，第一开关管M1关断恒定时间，电感Lx释放能量，电感电流ILx逐渐减小。
在上述实施例的控制策略中，当负载端电压发生变化时，控制电路忽略预设的恒定关断时间，以最小关断时间循环导通和关断第一开关管和第二开关管，以增大电感中存储的能量，以在负载发生变化时向输出电容Cout提供大电流，最终稳定负载端的电压变化，提高了开关型调节器的负载瞬态响应速度。
图7a和图7b分别示出了现有技术和本发明实施例的开关型调节器的输出波形图，其中，曲线1表示输出电压的变化曲线、曲线2表示电感电流的变化曲线、曲线3表示负载电流的变化曲线。参照图7a和图7b，当负载电流发生5A左右的变化时，本发明实施例的开关型调节器的输出电压有200mV左右的变化，而现有技术的开关型调节器中的输出电压有300mV左右的变化。
以上详细说明了自适应关断时间控制方式的开关型调节器的实现原理。同理，本发明还可以运用到自适应关断时间的控制模式，对于自适应关断时间控制方式的开关型调节器，实时监测负载的状态，当检测到负载的瞬态变化时，能够快速增大电感中存储的能量，向输出电容提供大电流，实现对负载变化的快速瞬态响应。在保证电路***较好的稳定性的基础上，提高了瞬态响应速度，避免了输出电压的较大的波动。
图8示出图1所示的开关型调节器的控制方法的流程图。参照图8，该开关型调节器的控制方法包括步骤S01-步骤S04。
在步骤S01中，产生开关信号。
在步骤S02中，根据所述开关信号控制第一开关管的导通和关断。
在步骤S03中，根据所述开关型调节器的输出电压以及第一参考电压产生调节信号。
在步骤S04中，根据所述调节信号控制所述第一开关管的关断时间。其中，在所述输出电压大于所述第一参考电压时，控制所述第一开关管的关断时间为恒定关断时间，以及在所述输出电压小于/等于所述第一参考电压时，控制所述第一开关管的关断时间为所述最小关断时间，从而调节所述开关信号的占空比。
在优选的实施例中，根据所述调节信号控制所述第一开关管的关断时间的步骤包括：产生导通信号；根据开关信号产生第一控制信号，所述第一控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持在预定的恒定关断时间；根据所述开关信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持预定的最小关断时间；根据导通信号和关断信号产生所述开关信号，其中，在所述调节信号处于无效状态时，根据所述第一控制信号产生所述关断信号，在所述调节信号处于有效状态时，根据所述第二控制信号产生所述关断信号。
在优选的实施例中，该控制方法还包括根据所述开关型调节器的输出电压产生电压反馈信号，将所述电压反馈信号和所述第一参考电压进行比较，以产生所述调节信号。
在优选的实施例中，所述根据开关信号产生第一控制信号的步骤包括：根据所述开关信号产生第一触发信号；根据所述第一触发信号对第一电容进行充电，以产生第一电压信号；以及将所述第一电压信号和第二参考电压进行比较以产生所述第一控制信号，所述第二参考电压与所述开关型调节器的输入电压和输出电压的电压差成比例，其中，在所述第一触发信号为无效状态时，采用与所述开关型调节器的输入电压成比例的第一电流对所述第一电容充电，所述第一电容的两端电压作为所述第一电压信号。
在优选的实施例中，所述根据开关信号产生第二控制信号包括：根据所述开关信号产生第二触发信号；根据所述第二触发信号对第二电容进行充电，以产生第二电压信号；以及根据所述第二电压信号产生所述第二控制信号，其中，在所述第二触发信号为无效状态时，采用恒定的第二电流对所述第二电容充电，所述第二电容的两端电压作为所述第二电压信号。
在优选的实施例中，所述产生导通信号的步骤包括：对所述开关型调节器的输入电压进行检测以得到电流检测信号；将所述电压反馈信号和第三参考电压进行比较，以得到输出电压，所述第三参考电压与所述第一参考电压成比例；根据所述输出电压得到补偿电压；以及将所述电流检测信号和所述补偿电压进行比较，以得到所述导通信号。
在优选的实施例中，采用所述开关信号控制第二开关管的导通和关断，使得所述第一开关管和所述第二开关管交替导通和关断。
依照本发明的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (23)
1.一种开关型调节器的控制电路，用于控制第一开关管的导通和关断，其特征在于，包括：
导通信号发生电路，用于产生导通信号；
关断信号发生电路，用于根据开关信号产生第一控制信号，所述第一控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持在预定的恒定关断时间；
关断时间调整电路，用于根据所述开关型调节器的输出电压以及第一参考电压产生调节信号；
最小关断时间电路，用于根据所述开关信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持预定的最小关断时间；以及
逻辑电路，用于根据所述第一控制信号、所述第二控制信号以及所述调节信号产生关断信号，并根据所述导通信号和所述关断信号产生所述开关信号，
其中，在所述输出电压大于所述第一参考电压时，所述关断时间调整电路控制所述第一开关管的关断时间为恒定关断时间，以及
在所述输出电压小于/等于所述第一参考电压时，所述关断时间调整电路控制所述第一开关管的关断时间为所述最小关断时间，从而调节所述开关信号的占空比。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在所述调节信号处于无效状态时，所述逻辑电路根据所述第一控制信号产生所述关断信号，
在所述调节信号处于有效状态时，所述逻辑电路根据所述第二控制信号产生所述关断信号。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述逻辑电路包括：
与门，第一输入端用于接收所述第一控制信号，第二输入端用于接收所述调节信号；以及
或门，第一输入端连接至所述与门的输出端，第二输入端用于接收所述第二控制信号，输出端用于产生所述关断信号。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括电压反馈电路，所述电压反馈电路用于根据所述开关型调节器的输出电压产生电压反馈信号。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述关断时间调整电路包括：
第一比较器，所述第一比较器将所述电压反馈信号和所述第一参考电压进行比较，以产生所述调节信号。
6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述关断信号发生电路包括：
第一反相器，用于根据所述开关信号产生第一触发信号；
第一充电电路，用于根据所述第一触发信号产生第一电压信号；以及
第二比较器，用于将所述第一电压信号和第二参考电压进行比较以产生所述第一控制信号。
7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述第一充电电路包括：
串联连接在电源电压与地之间的第一电流源和第一电容；
第一开关，串联连接于所述第一电容的两端，
其中，在所述第一触发信号为无效状态时，所述第一开关断开，所述第一电流源对所述第一电容充电，所述第一电容的两端电压作为所述第一电压信号。
8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述最小关断时间电路包括：
第二反相器，用于根据所述开关信号产生第二触发信号；
第二充电电路，用于根据所述第二触发信号产生第二电压信号；以及
第三比较器，用于根据所述第二电压信号产生所述第二控制信号。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述第二充电电路包括：
串联连接在电源电压与地之间的第二电流源和第二电容；
第二开关，串联连接于所述第二电容的两端，
其中，在所述第二触发信号为无效状态时，所述第二开关断开，所述第二电流源对所述第二电容充电，所述第二电容的两端电压作为所述第二电压信号。
10.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括电流检测电路，用于对所述开关型调节器的输入电压进行检测以得到电流检测信号。
11.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，所述导通信号发生电路包括：
第四比较器，用于将所述电压反馈信号和第三参考电压进行比较，以得到输出电压，所述第三参考电压与所述第一参考电压成比例；
补偿网络，用于根据所述输出电压得到补偿电压；以及
第五比较器，用于将所述电流检测信号和所述补偿电压进行比较，以得到所述导通信号。
12.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述第一电流源产生与所述开关型调节器的输入电压成比例的第一电流。
13.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述第二参考电压与所述开关型调节器的输入电压和输出电压的电压差成比例。
14.一种开关型调节器，其特征在于，包括：
功率级电路，所述功率级电路包括第一开关管；以及
权利要求1-13任一项所述的控制电路，
其中，所述控制电路产生开关信号以控制所述第一开关管的导通和关断。
15.根据权利要求14所述的开关型调节器，其特征在于，所述功率级电路还包括第二开关管，所述第一开关管与所述第二开关管串联连接，
所述开关信号用于控制所述第二开关管的导通和关断，使得所述第一开关管和所述第二开关管交替导通和关断。
16.一种开关型调节器的控制方法，其特征在于，包括：
产生开关信号；
根据所述开关信号控制第一开关管的导通和关断；
根据所述开关型调节器的输出电压以及第一参考电压产生调节信号；
根据所述调节信号控制所述第一开关管的关断时间，
其中，在所述输出电压大于所述第一参考电压时，控制所述第一开关管的关断时间为恒定关断时间，以及
在所述输出电压小于/等于所述第一参考电压时，控制所述第一开关管的关断时间为所述最小关断时间，从而调节所述开关信号的占空比。
17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述调节信号控制所述第一开关管的关断时间的步骤包括：
产生导通信号；
根据开关信号产生第一控制信号，所述第一控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持在预定的恒定关断时间；
根据所述开关信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于将所述第一开关管的关断时间至少维持预定的最小关断时间；
根据导通信号和关断信号产生所述开关信号，
其中，在所述调节信号处于无效状态时，根据所述第一控制信号产生所述关断信号，在所述调节信号处于有效状态时，根据所述第二控制信号产生所述关断信号。
18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，还包括根据所述开关型调节器的输出电压产生电压反馈信号。
19.根据权利要求18所述的控制电路，其特征在于，所述根据所述开关型调节器的输出电压以及第一参考电压产生调节信号的步骤包括：
将所述电压反馈信号和所述第一参考电压进行比较，以产生所述调节信号。
20.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述根据开关信号产生第一控制信号的步骤包括：
根据所述开关信号产生第一触发信号；
根据所述第一触发信号对第一电容进行充电，以产生第一电压信号；以及
将所述第一电压信号和第二参考电压进行比较以产生所述第一控制信号，所述第二参考电压与所述开关型调节器的输入电压和输出电压的电压差成比例，
其中，在所述第一触发信号为无效状态时，采用与所述开关型调节器的输入电压成比例的第一电流对所述第一电容充电，所述第一电容的两端电压作为所述第一电压信号。
21.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述根据开关信号产生第二控制信号包括：
根据所述开关信号产生第二触发信号；
根据所述第二触发信号对第二电容进行充电，以产生第二电压信号；以及
根据所述第二电压信号产生所述第二控制信号，
其中，在所述第二触发信号为无效状态时，采用恒定的第二电流对所述第二电容充电，所述第二电容的两端电压作为所述第二电压信号。
22.根据权利要求18所述的控制电路，其特征在于，所述产生导通信号的步骤包括：
对所述开关型调节器的输入电压进行检测以得到电流检测信号；
将所述电压反馈信号和第三参考电压进行比较，以得到输出电压，所述第三参考电压与所述第一参考电压成比例；
根据所述输出电压得到补偿电压；以及
将所述电流检测信号和所述补偿电压进行比较，以得到所述导通信号。
23.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，还包括：
采用所述开关信号控制第二开关管的导通和关断，使得所述第一开关管和所述第二开关管交替导通和关断。
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