开关电源及其控制电路的制作方法

技术特征：
1.一种开关电源的控制电路，其特征在于，包括：退磁检测模块，根据表征输出电压的电压反馈信号获得开关电源的退磁时间；控制模块，根据所述退磁时间、时钟信号以及开关管的驱动信号分时输出电流峰值信号和斜坡信号；导通信号产生模块，对所述电压反馈信号进行采样保持得到第一采样信号，根据所述第一采样信号与基准电压产生误差信号，以及根据所述误差信号和所述斜坡信号产生导通信号；关断信号产生模块，根据表征流经开关管电流的电流采样信号和所述电流峰值信号产生关断信号；其中，在开关管导通期间，所述控制模块输出所述电流峰值信号；在开关管关断期间，所述控制模块输出所述斜坡信号。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在开关管关断期间，所述斜坡信号至少具有一段斜率。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，在开关管关断期间，所述斜坡信号包括多段斜率，其中，所述斜坡信号从初始电压或预设电压以不同的斜率下降形成多段斜率；所述斜坡信号向上翻折至预设电压形成折叠斜率。4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述斜坡信号在第一段斜率和所述折叠斜率之间存在多段过渡斜率。5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关电源的开关频率至少包括最大开关频率、折叠频率以及中间频率，其中，最大开关频率为开关电源的最高开关频率，折叠频率为所述斜坡信号向上翻折至预设电压时对应的开关频率，中间频率在最大开关频率和折叠频率之间。6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块为数字控制模块，采用数字控制方式分时产生所述斜坡信号和所述电流峰值信号。7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块包括：数字控制单元，根据所述退磁时间、时钟信号以及开关管的驱动信号分时输出数字斜坡信号和数字电流峰值信号；数模转换器，对所述数字斜坡信号和所述数字电流峰值信号进行数模转换以分时输出所述斜坡信号和所述电流峰值信号。8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：阈值切换模块，接收第一阈值电压和第二阈值电压，并根据切换信号输出第一阈值电压或第二阈值电压作为所述基准电压。9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，还包括：第三比较器，与所述控制模块连接，根据所述斜坡信号与参考电压产生所述切换信号。10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，当所述斜坡信号大于所述参考电压时，所述阈值切换模块输出所述第一阈值电压作为所述基准电压；当所述斜坡信号等于所述参考电压时，所述阈值切换模块根据所述切换信号输出所述第二阈值电压作为所述基准电压，其中，所述第一阈值电压小于所述第二阈值电压。11.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块根据时钟信号和预设
时间产生切换信号。12.根据权利要求11所述的控制电路，其特征在于，当所述时钟信号的计数周期未达到预设时间时，所述阈值切换模块输出所述第一阈值电压作为所述基准电压；当所述时钟信号的计数周期达到预设时间时，所述阈值切换模块输出所述第二阈值电压作为所述基准电压。13.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块根据所述切换信号输出所述第一阈值电压或所述第二阈值电压作为所述基准电压。14.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，还包括：第三比较器，与所述控制模块连接，根据所述斜坡信号与参考电压产生所述切换信号。15.根据权利要求14所述的控制电路，其特征在于，当所述斜坡信号大于所述参考电压时，所述控制模块输出所述第一阈值电压作为所述基准电压；当所述斜坡信号等于所述参考电压时，所述控制模块根据所述切换信号输出所述第二阈值电压作为所述基准电压，其中，所述第一阈值电压小于所述第二阈值电压。16.根据权利要求8或13所述的控制电路，其特征在于，当所述基准电压为所述第一阈值电压时，所述控制模块控制所述斜坡信号从初始电压逐渐降低；当所述基准电压从所述第一阈值电压切换至所述第二阈值电压时，所述控制模块控制所述斜坡信号向上翻折至预设电压后逐渐降低。17.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述导通信号产生模块包括：采样保持模块，对所述电压反馈信号采样保持得到第一采样信号；误差放大器，与所述采样保持模块连接，根据所述第一采样信号和所述基准电压产生误差信号；第一比较器，分别与所述误差放大器和所述数模转换器连接，根据所述误差信号和所述斜坡信号产生恒压导通信号。18.根据权利要求17所述的控制电路，所述导通信号产生模块根据所述恒压导通信号产生导通信号。19.根据权利要求17所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块与所述采样保持模块连接，控制采样保持模块在退磁时间内对所述电压反馈信号进行采样。20.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述关断信号产生模块包括：前沿消隐模块，接收表征流经开关管电流的电流采样信号，并对所述电流采样信号在开关管导通瞬间产生的毛刺进行消隐；第二比较器，与所述前沿消隐模块和所述数模转换器连接，根据所述电流采样信号和所述电流峰值信号产生关断信号。21.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述关断信号产生模块包括：第二比较器，接收表征流经开关管电流的电流采样信号，所述第二比较器与所述数模转换器连接，根据所述电流采样信号和所述电流峰值信号产生关断信号。22.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：振荡器，用于产生时钟信号。23.根据权利要求17所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块还包括：恒流控制单元，根据所述退磁时间产生恒流导通信号。
24.根据权利要求17所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块还包括：恒流控制单元，根据所述退磁时间和所述电流峰值信号产生恒流导通信号。25.根据权利要求23或24所述的控制电路，其特征在于，所述导通信号产生模块根据恒压导通信号和所述恒流导通信号产生导通信号。26.根据权利要求25所述的控制电路，其特征在于，所述导通信号产生模块包括：第一采样保持模块，采样并保持所述电压反馈信号，输出第一采样信号；误差放大器，与所述采样保持模块和所述数模转换器连接，根据所述第一采样信号和所述基准电压产生误差信号；第一比较器，与所述误差放大器连接，根据所述误差信号和所述斜坡信号产生恒压导通信号；与门，与所述第一比较器和所述数字控制模块连接，根据所述恒压导通信号和所述恒流导通信号产生所述导通信号；第二采样保持模块，串联连接在误差放大器的输出端和接地端之间。27.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：rs触发器，根据所述导通信号和所述关断信号产生开关控制信号；驱动模块，根据所述开关控制信号产生驱动信号。28.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关管和控制电路集成在同一芯片上。29.一种开关电源，其特征在于，包括：主电路，所述主电路包括功率转换电路，用于将交流输入电压转变为直流输出电压；控制电路；其中，所述控制电路包括：退磁检测模块，根据表征输出电压的反馈信号获得开关电源的退磁时间；控制模块，根据所述退磁时间、时钟信号以及开关管的驱动信号，分时输出电流峰值信号和斜坡信号；导通信号产生模块，对所述电压反馈信号进行采样保持得到第一采样信号，根据所述第一采样信号与基准电压产生误差信号，以及根据所述误差信号和所述斜坡信号产生导通信号；关断信号产生模块，根据表征流经开关管电流的电流采样信号和所述电流峰值信号产生关断信号；其中，在开关管导通期间，所述控制模块输出所述电流峰值信号；在开关管关断期间，所述控制模块输出所述斜坡信号。30.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，在开关管关断期间，所述斜坡信号至少具有一段斜率。31.根据权利要求30所述的开关电源，其特征在于，在开关管关断期间，所述斜坡信号包括多段斜率，其中，所述斜坡信号从初始电压或预设电压以不同的斜率下降形成多段斜率；所述斜坡信号向上翻折至预设电压形成折叠斜率。32.根据权利要求31所述的开关电源，其特征在于，所述斜坡信号在第一段斜率和所述折叠斜率之间存在多段过渡斜率。
33.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源的开关频率至少包括最大开关频率、折叠频率以及中间频率，其中，最大开关频率为开关电源的最高开关频率，折叠频率为将所述斜坡信号向上翻折至预设电压时对应的开关频率，中间频率在最大开关频率和折叠频率之间。34.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块为数字控制模块，采用数字控制方式分时产生所述斜坡信号和所述电流峰值信号。35.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块包括：数字控制单元，根据所述退磁时间、时钟信号以及开关管的驱动信号分时输出数字斜坡信号和数字电流峰值信号；数模转换器，对所述数字斜坡信号和所述数字电流峰值信号进行数模转换以分时输出所述斜坡信号和所述电流峰值信号。36.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述控制电路还包括：阈值切换模块，接收第一阈值电压和第二阈值电压，并根据切换信号输出第一阈值电压或第二阈值电压作为所述基准电压。37.根据权利要求36所述的开关电源，其特征在于，所述控制电路还包括：第三比较器，与所述控制模块连接，根据所述斜坡信号与参考电压产生所述切换信号。38.根据权利要求37所述的开关电源，其特征在于，当所述斜坡信号大于所述参考电压时，所述阈值切换模块输出所述第一阈值电压作为所述基准电压；当所述斜坡信号等于所述参考电压时，所述阈值切换模块根据所述切换信号输出所述第二阈值电压作为所述基准电压，其中，所述第一阈值电压小于所述第二阈值电压。39.根据权利要求36所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块根据时钟信号和预设时间产生切换信号。40.根据权利要求39所述的开关电源，其特征在于，当所述时钟信号的计数周期未达到预设时间时，所述阈值切换模块输出所述第一阈值电压作为所述基准电压；当所述时钟信号的计数周期达到预设时间时，所述阈值切换模块输出所述第二阈值电压作为所述基准电压。41.根据权利要求35所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块根据切换信号产生第一阈值电压或第二阈值电压作为所述基准电压。42.根据权利要求41所述的开关电源，其特征在于，所述控制电路还包括：第三比较器，与所述控制模块连接，根据所述斜坡信号与参考电压产生所述切换信号。43.根据权利要求42所述的开关电源，其特征在于，当所述斜坡信号大于所述参考电压时，所述控制模块输出所述第一阈值电压作为所述基准电压；当所述斜坡信号等于所述参考电压时，所述控制模块根据所述切换信号输出所述第二阈值电压作为所述基准电压，其中，所述第一阈值电压小于所述第二阈值电压。44.根据权利要求36或41所述的开关电源，其特征在于，当所述基准电压为所述第一阈值电压时，所述控制模块控制所述斜坡信号从初始电压逐渐降低；当所述基准电压从所述第一阈值电压切换至所述第二阈值电压时，所述控制模块控制所述斜坡信号向上翻折至预设电压后逐渐降低。45.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述导通信号产生模块包括：
采样保持模块，对所述电压反馈信号采样保持得到第一采样信号；误差放大器，与所述采样保持模块连接，根据所述第一采样信号和所述基准电压产生误差信号；第一比较器，分别与所述误差放大器和所述数模转换器连接，根据所述误差信号和所述斜坡信号产生恒压导通信号。46.根据权利要求45所述的开关电源，其特征在于，所述导通信号产生模块根据所述恒压导通信号产生导通信号。47.根据权利要求45所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块与所述采样保持模块连接，控制采样保持模块在退磁时间内对所述电压反馈信号进行采样。48.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述关断信号产生模块包括：前沿消隐模块，接收表征流经开关管电流的电流采样信号，并对所述电流采样信号在开关管导通瞬间产生的毛刺进行消隐；第二比较器，与所述前沿消隐模块和所述数模转换器连接，根据所述电流采样信号和所述电流峰值信号产生关断信号。49.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述关断信号产生模块包括：第二比较器，接收表征流经开关管电流的电流采样信号，所述第二比较器与所述数模转换器连接，根据所述电流采样信号和所述电流峰值信号产生关断信号。50.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述控制电路还包括：振荡器，用于产生时钟信号。51.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块还包括：恒流控制单元，根据所述退磁时间产生恒流导通信号。52.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述控制模块还包括：恒流控制单元，根据所述退磁时间和所述电流峰值信号产生恒流导通信号。53.根据权利要求51或52所述的开关电源，其特征在于，所述导通信号产生模块根据恒压导通信号和所述恒流导通信号产生导通信号。54.根据权利要求53所述的开关电源，其特征在于，所述导通信号产生模块包括：第一采样保持模块，采样并保持所述电压反馈信号，输出所述第一采样信号；误差放大器，与所述采样保持模块和所述数模转换器连接，根据所述第一采样信号和所述基准电压产生误差信号；第一比较器，与所述误差放大器连接，根据所述误差信号和斜坡信号产生恒压导通信号；与门，与所述第一比较器和所述数字控制模块连接，根据所述恒压导通信号和所述恒流导通信号产生导通信号；第二采样保持模块，串联连接在误差放大器的输出端和接地端之间。55.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述控制电路还包括：rs触发器，根据所述导通信号和所述关断信号产生开关控制信号；驱动模块，根据所述开关控制信号产生驱动信号。56.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述开关管和开关电源集成在同一芯片上。
57.根据权利要求29所述的开关电源，其特征在于，所述主电路的功率变换电路为选自以下拓扑中的任一种：浮地型buck
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boost拓扑、实地型buck
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boost拓扑、浮地型buck拓扑、实地型buck拓扑、boost拓扑以及反激拓扑。

技术总结
本申请公开了一种开关电源的控制电路，包括：退磁检测模块，根据电压反馈信号获得开关电源的退磁时间；控制模块，根据退磁时间、时钟信号以及开关管的驱动信号分时输出电流峰值信号和斜坡信号，在开关管导通期间输出电流峰值信号；在开关管关断期间输出斜坡信号；导通信号产生模块，对电压反馈信号进行采样保持得到第一采样信号，根据第一采样信号与基准电压产生误差信号以及根据误差信号和斜坡信号产生导通信号；关断信号产生模块，根据电流采样信号和电流峰值信号产生关断信号。本申请通过数字控制模块和数模转换器实现恒压输出以及产生复杂的斜坡信号，该斜坡信号具有多个下降斜率。斜率。斜率。


技术研发人员：张钦阳 洪益文 廖小军 詹桦
受保护的技术使用者：杭州士兰微电子股份有限公司
技术研发日：2021.06.11
技术公布日：2021/11/4