环路控制电路和驱动电路的制作方法

专利2022-06-28  89


本实用新型涉及电源技术领域,更具体地涉及一种环路控制电路和驱动电路。



背景技术:

传统的带功率因数校正(pfc,powerfactorcorrection)功能的led(lightemittingdiode,发光二极管)的驱动电路如图1所示,包括:整流电路110、输入电容cin、电感l1、功率开关管m1、采样电阻rs、续流二极管d1、输出电容cout、误差放大器120、补偿电容ccomp以及驱动电路130。

其中,整流电路110接收交流输入电压并对其整流。输入电容cin的一端连接输入电压接入端vin,另一端接地。功率开关管m1的源极连接输入电压接入端vin,漏极连接采样电阻rs的一端,栅极连接至驱动电路130以接收驱动信号sw。电感l1的一端连接采样电阻rs的另一端,另一端连接输出电容cout的一端。续流二极管d1的阴极连接采样电阻rs的另一端,阳极连接输出电容cout的另一端。输出电容cout与负载并联,例如与led负载并联。采样电阻rs通过采样输出电流以得到采样信号vcs。

误差放大器120的正相输入端用于接收基准电压vref,反相输入端连接至采样电阻rs的一端以接收采样信号vcs,误差放大器120用于将采样信号vcs与基准电压vref做误差放大,输出补偿电压vcomp。误差放大器120的输出端连接至补偿电容ccomp的一端,补偿电容ccomp的另一端接地。当环路稳定之后,补偿电压vcomp基本恒定,输出电流由基准电压vref确定。驱动电路130连接至误差放大器120的输出端和功率开关管m1的栅极,驱动电路130用于根据补偿电压vcomp得到驱动信号sw,以实现对功率开关管m1的导通和关断的驱动。

当功率开关管m1导通时,输入电流流经采样电阻rs、电感l1、输出电容cout,流经电感l1的电流增加,电感l1存储能量。当功率开关管m1关断时,流经电感l1的电流经续流二极管d1续流,流经电感l1的电流逐渐减小,电感l1释放能量至输出电容cout。当采样信号vcs小于基准电压vref时,经误差放大器120和驱动电路130导通功率开关管m1,功率开关管m1重复上述开关动作,使得电路始终处于电感电流临界导通模式下。

传统的驱动电路的缺点是由于输入的信号通常为50hz/60hz的交流信号,因此为了滤除交流信号中的干扰信号,补偿电容ccomp一般采用大于1uf以上的大容值的电容,导致补偿电容不能集成在芯片中,只能作为外围元件,从而增加了电路的复杂性,增大了设计成本。而且,由于补偿网络电容作为控制芯片的外围元件,电路的可靠性等性能也相应容易受到潮湿环境的影响。

现有的led驱动电路将误差信号转换成电流信号,然后使用电流信号对补偿电容进行充电以得到积分电压,根据积分电压产生多个计数脉冲,对计数脉冲进行计数以得到计数值,并经过数字/模拟转换根据计数值来控制环路。通过上述方法,现有的led驱动电路使用电路内部的数字信号实现环路控制,虽然可以将大容值的补偿电容换成小容值的电容,使得补偿电容可以集成到芯片内部,简化线路结构。但是由于计数值是一个离散的值(即数字信号不是连续变化的),因此在使用中根据计数值得到的模拟控制信号也不是连续变化的,当这个模拟控制信号用于直流输入的驱动电路的环路控制时,会导致控制信号有一个上下的抖动,由于控制环路的响应很慢,这将导致led的亮度出现抖动,出现“闪灯”现象。

图2示出根据现有技术的驱动电路的波形示意图。现有的led驱动电路根据误差放大器输出电流信号的正负确定对计数脉冲进行加法计数或者减法计数。例如,当误差放大器的输出为正(即误差放大器的输出大于零)时,电路对第一脉冲sc1进行加法计数;当误差放大器的输出为负(即误差放大器的输出小于零)时,电路对第二脉冲sc2进行减法计数。

如图2所示,目标电流大于电流1小于电流2,并且当计数值加1时,led驱动电路的恒流值将从电流1增大到电流2(也即当计数值减1时,led驱动电路的恒流值将从电流2减小到电流1)。因此,当led驱动电路稳定之后的恒流值等于电流1时,误差放大器的输出电流信号大于零,则电路对计数脉冲进行加法计数。当计数值加1时,电路的恒流值增大到电流2,因为电流2大于目标恒流值,因此此时误差放大器的输出电流信号小于零,电路对计数脉冲进行减法计数,并且当计数值减1时,电路的恒流值又减小到电流1。最终led驱动电路的恒流值在电流1和电流2之间跳变,导致led的亮度出现抖动,出现“闪灯现象”。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的环路控制电路和驱动电路,以解决控制信号来回抖动的问题,从而解决现有的驱动电路中的“闪灯”问题。

根据本实用新型的一方面,提供一种环路控制电路,包括:误差放大器单元;脉冲发生单元,连接所述误差放大器单元,用于根据所述误差放大器单元的输出电压产生计数脉冲;计数器,连接所述脉冲发生单元,用于对所述计数脉冲进行计数,并根据计数值提供所述环路控制信号;以及计数器使能单元,连接所述脉冲发生单元,并对接收的所述计数脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,其中,当所述相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,所述计数器使能单元向所述计数器提供计数暂停使能信号,所述计数器根据所述计数暂停使能信号暂停计数。

优选地,所述误差放大器单元包括:误差放大器,正相输入端用于接收基准电压,反相输入端用于接收所述采样信号,输出端用于提供误差信号;以及电压生成模块,用于根据所述误差信号得到所述输出电压。

优选地,所述计数器为加减法计数器,用于根据所述误差信号的正负对所述计数脉冲进行加法计数或者减法计数。

优选地,所述计数脉冲包括第一脉冲和第二脉冲,所述计数器对所述第一脉冲进行加法计数,对所述第二脉冲进行减法计数;或者,所述计数器对所述第一脉冲进行减法计数,对所述第二脉冲进行加法计数。

优选地,所述电压生成模块包括:积分电容,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接地,所述积分电容用于根据所述误差信号提供积分电压;第一开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收第一电压;以及第二开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收所述第一电压,其中,所述第一脉冲控制所述第一开关的导通和关断,所述第二脉冲控制所述第二开关的导通和关断。

优选地,所述误差放大器为跨导型误差放大器。

优选地,所述脉冲发生单元包括:第一比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第一参考电压;第一脉冲发生模块,根据所述第一比较器的输出产生所述第一脉冲;第二比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第二参考电压;以及第二脉冲发生模块,根据所述第二比较器的输出产生所述第二脉冲。

优选地,当所述采样信号小于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容充电,所述积分电压逐渐增大,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第一参考电压时,所述第一脉冲发生模块产生所述第一脉冲,所述第一开关导通;当所述采样信号大于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容放电,所述积分电压逐渐减小,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第二参考电压时,所述脉冲发生模块产生所述第二脉冲,所述第二开关导通。

优选地,所述计数器输出的数字信号直接控制pwm信号,或者,所述计数器输出的数字信号先转换成模拟信号,再根据所述模拟信号控制pwm信号。

优选地,所述环路控制电路运用在降压结构、升压结构、反激结构以及升降压结构中的任意一种。

根据本实用新型的另一方面,提供一种驱动电路,包括:主功率电路;环路控制电路,通过采样所述主功率电路得到采样信号,并根据所述采样信号得到环路控制信号;以及驱动电路,用于根据所述环路控制信号得到驱动信号,所述驱动信号用于控制所述主功率电路的功率传输,其中,所述环路控制电路包括:误差放大器单元;脉冲发生单元,连接所述误差放大器单元,用于根据所述误差放大器单元的输出电压产生计数脉冲;计数器,连接所述脉冲发生单元,用于对所述计数脉冲进行计数,并根据计数值提供所述环路控制信号;以及计数器使能单元,连接所述脉冲发生单元,并对接收的所述计数脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,其中,当所述相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,所述计数器使能单元向所述计数器提供计数暂停使能信号,所述计数器根据所述计数暂停使能信号暂停计数。

优选地,所述误差放大器单元包括:误差放大器,正相输入端用于接收基准电压,反相输入端用于接收所述采样信号,输出端用于提供误差信号;以及电压生成模块,用于根据所述误差信号得到所述输出电压。

优选地,所述计数器为加减法计数器,用于根据所述误差信号的正负对所述计数脉冲进行加法计数或者减法计数。

优选地,所述计数脉冲包括第一脉冲和第二脉冲,所述计数器对所述第一脉冲进行加法计数,对所述第二脉冲进行减法计数;或者,所述计数器对所述第一脉冲进行减法计数,对所述第二脉冲进行加法计数。

优选地,所述电压生成模块包括:积分电容,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接地,所述积分电容用于根据所述误差信号提供积分电压;第一开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收第一电压;以及第二开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收所述第一电压,其中,所述第一脉冲控制所述第一开关的导通和关断,所述第二脉冲控制所述第二开关的导通和关断。

优选地,所述误差放大器为跨导型误差放大器。

优选地,所述脉冲发生单元包括:第一比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第一参考电压;第一脉冲发生模块,根据所述第一比较器的输出产生所述第一脉冲;第二比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第二参考电压;以及第二脉冲发生模块,根据所述第二比较器的输出产生所述第二脉冲。

优选地,当所述采样信号小于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容充电,所述积分电压逐渐增大,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第一参考电压时,所述第一脉冲发生模块产生所述第一脉冲,所述第一开关导通;当所述采样信号大于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容放电,所述积分电压逐渐减小,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第二参考电压时,所述脉冲发生模块产生所述第二脉冲,所述第二开关导通。

优选地,所述计数器输出的数字信号直接控制pwm信号,或者,所述计数器输出的数字信号先转换成模拟信号,再根据所述模拟信号控制pwm信号。

优选地,所述主功率电路选自降压结构、升压结构、反激结构以及升降压结构中的任意一种。

本实用新型实施例提供环路控制电路和驱动电路具有以下有益效果。

环路控制电路包括误差放大器单元、脉冲发生单元、计数器以及计数器使能单元,计数器使能单元对接收的计数脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,当相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,计数器使能单元向计数器提供计数暂停使能信号,计数器暂停对后一个脉冲的计数。在直流输入的情况下,当环路稳定后相邻脉冲的时间间隔大于预设时间时,控制计数器暂停对后一个脉冲的计数,解决了控制信号来回抖动的问题。采用该环路控制电路的驱动电路的恒流值不会在两个电流之间重复变化,则led灯的亮度将不会抖动变化,从而解决了驱动电路“闪灯”的问题,达到简化电路外围,降低电路成本,提高电路可靠性等效果。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述,本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出传统的一种驱动电路的示意性电路框图。

图2示出根据现有技术的驱动电路的波形示意图。

图3示出根据本实用新型第一实施例的驱动电路的示意性电路框图。

图4示出根据本实用新型第二实施例的环路控制电路的示意性电路框图。

图5示出根据本实用新型第三实施例的误差放大器单元的示意性电路框图。

图6示出根据本实用新型第四实施例的脉冲发生单元的示意性电路框图。

图7示出根据本实用新型实施例的环路控制电路的波形示意图。

图8示出根据本实用新型第五实施例的驱动电路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实用新型。在各个附图中,相同的元件采用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。此外,可能未示出某些公知的部分。

图3示出根据本实用新型第一实施例的led驱动电路的示意性电路框图。如图3所示,led驱动电路200包括:主功率电路、环路控制电路220以及驱动电路230。环路控制电路220通过采样所述主功率电路得到采样信号,并根据采样信号得到环路控制信号。驱动电路230根据所述环路控制信号得到驱动信号,所述驱动信号用于控制所述主功率电路的功率传输。

其中,所述主功率电路包括:整流电路210、输入电容cin、电感l1、功率开关管m1、采样电阻rs、续流二极管d1以及输出电容cout。

其中,整流电路210接收交流输入电压并对其整流。输入电容cin的一端连接输入电压接入端vin,另一端接地。功率开关管m1的源极连接输入电压接入端vin,漏极连接采样电阻rs的一端,栅极连接至驱动电路230以接收驱动信号sw。电感l1的一端连接采样电阻rs的另一端,另一端连接输出电容cout的一端。续流二极管d1的阴极连接采样电阻rs的另一端,阳极连接输出电容cout的另一端。输出电容cout与负载并联,例如与led负载并联。采样电阻rs通过采样输出电流以得到采样信号vcs。

环路控制电路220连接至采样电阻rs的一端以接收采样信号vcs,环路控制电路220用于将采样信号vcs与基准电压做误差放大,并根据所述误差得到环路控制信号d0。驱动电路230连接至环路控制电路220的输出端和功率开关管m1的栅极,驱动电路230用于根据环路控制信号d0得到驱动信号sw,以实现对功率开关管m1的导通和关断的驱动。

当功率开关管m1导通时,输入电流流经采样电阻rs、电感l1、输出电容cout,流经电感l1的电流增加,电感l1存储能量。当功率开关管m1关断时,流经电感l1的电流经续流二极管d1续流,流经电感l1的电流逐渐减小,电感l1释放能量至输出电容cout。当采样信号vcs小于基准电压时,经环路控制电路220和驱动电路230导通功率开关管m1,功率开关管m1重复上述开关动作,使得电路始终处于电感电流临界导通模式下。

图4示出根据本实用新型第二实施例的环路控制电路的示意性电路框图,如图4所示,环路控制电路220包括误差放大器单元221、脉冲发生单元222、计数器使能单元223以及计数器224。

脉冲发生单元222连接至误差放大器单元221,用于根据误差放大器单元221的输出电压产生计数脉冲sc。

计数器224连接至脉冲发生单元,用于分别对计数脉冲sc进行计数,计数值反应了误差电压的高低,然后根据计数值产生环路控制信号d0,然后根据环路控制信号d0控制驱动电路提供的pwm(phasewidthmodulation,脉冲宽度调制)信号。

作为一个非限制性的例子,计数器224输出的数字信号直接控制pwm信号,调节pwm信号的占空比,经环路的负反馈达到稳定输出电流的目的。也可以将计数器224输出的数字信号先转换成模拟信号,然后根据模拟信号控制pwm信号,调节pwm信号的占空比,经环路的负反馈达到稳定输出电流的目的。

计数器使能单元223连接至脉冲发生单元222和计数器224,用于对计数脉冲sc进行计时,并获得相邻脉冲的间隔时间。当相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,计数器使能单元223向计数器224提供计数暂停使能信号enb,计数器224根据计数暂停使能信号enb暂停对后一个脉冲的计数。在直流输入的情况下,当环路稳定后相邻脉冲的时间间隔大于预设时间时,控制计数器暂停对后一个脉冲的计数,从而解决了控制信号来回抖动的问题。

进一步的,计数器223例如为加减法计数器,可根据误差放大器单元中的误差放大器输出的电流信号的正负对计数脉冲sc进行加法计数和减法计数。

进一步的,脉冲发生单元222根据误差放大器单元221的输出电压产生第一脉冲sc1和第二脉冲sc2,计数器223根据误差放大器单元输出的正负分别对第一脉冲sc1和/或第二脉冲sc2进行加法计数或减法计数。作为一个非限制性的例子,计数器223对第一脉冲sc1进行加法计数,对第二脉冲sc2进行减法计数。

图5示出根据本实用新型第三实施例的误差放大器单元的示意性电路框图。

作为一种非限制性的例子,误差放大器单元221包括:误差放大器201和电压生成模块202,误差放大器201用于根据基准电压vref0和采样信号vcs得到误差信号i1。电压生成模块202包括第一开关102、第二开关103以及积分电容c1,电压生成模块202用于根据所述误差信号i1得到输出电压。误差放大器201一般为跨导型误差放大器。

其中,误差放大器201的正相输入端用于接收基准电压vref0,反相输入端用于接收采样信号vcs,误差放大器201的输出端连接至积分电容c1的一端,积分电容c1的另一端接地。第一开关102和第二开关103的一端都连接至误差放大器201的输出端,另一端都接收第一电压v1=(vref1 vref2)/2。脉冲发生单元产生的第一脉冲sc1控制第一开关102的导通和关断,当第一脉冲sc1有效时,第一开关102导通,积分电容c1的电位被强拉到第一电压v1。脉冲发生单元产生的第二脉冲sc2控制第二开关103的导通和关断,当第二脉冲sc2有效时,第二开关103导通,积分电容c1的电位被强拉到第一电压v1。

误差放大器201将采样信号vcs和基准电压vref0之间的误差转换成电流信号,输出的电流信号为:

i1=gm×(vcs-vref0)

其中,gm为运算放大器201的增益,vcs为采样信号,vref0为基准电压。

误差放大器201输出的电流信号i1对积分电容c1进行充/放电,以在积分电容c1的一端产生积分电压vc。

进一步的,当采样信号vcs小于基准电压vref0时,误差放大器201的输出大于零,积分电容c1充电,积分电压vc逐渐增大;当采样信号vcs大于基准电压vref0时,误差放大器201的输出小于零,积分电容c1放电,积分电压vc逐渐减小。

进一步的,在一些实施例中,第一开关102和第二开关103可以共用。

图6示出根据本实用新型第四实施例的脉冲发生单元的示意性框图。

作为一种非限制性的例子,脉冲发生单元222包括第一比较器301、第二比较器302、第一脉冲发生模块303以及第二脉冲发生模块304。

其中,第一比较器301的正相输入端用于接收积分电压vc,反相输入端用于接收第一参考电压vref1,输出端连接至第一脉冲发生模块303,第一脉冲发生模块303根据第一比较器301的输出产生第一脉冲sc1。第二比较器302的正相输入端用于接收积分电压vc,反相输入端用于接收第二参考电压vref2,输出端连接至第二脉冲发生模块304,第二脉冲发生模块304根据第二比较器302的输出产生第二脉冲sc2。

需要说明的是,图5和图6示出的误差放大器单元和脉冲发生单元仅仅是一个示例,不应对本实用新型实施例的功能和使用范围构成任何限制。

图7示出根据本实用新型实施例的环路控制电路的波形示意图,以下参照图4和图7对本实用新型实施例的环路控制电路的工作原理进行详细的说明。

如图7所示,计数器使能单元223分别对第一脉冲sc1和第二脉冲sc2进行计时,并获得第一脉冲sc1和第二脉冲sc2之间、相邻的第一脉冲sc1之间或者相邻的第二脉冲sc2之间的间隔时间ta。如果相邻脉冲的间隔时间ta小于/等于预设时间tb,则对当前计数值加/减1;如果相邻脉冲的间隔时间ta大于预设时间tb,计数器使能单元223向计数器224提供有效的计数暂停使能信号enb,计数器224根据计数暂停使能信号enb暂停对后一个脉冲的计数。在直流输入的情况下,当环路稳定后相邻脉冲的时间间隔大于预设时间时,控制计数器暂224停对后一个脉冲的计数,解决了控制信号来回抖动的问题。

进一步的,可以根据led驱动电路的环路参数、控制误差的精度以及最小位所对应的时间宽度确定所述预设时间tb,例如,在环路控制参数确定的情况下,根据跨导型误差放大器的跨导、误差放大器单元中的电容的大小、基准电压vref0的大小以及参考电压的大小计算出电路的恒流值从电流1变为电流2的最小周期,然后根据所述最小周期得到所述预设时间tb(例如使得预设时间tb大于所述最小周期)。

在一种具体的实施例中,预设时间tb等于0.5ms或者1ms,当脉冲之间的间隔时间ta大于0.5ms或者1ms,计数器使能单元向计数器提供有效的计数暂停使能信号enb,计数器根据计数暂停使能信号暂停对后一个脉冲的计数。

图8示出根据本实用新型第五实施例的驱动电路的控制方法的流程示意图。本实施例的驱动电路可以为上述实施例的驱动电路,包括主功率电路、环路控制电路以及驱动电路。环路控制电路通过采样主功率电路得到采样信号,并根据采样信号得到环路控制信号,驱动电路根据所述环路控制信号得到驱动信号,所述驱动信号用于控制所述主功率电路的功率传输。其中,环路控制电路包括误差放大器单元、脉冲发生单元、计数器以及计数器使能单元,计数器使能单元对接收的计数脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,当相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,计数器使能单元向计数器提供计数暂停使能信号,计数器暂停对后一个脉冲的计数。在直流输入的情况下,当环路稳定后相邻脉冲的时间间隔大于预设时间时,控制计数器暂停对后一个脉冲的计数,解决了控制信号来回抖动的问题。

如图8所示,该控制方法包括以下步骤s201-s105。

在步骤s201中,根据采样信号得到误差信号。

作为一个非限制性的例子,误差放大器将采样信号和基准电压之间的误差转换成电流信号。

在步骤s102中,根据误差信号对电容进行积分产生积分电压。

作为一个非限制性的例子,利用误差放大器输出的电流信号对电容进行充放电,以在该电容的一端产生积分电压。

在步骤s103中,根据积分电压产生计数脉冲。

作为一个非限制性的例子,当积分电压的绝对值大于/等于第一参考电压vref1时,提供第一脉冲;当积分电压的绝对值大于/等于第二参考电压vref2时,提供第二脉冲。

在步骤s104中,判断相邻脉冲的间隔时间是否大于预设时间,若是,则返回步骤s102;若否,则继续步骤s105。

作为一个非限制性的例子,对计数脉冲进行计时,并获得相邻脉冲的间隔时间,当相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,提供有效的计数暂停使能信号,暂停对后一个脉冲的计数;当相邻脉冲的间隔时间小于预设时间时,计数暂停使能信号维持为低电平,继续对后一个脉冲的计数。

在步骤s105中,对计数脉冲进行计数。

作为一个非限制性的例子,可根据误差放大器输出的电流信号的正负对计数脉冲进行加法计数或减法计数。例如,根据误差放大器输出的电流信号的正负分别对第一脉冲和/或第二脉冲进行加法计数或减法计数。又例如,对第一脉冲进行加法计数,对第二脉冲进行减法计数。

综上所述,环路控制电路包括误差放大器单元、脉冲发生单元、计数器以及计数器使能单元,计数器使能单元对接收的计数脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,当相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,计数器使能单元向计数器提供计数暂停使能信号,计数器暂停对后一个脉冲的计数。在直流输入的情况下,当环路稳定后相邻脉冲的时间间隔大于预设时间时,控制计数器暂停对后一个脉冲的计数,解决了控制信号来回抖动的问题。采用该环路控制电路的驱动电路的恒流值不会在两个电流之间重复变化,则led灯的亮度将不会抖动变化,从而解决了驱动电路“闪灯”的问题,达到简化电路外围,降低电路成本,提高电路可靠性等效果。

需要说明的是,本实用新型实施例的驱动电路不仅适用于闭环恒流控制电路以解决因数字信号的离散性造成的电路恒流值变化,还适用于闭环恒压控制电路和闭环功率控制电路,均可解决因数字信号的离散性造成的电路恒流值变化,解决“闪灯”问题。

本实用新型实施例的驱动电路适用于各种电源拓扑结构,所述主功率电路包括且不限于降压结构、升压结构、反激结构以及升降压结构等。

应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。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实用新型的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。


技术特征:

1.一种环路控制电路,其特征在于,包括:

误差放大器单元;

脉冲发生单元,连接所述误差放大器单元,用于根据所述误差放大器单元的输出电压产生计数脉冲;

计数器,连接所述脉冲发生单元,用于对所述计数脉冲进行计数,并根据计数值提供环路控制信号;以及

计数器使能单元,连接所述脉冲发生单元,并对接收的所述计数脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,

其中,当所述相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,所述计数器使能单元向所述计数器提供计数暂停使能信号,所述计数器根据所述计数暂停使能信号暂停计数。

2.根据权利要求1所述的环路控制电路,其特征在于,所述误差放大器单元包括:

误差放大器,正相输入端用于接收基准电压,反相输入端用于接收采样信号,输出端用于提供误差信号;以及

电压生成模块,用于根据所述误差信号得到所述输出电压。

3.根据权利要求2所述的环路控制电路,其特征在于,所述计数器为加减法计数器,用于根据所述误差信号的正负对所述计数脉冲进行加法计数或者减法计数。

4.根据权利要求3所述的环路控制电路,其特征在于,所述计数脉冲包括第一脉冲和第二脉冲,所述计数器对所述第一脉冲进行加法计数,对所述第二脉冲进行减法计数;或者,所述计数器对所述第一脉冲进行减法计数,对所述第二脉冲进行加法计数。

5.根据权利要求4所述的环路控制电路,其特征在于,所述电压生成模块包括:

积分电容,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接地,所述积分电容用于根据所述误差信号提供积分电压;

第一开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收第一电压;以及

第二开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收所述第一电压,

其中,所述第一脉冲控制所述第一开关的导通和关断,所述第二脉冲控制所述第二开关的导通和关断。

6.根据权利要求2所述的环路控制电路,其特征在于,所述误差放大器为跨导型误差放大器。

7.根据权利要求5所述的环路控制电路,其特征在于,所述脉冲发生单元包括:

第一比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第一参考电压;

第一脉冲发生模块,根据所述第一比较器的输出产生所述第一脉冲;

第二比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第二参考电压;以及

第二脉冲发生模块,根据所述第二比较器的输出产生所述第二脉冲。

8.根据权利要求7所述的环路控制电路,其特征在于,

当所述采样信号小于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容充电,所述积分电压逐渐增大,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第一参考电压时,所述第一脉冲发生模块产生所述第一脉冲,所述第一开关导通;

当所述采样信号大于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容放电,所述积分电压逐渐减小,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第二参考电压时,所述脉冲发生模块产生所述第二脉冲,所述第二开关导通。

9.根据权利要求1-8任一项所述的环路控制电路,其特征在于,所述计数器输出的数字信号直接控制pwm信号,或者,所述计数器输出的数字信号先转换成模拟信号,再根据所述模拟信号控制pwm信号。

10.根据权利要求1-8任一项所述的环路控制电路,其特征在于,所述环路控制电路运用在降压结构、升压结构、反激结构以及升降压结构中的任意一种。

11.一种驱动电路,其特征在于,包括:

主功率电路;

环路控制电路,通过采样所述主功率电路得到采样信号,并根据所述采样信号得到环路控制信号;以及

驱动电路,用于根据所述环路控制信号得到驱动信号,所述驱动信号用于控制所述主功率电路的功率传输,

其中,所述环路控制电路包括:

误差放大器单元;

脉冲发生单元,连接所述误差放大器单元,用于根据所述误差放大器单元的输出电压产生计数脉冲;

计数器,连接所述脉冲发生单元,用于对所述计数脉冲进行计数,并根据计数值提供所述环路控制信号;以及

计数器使能单元,连接所述脉冲发生单元,并对接收的所述计数脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,

其中,当所述相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,所述计数器使能单元向所述计数器提供计数暂停使能信号,所述计数器根据所述计数暂停使能信号暂停计数。

12.根据权利要求11所述的驱动电路,其特征在于,所述误差放大器单元包括:

误差放大器,正相输入端用于接收基准电压,反相输入端用于接收所述采样信号,输出端用于提供误差信号;以及

电压生成模块,用于根据所述误差信号得到所述输出电压。

13.根据权利要求12所述的驱动电路,其特征在于,所述计数器为加减法计数器,用于根据所述误差信号的正负对所述计数脉冲进行加法计数或者减法计数。

14.根据权利要求13所述的驱动电路,其特征在于,所述计数脉冲包括第一脉冲和第二脉冲,所述计数器对所述第一脉冲进行加法计数,对所述第二脉冲进行减法计数;或者,所述计数器对所述第一脉冲进行减法计数,对所述第二脉冲进行加法计数。

15.根据权利要求14所述的驱动电路,其特征在于,所述电压生成模块包括:

积分电容,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接地,所述积分电容用于根据所述误差信号提供积分电压;

第一开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收第一电压;以及

第二开关,一端连接至所述误差放大器的输出端,另一端接收所述第一电压,

其中,所述第一脉冲控制所述第一开关的导通和关断,所述第二脉冲控制所述第二开关的导通和关断。

16.根据权利要求12所述的驱动电路,其特征在于,所述误差放大器为跨导型误差放大器。

17.根据权利要求15所述的驱动电路,其特征在于,所述脉冲发生单元包括:

第一比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第一参考电压;

第一脉冲发生模块,根据所述第一比较器的输出产生所述第一脉冲;

第二比较器,正相输入端用于接收所述积分电压,反相输入端用于接收第二参考电压;以及

第二脉冲发生模块,根据所述第二比较器的输出产生所述第二脉冲。

18.根据权利要求17所述的驱动电路,其特征在于,

当所述采样信号小于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容充电,所述积分电压逐渐增大,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第一参考电压时,所述第一脉冲发生模块产生所述第一脉冲,所述第一开关导通;

当所述采样信号大于所述基准电压时,所述误差放大器对所述积分电容放电,所述积分电压逐渐减小,当所述积分电压的绝对值大于/等于所述第二参考电压时,所述脉冲发生模块产生所述第二脉冲,所述第二开关导通。

19.根据权利要求11-18任一项所述的驱动电路,其特征在于,所述计数器输出的数字信号直接控制pwm信号,或者,所述计数器输出的数字信号先转换成模拟信号,再根据所述模拟信号控制pwm信号。

20.根据权利要求11-18任一项所述的驱动电路,其特征在于,所述主功率电路选自降压结构、升压结构、反激结构以及升降压结构中的任意一种。

技术总结
本申请公开了一种环路控制电路和驱动电路,环路控制电路通过采样主功率电路得到采样信号,并根据采样信号得到环路控制信号。环路控制电路包括:误差放大器单元;脉冲发生单元,用于根据误差放大器单元的输出电压产生第一脉冲和第二脉冲;计数器,用于对第一脉冲或第二脉冲进行计数,并根据计数值提供环路控制信号;以及计数器使能单元,对第一脉冲和/或第二脉冲进行计时,获得相邻脉冲的间隔时间,当相邻脉冲的间隔时间大于预设时间时,计数器使能单元向计数器提供计数暂停使能信号,计数器根据计数暂停使能信号暂停对第一脉冲或第二脉冲的计数,解决了“控制信号来回抖动”的问题,达到简化电路外围,降低电路成本,提高电路可靠性等效果。

技术研发人员:姚云龙
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:2019.03.26
技术公布日:2020.06.09

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