[发明专利]开关稳压系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关稳压器，特别涉及开关稳压器在高低负载电流情况下的控制。

背景技术

当需要更高效、更小型化、更轻量化和电池寿命延时更长时，开关稳压器被用来代替线性稳压器。开关稳压器最普遍的控制原理是脉宽调制（PWM）。这种控制利用固定频率而改变占空比来响应负载电流的变化。这种控制在重载情况下，可以获得好的调整性、低的噪声频谱和高效率，但在轻载情况下（负载电流低时），PWM模式由于开关损耗和高静态电流而效率低下。

现有技术中，轻载情况下，已有提高开关稳压器效率的方法。为了降低开关损耗，轻载情况下，开关频率可以降低，周期可以跳跃，或者进入低压差模式。然而，这些技术方案仍然不能降低静态电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关稳压器的控制方法，可以基于负载情况在两种运行模式之间自动地切换，这两种模式可以使开关稳压器在宽负载范围内获得高效运行。

本发明的另一个目的是提供一种开关稳压器的控制电路，以实现上述方法。

本发明的控制方法的一个典型实施方式包括：

接收输入信号；

放大所述输入信号得到放大信号；

传送所述放大信号给采样电路得到采样信号；

传送所述采样信号给平均电路得到均值输出信号；

将均值输出信号和第一预设阈值或第二预设阈值进行比较，得到PWM使能信号；

基于所述PWM使能信号确定运行模式。

本发明的控制电路的一个典型实施方式包括：电流检测放大器，采样电路，平均电路和模式控制信号产生器。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例中模式控制电路100的原理框图；

图2是示出了图1中模式控制电路100的不同信号的波形。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

当结合优选的实施例来对本发明进行说明时，并不意味着将本发明限定为这些实施例，相反，本发明覆盖了可被包括在本发明及其权利要求的精神和范围之内的替换方案、修改方案或等同方案。进一步而言，为了便于对本发明完全理解，随后的具体实施例中，展示了众多具体的细节。然而，对于本领域的普通技术人员，无需这些细节也可以实现本发明。另一方面，为了避免不必要的费解，本发明中没有表述众所周知的方法、步骤、组成部分和电路。

参见图1，显示了根据本发明一个实施例的模式控制电路100的原理框图。模式控制电路100包括接收输入电流I_IN的电流检测放大器U₀，其输出电流检测信号I_{IN_sns}。或者，模式控制电路100也可以接收输入电压信号，但为了表述方便，流过模式控制电路100的信号表述为电流信号形式，如I_IN、I_{IN_sns}，以及随后表述的I_{sns_out}、I_{out_sns_ave}，但它们也可以是电压信号形式，如VIN、VIN_sns、V_{sns_out}、V_{out_sns_ave}。即本实施例采用电流域进行阐述，而本领域的技术人员应该意识到，本实施例也可以采用电压域进行阐述。模式控制电路100进一步包括采样电路20、平均电路30、模式控制信号产生器10和开关M₁。开关M₁在模式控制电路100处于非同步应用的正常运行期间处于全通状态；在同步应用中，开关M₁被周期性地开通和断开，以互补于低侧开关M₂。在一个实施例中，模式控制信号产生器10包括第一开关S₁、第二开关S₂、第一反相器U₁、第二反相器U₂和比较器U_c。进一步而言，图1中的低侧开关M₂和电感L是开关稳压器主电路的一部分。