[发明专利]一种主动频率控制开关电源系统有效

专利信息
申请号: 201811344651.7 申请日: 2018-11-13
公开(公告)号: CN109586573B 公开(公告)日: 2021-06-01
发明(设计)人: 杨森林;祁文拓;罗强;方烈义 申请(专利权)人: 昂宝电子(上海)有限公司
主分类号: H02M3/158 分类号: H02M3/158
代理公司: 北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258 代理人: 林强
地址: 201203 上海市浦东新区*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 主动 频率 控制 开关电源 系统
【说明书】:

本公开涉及一种主动频率控制开关电源系统。系统包括:调制组件,调制组件接收斜坡信号并且输出调制信号;逻辑控制组件,逻辑控制组件至少部分地基于调制信号来决定系统的GATE的关断时刻;主动频率控制组件,主动频率控制组件被配置为当检测到系统的下功率晶体管开启时间连续预定数量个周期小于第一阈值时,控制系统的开关频率降低,并且当检测到下管开启时间连续预定数量个周期大于第二阈值时控制系统开关频率升高回系统的原工作频率,其中第二阈值大于第一阈值。

技术领域

本公开的某些实施例涉及集成电路。更具体地,本公开的一些实施例提供了一种以下管开启时间为调整机制的主动频率控制开关电源电路。

背景技术

在某些应用情况下,需要开关电源输出电压与输入电压非常靠近,但是对于上管是N沟道型MOS管(NMOS)时,由于占空比(Duty Cycle)接近于1,造成下管导通时间过短,自举电容(BST电容)无法有效充电而造成电路无法正常工作。

如图1所示,以降压型开关电源电路(Buck)为例,传统Buck电路,系统的输出电压逐渐逼近输入电压时,系统占空比逐渐张大,对于工作于PWM模式的开关电源电路,下管开启时间逐步缩小。这对于上管为NMOS的系统来说,对BST(Boost-trap)自举电容充电时间也逐渐缩短,BST电容两端电压逐渐降低,造成上管导通电阻变大甚至开启困难。

图2是传统PWM电流模型Buck转换器的BST充电波形的图示。例如,如图2所示,当输出电压VOUT接近输入电压VIN时,BST自举电容两端的电压VBSTCAP逐渐降低。

正因为有上述问题,一般开关频率较高、且上管为NMOS的固定频率的开关电源电路占空比难以做到接近100%,因而输入电压和输出电压难以接近相等。

至少为此,本公开提出一种带有主动频率控制(Active Frequency Control,AFC)的降压型开关电源电路,当上管为NMOS时占空比受限的问题,进而提高效率降低成本。

附图说明

图1是传统PWM电流模型Buck转换器的图示。

图2是传统PWM电流模型Buck转换器的BST充电波形的图示。

图3是根据本公开的实施例的、带有AFC的PWM电流模型Buck转换器的图示。

图4是根据本公开的实施例的、带有AFC的PWM电流模型Buck转换器的BST充电波形的图示。

图5是根据本公开的实施例的主动频率控制电路(AFC)的图示。

图6是根据本公开的实施例的主动频率控制电路升降频响应的图示。

发明内容

本公开提出的带有AFC的降压型开关电源电路,当上管为NMOS时占空比受限的问题,进而提高效率降低成本。仅作为示例,本公开的一些实施例被应用到开关电源的Buck转换器。但是,将认识到,本公开有更广泛的适用范围。

根据本公开的实施例,提供了一种主动频率控制开关电源系统。系统包括:调制组件,调制组件接收斜坡信号并且输出调制信号;逻辑控制组件,逻辑控制组件至少部分地基于调制信号来决定系统的GATE的关断时刻;主动频率控制组件,主动频率控制组件被配置为当检测到系统的下功率晶体管开启时间连续预定数量个周期小于第一阈值时,控制系统的开关频率降低,并且当检测到下管开启时间连续预定数量个周期大于第二阈值时控制系统开关频率升高回系统的原工作频率,其中第二阈值大于第一阈值。

具体实施方式

图3是根据本公开的实施例的、带有AFC的PWM电流模型Buck转换器的图示。该图仅作为示例,其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。

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