[发明专利]一种DC-DC转换器的模式切换电路、控制方法及装置在审

专利信息
申请号: 202210123641.0 申请日: 2022-02-10
公开(公告)号: CN114567167A 公开(公告)日: 2022-05-31
发明(设计)人: 郭建平;张宁 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: H02M3/158 分类号: H02M3/158
代理公司: 广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205 代理人: 梁嘉琦
地址: 510275 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 dc 转换器 模式 切换 电路 控制 方法 装置
【说明书】:

本申请公开了一种DC‑DC转换器的模式切换电路、控制方法及装置,模式切换电路包括:电压比较模块用于将DC‑DC转换器的输出电压与参考电压进行比较并得到电压比较结果;过零检测模块用于检测DC‑DC转换器的过零电流;模式切换模块用于在过零电流检测模块检测到过零电流时工作,并在预设时长到达后根据电压比较结果,使得DC‑DC转换器切换至PFM模式或PSM模式。本申请的模式切换模块在零点检测模块检测到零点电流后工作,并在预设时长到达后根据电压比较结果,实现了两种工作模式的灵活切换,并且本申请能够控制DC‑DC转换器模式切换时的负载电流的大小,提高了DC‑DC转换器的工作效率。本申请可广泛应用于DC‑DC转换器技术领域。

技术领域

本申请涉及DC-DC转换器技术领域,尤其是一种DC-DC转换器、控制方法、装置及设备。

背景技术

DC-DC转换器为直流电压转换器,可对输入的直流电压进行升压、降压、极性反转等。

DC-DC转换器的调制模式主要有脉冲宽度调制(Pulse-Width Modulation,PWM)模式、脉冲频率调制(Pulse-Frequency Modulation,PFM)模式和跳周期(Pulse-SkipModulation,PSM)模式。为了提高DC-DC转换器的效率,一般在DC-DC转换器负载为重载时,控制DC-DC转换器工作在PWM模式,在DC-DC负载为轻载时,控制DC-DC转换器工作在PFM模式,从而降低开关频率,减小静态电流和开关损耗,在DC-DC负载为超轻载时,控制DC-DC转换器工作在PSM模式,跳过大部分开关周期,进一步降低静态功耗。

传统的DC-DC转换器的模式切换方法,是通过检测电感电流是否过零(电流从正方向反方向改变过程某一瞬间电流值等于零,即表示电流过零)来判断DC-DC转换器的输出负载是否为轻载,从而控制DC-DC转换器是否切换至PWM模式或者PFM模式。这种模式切换方法虽然无需额外的负载电流检测电路,但是仅适用于PWM模式与PFM模式之间的切换,对于PFM模式和PSM模式,由于两种工作模式都存在电感电流过零点,故无法使用判断过过零电流出现与否来进行模式切换。一种解决方案是检测一个周期内的平均电感电流,并与一个设定的参考电流进行比较,根据比较结果判断此时负载情况,从而控制DC-DC转换器进行模式切换。但是平均电感电流检测电路和比较电路的引入,使得系统静态电流损耗增加,从而降低了DC-DC转换器的效率。

发明内容

本申请实施例提供一种DC-DC转换器的模式切换电路、控制方法及装置,能够实现工作模式的灵活切换,提高了DC-DC转换器的工作效率。

根据本申请实施例的第一方面,提供一种DC-DC转换器的模式切换电路,所述DC-DC转换器包括电压输出端和电感,所述模式切换电路包括:

电压比较模块,所述电压比较模块的输入端与所述电压输出端连接,所述电压比较模块用于将所述DC-DC转换器的输出电压与参考电压进行比较并得到电压比较结果;

过零检测模块,所述过零检测模块的输入端与所述电感连接,所述过零检测模块用于检测所述DC-DC转换器的过零电流;

模式切换模块,所述模式切换模块的输入端与所述过零检测模块的输出端连接,所述模式切换模块的输入端还与所述电压比较模块的输出端连接;

所述模式切换模块用于在所述过零电流检测模块检测到所述过零电流时工作,并在预设时长到达后根据所述电压比较结果,使得所述DC-DC转换器切换至PFM模式或PSM模式;

其中,所述预设时长用于调整所述DC-DC转换器进行模式切换时的负载电流,所述预设时长由所述模式切换模块调整。

进一步,所述电压比较模块包括:

电压检测单元,所述电压检测单元与所述电压输出端连接;

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