CN102480228B - 开关电源控制系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及开关电源技术，公开了一种开关电源控制系统及其方法。本发明中，包含预设占空比调节电路，用于将电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出模式切换信号；并根据接收到的模式切换信号，输出控制逻辑信号给功率开关驱动电路。由于预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号可以直接是导通占空比更高的控制逻辑信号，因此在负载电流瞬间增大时可以直接将预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号输出给功率开关驱动电路，而无需等待PWM控制电路从低导通占空比慢慢调整到高导通占空比，从而可以使得开关电源的实际输出电压得到迅速提高，改善负载的瞬态响应，避免影响电子设备的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术，特别涉及开关电源技术中的瞬态响应。
背景技术
由于便携式消费电子产品的日益普及，使得便携式电子设备的开关电源技术得到快速发展。开关电源通常有脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称“PWM”)和脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，简称“PFM”)两种工作模式。
在PWM工作模式下，开关电源转换器工作在恒定的开关频率下，PWM控制电路根据负载的情况逐渐调节功率开关的导通时间。通常在PWM模式下，开关电源具有较强的负载能力。在重负载条件下可以获得较高的效率，而在轻负载条件下，恒定的开关损耗使得效率下降。
在PFM工作模式下，开关电源转换器的工作频率随负载大小而改变。当负载较轻时，工作频率下降，因此开关损耗下降，从而使得开关电源在轻负载下得到较高的效率。
也就是说，根据负载电流情况在PWM工作模式和PFM工作模式之间切换可提高开关电源的效率。图1为具有PFM和PWM两种工作模式并根据负载电流情况在两种模式间自动切换的开关电源电路框图，包含：参考电压和参考电流产生电路10，用于产生参考电压信号和参考电流信号；PWM控制电路20，根据接收到的模式切换信号，输出PWM控制逻辑信号给功率开关驱动电路50，并从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出表示切换到PFM的模式切换信号；PFM控制电路30，根据接收到的模式切换信号，输出PFM控制逻辑信号给功率开关驱动电路50，并从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出表示切换到PWM的模式切换信号；功率开关驱动电路50，接收控制逻辑信号并输出驱动信号；功率开关及输出电路60，接收所述驱动信号，依据驱动信号而导通与关断。
然而，本发明的发明人发现，如果负载电流并不是缓慢增大的，则有可能出现从轻负载瞬间变到重负载的情况，突变过程甚至可能在几个微秒之内完成，这样就会造成从PFM向PWM模式切换过程中出现输出电压瞬间跌落，即通常所说的负载瞬态响应较差，影响电子设备正常工作。产生该问题的主要原因在于，当负载从较轻的几个毫安瞬间增大到较重的几百个毫安时，开关电源从PFM向PWM切换，然而切换到PWM模式后，控制功率开关的脉冲宽度是逐渐增加的(即PWM控制电路向功率开关驱动电路输出的PWM控制逻辑信号的导通占空比是逐渐增大的)，因此在功率开关电流未达到负载电流时，输出电压会瞬间下降直到开关的脉冲宽度满足负载要求。当负载电流从1个毫安到100毫安瞬间变化时，输出电压电流波形、模式变化信号以及功率开关占空比信号如图2所示。类似地，从PWM较低占空比模式瞬间增大负载电流，因而需要转换到PWM较高占空比模式时，同样会造成的输出电压跌落问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开关电源控制系统及其方法，改善负载的瞬态响应，避免影响电子设备的正常工作。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种开关电源控制系统，包括参考电压和参考电流产生电路、功率开关驱动电路、功率开关及输出电 路、PFM控制电路、PWM控制电路，该系统还包含：
预设占空比调节电路，用于根据所述PWM控制电路或所述PFM控制电路的模式切换信号，向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号，并将所述功率开关及输出电路的电压反馈信号及电流反馈信号，与所述参考电压和参考电流产生电路的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否向所述PWM控制电路输出模式切换信号或向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。
本发明的实施方式还提供了一种开关电源控制方法，包含以下步骤：
如果预设占空比调节电路接收到来自PWM控制电路或PFM控制电路的模式切换信号，则向功率开关驱动电路输出控制逻辑信号；
所述预设占空比调节电路接收来自功率开关及输出电路的电压反馈信号及电流反馈信号，并将接收到的电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考电压和参考电流产生电路取得的参考电压信号或参考电流信号进行比较；
所述预设占空比调节电路根据所述比较的结果，决定是否向所述PWM控制电路输出模式切换信号或保持向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
不仅包含参考电压和参考电流产生电路、PFM控制电路、PWM控制电路、功率开关驱动电路、功率开关及输出电路，还包含预设占空比调节电路，用于将电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出模式切换信号；并根据接收到的模式切换信号，输出控制逻辑信号给功率开关驱动电路。由于预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号可以直接是导通占空比更高的控制逻辑信号，因此在负载电流瞬间增大时可以直接将预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号输出给功率开关驱动电路，而无需等待PWM控制电路从低导通占空比慢慢调整到高导通占空比，从而可以使得实际输出电压得到迅速提高，降低输出电压瞬间跌落 的程度，改善负载的瞬态响应，避免影响电子设备的正常工作。有效解决了开关电源从较轻负载的PFM模式瞬间变化到较大负载的PWM模式造成的输出电压跌落问题，以及从PWM较低占空比模式瞬间增大负载电流需要转换到PWM较高占空比模式造成的输出电压跌落问题。
进一步地，PFM控制电路输出的模式切换信号包括向预设占空比调节电路输出的模式切换信号，预设占空比调节电路在接收到来自PFM控制电路的模式切换信号后向功率开关驱动电路输出导通占空比大于PWM工作模式下的最小导通占空比的控制逻辑信号；PWM控制电路输出的模式切换信号包括向预设占空比调节电路输出的模式切换信号，预设占空比调节电路在接收到来自PWM控制电路的模式切换信号后向功率开关驱动电路输出导通占空比大于切换时PWM工作模式下的导通占空比的控制逻辑信号。进一步保证预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号相对于现有技术中在负载电流瞬间增大时PWM控制电路输出的控制逻辑信号，具有更高的导通占空比，从而保证了负载瞬态响应的改善效果。
进一步地，控制逻辑信号可以是为固定导通占空比的控制信号，也可以是将不同导通占空比的控制信号按预定时序或逻辑组合的控制信号，使得本实施方式能灵活实现。
进一步地，PFM控制电路和PWM控制电路，均根据从功率开关及输出电路取得的电压反馈信号及电流反馈信号，与参考电压信号或参考电流信号的比较结果，判断是否需要向预设占空比调节电路输出的模式切换信号，与现有技术中判断负载电流变化的方式相同，实现简单，能与现有技术较好地兼容。
附图说明
图1是根据现有技术中的开关电源控制系统结构示意图；
图2是根据现有技术中的在负载电流瞬间变化时各信号的变化示意图；
图3是根据本发明第一实施方式的开关电源控制系统结构示意图；
图4是根据本发明第一实施方式中的当负载电流从1个毫安到100毫安瞬间变化时，各信号的变化示意图；
图5是根据本发明第一实施方式中的当负载电流从100个毫安到300毫安瞬间变化时，各信号的变化示意图；
图6是根据本发明第二实施方式的开关电源控制系统结构示意图；
图7是根据本发明第三实施方式的开关电源控制方法流程图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种开关电源控制系统。图3是该开关电源控制系统的结构示意图。该开关电源控制系统包含：参考电压和参考电流产生电路10、PWM控制电路20、PFM控制电路30、功率开关驱动电路50、功率开关及输出电路60，预设占空比调节电路40。
其中，参考电压和参考电流产生电路10用于产生至少一个参考电压信号和至少一个参考电流信号。
PWM控制电路20工作时(即在PWM工作模式下)，PWM控制电路20从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考 电压和参考电流产生电路10接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较。
具体地说，当实际输出电压(即取得的电压反馈信号)高于设定电压值的X％(X为100～110之间的任何数，设定电压值与参考电压信号满足预定的第一比例关系)，本实施方式中以X＝102为例，设定电压值＝1.8V为例，那么实际输出电压高于1.836V，或实际输出电流(即取得的电流反馈信号)小于设定电流值(设定电流值与参考电流信号满足预定的第二比例关系，本实施方式中以50mA为例)时，PWM控制电路20向PFM控制电路30发送模式切换信号，并切换到PFM工作模式。当实际输出电压处于设定电压值和设定电压值＊N％(N为0～100之间的任何数，本实施例以98为例)的范围内时，即当实际输出电压在1.8V～1.764V之间时，则保持输出PWM控制逻辑信号给功率开关驱动电路50。当实际输出电压小于设定电压值＊N％时，判定负载电流瞬间增大，即实际输出电压小于1.764V时，PWM控制电路20向预设占空比调节电路40发送模式切换信号，并切换到预设占空比调节工作模式。此外，可以理解，在实际应用中，PWM控制电路也可以根据从功率开关及输出电路取得的电流反馈信号，与设定电流值的比较结果，判定负载电流是否瞬间增大。需要说明的是，设定电压值与参考电压信号之间满足的第一比例关系，和设定电流值与参考电流信号之间满足的第二比例关系，可以根据需要设置为任意的比例，属于本领域的公知常识，在此不再赘述。
PFM控制电路30工作时(即在PFM工作模式下)，从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考电压和参考电流产生电路10接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较。
具体地说，当实际输出电压小于或等于设定电压值的M％(M为0～100之间的任何数，本实施例以98为例，设定电压值与参考电压信号满足预定 的一种比例关系)或实际输出电流大于设定电流值(设定电流值与参考电流信号满足预定的一种比例关系)时，判定负载电流瞬间增大，PFM控制电路30向预设占空比调节电路40发送模式切换信号，切换到预设占空比调节工作模式；当实际输出电压大于设定输出电压值的M％但小于或等于设定输出电压值的U％(U为0-100的任何数，U＞M，本实施例以99为例)时，PFM控制电路30向PWM控制电路20发送模式切换信号，并切换到PWM控制模式工作；当实际输出电压大于设定电压值的U％且实际输出电流不大于设定电流值时，保持输出PFM控制逻辑信号给功率开关驱动电路50。
预设占空比调节电路40用于在接收到来自PWM控制电路20或PFM控制电路30的模式切换信号后进入到工作模式，在工作模式下向功率开关驱动电路50输出预设占空比调节控制逻辑信号，用于控制功率开关导通占空比，该控制逻辑信号的导通占空比大于或等于预设门限，并从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号和电流反馈信号。预设占空比调节电路可将电压反馈信号与电流反馈信号其中之一作为是否切换的判断依据，当将电压反馈信号作为判断依据时，若取得的电压反馈信号大于设定电压值切换至PWM模式工作，否则保持输出高导通占空比控制逻辑信号给功率开关驱动电路50；当将电流反馈信号作为判断依据时，若取得的电流反馈信号大于设定电流值切换至PWM模式工作，否则保持输出高导通占空比控制逻辑信号给功率开关驱动电路50。
具体地说，预设占空比调节电路40接收到PWM控制电路20送出的模式切换信号后开始工作，向功率开关驱动电路50输出预设占空比调节控制逻辑信号。该控制逻辑信号可以是某一固定的高导通占空比控制信号，也可以是几种不同的导通占空比信号以一定时序或逻辑相结合的控制信号，使得预设占空比调节控制逻辑信号能灵活实现。该控制逻辑信号的导通占空比较大，高于切换时PWM工作模式下的导通占空比。在预设占空比调节控制信号的控制下，开关电源的实际输出电压可得到迅速提高。当实际输出电压达 到设定电压值1.8V时，预设占空比调节电路40向PWM控制电路20发出模式切换信号，并切回到PWM控制工作模式。
预设占空比调节电路40接收到PFM控制电路30送出的模式切换信号后开始工作，向功率开关驱动电路50输出预设占空比调节控制逻辑信号。该控制逻辑信号可以是某一固定的高导通占空比控制信号，也可以是几种不同的导通占空比信号以一定时序或逻辑相结合的控制信号。该控制逻辑信号的导通占空比较大，高于PWM工作模式下的最小占空比。在预设占空比调节控制信号的控制下，开关电源的实际输出电压可得到迅速提高。当实际输出电压达到设定电压值1.8V时，预设占空比调节电路40向PWM控制电路20发出模式切换信号，并切换到PWM控制工作模式。
不难发现，在本实施方式中，由于预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号可以直接是导通占空比更高的控制逻辑信号，而无需等待PWM控制电路从低导通占空比慢慢调整到高导通占空比，从而可以使得开关电源的实际输出电压得到迅速提高，降低输出电压瞬间跌落的程度，改善负载的瞬态响应，避免影响电子设备的正常工作。有效解决了开关电源从较轻负载的PFM模式瞬间变化到较大负载的PWM模式造成的输出电压跌落问题，以及从PWM较低占空比模式瞬间增大负载电流需要转换到PWM较高占空比模式造成的输出电压跌落问题。当负载电流从1个毫安到100毫安瞬间变化时，通过本实施方式测试到的电压波形和模式切换信号如图4所示；当负载电流从100毫安到300毫安瞬间变化时，通过本实施方式测试到的电压波形和模式切换信号如图5所述。
另外，PFM控制电路和PWM控制电路，均根据从功率开关及输出电路取得的电压反馈信号及电流反馈信号，与参考电压信号或参考电流信号的比较结果，判断负载电流是否瞬间增大，与现有技术中判断负载电流变化的方式相同，实现简单，能与现有技术较好地兼容。
本发明第二实施方式涉及一种开关电源控制系统。图6是该开关电源控制系统的结构示意图。第二实施方式与第一实施方式基本相同，区别主要在于：
在第一实施方式中，预设占空比调节电路40直接将控制逻辑信号输出给功率开关驱动电路50。而在本实施方式中，开关电源控制系统还包含信号选择电路(即图6中的MAX电路70)，用于接收来自预设占空比调节电路的控制逻辑信号和来自PWM控制电路的控制逻辑信号，并进行控制逻辑信号的选择，在预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号和PWM控制电路输出的控制逻辑信号中，选择导通占空比较大控制逻辑信号发送给功率开关驱动电路。
具体地说，预设占空比调节电路40接收到PWM控制电路20或者PFM控制电路30送出的模式切换信号后开始工作，预设占空比调节电路40和PWM控制电路20都向MAX电路70输送控制逻辑信号，MAX电路70判断两路控制逻辑信号的导通占空比大小，并向功率开关驱动电路50输送具有较大导通占空比的控制逻辑信号。预设占空比调节电路40从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考电压和参考电流产生电路10接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，当实际输出电压高于设定电压值或实际输出电流大于设定电流值时，预设占空比调节电路40向PWM控制电路20发送模式切换信号，并切换到PWM模式工作；当实际输出电压不高于设定电压值或实际输出电流不大于设定电流值时，保持MAX电路70输送具有较大导通占空比的控制逻辑信号给功率开关驱动电路50。
本发明第三实施方式涉及一种开关电源控制方法，具体如图7所示。
在步骤701中，通过参考电压和参考电流产生电路产生参考电压信号和参考电流信号，并将产生的参考电压信号和参考电流信号发送给PFM控制 电路、PWM控制电路和预设占空比调节电路。如果是在PFM工作模式下，则进入步骤702，如果是在PWM工作模式下，则进入步骤709。
在步骤702中，由PFM控制电路向功率开关驱动电路输出控制逻辑信号，并从功率开关及输出电路接收电压反馈信号及电流反馈信号。具体地说，功率开关驱动电路在接收到来自PFM控制电路的控制逻辑信号后，输出驱动信号给功率开关及输出电路。功率开关及输出电路依据接收的驱动信号而导通或关断，并产生电压反馈信号及电流反馈信号给PFM控制电路。
接着，在步骤703中，PFM控制电路将电压反馈信号及电流反馈信号与参考电压信号或参考电流信号进行比较，根据比较结果判断负载电流是否瞬间增大，如果负载电流瞬间增大，则进入步骤704，否则进入步骤707。具体地说，PFM控制电路将从功率开关及输出电路取得的电压反馈信号与设定电压值进行比较，如果取得的电压反馈信号小于或等于设定电压值的M％，则判定负载电流瞬间增大，其中，0＜M＜100。或者，将取得的电流反馈信号与设定电流值进行比较，如果取得的电流反馈信号大于设定电流值，则判定负载电流瞬间增大。其中，设定电压值与参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，设定电流值与参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。第一比例关系和第二比例关系可以根据需要设置为任意的比例，属于本领域的公知常识，在此不再赘述。
在步骤704中，PFM控制电路向预设占空比调节电路输出模式切换信号，切换到预设占空比调节电路的工作模式。
接着，在步骤705中，预设占空比调节电路接收到PFM控制电路输出的模式切换信号后开始工作，向功率开关驱动电路输出导通占空比大于PWM工作模式下的最小导通占空比的控制逻辑信号，并从功率开关及输出电路取得电压反馈信号及电流反馈信号。具体地说，功率开关驱动电路在接 收到来自预设占空比调节电路的控制逻辑信号后，输出驱动信号给功率开关及输出电路。功率开关及输出电路依据接收的驱动信号而导通或关断，并产生电压反馈信号及电流反馈信号给预设占空比调节电路。其中，预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号可以是固定导通占空比的控制信号，也可以是将不同导通占空比的控制信号按预定时序或逻辑组合的控制信号。
接着，在步骤706中，预设占空比调节电路将电压反馈信号及电流反馈信号与参考电压信号或参考电流信号进行比较，根据比较结果决定是否需要切换到PWM的工作模式。具体地说，预设占空比调节电路判断取得的电压反馈信号是否大于设定电压值，或者，取得的电流反馈信号是否大于设定电流值。如果取得的电压反馈信号大于设定电压值，或者，取得的电流反馈信号大于设定电流值，则判定需要切换到PWM的工作模式，进入步骤716。
在步骤716中，预设占空比电路向PWM控制电路输出模式切换信号，切换到PWM工作模式，即进入步骤709。如果判定不需要切换到PWM的工作模式，则回到步骤705。
如果在步骤703中判定负载电流并未瞬间增大，则进入步骤707，进一步判断是否需要切换到PWM工作模式。
具体地说，在步骤707中，PFM控制电路根据电压反馈信号及电流反馈信号与参考电压信号或参考电流信号的比较结果，判断是否满足条件：电压反馈信号大于设定电压值的M％，并且小于或等于设定电压值的U％，其中，0＜M＜100，M＜U＜100。如果判定满足该条件，则PFM控制电路判定需要切换到PWM工作模式，进入步骤708；如果判定不满足该条件，则回到步骤702。
在步骤708中，PFM控制电路向PWM控制电路输出模式切换信号，切换到PWM工作模式，进入步骤709。
在步骤709中，由PWM控制电路向功率开关驱动电路输出控制逻辑信 号，并从功率开关及输出电路接收电压反馈信号及电流反馈信号。具体地说，功率开关驱动电路在接收到来自PWM控制电路的控制逻辑信号后，输出驱动信号给功率开关及输出电路。功率开关及输出电路依据接收的驱动信号而导通或关断，并产生电压反馈信号及电流反馈信号给PWM控制电路。
接着，在步骤710中，PWM控制电路将电压反馈信号及电流反馈信号与参考电压信号或参考电流信号进行比较，根据比较结果判断负载电流是否瞬间增大，如果负载电流瞬间增大，则进入步骤711，否则进入步骤714。具体地说，PWM控制电路将从功率开关及输出电路取得的电压反馈信号与设定电压值进行比较，如果取得的电压反馈信号小于设定电压值的N％，则判定负载电流瞬间增大，其中，0＜N＜100。
在步骤711中，PWM控制电路向预设占空比调节电路输出模式切换信号，切换到预设占空比调节电路的工作模式，即进入步骤705。
在步骤714中，PWM控制电路根据电压反馈信号及电流反馈信号与参考电压信号或参考电流信号的比较结果，判断负载电流是否变小。比如说，如果电压反馈信号高于设定电压值的X％(X为100～110之间的任何数)，或电流反馈信号小于设定电流值，则判定负载电流变小。如果判定负载电流变小，则进入步骤715，否则回到步骤709。
在步骤715中，PWM控制电路向PFM控制电路输出模式切换信号，切换到PFM工作模式，进入步骤702。
不难发现，本实施方式是与第一实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明第四实施方式涉及一种开关电源控制方法。第四实施方式与第三实施方式基本相同，区别主要在于：
在第三实施方式中，预设占空比调节电路直接将控制逻辑信号输出给功率开关驱动电路。而在本实施方式中，预设占空比调节电路通过信号选择电路将控制逻辑信号输出给功率开关驱动电路。
具体地说，预设占空比调节电路向信号选择电路输出控制逻辑信号。信号选择电路接收预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号，同时接收来自PWM控制电路输出的控制逻辑信号。
然后，信号选择电路在预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号和PWM控制电路输出的控制逻辑信号中，选择导通占空比较大的控制逻辑信号发送给功率开关驱动电路。
不难发现，本实施方式是与第二实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
值得一提的是，本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Program mable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (18)
1.一种开关电源控制系统，包括参考电压和参考电流产生电路、功率开关驱动电路、功率开关及输出电路、PFM控制电路、PWM控制电路，其特征在于，所述系统还包括：
预设占空比调节电路，用于根据所述PWM控制电路或所述PFM控制电路的模式切换信号，向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号，并将所述功率开关及输出电路的电压反馈信号及电流反馈信号，与所述参考电压和参考电流产生电路的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否向所述PWM控制电路输出模式切换信号或向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PFM控制电路用于将从功率开关及输出电路取得的电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考电压和参考电流产生电路取得的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否向所述预设占空比调节电路或PWM控制电路输出模式切换信号，或向功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述PFM控制电路在满足以下条件时，向所述预设占空比调节电路输出模式切换信号；
所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号小于或等于设定电压值的M％，其中，0＜M＜100；或者，
所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号大于设定电流值；
所述PFM控制电路在满足以下条件时，向所述PWM控制电路输出模式切换信号：
所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于所述设定电压值的M％，并且小于或等于所述设定电压值的U％，其中，0＜M＜100，M＜U＜100；
所述PFM控制电路在满足以下条件时，向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号：
所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于所述设定电压值的U％且从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号不大于所述设定电流值；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，所述设定电流值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述预设占空比调节电路接收到PFM控制电路发出的模式切换信号后，向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号，所述控制逻辑信号为固定导通占空比的控制信号或不同导通占空比的控制信号按预定时序或逻辑组合，且所述控制信号的导通占空比大于PWM工作模式下的最小导通占空比。
5.根据权利要求1所述的开关电源控制系统，所述PWM控制电路用于将从功率开关及输出电路取得的电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考电压和参考电流产生电路取得的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否向所述预设占空比调节电路或PFM控制电路输出模式切换信号，或向功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述PWM控制电路在满足以下条件时，向所述预设占空比调节电路输出模式切换信号：
所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号小于设定电压值的N％，其中，0＜N＜100；
所述PWM控制电路在满足以下条件时，向所述PFM控制电路输出模式切换信号；
所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于设定电压值的X％，其中，100＜X＜110；或者，
所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号小于设定电流值；
所述PWM控制电路在满足以下条件时，向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号；
所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号处于所述设定电压值和所述设定电压值＊N％的范围内；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，所述设定电流值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设占空比调节电路接收到PWM控制电路发出的模式切换信号后，向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号，所述控制逻辑信号为固定导通占空比的控制信号或不同导通占空比的控制信号按预定时序或逻辑组合，且所述控制信号的导通占空比大于切换时PWM工作模式下的最小导通占空比。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设占空比调节电路在满足以下条件时，向所述PWM控制电路发送模式切换信号：
所述预设占空比调节电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于设定电压值，或者，所述预设占空比调节电路从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号大于设定电流值；
所述预设占空比调节电路在满足以下条件时，向所述功率开关驱动电路发送控制逻辑信号：
所述预设占空比调节电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号小于或等于设定电压值，或者，所述预设占空比调节电路从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号小于或等于设定电流值；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，所述设定电流值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。
9.根据权利要求1至8项任一所述的系统，其特征在于，所述开关电源控制系统还包含：信号选择电路，用于接收来自所述预设占空比调节电路的控制逻辑信号和来自所述PWM控制电路的控制逻辑信号选择导通占空比较大的控制逻辑信号发送给所述功率开关驱动电路。
10.一种开关电源控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
如果预设占空比调节电路接收到来自PWM控制电路或PFM控制电路的模式切换信号，则向功率开关驱动电路输出控制逻辑信号；
所述预设占空比调节电路接收来自功率开关及输出电路的电压反馈信号及电流反馈信号，并将接收到的电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考电压和参考电流产生电路取得的参考电压信号或参考电流信号进行比较；
所述预设占空比调节电路根据所述比较的结果，决定是否向所述PWM控制电路输出模式切换信号或保持向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。
11.根据权利要求10所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述预设占空比调节电路接收到PFM控制电路发出的模式切换信号后，向所述功率开关驱动电路输出的控制逻辑信号，为固定导通占空比的控制信号或不同导通占空比的控制信号按预定时序或逻辑组合，且所述控制信号的导通占空比大于PWM工作模式下的最小导通占空比；
所述预设占空比调节电路接收到PWM控制电路发出的模式切换信号后，向所述功率开关驱动电路输出的控制逻辑信号，为固定导通占空比的控制信号或不同导通占空比的控制信号按预定时序或逻辑组合，且所述控制信号的导通占空比大于切换时PWM工作模式下的最小导通占空比。
12.根据权利要求10所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述PFM控制电路根据从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号及电流反馈信号，与从所述参考电压和参考电流产生电路取得的参考电压信号或参考电流信号的比较结果，判断是否需要向所述预设占空比调节电路发送模式切换信号；
所述PWM控制电路根据从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号及电流反馈信号，与从所述参考电压和参考电流产生电路取得的参考电压信号或参考电流信号的比较结果，判断是否需要向所述预设占空比调节电路发送模式切换信号。
13.根据权利要求12所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述PFM控制电路根据比较结果判断是否需要向所述预设占空比调节电路发送模式切换信号的步骤中，包含以下子步骤：
如果所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号小于或等于设定电压值的M％，其中，0＜M＜100；或者，所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号大于设定电流值；则所述PFM控制电路判定向所述预设占空比调节电路输出模式切换信号；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，所述设定电流值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。
14.根据权利要求12所述的开关电源控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：
如果所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于设定电压值的M％，并且小于或等于所述设定电压值的U％，其中，0＜M＜100，M＜U＜100；则所述PFM控制电路向所述PWM控制电路输出模式切换信号；
如果所述PFM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于设定电压值的U％且从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号不大于设定电流值，则保持输出PFM控制逻辑信号给功率开关驱动电路；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，所述设定电流值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。
15.根据权利要求12所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述PWM控制电路根据比较结果判断是否需要向所述预设占空比调节电路发送模式切换信号的步骤中，包含以下子步骤：
如果所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号小于设定电压值的N％，则向所述预设占空比调节电路输出模式切换信号，其中，0＜N＜100；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系。
16.根据权利要求12所述的开关电源控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：
如果所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于设定电压值的X％，其中，100＜X＜110；或者，所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号小于设定电流值；则所述PWM控制电路向所述PFM控制电路输出模式切换信号；
如果所述PWM控制电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号处于设定电压值和设定电压值＊N％的范围内；则所述PWM控制电路向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，所述设定电流值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。
17.根据权利要求10所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述预设占空比调节电路根据所述比较的结果，决定是否向所述PWM控制电路输出模式切换信号或向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号的步骤中，包含以下子步骤：
如果所述预设占空比调节电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号大于设定电压值或在从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号大于设定电流值，则所述预设占空比调节电路向所述PWM控制电路发送模式切换信号；
如果所述预设占空比调节电路从所述功率开关及输出电路取得的电压反馈信号不高于设定电压值或从所述功率开关及输出电路取得的电流反馈信号不大于设定电流值，则所述预设占空比调节电路向所述功率开关驱动电路发送控制逻辑信号；
其中，所述设定电压值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电压信号满足预定的第一比例关系，所述设定电流值与所述参考电压和参考电流产生电路产生的参考电流信号满足预定的第二比例关系。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述预设占空比调节电路向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号的步骤中，包含以下子步骤：
所述预设占空比调节电路向信号选择电路输出控制逻辑信号；
所述信号选择电路接收所述预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号，同时接收来自所述PWM控制电路输出的控制逻辑信号；
所述信号选择电路在所述预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号和所述PWM控制电路输出的控制逻辑信号中，选择导通占空比较大的控制逻辑信号发送给所述功率开关驱动电路。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
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| CN101499713A (zh) * | 2008-01-31 | 2009-08-05 | 珠海全志科技有限公司 | 混合式开关电源转换器及自动切换控制电路 |
| CN101505098A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-08-12 | 西南交通大学 | 伪连续工作模式开关电源的多级脉冲序列控制方法及其装置 |
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