CN104160603A - 控制电路、控制方法、dc-dc转换器以及电子设备 - Google Patents

控制电路、控制方法、dc-dc转换器以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种控制电路、控制方法、DC-DC转换器以及电子设备，其中控制电路(115)用于控制DC-DC转换器进行工作模式的切换。在控制电路(115)中，根据激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间的参数来判断是否进行DC-DC转换器的模式切换，减少了模拟比较器的使用，因此能够降低控制电路设计受半导体工艺影响的程度。

Description

控制电路、控制方法、DC-DC转换器以及电子设备
技术领域
本发明涉及直流-直流(DC-DC)电源切换技术领域，具体涉及一种DC-DC转换器及其模式切换控制方法以及电子设备，提高DC-DC转换器在工作模式切换过程中的可靠性。
背景技术
DC-DC转换器是一种采用开关切换技术实现不同直流电压转换的器件。它被广泛应用于消费电子、工业电子领域，可以有效提高电池的供电效率，因此，转换效率是衡量DC-DC转换器性能的关键参数。另外，当DC-DC转换器需要输出较低电压，例如给存储器供电时，输出电压的纹波也是一个非常重要的性能参数。
一般来说，为了获得高的转换效率，负载为重载和轻载时采用的控制方式不一样，在重载情况下，DC-DC转换器通常工作于连续模式，而在轻载情况下，DC-DC转换器通常工作于非连续模式。两种模式对应两个不重叠的负载区域，如果负载区域重叠，在某个负载情况下，两种模式就会频繁地发生切换，从而输出较大的纹波。因此，需要设计一种有效的模式切换方法，来保证两种模式的负载区域不会重叠，也就可以减小输出电压的纹波。
如图1所示，DC-DC转换器包括第一开关102、第二开关103、电感104、电容105和控制器107。
电源101通过顺序连接的第一开关102和第二开关103接地；
顺序连接的电感104和电容105的一端连接到第一开关102和第二开关103之间，且另一端接地；
负载106的一端连接到电感104和电容105之间，且另一端接地。
控制器107通过控制第一开关102和第二开关103使得转换器在负载106处于轻载状态或重载状态时以不同的模式工作，从而提高电源转换的效率。
在非连续模式下，DC-DC转换器具有两种期间：激活期间和非激活期间。在激活期间内，通过控制第一开关102和第二开关103，使得电容105能够持续性充电直至输出电压Vout提高到第一预设门限，然后进入非激活期间。在非激活期间内，由电容105供电直至输出电压Vout降低到第二预设门限(小于第一预设门限)，然后进入激活期间。
重复执行上述过程，直到DC-DC转换器需要切换到连续模式。
在上述工作模式的切换过程中，控制器107应该保证在负载恒定的情况下，DC-DC转换器不会频繁地切换工作模式。
现有技术中，当DC-DC转换器工作于非连续模式时，如果负载大于非连续模式对应的负载区域，则输出电压就会下降。控制器107比较输出电压Vout和参考电压Vref，当Vout<Vref-Δ时，判断需要执行模式切换控制，使得DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式。Δ为用于增加从非连续模式切换到连续模式的迟滞(hysteresis)的电压，以避免负载恒定情况下的模式的频繁切换。
从以上描述可以发现，现有技术的从非连续模式到连续模式的模式切换控制的算法中，需要有一个迟滞量Δ。该值不能太小，因为非连续模式对应负载区域内的负载跳变时，输出电压也会下降Δ1，故Δ要大于Δ1；该值也不能太大，否则切换时纹波太大。在模拟工艺中，Δ的值随工艺角、温度和电源电压的变化会有很大的变化范围，故模式切换的可靠性很难保证。另外，现有技术由于需要比较两个模拟量：电压Vout和Vref，所以需要使用模拟比较器，而模拟比较器受限于半导体工艺，例如，当从130nm工艺向40nm工艺转变时，该模拟比较器就需要重新设计，因此耽误设计时间。
发明内容
本发明实施例公开了一种控制电路、控制方法，DC-DC转换器以及电子设备，根据这里公开的实施例，本发明能够提高转换器在工作模式切换期间的可靠性。
根据本发明实施例，根据在激活期间内的操作持续时间和在非激活期间内的操作持续时间的参数来判断DC-DC转换器是否需要进行模式切换，从而减少了模拟比较器的使用，因此能够降低控制器设计受半导体工艺影响的程度。
根据本发明实施例，在判断DC-DC转换器是否需要进行模式切换时，控制器根据Na和Ns进行判断。
根据本发明实施例，如果β·Na/(Na+Ns)大于或等于γ，则控制DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式，从而避免了负载恒定情况下DC-DC转换器在非连续模式和连续模式之间频繁切换。Na为激活期间的时钟周期数，Ns为非激活期间的时钟周期数。
根据本发明实施例，在判断DC-DC转换器是否需要进行模式切换时，如果β·Na/(Na+Ns)大于或等于γ，则控制DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式，因此可以根据需要设置不同的门限γ，使得DC-DC转换器能够适用于不同的应用场景。
当然，本发明并不局限于以上的特征和优点，实际上，本领域普通技术人员通过阅读以下的实施方式以及附图，将领会其他的特征和优点。
附图说明
图1为现有的DC-DC转换器的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的工作模式切换的控制电路的结构示意图；
图3为根据本发明实施例的DC-DC转换器的一种实现方式的结构示意图；
图4为图3所示的DC-DC转换器的工作流程示意图；
图5为DC-DC转换器从连续模式切换到非连续模式过程中负载电流和电感电流的变化情况示意图；
图6为DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式过程中负载电流和电感电流的变化情况示意图；
图7为根据本发明实施例的控制电路的内部信号和控制逻辑的示意图；
图8为根据本发明实施例的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
在根据本发明实施例的控制电路、控制方法，DC-DC转换器以及电子设备中，根据激活期间和非激活期间的持续时间来判断是否进行DC-DC转换器的模式切换，因此，减少了模拟比较器的使用，进而降低了控制器设计受半导体工艺影响的程度。
根据本发明实施例的控制电路，用于控制DC-DC转换器进行工作模式的切换，所述工作模式包括连续模式和非连续模式，所述非连续模式包括激活期间和非激活期间，如图2所示，所述控制电路包括：
操作模块201，在非连续模式下操作DC-DC转换器；
测量模块202，用于测量激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间；
判断模块203，根据第一持续时间和第二持续时间判断是否满足预定标准。
第一切换模块204，如果满足预定标准，将DC-DC转换器的工作切换到连续模式。
在根据本发明实施例的控制电路中，根据DC-DC转换器激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间的参数来判断是否进行DC-DC转换器的模式切换。这避免了模拟量的比较，从而减少了模拟比较器的使用，因此能够降低控制器设计受半导体工艺影响的程度。
本发明实施例的控制电路不但需要控制DC-DC转换器从所述非连续模式切换到所述连续模式，在DC-DC转换器工作于连续模式时，还需要在切换条件成立时控制DC-DC转换器从连续模式切换到非连续模式。
一般从连续模式切换到非连续模式的切换条件为电感电流过0，因此，所述的控制电路还包括：
第二切换模块，用于在所述DC-DC转换器工作于所述连续模式，当流过电感的第一电流小于或等于0(也就是电感电流过0)时，将所述DC-DC转换器的工作从连续模式切换到非连续模式。
在本发明的具体实施例中，判断流过电感电流过0可以通过多种方式来实现，在此以其中的一种具体实现方式说明如下。
如图1所示，DC-DC转换器中有两个点VLX和VMP(第二开关的两个端点)，其中点VLX位于第一开关102和第二开关103之间，而点VMP位于第二开关103的接地端。
在第二开关103导通时，由于第二开关103中寄生电阻的存在，当电流方向改变(也就是电感电流过0)时，点VLX和点VMP之间的电压差将大于0。
因此，在本发明的具体实施例中，可以通过采用比较器来比较点VLX的电压和点VMP的电压，并输出比较结果。
当流过第二开关的电流变化(也就是电感电流过0)时，点VLX和点VMP之间的电压差将大于0，此时控制电路可以根据比较器输出的零电流检测(ZCD)信号来判断电感电流是否过0，并在根据ZCD信号判断出电感电流过0时，输出控制信号，控制所述DC-DC转换器从所述连续模式切换到所述非连续模式。
在本发明的具体实施例中，激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间为使用同一时钟信号进行计数得到的第一时钟周期数和第二时钟周期数，测量模块202可以是一个计数器，当DC-DC转换器从激活期间切换到非激活期间，或从非激活期间切换到激活期间时，计数器重置并开始计数，并将该计数结果发送到判断模块，由判断模块判断是否满足预定标准。
通常，为了避免负载恒定情况下的模式频繁切换，当Vout<Vref-Δ时，使DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式。在本发明的具体实施例中，同样也可以避免负载恒定情况下的模式频繁切换，详细说明如下。
在本发明的具体实施例中，判断模块用于判断是否满足预定标准。
在本发明的具体实施例中，预定标准可以为Ta/(Ta+Ts)大于或等于第一常数，其中，Ta为第一持续时间，Ts为第二持续时间。
Ta可以在激活期间以时钟信号计算得到数Na，Ts可以在非激活期间以同一时钟信号计算得到数Ns。并且预定标准Ta/(Ta+Ts)大于或等于第一常数可以转化为Na/(Na+Ns)大于或等于第一常数。
当DC-DC转换器工作于激活期间，开关102和103选择性地导通和关闭。如果用于计数的预定时钟周期与开关102和103在激活期间的切换周期相同，则Na与切换循环数相同。
为了避免负载恒定情况下的工作模式的频繁切换，预定标准可以是β·Na/(Na+Ns)大于或等于γ，其中，γ为大于1的常数，β为所述DC-DC转换器在连续模式下的第一开关频率与所述DC-DC转换器在所述非连续模式下的第二开关频率的商。
通过上述控制，能够避免负载恒定情况下的DC-DC转换器工作模式的频繁切换，详细说明如下。
首先，先对其中的几个参数说明如下。
当DC-DC转换器在连续模式下工作时，第一开关和第二开关的开关频率为第一频率FCM，而DC-DC转换器在非连续模式的激活期间下工作时，第一开关和第二开关的开关频率为第二频率FDM，当DC-DC转换器从连续模式切换到非连续模式时，开关频率将会降低，假定：β＝FCM/FDM，则β为大于1的常数。
DC-DC转换器从连续模式切换到非连续模式的切换条件为电感电流过0，假定DC-DC转换器从连续模式切换到非连续模式的负载电流的电流门限为ICM-DM，则根据图1所示的电路结构可以知道：
I CM - DM = 1 2 F CM &CenterDot; Vbat - Vout L &CenterDot; Vout Vbat
其中，L为电感104的电感值。
当DC-DC转换器切换到非连续模式后，DC-DC转换器在激活期间和非激活期间交替地工作。
如图1所示，在激活期间下，对电容105充电，此时，电容105充电的电量为：(β·ICM-DM-Iload)·Na·Tsw。
其中，Tsw为时钟周期，Iload为非连续模式下的负载电流。
而在非激活期间，由电容105对负载放电，此时，电容105放电量为：Iload·Ns·Tsw。
根据电量守恒可以知道：
(β·ICM-DM-Iload)·Na·Tsw＝Iload·Ns·Tsw
因此：
Iloab = &beta; &CenterDot; Na Na + Ns &CenterDot; I CM - DM
即DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式的负载电流的电流门限为IDM-CM为：
I DM - CM = &beta; &CenterDot; Na Na + Ns &CenterDot; I CM - DM
为了避免负载不变情况下的模式频繁切换，则需要保证：
IDM-CM＞ICM-DM
也就是说，当下式成立时，能够避免负载不变情况下的模式频繁切换：
&beta; &CenterDot; Na Na + Ns &CenterDot; I CM - DM > I CM - DM
即：
&beta; &CenterDot; Na Na + Ns > 1
当然，上述的大于1仅仅是一个基本条件，β·Na/(Na+Ns)是否大于或等于γ(γ大于1)时也可以避免负载不变情况下的模式频繁切换。
举例来说，假定β等于2，当IDM-CM为ICM-DM的4/3倍时需要从非连续模式切换到连续模式，则：
2 &CenterDot; Na Na + Ns &CenterDot; I CM - DM = 4 I CM - DM / 3
即：
Na＝2Ns
因此，当控制电路判断出Na大于或等于2Ns时，则可以判断DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式的切换条件成立。
根据以上描述可以发现，在β确定的情况下，本发明实施例的是否满足预定标准的判断只与Na和Ns相关，因此无须在控制电路中设置用于判断电压大小的模拟比较器，大大降低了半导体工艺对控制电路设计的影响；
同时，在本发明的具体实施例中，通过比较Na和Ns，可以控制当前门限使得IDM-CM＞ICM-DM，也就避免了负载不变情况下的模式频繁切换。
在本发明的具体实施例中，当DC-DC转换器工作于所述连续模式时，应该尽可能保证输出电压保持稳定，因此，本发明实施例的控制电路还包括：
控制模块，用于在DC-DC转换器工作于连续模式时，根据DC-DC转换器的输出电压控制DC-DC转换器，使得DC-DC转换器的输出电压保持稳定。
至于控制模块具体如何根据DC-DC转换器的输出电压控制DC-DC转换器将在后续进行详细说明。
本发明实施例还公开了一种DC-DC转换器，包括：输入节点、输出节点、第一开关、第二开关、电感、电容以及在输入节点和输出节点之间连接的控制电路，其中：
第一开关和第二开关顺序连接，第一开关不与第二开关连接的一端与直流电源的正极连接，第二开关不与第一开关连接的一端接地；
DC-DC转换器的工作模式包括连续模式和非连续模式，非连续模式包括激活期间和非激活期间，如图2所示，控制电路包括：
操作模块201，在非连续模式下操作DC-DC转换器；
测量模块202，用于测量激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间；
判断模块203，根据第一持续时间和第二持续时间判断是否满足预定标准。
第一切换模块204，如果满足预定标准，将DC-DC转换器的工作切换到连续模式。
也就是说，控制电路用于执行以下操作：
使DC-DC转换器在连续模式和非连续模式之间切换；
使DC-DC转换器在非连续模式中的激活期间和非激活期间之间切换；
测量激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间；
根据第一持续时间和第二持续时间判断是否满足预定标准；
如果满足预定标准，将DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式。
其中，本发明实施例的DC-DC转换器还包括第二切换模块。
在所述DC-DC转换器工作于连续模式时，当流过电感的第一电流小于或等于0时，该第二控制模块使DC-DC转换器切换到非连续模式。
在此，当电感电流方向发生变化时，如图1所示，第二开关的两个端点VLX和VMP之间的电压差会大于0。因此，在本发明的具体实施例中，流过电感的第一电流小于或等于0可以通过比较第二开关两端的电压来进行判断，进而使得第二切换模块能够根据第二开关两端的电压比较结果来判断所述第一电流是否小于或等于0。
在本发明的具体实施例中，激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间为使用同一时钟信号进行计数得到的第一时钟周期数和第二时钟周期数。
在本发明的具体实施例中，预定标准可以是Na/(Na+Ns)大于或等于第一常数，其中，Na为激活期间的时钟周期数，Ns为非激活期间的时钟周期数。
为了避免负载恒定情况下的工作模式的频繁切换，预定标准可以是β·Na/(Na+Ns)大于或等于γ，其中，γ为大于1的常数，β为所述DC-DC转换器在连续模式下的第一开关频率与所述DC-DC转换器在所述非连续模式下的第二开关频率的商。
同时，本发明实施例的DC-DC转换器中，还包括控制模块，在所述DC-DC转换器工作于连续模式时，控制所述第一开关和第二开关，使得所述DC-DC转换器的输出电压保持稳定。
图3为根据本发明实施例的DC-DC转换器的一种具体实现的结构示意图，图4为图3所示DC-DC转换器的工作过程示意图，下面结合图3和图4对切换过程进行详细说明。
如图3、图4、图5和图6所示，DC-DC转换器的工作过程包括以下步骤：
步骤401，当DC-DC转换器工作于连续模式时，比较器109比较VVLX和VVMP，并输出ZCD信号到控制电路115；
步骤402，控制电路根据ZCD信号判断电感电流是否过0，如果是，则进入步骤403，否则，返回步骤401。
如图5所示，当DC-DC转换器工作于连续模式时，t1之前电感电流Icoil都大于0，而在t1到t2之间，Icoil有3次过0，此时，ZCD信号会发生变化，则可以判断出电感电流过0。
步骤403，将计数器置0；
步骤404，控制电路115控制通过控制第一开关102和第二开关103，使得DC-DC转换器工作于激活期间；
步骤405，在激活期间，在每一个时钟周期，控制电路115判断αVout是否大于或等于Vthlim2，当αVout大于或等于Vthlim2时，进入步骤406，否则，计数器加1后返回步骤404；
如图3所示，DC-DC转换器进一步包括：
分压器108，与输出节点连接，用于将DC-DC转换器的输出电压Vout与因子α相乘以得到第一电压，其中α小于或等于1；
第一比较器110，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端用于接收第一电压，第二输入端用于接收第一门限Vthlim1，输出端用于基于第一电压与第一门限的比较结果输出第一控制信号GO_Active到控制电路115；
第二比较器111，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端用于接收第一电压，第二输入端用于接收第二门限Vthlim2，输出端用于基于第一电压与第二门限的比较结果输出第二控制信号GO_Inactive到控制电路115；
其中，控制电路115还用于执行以下操作：
如果第一电压大于或等于第一门限，将DC-DC转换器切换到下一激活期间；以及
如果第一电压小于或等于第二门限，将DC-DC转换器切换到下一非激活期间。
如图3所示，在步骤405中，在每一个时钟周期，比较器111比较第二电压门限Vthlim2和分压器108输出的αVout，并输出信号GO_Inactive，当αVout小于Vthlim2时，信号GO_Inactive为0，当αVout大于或等于Vthlim2时，信号GO_Inactive为1。
GO_Inactive为0时，计数器加1并在下一时钟周期重复判断，而GO_Inactive为1时，表示要进入非激活期间，此时DC-DC转换器将进入非激活期间。
步骤406，控制电路115保存当前计数器计数结果后将计数器置0；
步骤407，控制电路115通过控制第一开关102和第二开关103，使得DC-DC转换器工作于非激活期间；
步骤408，在非激活期间，在每一个时钟周期，控制电路115判断αVout是否小于或等于Vthlim1，当αVout小于或等于Vthlim1时，进入步骤409，否则，计数器加1后返回步骤407；
如图3所示，在步骤408中，在每一个时钟周期，比较器110比较第一电压门限Vthlim1(小于Vthlim2)和分压器108输出的αVout，并输出信号GO_Active，当αVout大于Vthlim1时，信号GO_Active为0，当αVout小于或等于Vthlim1时，信号GO_Active为1。
GO_Active为0时，表示保持非激活期间，计数器加1并在下一时钟周期重复判断，而GO_Active为1时，表示要进入激活期间，此时DC-DC转换器将进入激活期间。
步骤409，判断β·Na是否大于Na+Ns，如果是，返回步骤401，否则，返回步骤403。
当然，在上述的实施例中，是以Vthlim1小于Vthlim2进行的说明，所以图3所示的DC-DC转换器中包括两个比较器110和111，当Vthlim1等于Vthlim2时，则只需要一个比较器即可。
同时，在上述的步骤中，是以β·Na是否大于Na+Ns为例进行的判断，但应当理解的是，也可以判断β·Na是否大于γ(Na+Ns)来决定是否进行模式切换。
如图6所示，在t3之前，负载电流Iload变大，此时，Na不变，但接下来的非激活期间的持续时间变短，使得β·Na大于Na+Ns，因此需要在非激活期间结束时切换到连续模式。
之前提到，当DC-DC转换器工作于所述连续模式时，本发明实施例的控制电路中还包括控制模块，其根据DC-DC转换器的输出电压控制DC-DC转换器，使得DC-DC转换器的输出电压保持稳定。
下面对控制模块的一种具体实现方式说明如下。
如图3所示，αVout会输出到一个负反馈补偿网络112，负反馈补偿网络112包括两个RC电路和一个放大器。负反馈补偿网络112取αVout和Vref的差分信号，然后通过相位偏移补偿(如典型的TYPE III电压补偿)提供一个电压值可变的信号Verror。
然后由比较器113比较Verror和一个与连续模式模式周期相同的斜坡电压得到占空比可变的信号TCM。
在连续模式下，控制电路直接根据TCM生成CMD_L和CMD_H。当输出电压增加时，TCM的占空比将降低，使得从Vbat流向输出端的电流将降低，使得输出电压降低。
结合上述的过程描述，下面再对控制电路内部的控制逻辑进行详细说明。
如图3和图7所示，本发明实施例的控制电路内部的控制逻辑如下所述。
首先，在连续模式下，判决器将根据比较器109输出的ZCD信号输出Go_CM信号，当ZCD信号从0变为1时，Go_CM信号从1变为0。
在非连续模式下，判决器将根据Na和Ns输出Go_CM信号，当β·Na大于Na+Ns时，Go_CM信号从0变为1。
当Go_CM信号为1时，表明DC-DC转换器需要工作在连续模式下，此时，选择器会选择TCM生成控制信号CMD_H和CMD_L，以控制开关102和103。
当Go_CM信号为0时，表明DC-DC转换器需要工作在非连续模式下，此时，选择器会选择TDM(由图3中的切换周期生成电路114生成)来生成控制信号CMD_H和CMD_L，以控制开关102和103。同时，还会根据Go_Active和Go_Inactive在激活期间和非激活期间之间切换。
如图3所示，开关102和103分别由控制信号CMD_H和CMD_L控制。当控制信号CMD_H为高电平时，开关102导通。直流源101通过电感104充电提供给负载106。当控制信号CMD_L为高电平时，开关103导通。电感104继续以存储的电能提供给负载106。为了避免直流源101到点VMP的短路，开关102和103不允许同时导通。因此，控制信号CMD_H和CMD_L为非交叠信号。
本发明实施例还公开了一种电子设备，其包括电源、负载以及上述的DC-DC转换器，负载的一端连接到所述电感和电容之间，负载的另一端接地。
本发明实施例还公开了一种控制方法，用于控制DC-DC转换器进行工作模式的切换，其中，所述工作模式包括连续模式和非连续模式，所述非连续模式包括激活期间和非激活期间，如图8所示，所述控制方法包括：
步骤81，使DC-DC转换器工作于非连续模式；
步骤82，测量激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间；
步骤83，根据第一持续时间和第二持续时间判断是否满足预定标准；
步骤84，如果满足预定标准，将DC-DC转换器的工作切换到连续模式。
所述控制方法还包括：
在所述DC-DC转换器工作于所述连续模式时，获取流过电感的第一电流；
在所述第一电流小于或等于0时，控制所述DC-DC转换器从所述连续模式切换到所述非连续模式。
为方便和准确起见，第一持续时间和第二持续时间为使用同一时钟信号进行计数得到的第一时钟周期数和第二时钟周期数。
在本发明的具体实施例中，在判断是否满足预定标准的过程中，预定标准可以是Na/(Na+Ns)大于或等于第一常数，其中，Na为激活期间的时钟周期数，Ns为非激活期间的时钟周期数。
为了避免负载恒定情况下的工作模式的频繁切换，预定标准可以是β·Na/(Na+Ns)大于或等于γ，其中，γ为大于1的常数，β为所述DC-DC转换器在连续模式下的第一开关频率与所述DC-DC转换器在所述非连续模式下的第二开关频率的商。
在本发明的具体实施例中，使DC-DC转换器工作于非连续模式包括：
将DC-DC转换器的输出电压与因子α相乘，以得到第一电压，其中α小于或等于1；
将第一电压与第一门限比较，如果第一电压大于或等于第一门限，则将DC-DC转换器切换到非激活期间；
将第一电压与第二门限比较，如果第一电压小于或等于第二门限，则将DC-DC转换器切换到激活期间。
在本发明的具体实施例中，DC-DC转换器可以是降压转换器(Buckconverter)，连续模式可以是连续电路模式(CCM，Continuous Current Mode)，非连续模式可以是脉冲跳跃模式(PSM，Pulse Skipping Mode)。
根据本发明实施例的控制电路、控制方法、DC-DC转换器以及电子设备至少具有以下的优点中的一个或多个：
1、根据DC-DC转换器在激活期间和非激活期间下的持续时间的参数来判断是否进行模式切换，避免了比较电压、电流等模拟参数，因此减少了模拟比较器的使用，能够降低控制电路设计受半导体工艺影响的程度。
2、在本发明的具体实施例中，在判断是否需要进行模式切换时，当β·Na/(Na+Ns)大于或等于γ时，控制DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式，该方法能够确保非连续模式和连续模式模式对应负载区域不重叠，从而可靠而简单地避免了负载恒定情况下DC-DC转换器在非连续模式和连续模式之间频繁切换。
3、在本发明的具体实施例中，在判断是否需要进行模式切换时，当β·Na/(Na+Ns)大于或等于γ时，控制DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式，用户可以根据需要设置不同的门限γ，使得DC-DC转换器能够适用于不同的应用场景。

Claims (14)

1.一种用于控制DC-DC转换器的方法，DC-DC转换器工作于连续模式和非连续模式，非连续模式包括激活期间和非激活期间，所述方法包括：
使DC-DC转换器工作于非连续模式；
测量激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间；
根据第一持续时间和第二持续时间判断是否满足预定标准；
如果满足预定标准，将DC-DC转换器的工作切换到连续模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一持续时间和第二持续时间为使用同一时钟信号进行计数得到的第一时钟周期数和第二时钟周期数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，预定标准为Na/(Na+Ns)大于或等于第一常数，其中，Na为激活期间的时钟周期数，Ns为非激活期间的时钟周期数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，第一常数等于γ/β，其中，γ为大于1的常数，β为DC-DC转换器在连续模式下的第一开关频率与DC-DC转换器在非连续模式下的第二开关频率的商。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，使DC-DC转换器工作于非连续模式的步骤包括：
将DC-DC转换器的输出电压与因子α相乘，以得到第一电压，其中α小于或等于1；
将第一电压与第一门限比较，如果第一电压大于或等于第一门限，则将DC-DC转换器切换到非激活期间；
将第一电压与第二门限比较，如果第一电压小于或等于第二门限，则将DC-DC转换器切换到激活期间，其中，第二门限小于或等于第一门限。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在非连续模式下的开关频率小于在连续模式下的开关频率。
7.一种DC-DC转换器，DC-DC转换器工作于连续模式和非连续模式，非连续模式包括激活期间和非激活期间，所述DC-DC转换器包括：
输入节点、输出节点、第一开关、第二开关、电感、电容以及在输入节点和输出节点之间连接的控制电路，其中，控制电路用于执行以下操作：
使DC-DC转换器在连续模式和非连续模式之间切换；
使DC-DC转换器在非连续模式中的激活期间和非激活期间之间切换；
测量激活期间的第一持续时间和非激活期间的第二持续时间；
根据第一持续时间和第二持续时间判断是否满足预定标准；
如果满足预定标准，将DC-DC转换器从非连续模式切换到连续模式。
8.根据权利要求7所述的DC-DC转换器，其中，第一持续时间和第二持续时间为使用同一时钟信号进行计数得到的第一时钟周期数和第二时钟周期数。
9.根据权利要求7所述的DC-DC转换器，其中，预定标准为Na/(Na+Ns)大于或等于第一常数，其中，Na为激活期间的时钟周期数，Ns为非激活期间的时钟周期数。
10.根据权利要求9所述的DC-DC转换器，其中，第一常数等于γ/β，其中，γ为大于1的常数，β为DC-DC转换器在连续模式下的第一开关频率与DC-DC转换器在非连续模式下的第二开关频率的商。
11.根据权利要求7所述的DC-DC转换器，进一步包括：
分压器，与输出节点连接，用于将DC-DC转换器的输出电压与因子α相乘以得到第一电压，其中α小于或等于1；
第一比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端用于接收第一电压，第二输入端用于接收第一门限，输出端用于基于第一电压与第一门限的比较结果输出第一控制信号到控制电路；
第二比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，第一输入端用于接收第一电压，第二输入端用于接收第二门限，其中第二门限小于或等于第一门限，输出端用于基于第一电压与第二门限的比较结果输出第二控制信号到控制电路；
其中，控制电路还用于执行以下操作：
如果第一电压大于或等于第一门限，将DC-DC转换器切换到下一激活期间；以及
如果第一电压小于或等于第二门限，将DC-DC转换器切换到下一非激活期间。
12.根据权利要求7所述的DC-DC转换器，进一步包括：
切换周期生成电路，用于生成用于非连续模式的第一切换周期。
13.根据权利要求7所述的DC-DC转换器，其中，在非连续模式下的开关频率小于在连续模式下的开关频率。
14.一种电子设备，包括电源、负载以及权利要求7-13任一项所述的DC-DC转换器。
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