CN106300919B - 一种开关电源控制装置、方法、以及一种开关电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种开关电源控制装置、方法、以及一种开关电源，所述开关电源控制装置包括时钟控制模块以及至少一个功能模块，所述时钟控制模块用于根据接收到的时钟控制命令向所述至少一个功能模块输出时钟信号或禁能信号以令所述功能模块进行工作或停止工作，从而实现降低开关电源控制装置能耗以及对开关电源控制装置中各功能模块的时钟进行灵活且独立的管理。

Description

一种开关电源控制装置、方法、以及一种开关电源

技术领域

本发明涉及电源领域，特别是涉及一种开关电源控制装置及方法以及一种开关电源。

背景技术

现有的开关电源控制芯片中，当某一数字模块的功能已经完成时，与该数字模块对应的时钟还会保持打开的状态，使得芯片内的对应寄存器会继续进行翻转，导致控制芯片的功耗比较大。且现有的开关电源控制芯片中，对于多个数字模块常只对应一个时钟，不能灵活的对单个数字模块的时钟进行控制。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种开关电源控制装置、方法、以及一种开关电源，用于解决现有技术中不能灵活且独立的控制开关电源控制装置的各功能模块、且不能有效的降低开关电源控制装置的功耗等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种开关电源控制装置，包括时钟控制模块以及至少一个功能模块，所述时钟控制模块用于根据接收到的时钟控制命令向所述至少一个功能模块输出时钟信号或禁能信号以令所述功能模块进行工作或停止工作。

可选的，所述时钟控制命令具有与所述功能模块对应的功能模块标识。

可选的，所述时钟控制模块包括与各所述功能模块一一对应的时钟控制电路，所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令以生成与所述时钟控制电路相应的时钟控制信号，所述时钟控制电路根据所述时钟控制信号向相应的功能模块输出时钟信号或禁能信号。

可选的，所述时钟控制电路包括一电平触发且低电平有效的D触发器以及一与门，所述D触发器的输入端接收所述时钟控制信号的输入，所述D触发器的时钟引脚接收与所述功能模块对应的时钟信号的输入，所述与门的第一输入端与所述D触发器的输出端相连，所述与门的第二输入端接收与所述功能模块对应的时钟信号的输入，所述与门的输出为相应的功能模块提供时钟信号或禁能信号。

可选的，当所述时钟控制信号为高电平时，所述与门的输出为相应的功能模块提供时钟信号；当所述时钟控制信号为低电平时，所述与门的输出为相应的功能模块提供禁能信号。

可选的，还包括主状态机模块，用以根据其自身或者外部信号的状态向所述时钟控制模块发送时钟控制命令。

可选的，所述功能模块包括测试模式模块，所述主状态机模块根据其自身上电运行时间与一时间阈值的比较结果，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述测试模式模块输出时钟信号或禁能信号。

可选的，所述主状态机模块在其自身上电运行时间达到所述时间阈值时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述测试模式模块输出禁能信号。

可选的，所述功能模块包括线缆补偿模块，所述主状态机模块根据开关电源输出的电源信号的开关频率值与一预设开关频率值的比较结果，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出时钟信号或禁能信号。

可选的，所述主状态机模块在所述开关频率值小于所述预设开关频率值时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出禁能信号；所述主状态机模块在所述开关频率值大于所述预设开关频率值时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出时钟信号。

可选的，所述预设开关频率值为2KHZ。

可选的，所述功能模块包括准谐振模块，所述主状态机模块根据对其自身所处的状态的判断结果，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出时钟信号或禁能信号。

可选的，所述主状态机模块在判断其自身处于第一状态时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出时钟信号；所述主状态机模块在判断其自身处于第二状态时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出禁能信号。

可选的，所述第一状态为恒流、恒压、或脉冲频率调制状态中的一种；所述第二状态为深度脉冲宽度调制或深度脉冲频率调制状态中的一种。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种开关电源，具有如上任一项所述开关电源控制装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种开关电源控制方法，应用如上任一项所述的开关电源控制装置进行开关电源的控制。

如上所述，本发明的一种开关电源控制装置、方法、以及一种开关电源，具有以下有益效果：

1)将开关电源控制装置设计成多模块结构，各模块使用独立的时钟；

2)时钟控制模块对各功能模块的时钟进行灵活的独立管理，以根据时钟控制命令，向相应功能模块输出时钟信号或者禁能信号，以令相应的功能模块工作或者停止工作，降低开关电源控制装置的功耗。

附图说明

图1显示为本发明的一种开关电源控制装置在一具体实施例中的模块结构示意图。

图2显示为本发明的一种开关电源控制装置在一具体实施例中的模块结构示意图。

图3显示为本发明的一种开关电源控制装置在一具体实施例中的模块结构示意图。

图4显示为本发明的一种开关电源控制装置在一具体实施例中的模块结构示意图。

图5显示为本发明的一种开关电源在一具体实施例中的模块结构示意图。

元件标号说明

1、2、3、4、51 开关电源控制装置

11、22、31、41 时钟控制模块

21 主机状态模块

311～31N、411～41N 时钟控制电路

1G1～1GN、2G1～2GN、3G1～3GN、4G1～4GN 功能模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明所提出的开关电源控制装置应用于开关电源中，所述开关电源控制装置例如为一开关电源控制芯片，所述开关电源例如为数字反激式开关电源，开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备，开关电源的功耗亦是决定电子设备性能的重要参数。

本发明的开关电源控制装置可以有效的降低开关电源的功耗，所述开关电源控制装置包括：时钟控制模块以及至少一个功能模块，所述时钟控制模块用于根据接收到的时钟控制命令向所述至少一个功能模块输出时钟信号或禁能信号以令所述功能模块进行工作或停止工作。

请参阅图1，显示为本发明的一种开关电源控制装置在一具体实施例中的模块结构示意图。于本实施例中，所述开关电源控制装置1包括：时钟控制模块11以及功能模块1G1～功能模块1GN，本实施例中，所述功能模块的个数大于等于2，所述N的值大于等于2。于其他实施例中，所述功能模块的个数也可为一个。所述时钟控制模块11用于根据接收到的时钟控制命令向所述功能模块1G1～功能模块1GN输出时钟信号或禁能信号以令相应功能模块进行工作或停止工作。优选的，所述时钟控制命令具有与所述功能模块1G1～功能模块1GN中任一功能模块相对应的功能模块标识，以令所述时钟控制模块11根据所述时钟控制命令控制与所述功能模块标识相对应的功能模块进行工作或停止工作。所述开关电源控制装置1用以当某一功能模块的功能已经完成时，令该功能模块停止工作，以降低所述开关电源控制装置1的功耗。

请参阅图2，显示为本发明的一种开关电源控制装置在一具体实施例中的模块结构示意图。图1所示实施例中的开关电源控制装置1的结构及应用原理均可应用于本实施例中，且优选的，本实施例中的所述开关电源控制装置2包括主状态机模块21、时钟控制模块22、以及功能模块2G1～功能模块2GN，所述主状态机模块21根据其自身或者外部信号的状态向所述时钟控制模块22发送时钟控制命令。

例如所述功能模块包括测试模式模块、线缆补偿模块、或准谐振模块中的一个或多个，其中，当主状态机模块21上电运行一段时间后，即当上电运行时间达到一时间阈值时，向所述时钟控制模块21发送时钟控制命令，所述时钟控制模块22根据时钟控制命令，向所述测试模式模块输出禁能信号，令所述测试模块停止工作，以降低功耗。所述主状态机模块21根据所述开关电源控制模块2应用的开关电源输出的电源信号的开关频率值与一预设开关频率值的比较结果，向所述时钟控制模块22发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块22根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出时钟信号或禁能信号，且所述主状态机模块21在所述开关频率值小于所述预设开关频率值时，向所述时钟控制模块22发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块22根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出禁能信号，令所述线缆补偿模块停止工作；所述主状态机模块21在所述开关频率值大于所述预设开关频率值时，向所述时钟控制模块22发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块22根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出时钟信号，令所述线缆补偿模块进行工作。其中，所述开关频率值例如为2KHZ。且所述主状态机模块21根据对其自身所处的状态的判断结果，向所述时钟控制模块22发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块22根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出时钟信号或禁能信号。例如，所述主状态机模块21在判断其自身处于第一状态时，向所述时钟控制模块22发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块22根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出时钟信号，所述第一状态例如为恒流、恒压、或脉冲频率调制状态中的一种；所述主状态机模块21在判断其自身处于第二状态时，向所述时钟控制模块22发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块22根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出禁能信号，所述第二状态例如为深度脉冲宽度调制或深度脉冲频率调制状态中的一种。从而降低开关电源控制装置能耗以及对开关电源控制装置中各功能模块的时钟进行灵活且独立的管理。

请参阅图3，显示为本发明的一种开关电源控制装置在另一具体实施例中的模块结构示意图。图1和图2所示实施例中的开关电源控制装置的结构及应用原理均可应用于本实施例中，且所述开关电源控制装置3，包括时钟控制模块31以及功能模块3G1～功能模块3GN，所述时钟控制模块31包括与各所述功能模块3G1～功能模块3GN一一对应的时钟控制电路311～时钟控制电路31N，所述功能模块以及所述时钟控制电路的个数大于等于2，所述N的值大于等于2，各所述时钟控制电路具有两个输入，即相应的时钟控制信号以及时钟信号，例如时钟控制电路311具有时钟控制信号1以及时钟信号1，所述时钟控制模块31根据所述时钟控制命令以生成与所述时钟控制电路相应的时钟控制信号，且所述时钟控制电路根据所述时钟控制信号以决定向相应的功能模块发送时钟信号或禁能信号。例如所述时钟控制模块31根据所述时钟控制命令生成时钟控制信号1，所述时钟控制电路1根据所述时钟控制信号1，以向所述功能模块1提供时钟信号1或者禁能信号，以令所述功能模块1进行工作或停止工作。从而降低开关电源控制装置能耗以及对开关电源控制装置中各功能模块的时钟进行灵活且独立的管理。

请参阅图4，显示为本发明的一种开关电源控制装置在另一具体实施例中的模块结构示意图。图1、图2、图3所示实施例中的开关电源控制装置的结构及应用原理均可应用于本实施例中，所述开关电源控制装置4包括时钟控制模块41以及功能模块4G1～功能模块4GN，其中所述时钟控制模块具有多个与所述功能模块4G1～功能模块4GN一一对应的时钟控制电路411～时钟控制电路41N，其中，所述N的值大于等于2，各所述时钟控制电路具有两个输入，即相应的时钟控制信号以及时钟信号，所述时钟控制模块41根据所述时钟控制命令以生成与所述时钟控制电路相应的时钟控制信号，且所述时钟控制电路根据所述时钟控制信号以决定向相应的功能模块发送时钟信号或禁能信号，其中各所述时钟控制电路的结构可为相同或者为多个均可以实现本实施例中时钟控制电路功能的不同电路，为了更加简化电路结构，本实施例中，优选各时钟控制电路结构为相同，其中，时钟控制电路411包括D触发器D1以及与门AND1，且时钟控制电路41N包括D触发器DN以及与门ANDN，现以时钟控制电路1为例进行具体说明，所述时钟控制电路1包括一电平触发且低电平有效的D触发器D1以及一与门AND1，所述D触发器D1的输入端接收所述时钟控制信号1的输入，所述D触发器D1的时钟引脚接收与所述功能模块1对应的时钟信号1的输入，所述与门AND1的第一输入端与所述D触发器D1的输出端相连，所述与门AND1的第二输入端接收与所述功能模块1对应的时钟信号1的输入，所述与门AND1的输出为相应的功能模块1提供时钟信号1或禁能信号。当所述时钟控制信号1为高电平时，所述与门AND1的输出为功能模块4G1提供时钟信号1，所述功能模块4G1以时钟信号1进行工作；当所述时钟控制信号1为低电平时，所述与门AND1的输出为功能模块4G1提供禁能信号，所述功能模块4G1停止工作，从而实现降低开关电源控制装置能耗以及对开关电源控制装置中各功能模块的时钟进行灵活且独立的管理。本实施例中，只是例示性的对时钟控制电路的具体电路结构以及工作方式进行了详细描述，当然，本领域技术人员根据本发明的描述，可以适应性的对本实施例中的时钟控制电路进行改进，以得到其他能够实现本实施例中时钟控制电路的功能的电路结构，其亦在本发明的保护范围内。

请参阅图5，显示为本发明的一种开关电源在一具体实施例中的模块结构示意图，所述开关电源5包括开关电源控制装置51，其中图1、图2、图3、以及图4所示实施例中的开关电源控制装置的结构及应用原理均可应用于本实施例中，所述开关电源控制装置51可以灵活的对其内部的功能模块的时钟进行独立的控制，以令相应的功能模块进行工作或者停止工作，降低开关电源应用的开关电源控制装置的功耗。

在一具体实施例中，提供一种开关电源控制方法，应用如图1～4中任一所述开关电源控制装置进行开关电源的控制，以灵活的对开关电源控制装置内部的功能模块的时钟进行独立的控制，以令相应的功能模块进行工作或者停止工作，降低开关电源应用的开关电源控制装置的功耗。

综上所述，本发明的一种开关电源控制装置、方法、以及一种开关电源，将开关电源控制装置设计成多功能模块结构，各功能模块使用独立的时钟，以令所述时钟控制模块根据时钟控制命令，向相应功能模块输出时钟信号或者禁能信号，以令相应的功能模块工作或者停止工作，从而实现降低开关电源控制装置能耗以及对开关电源控制装置中各功能模块的时钟进行灵活且独立的管理。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种开关电源控制装置，其特征在于，包括时钟控制模块以及至少一个功能模块，所述时钟控制模块用于根据接收到的时钟控制命令向所述至少一个功能模块输出时钟信号或禁能信号以令所述功能模块进行工作或停止工作；

还包括主状态机模块，用以根据其自身或者外部信号的状态向所述时钟控制模块发送时钟控制命令；

所述功能模块包括测试模式模块，所述主状态机模块根据其自身上电运行时间与一时间阈值的比较结果，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述测试模式模块输出时钟信号或禁能信号；所述主状态机模块在判断其自身处于第一状态时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向准谐振模块输出时钟信号，所述第一状态为恒流、恒压、或脉冲频率调制状态中的一种；所述主状态机模块在判断其自身处于第二状态时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出禁能信号，所述第二状态为深度脉冲宽度调制或深度脉冲频率调制状态中的一种；

所述功能模块包括线缆补偿模块，所述主状态机模块根据开关电源输出的电源信号的开关频率值与一预设开关频率值的比较结果，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出时钟信号或禁能信号；

所述主状态机模块在所述开关频率值小于所述预设开关频率值时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出禁能信号；所述主状态机模块在所述开关频率值大于所述预设开关频率值时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述线缆补偿模块输出时钟信号。

2.根据权利要求1所述的开关电源控制装置，其特征在于，所述时钟控制命令具有与所述功能模块对应的功能模块标识。

3.根据权利要求1或2所述的开关电源控制装置，其特征在于，所述时钟控制模块包括与各所述功能模块一一对应的时钟控制电路，所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令以生成与所述时钟控制电路相应的时钟控制信号，所述时钟控制电路根据所述时钟控制信号向相应的功能模块输出时钟信号或禁能信号。

4.根据权利要求3所述的开关电源控制装置，其特征在于，所述时钟控制电路包括一电平触发且低电平有效的D触发器以及一与门，所述D触发器的输入端接收所述时钟控制信号的输入，所述D触发器的时钟引脚接收与所述功能模块对应的时钟信号的输入，所述与门的第一输入端与所述D触发器的输出端相连，所述与门的第二输入端接收与所述功能模块对应的时钟信号的输入，所述与门的输出为相应的功能模块提供时钟信号或禁能信号。

5.根据权利要求4所述的开关电源控制装置，其特征在于，当所述时钟控制信号为高电平时，所述与门的输出为相应的功能模块提供时钟信号；当所述时钟控制信号为低电平时，所述与门的输出为相应的功能模块提供禁能信号。

6.根据权利要求1所述的开关电源控制装置，其特征在于：所述主状态机模块在其自身上电运行时间达到所述时间阈值时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述测试模式模块输出禁能信号。

7.根据权利要求1所述的开关电源控制装置，其特征在于：所述预设开关频率值为2KHZ。

8.根据权利要求1所述的开关电源控制装置，其特征在于：所述功能模块包括准谐振模块，所述主状态机模块根据对其自身所处的状态的判断结果，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出时钟信号或禁能信号。

9.根据权利要求8所述的开关电源控制装置，其特征在于：所述主状态机模块在判断其自身处于第一状态时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出时钟信号；所述主状态机模块在判断其自身处于第二状态时，向所述时钟控制模块发送时钟控制命令，以令所述时钟控制模块根据所述时钟控制命令向所述准谐振模块输出禁能信号。

10.根据权利要求9所述的开关电源控制装置，其特征在于：所述第一状态为恒流、恒压、或脉冲频率调制状态中的一种；所述第二状态为深度脉冲宽度调制或深度脉冲频率调制状态中的一种。

11.一种开关电源，其特征在于，具有如权利要求1～10中任一项所述的开关电源控制装置。

12.一种开关电源控制方法，其特征在于：应用如权利要求1～10中任一项所述的开关电源控制装置进行开关电源的控制。

Images