CN111404361A - 开关模式供电电路及其控制方法和控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出了开关模式供电电路及其控制方法和控制电路。一种控制开关模式供电电路的方法包括检测所述开关模式供电电路的输入电压；将所述输入电压与至少一阈值进行比较；基于比较结果调整控制函数，其中所述控制函数用于根据反馈信号设置所述开关模式供电电路的功率开关的导通和/或关断条件，所述反馈信号随所述开关模式供电电路的输出电压的变化而变化。本发明提出的开关模式供电电路及其控制方法和控制电路，能在输入电压较大时提升电流有效值，降低系统频率，在输入电压较大时降低电流有效值，可自适应优化系统效率。

Description

开关模式供电电路及其控制方法和控制电路

技术领域

本发明涉及电子领域，具体但不限于涉及一种开关模式供电电路及其控制方法和控制电路。

背景技术

开关模式供电电路用于基于开关的导通和关断动作将输入电压转换成输出电压，用于为负载供电。在控制中，开关模式供电电路基于输出端的反馈信号对开关进行控制。在反激式的开关模式供电电路中，对原边开关的控制往往通过基于反馈信号调整开关的频率或调整开关关断时的电流峰值实现，以进一步对输出电压进行控制。

另一方面，为了提高电源效率，需要降低系统的损耗。功率开关上的损耗包括开关损耗和导通损耗，其中开关损耗是由于开关导通或关断的延迟特性导致的，随着开关频率的增大而增大；导通损耗由开关的导通阻值和电流决定，随着电流的增大而增大。当开关模式供电电路的输入电压较高时，有效电流较低，开关损耗对系统效率影响较大，当输入电压较低时，有效电流较高，导通损耗对系统效率影响较大。

发明内容

针对上述提出的一个或多个问题或状况，本发明提出了一种开关模式供电电路及其控制方法和控制电路。

根据本发明的一个方面，一种控制开关模式供电电路的方法包括：检测所述开关模式供电电路的输入电压；将所述输入电压与至少一阈值进行比较；基于比较结果调整控制函数，其中所述控制函数用于根据反馈信号设置所述开关模式供电电路的功率开关的导通和/或关断条件，所述反馈信号随所述开关模式供电电路的输出电压的变化而变化。

在一个实施例中，当所述输入电压大于一阈值时，增大电流增益，当输入电压小于所述阈值时，降低电流增益，其中电流增益表征电流信号与反馈信号的比值。

在一个实施例中，所述调整控制函数包括从至少两个峰值电流控制函数中选择一个，所述峰值电流控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关关断时的流过所述功率开关的峰值电流。

在一个实施例中，所述至少两个峰值电流控制函数包括第一峰值电流控制函数和第二峰值电流控制函数，在相同的反馈信号区间，所述第一峰值电流控制函数设置的第一峰值电流大于所述第二峰值电流控制函数设置的第二峰值电流，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

在一个实施例中，所述调整控制函数包括从至少两个谷底数控制函数中选择一个，所述谷底数控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关在振荡信号的第N个谷底导通，其中N为正整数，N称为谷底数。

在一个实施例中，所述至少两个谷底数控制函数包括第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数，在相同的反馈信号区间，所述第一谷底数控制函数设置的第一谷底数大于所述第二谷底数控制函数设置的第二谷底数，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

根据本发明的另一个方面，一种用于开关模式供电电路效率的效率优化方法包括：检测所述开关模式供电电路的输入电压；将所述输入电压与一阈值进行比较；基于比较结果控制所述开关模式供电电路当所述输入电压从大于所述阈值跳变到小于所述阈值时，所述功率开关的开关频率上升且流过所述功率开关的电流降低。

根据本发明的另一个方面，一种用于开关模式供电电路的控制电路包括：比较电路，用于将表征所述输入电压的输入电压信号与至少一阈值进行比较；以及控制调整电路，基于所述比较电路的比较结果调整控制函数，其中所述控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关的导通和/或关断条件，所述反馈信号随所述输出电压的变化而变化；其中所述开关模式供电电路包括功率开关，所述开关模式供电电路基于所述功率开关的开关动作将所述开关模式供电电路输入端的输入电压变换成所述开关模式供电电路输出端的输出电压。

在一个实施例中，所述控制调整电路基于所述比较电路的比较结果从第一峰值电流控制函数和第二峰值电流控制函数中选择一个，在相同的反馈信号区间，所述第一峰值电流控制函数设置的第一峰值电流大于所述第二峰值电流控制函数设置的第二峰值电流，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

在一个实施例中，所述控制调整电路基于所述比较电路的比较结果从第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数中选择一个，所述第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关在振荡信号的第N个谷底导通，其中N为正整数，N称为谷底数，在相同的反馈信号区间，所述第一谷底数控制函数设置的第一谷底数大于所述第二谷底数控制函数设置的第二谷底数，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

根据本发明的又一个方面，一种用于开关模式供电电路的控制电路包括：比较电路，用于将表征所述输入电压的输入电压信号与至少一阈值进行比较；控制调整电路，基于所述比较电路的比较结果调整峰值电流控制函数和/或谷底数控制函数，其中所述功率开关在流过所述功率开关的电流达到峰值电流时关断，在所述功率开关两端电压差的第N个振荡信号的谷底位置导通，N称为谷底数，所述峰值电流由反馈信号与所述峰值电流控制函数设置，所述谷底数由所述反馈信号与所述谷底数控制函数设置，所述反馈信号随所述输出电压变化而变化；其中所述开关模式供电电路包括功率开关，所述开关模式供电电路基于所述功率开关的开关动作将所述开关模式供电电路输入端的输入电压变换成所述开关模式供电电路输出端的输出电压。

根据本发明的又一个方面，一种用于开关模式供电电路的控制电路，包括：比较电路，用于将表征所述输入电压的输入电压信号与至少一阈值进行比较；以及控制调整电路，用于根据比较电路的比较结果调整对所述功率开关的控制，其中当所述输入电压从大于所述阈值跳变到小于所述阈值时，所述功率开关的开关频率上升且流过所述功率开关的电流降低；其中所述开关模式供电电路包括功率开关，所述开关模式供电电路基于所述功率开关的开关动作将所述开关模式供电电路输入端的输入电压变换成所述开关模式供电电路输出端的输出电压。

根据本发明的再一个方面，一种开关模式供电电路包括如上任一实施例所述的控制电路和功率开关。

本发明提出的开关模式供电电路及其控制方法和控制电路，能在输入电压较大时提升电流有效值，降低系统频率，降低开关损耗，在输入电压较低时提高系统频率，降低电流有效值，降低导通损耗，可自适应优化系统效率。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的开关模式供电电路；

图2示出了根据本发明一实施例的控制电路的电路示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的开关模式供电电路系统的电路示意图；

图4示出了根据本发明一实施例控制方法的控制函数波形示意图；

图5示出了根据本发明另一实施例控制方法的控制函数波形示意图；

图6示出了根据本发明一实施例的控制开关模式供电电路的方法流程示意图；

图7示出了根据本发明一实施例的控制开关模式供电电路的方法流程示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。不同实施例的组合、不同实施例中的一些技术特征进行相互替换，相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。间接连接为通过中间媒介进行的连接，如通过电传导媒介如导体的连接，其中电传导媒介可含有寄生电感或寄生电容，也可通过说明书中实施例所描述的中间电路或部件的连接；间接连接还可包括可实现相同或相似功能的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、信号放大电路、跟随电路等电路或部件的连接。“多个”或“多”表示两个或两个以上。“A和/或B”表示可以为A，可以为B，也可以同时包括A和B。

图1示出了根据本发明一实施例的开关模式供电电路100，开关模式供电电路100包括控制电路10和功率开关Q，开关模式供电电路100基于功率开关Q的开关动作将开关模式供电电路100输入端的输入电压Vin变换成开关模式供电电路100输出端的输出电压Vo。控制电路10包括比较电路11和控制调整电路12，其中比较电路11用于将输入电压Vin与至少一阈值进行比较。控制调整电路12基于比较电路11的比较结果调整控制函数，例如基于比较结果从至少两个控制函数f1和f2中选择其中一个于对功率开关Q进行控制，其中控制函数用于根据输出反馈信号Vfb设置功率开关Q的导通和/或关断条件。反馈信号Vfb跟随输出电压Vo的变化而变化。

在一个实施例中，比较电路11将输入电压或能表征输入电压值的其它信号与一个阈值信号Vth进行比较，当输入电压信号Vin大于阈值信号Vth时，选择第一个控制函数f1控制功率开关Q的导通条件或关断条件；当输入电压信号Vin小于阈值信号Vth时，选择第二个控制函数f2控制功率开关Q的导通条件或关断条件。在另一个实施例中，比较电路11将输入电压Vin与两个阈值信号Vth1和Vth2分别进行比较，其中Vth1>Vth2，当输入电压Vin大于Vth1时，选择第一个控制函数f1控制功率开关Q的导通条件或关断条件；当输入电压Vin小于Vth2时，选择第二个控制函数f2控制功率开关Q的导通条件或关断条件；当输入电压Vin小于Vth1大于Vth2时，选择第三个控制函数控制功率开关Q的导通条件或关断条件，或者保持原有控制函数不变。比较电路11还可将输入电压Vin与更多个阈值进行比较，基于比较结果调整用于控制功率开关Q导通条件或关断条件的控制函数。

在一个实施例中，控制函数包括峰值电流控制函数，控制调整电路12基于比较电路11的比较结果调整峰值电流控制函数，其中功率开关Q在流过功率开关的电流达到峰值电流时关断，峰值电流由反馈信号Vfb与峰值电流控制函数设置。在另一个实施例中，控制函数包括谷底数控制函数，控制调整电路12基于比较电路11的比较结果调整谷底数控制函数，其中功率开关Q在功率开关两端电压差振荡信号的第N个谷底位置导通，N为正整数，N称为谷底数，谷底数由反馈信号Vfb与谷底数控制函数设置。在又一个实施例中，控制调整电路12基于比较电路11的比较结果同时调整峰值电流控制函数和谷底数控制函数。

控制电路10进一步包括其它电路，如导通/关断控制电路、驱动电路、保护电路等，在图1中用空白框以予表示。

图2示出了根据本发明一实施例的控制电路200的电路示意图。控制电路200包括比较电路21，信号设置电路22，导通/关断控制电路23和驱动电路24。信号设置电路22包含峰值电流设置电路221和谷底数设置电路222，分别用于根据反馈信号Vfb和峰值电流控制函数提供峰值电流信号Vpk，以及根据反馈信号Vfb和谷底数控制函数提供谷底数信号N。控制调整电路位于峰值电流设置电路221和/或谷底数设置电路222内，用于根据比较电路21提供的比较结果调整峰值电流控制函数和/或谷底数控制函数。导通/关断控制电路23包括比较电路231、谷底检测和计数232和触发电路233，比较电路231用于将电流采样信号Vcs与峰值电流信号Vpk进行比较，其中电流采样信号Vcs表征流过功率开关Q的电流值，峰值电流信号Vpk由峰值电流设置电路221根据峰值电流控制函数和反馈信号Vfb进行设置和提供。当电流采样信号Vcs大于峰值电流信号Vpk时，触发电路233被置位，导通/关断控制电路23输出第一状态的信号用于关断功率开关Q。谷底检测和计数电路232用于检测功率开关Q两端电压差Vds在进入振荡期时的谷底位置并进行计数，当谷底计数达到预设谷底数时，触发电路233被复位，导通/关断控制电路23输出第二状态的信号用于导通功率开关Q。其中预设谷底数由谷底数设置电路222根据谷底数控制函数和反馈信号Vfb进行设置和提供。控制电路200还可包括其他保护电路和逻辑电路，将导通/关断控制电路23的输出信号和保护信号进行逻辑运算。驱动电路将导通/关断控制电路23或逻辑电路输出的开关控制信号进行信号放大，提供适于驱动功率开关Q的驱动电压。

图3示出了根据本发明一实施例的开关模式供电电路系统的电路示意图。该开关模式供电电路300为反激式电压变换电路，包括由变压器T隔离的原边电路和副边电路，其中原边电路包括功率开关Q并耦接整流电路用于接收输入电压Vin，副边电路提供输出电压Vo。输出电压Vo的反馈信号Vfb通过光耦从副边电路传送到原边电路，反馈信号Vfb随输出电压Vo的变化而变化。当输出电压Vo升高时，反馈信号Vfb下降，当输出电压Vo降低时，反馈信号Vfb上升。

在一个实施例中，控制调整电路12基于比较电路11的比较结果从至少两个峰值电流控制函数中选择一个，其中峰值电流控制函数用于根据反馈信号Vfb设置所述功率开关Q关断时的流过所述功率开关的峰值电流。

图4示出了根据本发明一实施例控制方法的控制函数波形示意图。其中上图为峰值电流控制函数41和42，下图为谷底数控制函数43。上图的横坐标为反馈信号Vfb，纵坐标为峰值电流Ipk。其中虚线41代表第一峰值电流控制函数，实线42代表第二峰值电流控制函数。图1所示的控制调整电路12基于比较电路11的比较结果从第一峰值电流控制函数41和第二峰值电流控制函数42中选择一个，用于控制功率开关Q的关断条件。在一个实施例中，当输入电压Vin大于第一阈值Vth1时，选择第一峰值电流控制函数41控制开关模式供电电路100，当输入电压Vin小于第二阈值Vth2时，选择第二峰值电流控制函数42控制开关模式供电电路100，其中第一阈值Vth1大于或等于第二阈值Vth2。

在优选的实施例中，当输入电压Vin大于阈值Vth时，选择第一峰值电流控制函数41，此时电流增益k1较大，当输入电压Vin小于阈值Vth时，选择第二峰值电流控制函数42，此时电流增益k2降低。电流增益表征电流信号Ipk与反馈信号Vfb的比值，即峰值电流控制函数曲线的斜率。

从图4可见，第一峰值电流控制函数41的电流增益大于第二峰值电流控制函数42的电流增益。在相同的反馈信号Vfb区间或相同的反馈信号Vfb下，第一峰值电流控制函数41设置的第一峰值电流Ipk1大于所述第二峰值电流控制函数FI2设置的第二峰值电流Ipk2。

图4下方波形图为谷底数控制函数43，在这个实施例中，谷底数控制函数43不受输入电压影响。在另一个实施例中，在根据输入电压从至少两个峰值电流控制函数中选择一个控制功率开关的关断的同时也可根据输入电压从至少两个谷底数控制函数中选择一个控制功率开关的导通。

通过上述控制，在输入电压Vin较高时，峰值电流Ipk曲线被抬高，同等功率下Vfb值更低，对应的谷底数N更大，降低了开关频率，即降低了此时的占主导地位的开关损耗，从而优化了高输入电压时的系统效率。当输入电压Vin较低时，压低了峰值电流Ipk曲线，同等功率下反馈信号Vfb更高，对应的谷底数N更少，提高了频率，降低了电流的有效值，优化低压输入时的系统效率。

根据系统能量关系在给定的输入输出以及系统参数条件下，谷底数N和峰值电流Ipk成一一对应关系，同时电流的有效值也随峰值电流Ipk的增高。下面将基于反激式电压变换电路对谷底数N和原边峰值电流Ipk的关系进行说明。反激式电压变换电路的原边输出功率Po为：

其中Lm为变压器T的原边绕组电感，Ipk为原边功率开关Q关断时的峰值电流，Fs为功率开关Q的开关频率。

原边峰值电流Ipk为基于反馈信号Vfb的函数：

其中Vcs(Vfb)为峰值电流电压检测信号，Rcs为电流采样电阻。开关周期Ts为：

其中Ton为原边功率开关Q导通的时间，Toff为副边电路的整流时间，Tdem为副边整流结束至原边功率开关导通之间的时间，Nps为变压器绕组匝比，谷底数N为基于反馈信号Vfb的函数，Tring为振荡信号的振荡周期，其中：

将公式(2)(3)和(4)代入公式(1)，得到输出功率为：

当Lm、Rcs、Nps、Tring等参数为固定值，输出功率Po受输入电压Vin，输出电压Vo，谷底数N(Vfb)和峰值电流信号Vcs(Vfb)影响。当输入电压Vin、输出电压Vo和输出功率Po固定时，谷底数N(Vfb)和原边峰值电流Vcs(Vfb)/Rcs为一一对应的关系，当原边峰值电流Vcs(Vfb)/Rcs上升，谷底数N(Vfb)相应上升；当谷底数N下降，频率越高，电流有效值也越低。

因此结合图4的波形，当输入电压较大时，电流增益增大，原边峰值电流和谷底数相对同时上升，开关频率Fs相对下降，有利于降低开关损耗。当输入电压较低时，电流增益下降，原边峰值电流和谷底数相对同时下降，有利于降低导通损耗。

继续图4的说明，在优选的实施例中，当输入电压Vin大于阈值Vth时，选择第一峰值电流控制函数41，当输入电压Vin小于阈值Vth时，选择第二峰值电流控制函数42。这样，当输入电压Vin从大于预设阈值Vth跳变到小于预设阈值Vth时，控制函数相应从第一峰值电流控制函数41跳变为第二峰值电流控制函数42，使得流过功率开关Q的有效电流降低且功率开关的开关频率上升，此时系统的导通损耗降低。因输入电压较低时导通损耗占主导地位，以此降低输入电压较低时的系统损耗，以此提高系统效率。反之，当输入电压Vin从小于预设阈值Vth跳变到大于预设阈值Vth时，流过功率开关Q的有效电流升高而功率开关的开关频率下降，此时系统的开关损耗降低。因输入电压较高时开关损耗占主导地位，以此降低输入电压较高时的系统损耗，以此提高系统效率。

在一个实施例中，如图1所示的开关模式供电电路100包括反激式电压变换电路，如图3所示，反激式电压变换电路的原边开关Q采用准谐振控制，控制电路10控制原边功率开关Q在开关Q两端电压差的振荡期的第N个谷底位置导通，其中谷底数N越大，开关频率越低。在一个实施例中，控制调整电路12基于所述比较电路11的比较结果从至少两个谷底数控制函数中选择一个用于控制功率开关Q。谷底数控制函数用于根据反馈信号Vfb设置功率开关Q导通时的谷底数N。在一个实施例中，控制调整电路12基于比较电路11的比较结果从第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数中选择一个。

图5示出了根据本发明另一实施例控制方法的控制函数波形示意图。其中下图为谷底数控制函数51和52，上图为峰值电流控制函数53。下图的的横坐标为反馈信号Vfb，纵坐标为谷底数N。其中虚线51代表第一谷底数控制函数，实线52代表第二谷底数控制函数。参照图1，控制调整电路12基于比较电路11的比较结果从第一谷底数控制函数51和第二谷底数控制函数52中选择一个，用于控制功率开关Q的导通条件。在一个实施例中，当输入电压Vin大于第一阈值Vth1时，选择第一谷底数控制函数51控制开关模式供电电路100，当输入电压Vin小于第二阈值Vth2时，选择第二谷底数控制函数52控制开关模式供电电路100，其中第一阈值Vth1大于或等于第二阈值Vth2。在优选的实施例中，当输入电压Vin大阈值Vth时，选择第一谷底数控制函数51控制开关模式供电电路100，当输入电压Vin小于阈值Vth时，选择第二谷底数控制函数52控制开关模式供电电路100。从图中可见，在相同的反馈信号Vfb区间或相同的反馈信号Vfb下，第一谷底数控制函数51设置的第一谷底数大于所述第二谷底数控制函数52设置的第二谷底数。这样，在输入电压Vin较高时，提高谷底数，用于降低开关频率，降低开关损耗。当输入电压Vin较低时，降低谷底数，根据谷底数与峰值电流的关系，峰值电流Ipk也相应降低，因此也降低了此时的导通损耗。

在优选的实施例中，当输入电压Vin从大于预设阈值Vth跳变到小于预设阈值时，谷底数控制函数也相应从第一谷底数控制函数51跳变为第二谷底数控制函数52，谷底数N下降，功率开关Q的开关频率Fs上升，同时流过功率开关的电流降低。这样，在输入电压较大时，开关频率较低而有效电流较高，降低了开关损耗；当输入电压较低时，开关频率上升而有效电流降低，降低了导通损耗，因输入电压较高时开关损耗占主导地位而输入电压较低时导通损耗占主导地位，以此降低系统的损耗，提高系统效率。

图5上方波形图为峰值电流控制函数53，在这个实施例中，峰值电流控制函数53不受输入电压影响。在另一个实施例中，在根据输入电压从至少两个谷底数控制函数中选择一个控制功率开关的导通的同时也可根据输入电压从至少两个峰值电流控制函数中选择一个控制功率开关的关断。

图6示出了根据本发明一实施例的一种控制开关模式供电电路的方法600流程示意图。该方法600包括在步骤601检测开关模式供电电路的输入电压Vin。其中检测输入电压可以检测整流电路后的母线电压，也可以检测其他部位的能在部分时间段反映输入电压的电压信号，还可以检测其他能反映输入电压的其它形式的信号，如PWM信号。

该方法600进一步包括在步骤602将输入电压Vin与至少一阈值进行比较。在一个实施例中，将输入电压Vin与至少一阈值进行比较包括将输入电压与一个阈值比较。在另一个实施例中，将输入电压Vin与至少一阈值进行比较包括将输入电压Vin与两个或多个阈值分别进行比较。

该方法600包括在步骤603基于比较结果调整控制函数，例如当输入电压Vin满足第一条件时，选择第一个控制函数1，当输入电压Vin满足第二个条件时，选择第二个控制函数2，其中控制函数用于根据反馈信号Vfb设置所述开关模式供电电路的功率开关Q的导通和/或关断条件，反馈信号Vfb随开关模式供电电路的输出电压Vo的变化而变化。在一个实施例中，步骤603包括从至少两个峰值电流控制函数中选择一个，其中峰值电流控制函数用于根据反馈信号Vfb设置功率开关Q关断时的流过功率开关Q的峰值电流Ipk。具体地，所述至少两个峰值电流控制函数可包括第一峰值电流控制函数和第二峰值电流控制函数，其中在相同的反馈信号区间，第一峰值电流控制函数设置的第一峰值电流Ipk1大于第二峰值电流控制函数设置的第二峰值电流Ipk2，当输入电压Vin大于第一阈值Vth1时，选择第一峰值电流控制函数控制开关模式供电电路，当输入电压小于第二阈值Vth2时，选择第二峰值电流控制函数控制开关模式供电电路，其中第一阈值Vth1大于或等于所述第二阈值Vth2。这样，当输入电压Vin较高时，峰值电流较高，开关频率较低，降低了开关损耗，当输入电压较低时，峰值电流较低，降低了导通损耗，因此，系统损耗在不同的输入电压下均较低，系统效率得到了优化和提高。在另一个实施例中，步骤603包括从至少两个谷底数控制函数中选择一个，谷底数控制函数用于根据反馈信号Vfb设置功率开关Q在功率开关Q两端电压的振荡信号的第N个谷底导通，其中N为正整数，N称为谷底数。具体地，所述至少两个谷底数控制函数可包括第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数，在相同的反馈信号区间，第一谷底数控制函数设置的第一谷底数N1大于第二谷底数控制函数设置的第二谷底数N2，当输入电压Vin大于第一阈值Vth1时，选择第一谷底数控制函数控制开关模式供电电路，当输入电压Vin小于第二阈值Vth2时，选择第二谷底数控制函数控制开关模式供电电路，其中第一阈值Vth1大于或等于所述第二阈值Vth2。这样，当输入电压较高时，谷底数较高，开关频率较低，有利于降低此时的开关损耗，当输入电压较低时，谷底数较低，有效电流较低，有利于降低此时的导通损耗，因此系统的效率得到优化和提高。

图7示出了根据本发明一实施例的控制开关模式供电电路的方法700流程示意图，其中步骤701和方法600中的步骤601对应。该方法700包括在步骤702将输入电压Vin与一个阈值Vth进行比较。当输入电压Vin大于阈值Vth时，在步骤703选择控制函数1用于控制功率开关Q的导通和/或关断条件。当输入电压Vin小于阈值Vth时，在步骤704选择控制函数2用于控制功率开关Q的导通和/或关断条件。在一个实施例中，控制函数1和控制函数2为峰值电流控制函数，当输入电压Vin大于一阈值Vth时，增大电流增益，当输入电压Vin小于所述阈值Vth时，降低电流增益。在另一个实施例中，控制函数1和控制函数2为谷底数控制函数。在又一个实施例中，控制函数1和控制函数2分别同时包括峰值电流控制函数和谷底数控制函数。在上述三个实施例中，当输入电压从大于阈值Vth跳变到小于所述阈值Vth时，均会实现功率开关Q的开关频率Fsw上升且流过功率开关Q的电流降低。通过这样的控制可以实现当输入电压Vin较高时开关损耗较低而当输入电压Vin较低时导通损耗较低，实现了系统的效率优化。

本领域技术人员应当知道，上述逻辑控制中的“高电平”与“低电平”、“置位”与“复位”、“与门”与“或门”、“同相”与“反相”等逻辑控制可相互调换或改变，通过调节后续逻辑控制而实现与上述实施例相同的功能或目的。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。说明书中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定或其它因素影响而可能在实际实验例中不能体现，效果或优点等相关描述不用于对发明范围进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (13)

1.一种控制开关模式供电电路的方法，其特征在于，所述方法包括：

检测所述开关模式供电电路的输入电压；

将所述输入电压与至少一阈值进行比较；

基于比较结果调整控制函数，其中所述控制函数用于根据反馈信号设置所述开关模式供电电路的功率开关的导通和/或关断条件，所述反馈信号随所述开关模式供电电路的输出电压的变化而变化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述输入电压大于一阈值时，增大电流增益，当输入电压小于所述阈值时，降低电流增益，其中电流增益表征电流信号与反馈信号的比值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整控制函数包括从至少两个峰值电流控制函数中选择一个，所述峰值电流控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关关断时的流过所述功率开关的峰值电流。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少两个峰值电流控制函数包括第一峰值电流控制函数和第二峰值电流控制函数，在相同的反馈信号区间，所述第一峰值电流控制函数设置的第一峰值电流大于所述第二峰值电流控制函数设置的第二峰值电流，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整控制函数包括从至少两个谷底数控制函数中选择一个，所述谷底数控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关在振荡信号的第N个谷底导通，其中N为正整数，N称为谷底数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少两个谷底数控制函数包括第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数，在相同的反馈信号区间，所述第一谷底数控制函数设置的第一谷底数大于所述第二谷底数控制函数设置的第二谷底数，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

7.一种用于开关模式供电电路效率的效率优化方法，其特征在于，所述效率优化方法包括：检测所述开关模式供电电路的输入电压；

将所述输入电压与一阈值进行比较；

基于比较结果控制所述开关模式供电电路当所述输入电压从大于所述阈值跳变到小于所述阈值时，所述功率开关的开关频率上升且流过所述功率开关的电流降低。

8.一种用于开关模式供电电路的控制电路，所述开关模式供电电路包括功率开关，所述开关模式供电电路基于所述功率开关的开关动作将所述开关模式供电电路输入端的输入电压变换成所述开关模式供电电路输出端的输出电压，其特征在于，所述控制电路包括：

比较电路，用于将表征所述输入电压的输入电压信号与至少一阈值进行比较；以及

控制调整电路，基于所述比较电路的比较结果调整控制函数，其中所述控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关的导通和/或关断条件，所述反馈信号随所述输出电压的变化而变化。

9.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述控制调整电路基于所述比较电路的比较结果从第一峰值电流控制函数和第二峰值电流控制函数中选择一个，在相同的反馈信号区间，所述第一峰值电流控制函数设置的第一峰值电流大于所述第二峰值电流控制函数设置的第二峰值电流，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二峰值电流控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

10.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述控制调整电路基于所述比较电路的比较结果从第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数中选择一个，所述第一谷底数控制函数和第二谷底数控制函数用于根据反馈信号设置所述功率开关在振荡信号的第N个谷底导通，其中N为正整数，N称为谷底数，在相同的反馈信号区间，所述第一谷底数控制函数设置的第一谷底数大于所述第二谷底数控制函数设置的第二谷底数，当所述输入电压大于第一阈值时，选择所述第一谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，当所述输入电压小于第二阈值时，选择所述第二谷底数控制函数控制所述开关模式供电电路，其中所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

11.一种用于开关模式供电电路的控制电路，所述开关模式供电电路包括功率开关，所述开关模式供电电路基于所述功率开关的开关动作将所述开关模式供电电路输入端的输入电压变换成所述开关模式供电电路输出端的输出电压，其特征在于，所述控制电路包括：

比较电路，用于将表征所述输入电压的输入电压信号与至少一阈值进行比较；

控制调整电路，基于所述比较电路的比较结果调整峰值电流控制函数和/或谷底数控制函数，其中所述功率开关在流过所述功率开关的电流达到峰值电流时关断，在所述功率开关两端电压差的第N个振荡信号的谷底位置导通，N称为谷底数，所述峰值电流由反馈信号与所述峰值电流控制函数设置，所述谷底数由所述反馈信号与所述谷底数控制函数设置，所述反馈信号随所述输出电压变化而变化。

12.一种用于开关模式供电电路的控制电路，所述开关模式供电电路包括功率开关，所述开关模式供电电路基于所述功率开关的开关动作将所述开关模式供电电路输入端的输入电压变换成所述开关模式供电电路输出端的输出电压，其特征在于，所述控制电路包括：

比较电路，用于将表征所述输入电压的输入电压信号与至少一阈值进行比较；以及

控制调整电路，用于根据比较电路的比较结果调整对所述功率开关的控制，其中当所述输入电压从大于所述阈值跳变到小于所述阈值时，所述功率开关的开关频率上升且流过所述功率开关的电流降低。

13.一种开关模式供电电路，包括如权利要求9-12任一项所述的控制电路和功率开关。

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