CN113437870B - Dc-dc转换器及其模式切换方法和电路、电子设备 - Google Patents

Dc-dc转换器及其模式切换方法和电路、电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种DC‑DC转换器的模式切换方法和电路，以及一种DC‑DC转换器、一种电子设备，可以改变DC‑DC转换器进入PFM模式时的负载电流大小，该方法包括：在DC‑DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测所述电感的电流峰值；当检测到所述电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值，且维持低于所述预设电流阈值的时间大于预设时间时判定为轻载，并控制DC‑DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，所述预设电流阈值的大小可调。

Description

DC-DC转换器及其模式切换方法和电路、电子设备
技术领域
本申请涉及DC-DC转换器技术领域，具体涉及一种DC-DC转换器的模式切换方法和电路，以及一种DC-DC转换器、一种电子设备。
背景技术
DC-DC转换器(又称开关电源或开关调整器)的调制模式主要有脉冲脉宽调制(Pulse-Width Modulation，简称PWM)模式和脉冲频率调制(Pulse-FrequencyModulation，简称PFM)模式。为了提高DC-DC转换器的转换效率，可以在DC-DC转换器的负载为重载时，控制DC-DC转换器工作在脉冲宽度调制模式，在DC-DC转换器的负载为轻载时，为了减少静态电流损耗，控制DC-DC降压转换器工作在脉冲频率调制模式。
传统的DC-DC转换器的调制模式切换方法，通过检测电感的电流是否过零来判定是否为轻载，从而控制DC-DC转换器从PWM模式进入PFM模式。电流从正方向向反方向改变的过程中某一瞬间电流值等于零，即表示电流过零。
发明人研究发现，在DC-DC转换器的电感大小、脉冲信号占空比固定的情况下，电感电流过零则从脉冲宽度调制模式进入脉冲频率调制模式时，相应进入脉冲频率调制模式时的负载电流大小也是固定的，即进入脉冲频率调制模式时的轻载大小不可改变。
发明内容
基于此，本申请提供一种DC-DC转换器的模式切换方法和电路，以及一种DC-DC转换器、一种电子设备，可以改变DC-DC转换器进入PFM模式时的负载电流大小。
第一方面，提出一种DC-DC转换器的模式切换方法，所述DC-DC转换器包括电感，包括以下步骤：
在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测所述电感的电流峰值；
当检测到所述电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值，且维持低于所述预设电流阈值的时间大于预设时间时判定为轻载，并控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，所述预设电流阈值的大小可调。
其中一个实施例中，还包括：检测在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值，并控制DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值为脉冲频率调制模式下的限流值，所述脉冲频率调制模式下的限流值可调。
其中一个实施例中，所述DC-DC转换器还包括N型开关管和P型开关管，所述方法还包括：
检测所述DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的输出电压；
在所述输出电压降低至降压阈值时，控制所述N型开关管和P型开关管进入交替导通状态；
在所述输出电压上升至升压阈值时，控制所述N型开关管和P型开关管均进入关闭状态；
其中，所述升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，所述降压阈值低于所述输出电压目标值。
其中一个实施例中，还包括以下步骤：
检测所述DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的输出电压；
检测到所述输出电压处于下降状态且下降量超过预定值时判定所述DC-DC转换器的负载为重载，并控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
第二方面，提出一种DC-DC转换器的模式切换电路，所述DC-DC转换器包括电感，包括：
电感电流检测电路，用于在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测所述电感的电流峰值；
模式控制电路，与所述电感电流检测电路连接，用于在所述电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值，且维持低于所述预设电流阈值的时间大于预设时间时，控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式。
其中一个实施例中，所述模式控制电路包括第一比较器，所述第一比较器的第一端用于接入预设电流阈值，第二端连接电感电流检测电路以接入电感电流峰值，输出端用于连接所述DC-DC转换器；所述第一比较器用于在比较出所述电感的电流峰值小于预设电流阈值时输出高电平信号，且当持续输出高电平信号大于预设时间时控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式。
其中一个实施例中，还包括电感的电流峰值限制电路，用于检测在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值，并控制DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值为脉冲频率调制模式下的限流值，所述脉冲频率调制模式下的限流值可调。
其中一个实施例中，还包括：
输出电压检测电路，所述输出电压检测电路用于在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时检测所述DC-DC转换器的输出电压；
所述模式控制电路还与所述输出电压检测电路连接，用于在检测到所述输出电压处于下降状态且下降量超过预定值时判定DC-DC转换器的负载为重载，并控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
其中一个实施例中，所述模式控制电路还包括第二比较器，所述第二比较器的第一端连接所述输出电压检测电路以接入所述输出电压，第二端用于接入预设电压阈值，输出端连接所述DC-DC转换器，所述第二比较器用于在输出电压低于预设电压阈值时输出低电平信号以控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
其中一个实施例中，所述DC-DC转换器还包括N型开关管和P型开关管，所述模式切换电路还包括窗口比较器，所述窗口比较器的第一端与所述输出电压检测电路连接以接入所述输出电压，第二端用于接入升压阈值或降压阈值，输出端用于连接DC-DC转换器；其中，所述升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，所述降压阈值低于所述输出电压目标值；
所述窗口比较器用于在所述输出电压降低至降压阈值时输出高电平信号以控制所述DC-DC转换器的N型开关管和P型开关管进入交替导通状态，并用于在所述输出电压上升至升压阈值时输出低电平信号以控制所述DC-DC转换器的N型开关管和P型开关管均进入关闭状态。
第三方面，还提出一种DC-DC转换器，包括如上任一实施例中所述的模式切换电路。
第四方面，还提出一种电子设备，包括如上任一实施例中所述的模式切换电路和如上所述的DC-DC转换器。
上述DC-DC转换器的模式切换方法和电路，以及DC-DC转换器、电子设备，通过检测到电感的电流峰值低于预设电流阈值判定为轻载从而控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，而预设电流阈值的大小可调，因此改变预设电流阈值的大小就可以改变转换器进入脉冲频率调制模式时的负载电流大小。另外，电感的电流峰值低于预设电流阈值的时间大于预设时间时才控制模式的切换，可降低误调制模式的切换率。再者，由于电感电流峰值相对于电感的电流均值更易被检测，因此相对于利用电感的电流均值与预设电流阈值比较，利用电感的电流峰值与预设电流阈值比较，更有利于检测出负载电流的变化，提高检测是否为轻载的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为应用于本申请各个实施例中的DC-DC转换器的结构示意图；
图2为本申请一个实施例中的DC-DC转换器的模式切换方法流程示意图；
图3为本申请一个具体实施例中的DC-DC转换器处于不同调制模式的信号波形图；
图4为本申请另一个实施例中的DC-DC转换器的模式切换方法流程示意图；
图5为本申请再一个实施例中的DC-DC转换器的模式切换方法流程示意图；
图6为本申请一个实施例中的一种DC-DC转换器的模式切换电路的结构示意图；
图7为本申请一个具体实施例的DC-DC转换器的模式切换电路的结构示意图；
图8为本申请另一个实施例中的一种DC-DC转换器的模式切换电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的术语“连接”包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置连接于第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电性连接该第二装置。
如背景技术所述，传统的DC-DC转换器的调制模式切换方法中，通过检测电感电流是否过零来判定是否为轻载，从而控制DC-DC转换器从PWM模式进入PFM模式。而发明人研究发现，在DC-DC转换器的电感大小、脉冲信号占空比固定的情况下，电感电流过零则从脉冲宽度调制模式进入脉冲频率调制模式时，相应进入脉冲频率调制模式时的负载电流大小也是固定的，即进入脉冲频率调制模式时的轻载大小不可改变。
基于此，本申请提出一种DC-DC转换器的模式切换方法和电路，以及一种DC-DC转换器，可以改变DC-DC转换器进入PFM模式时的负载电流大小。
图1为应用于本申请各个实施例中的DC-DC转换器的结构示意图，该DC-DC转换器可以为DC-DC升压转换器，包括驱动电路U0、P型开关管MP0、N型开关管MN0、电感L0和电容C0，N型开关管MN0的漏端连接电感L0，以通过电感L0接入电源电压，漏端还与P型开关管MP0的漏端连接，源端接地；N型开关管MN0和P型开关管MP0的栅端均连接驱动电路，P型开关管MP0的源端与电容C0的第一端连接，电容C0的第二端接地，驱动电路用于输出驱动信号并调节驱动信号的脉冲宽度或脉冲频率，以使DC-DC转换器工作在脉冲宽度调制模式或脉冲频率调制模式。电容C0的第一端还作为该DC-DC转换器的输出端用于连接负载R0。P型开关管MP0和N型开关管MN0均具体可为MOS管。本领域技术人员可以理解，图1中示出的DC-DC转换器并不构成对DC-DC转换器的限定，DC-DC转换器可以包括比图示更多或更少的元器件，或者组合某些元器件，或者不同的元器件布置。
请参阅图2，其为本申请一个实施例中的DC-DC转换器的模式切换方法流程示意图，该实施例中的模式切换方法包括以下步骤：
步骤202，在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测电感的电流峰值；
步骤204，当检测到所述电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值，且维持低于所述预设电流阈值的时间大于预设时间时判定DC-DC转换器的负载为轻载，控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，预设电流阈值的大小可调。
本实施例中的DC-DC转换器的模式切换方法，通过检测到电感的电流峰值低于预设电流阈值判定为轻载，从而控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，而预设电流阈值的大小可调，因此改变预设电流阈值的大小就可以改变转换器进入脉冲频率调制模式时的负载电流大小。另外，电感的电流峰值低于预设电流阈值的时间维持大于预设时间时才控制调制模式切换，可降低误调制模式的切换率。再者，由于电感电流峰值相对于电感的电流均值更容易被检测，因此相对于利用电感的电流均值与预设电流阈值比较，利用电感的电流峰值与预设电流阈值比较，更有利于检测出负载电流的变化，提高检测是否为轻载的准确性。
需要说明的是，本申请提到的电感的电流峰值是指通过电感的电流的峰值。
具体地，本申请各实施例提到的脉冲宽度调制模式指通过改变脉冲的开关频率实现DC-DC电源电压转换的调制方式，脉冲频率调制模式指通过改变脉冲的宽度实现DC-DC电源电压转换的调制方式。电感的电流峰值指一个信号周期内电感电流的波峰值。预设电流阈值可以为判断DC-DC转换器是否处于脉冲频率调制模式的电感电流峰值范围内的任意值和/或为判定DC-DC转换器为轻载的任意值。预设时间可以为128个信号周期，但不限于此。例如，如图3所示，位于下方的波形图为随信号周期的电感电流的波形变化图，在电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值128个信号周期后，进入脉冲频率调制模式。图3中，预设电流阈值为判定DC-DC转换器为轻载的值IL。
为了控制在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时令N型开关管、P型开关管处于导通状态的驱动信号的占空比，在一些实施例中，DC-DC转换器的模式切换方法包括：检测在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值，控制DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值为脉冲频率调制模式下的限流值，所述限流值的大小可调。具体可根据N型开关管、P型开关管开启时驱动信号的目标占空比调节脉冲频率调制模式下的限流值的大小。具体地，脉冲频率调制模式下的限流值可为判断DC-DC转换器是否处于脉冲频率调制模式的最大电感电流峰值。例如，如图3所示，IH为脉冲频率调制模式下的限流值，图3中可以看出，DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的后续信号周期中，电感的电流峰值均为IH。
具体实现时，可以通过控制DC-DC转换器的驱动电路在处于脉冲频率调制模式调节驱动信号的占空比，从而调节电感的电流峰值直至电感的电流峰值达到脉冲频率调制模式下的限流值。
该些实施例中，进入脉冲频率调制模式后，当电感的电流峰值达到脉冲频率调制模式下的限流值IH时，N型开关管关断，P型开关管导通，即限流值IH值越大，电感的电流峰值则需要更多的时间才能达到限流值IH，因此N管开启时间越长，占空比越大。因此，通过控制脉冲频率调制模式下电感电流的限流值IH，就可以控制脉冲频率调制模式时N型开关管、P型开关管开启时驱动信号的占空比。
由于预设电流阈值为进入脉冲频率调制模式的条件，预设电流阈值的大小又能反映轻载的大小，为了根据实际情况调整进入脉冲频率调制模式的轻载的大小，在一些实施例中，预设电流阈值是可调的。预设电流阈值设置高些，说明负载大些时就可进入脉冲频率调制模式，预设电流阈值设置低些，说明负载小些时就可进入脉冲频率调制模式。因此若需满足负载电流在脉冲频率调制模式时大些，可调高预设电流阈值，反之调低预设电流阈值。
本申请另一实施例提出一种DC-DC转换器的模式切换方法。
请参阅图4，其为本申请另一个实施例中的DC-DC转换器的模式切换方法流程示意图，该实施例中的模式切换方法包括以下步骤：
步骤402，检测所述DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的输出电压；
步骤404，检测到所述输出电压处于下降状态且下降量超过预定值时判定DC-DC转换器的负载为重载，并控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
本实施例，当检测到所述输出电压处于下降状态且下降量超过预定值时说明DC-DC转换器的负载为重载，切换为脉冲宽度调制模式可以提高DC-DC转换器的输入功率，防止DC-DC转换器的输出电压继续下降。例如，如图3所示，图3中上方的波形图为输出电压随信号周期的波形变化图，DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时，当检测到输出电压下降至低于预定的电压值VPFM时，进入脉冲宽度调制模式。
请参阅图5，其为本申请该另一个实施例中的DC-DC转换器的模式切换方法流程示意图，该实施例中的模式切换方法包括以下步骤：
步骤502，检测所述DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的输出电压；
步骤504，在所述输出电压降低至降压阈值，控制所述DC-DC转换器的N型开关管和P型开关管进入交替导通状态；其中，所述升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值；在所述输出电压上升至升压阈值且延时，控制所述N型开关管和P型开关管均进入关闭状态；所述降压阈值低于所述输出电压目标值。具体的，所述输出电压目标值可以为脉冲宽度调制模式下的输出电压值。
该些实施例中，升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，降压阈值低于所述输出电压目标值，相比于升压阈值和降压阈值均高于输出电压目标值的情况，本实施例有利于控制脉冲频率调制模式下输出电压的平均值接近于输出电压值，从而有利于减小DC-DC转换器的负载调整率。
进一步地，在一些实施例中，在升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，降压阈值低于所述输出电压目标值的前提下，升压阈值和降压阈值相对于该输出电压目标值对称，于此，更进一步有利于控制脉冲频率调制模式下输出电压的平均值接近于输出电压值。
进一步地，在一些实施例中，在升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，降压阈值低于所述输出电压目标值的前提下，升压阈值和降压阈值之间的差值可以小于预设值，即该差值尽量小些，可以增大N、P管导通关断频率，有利于减小DC-DC转换器的负载调整率。
应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
请参阅图6，其为本申请一个实施例中的一种DC-DC转换器的模式切换电路的结构示意图，包括：
电感电流检测电路610，用于在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测所述电感的电流峰值；以及
模式控制电路620，与所述电感电流检测电路610连接，用于在所述电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值，且维持低于所述预设电流阈值的时间大于预设时间时判定DC-DC转换器的负载为轻载，并控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，所述预设电流阈值的大小可调。
本实施例中的DC-DC转换器的模式切换电路，模式控制电路620检测到电感的电流峰值低于预设电流阈值判定为轻载从而控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，而预设电流阈值的大小可调，因此改变预设电流阈值的大小就可以改变转换器进入脉冲频率调制模式时的负载电流大小。另外，模式控制电路620在电感的电流峰值低于预设电流阈值的时间维持大于预设时间时才控制调制模式切换，可降低调制模式的误切换率。再者，由于电感电流峰值相对于电感的电流均值更容易被检测，因此相对于利用电感的电流均值与预设电流阈值比较，利用电感的电流峰值与预设电流阈值比较，更有利于检测出负载电流的变化，提高检测是否为轻载的准确性。
在一些实施例中，请参阅图7，所述模式控制电路620包括第一比较器U1，所述第一比较器U1的第一端用于接入预设电流阈值，第二端连接电感电流检测电路610以接入电感L0的电流峰值，输出端用于连接DC-DC转换器；所述第一比较器U1用于在比较出所述电感L0的电流峰值小于预设电流阈值时输出高电平信号，且当持续输出高电平信号达到预设时间时控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，否则输出低电平信号以控制所述DC-DC转换器维持脉冲宽度调制模式。第一比较器U1的第一端可为正输入端，第二端为负输入端。
具体实现时，请参阅图7，电感电流检测电路610连接DC-DC转换器的驱动电路U0(图6中未示出该连接关系)、以及连接DC-DC转换器的电感L0的一端，在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测所述电感L0的电流峰值Isense。第一比较器U1的输出端连接DC-DC转换器的驱动电路，比较电感电流峰值Isense与预设电流阈值IL的大小，在小于预设电流阈值时，所述第一比较器U1输出高电平信号，且持续输出高电平信号的时间大于预设时间时，驱动电路U0响应该高电平信号调节脉冲信号从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，所述第一比较器U1输出低电平信号时，驱动电路U0响应该低电平信号维持脉冲宽度调制模式。
具体地，第一比较器U1可以为OCP(over current protection，过流保护)比较器。
为了控制在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时令N型开关管MN0、P型开关管MP0处于导通状态的驱动信号的占空比，在一些实施例中，DC-DC转换器的模式切换电路包括电感的电流峰值限制电路(未图示)，用于检测在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值，并控制DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值为脉冲频率调制模式下的限流值IH，所述脉冲频率调制模式下的限流值可调。
具体地，电感的电流峰值限制电路与DC-DC转换器的驱动电路连接(未图示)，电流峰值限制电路还连接DC-DC转换器的电感以检测电感的电流峰值，以及控制驱动电路调节脉冲信号的幅值以控制电感的电流峰值直至峰值为为脉冲频率调制模式下的限流值。
具体地，电感的电流峰值限制电路也可以采用第一比较器U1，可以是另设的第一比较器U1，在脉冲频率调制模式时，所述第一比较器U1的第一端接入限流值IH，第二端接入电感电流峰值Isense，输出端连接驱动电路U0，用于将电感电流峰值Isense小于限流值IH时，输出高电平信号，触发驱动电路控制电感L0的电流峰值为限流值IH。
由于预设电流阈值为进入PFM模式的条件，预设电流阈值的大小又能反映轻载的大小，为了根据实际情况调整进入PFM模式的轻载的大小，在一些实施例中，DC-DC转换器的模式切换电路还包括预设电流阈值调节电路，与第一比较器U1的第一端连接，用于调节预设电流阈值并输出该预设电流阈值至第一比较器U1的第一端。预设电流阈值设置高些，说明负载大些时就可进入PFM模式。因此若需满足负载电流在脉冲频率调制模式时大于预设值，可调高预设电流阈值，反之调低预设电流阈值。
请参阅图8，其为本申请另一个实施例中的一种DC-DC转换器的模式切换电路，包括：
输出电压检测电路810，所述输出电压检测电路用于在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时检测所述DC-DC转换器的输出电压；
模式控制电路620，所述模式控制电路620与所述输出电压检测电路810连接，用于在输出电压下降且下降量超过预定值时，控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
本实施例，当到所述输出电压处于下降状态且下降量超过预定值时说明处于重载模式，切换为脉冲宽度调制模式可以减小DC-DC转换器的纹波，提高DC-DC转换器的输入功率，防止DC-DC转换器的输出电压继续下降。
在一些实施例中，请参阅图7，所述模式控制电路还包括第二比较器U2，所述第二比较器U2的第一端连接所述输出电压检测电路810以接入所述输出电压VFB，第二端用于接入预设电压阈值VPFM，输出端连接所述DC-DC转换器，所述第二比较器U2用于在输出电压VREF低于预设电压阈值VPFM时输出低电平信号以控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式，否则可输出高电平信号以控制所述DC-DC转换器维持脉冲频率调制模式。预设电压阈值VPFM为DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式且输出电压处于下降状态的最低值，输出电压处于下降状态后如低于该最低值则会进入脉冲宽度调制模式。具体地，第二比较器U2的第一端为正输入端，第二端为负输入端。
具体实现时，请参阅图7，输出电压检测电路连接DC-DC转换器的驱动电路U0(图7中未示出该连接关系)，在检测到DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时检测所述DC-DC转换器的输出电压。第二比较器U2的输出端连接DC-DC转换器的驱动电路U0，比较输出电压与预设电压阈值的大小，第二比较器U2用于在输出电压低于预设电压阈值VPFM时输出低电平信号，否则输出高电平信号，所述DC-DC转换器的驱动电路U0响应低电平信号调节脉冲信号以控制工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式，所述DC-DC转换器的驱动电路响应高电平信号控制所述DC-DC转换器维持脉冲频率调制模式。
具体的，输出电压检测电路810用于连接DC-DC转换器的输出端以检测DC-DC转换器的输出电压。输出电压检测电路810具体可为输出分压检测电路，通过检测输出端的分压来检测输出电压大小。更具体的，输出电压检测电路810可包括反馈电阻，通过反馈电阻检测DC-DC转换器的输出分压。
在一些实施例中，请参阅图7，DC-DC转换器的模式切换电路还包括窗口比较器U3，所述窗口比较器U3的第一端与所述输出电压检测电路810连接以接入所述输出电压VFB，第二端用于接入升压阈值VH或降压阈值VL，输出端用于连接DC-DC转换器；所述窗口比较器U3用于在所述输出电压VFB降低至降压阈值VL时输出高电平信号以控制所述DC-DC转换器的N型开关管MN0和P型开关管MP0进入交替导通状态，并用于在所述输出电压VREF上升至升压阈值VH时输出低电平信号以控制所述N型开关管MN0和P型开关管MP0均进入关闭状态；其中，所述升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，所述降压阈值低于所述输出电压目标值。窗口比较器的第一端可以为正输入端，第二端为负输入端。
具体实现时，请参阅图7，窗口比较器U3的输出端与DC-DC转换器的驱动电路连接，所述驱动电路用于在接收到窗口比较器U3输出的高电平信号时控制所述N型开关管MN0和P型开关管MP0进入交替导通状态，并用于在接收到窗口比较器输出的低电平信号控制所述N型开关管MN0和P型开关管MP0均进入关闭状态。
该些实施例中，通过窗口比较器U3，升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，降压阈值低于所述输出电压目标值，说明升压阈值和降压阈值之间形成一定的输出电压窗口，相比于升压阈值和降压阈值均高于输出电压目标值的情况，本实施例有利于控制脉冲频率调制模式下输出电压的平均值接近于输出电压值，从而有利于减小DC-DC转换器的负载调整率。
本申请DC-DC转换器的模式切换电路的其他具体限定，参见前述DC-DC转换器的模式切换方法，不再赘述。同理，本申请DC-DC转换器的模式切换电路的具体限定也适用于前述DC-DC转换器的模式切换方法。
本申请实施例提出还提出一种DC-DC转换器，包括如上任一实施例中所述的DC-DC转换器的模式切换电路。
本申请实施例还提出一种电子设备，包括如上任一实施例中所述的模式切换电路和如上所述的DC-DC转换器。所述电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(Mobile Internet Device，MID)、可穿戴设备等等，但不限于此。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种DC-DC转换器的模式切换方法，所述DC-DC转换器包括电感、N型开关管和P型开关管，其特征在于，包括以下步骤：
在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测所述电感的电流峰值；
当检测到所述电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值，且维持低于所述预设电流阈值的时间大于预设时间时判定为轻载，并控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式，所述预设电流阈值的大小可调；
检测所述DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的输出电压，在所述输出电压降低至降压阈值时，控制所述N型开关管和P型开关管进入交替导通状态；在所述输出电压上升至升压阈值时，控制所述N型开关管和P型开关管均进入关闭状态,所述升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，所述降压阈值低于所述输出电压目标值，且所述升压阈值和所述降压阈值之间的差值小于预设值，所述升压阈值和所述降压阈值相对于所述输出电压目标值对称；
检测在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值，并控制DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值为脉冲频率调制模式下的限流值，所述脉冲频率调制模式下的限流值可调。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
检测所述DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的输出电压；
检测到所述输出电压处于下降状态且下降量超过预定值时判定所述DC-DC转换器的负载为重载，并控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
3.一种DC-DC转换器的模式切换电路，所述DC-DC转换器包括电感、N型开关管和P型开关管，其特征在于，包括：
电感电流检测电路，用于在DC-DC转换器处于脉冲宽度调制模式时检测所述电感的电流峰值；
模式控制电路，与所述电感电流检测电路连接，用于在所述电感的电流峰值下降至低于预设电流阈值，且维持低于所述预设电流阈值的时间大于预设时间时，控制DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式；
窗口比较器，所述窗口比较器的第一端用于接入所述DC-DC转换器的输出电压，第二端用于接入升压阈值或降压阈值，输出端用于连接DC-DC转换器，所述窗口比较器用于在所述输出电压降低至降压阈值时输出高电平信号以控制所述DC-DC转换器的N型开关管和P型开关管进入交替导通状态，并用于在所述输出电压上升至升压阈值时输出低电平信号以控制所述DC-DC转换器的N型开关管和P型开关管进入关闭状态,所述升压阈值高于所述DC-DC转换器的输出电压目标值，所述降压阈值低于所述输出电压目标值，且所述升压阈值和所述降压阈值之间的差值小于预设值，所述升压阈值和所述降压阈值相对于所述输出电压目标值对称；
电感的电流峰值限制电路，用于检测在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值，并控制DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时的电感的电流峰值为脉冲频率调制模式下的限流值，所述脉冲频率调制模式下的限流值可调。
4.根据权利要求3所述的模式切换电路，其特征在于，所述模式控制电路包括第一比较器，所述第一比较器的第一端用于接入预设电流阈值，第二端连接电感电流检测电路以接入电感电流峰值，输出端用于连接所述DC-DC转换器；所述第一比较器用于在比较出所述电感的电流峰值小于预设电流阈值时输出高电平信号，且当持续输出高电平信号大于预设时间时控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲宽度调制模式切换至脉冲频率调制模式。
5.根据权利要求3所述的模式切换电路，其特征在于，还包括：
输出电压检测电路，所述输出电压检测电路用于在DC-DC转换器处于脉冲频率调制模式时检测所述DC-DC转换器的输出电压；
所述模式控制电路还与所述输出电压检测电路连接，用于在检测到所述输出电压处于下降状态且下降量超过预定值时判定DC-DC转换器的负载为重载，并控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
6.根据权利要求5所述的模式切换电路，其特征在于，所述模式控制电路还包括第二比较器，所述第二比较器的第一端连接所述输出电压检测电路以接入所述输出电压，第二端用于接入预设电压阈值，输出端连接所述DC-DC转换器，所述第二比较器用于在输出电压低于预设电压阈值时输出低电平信号以控制所述DC-DC转换器的工作模式从脉冲频率调制模式切换至脉冲宽度调制模式。
7.一种DC-DC转换器，其特征在于，包括如权利要求3-6所述的模式切换电路。
8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求3-6任一项所述的模式切换电路，或包括如权利要求7所述的DC-DC转换器。
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