CN115032473A - 开关变换器及其轻载模式检测电路和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开关变换器及其轻载模式检测电路和方法。轻载模式检测电路包括阈值电压产生模块、比较器、占空比检测模块以及输出模块。阈值电压产生模块用于根据输入电压产生一阈值电压，比较器用于将输出电压与阈值电压进行比较，以生成一比较信号，占空比检测模块用于根据功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号，输出模块用于根据比较信号、占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换，不仅保证稳定的模式切换，而且具有极低的静态功耗，有利于提高开关变换器在轻载状态下的效率，实现超低功耗的开关变换器。

Description

开关变换器及其轻载模式检测电路和方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种开关变换器及其轻载模式检测电路和方法。

背景技术

随着电力电子产品的需求和半导体技术的发展，电源管理芯片在便携式电脑、移动电话、个人数字助理以及其他便携或非便携电子设备中的应用更加广泛。开关电源中开关变换器因转换效率高、输出电流大、静态电流小、输出负载范围宽等优点而被广泛应用。而在便携式设备中，开关变换器在轻负载下效率的高低很大程度上决定了便携式产品系统的待机时间。因此，在最近几年，低功耗、高效率的开关变换器设计成为了便携式设备的研究热点之一。

开关变换器的功耗一般由导通损耗、开关损耗以及芯片内部的模拟电路的静态损耗三部分组成。其中，导通损耗主要是电流流过功率管的导通电阻所消耗的能量，随着芯片负载电流的增大而增大，开关损耗是每个工作周期内由于驱动功率管栅电容充放电而产生的动态损耗，静态损耗是芯片内部模拟电路在工作时的消耗，开关损耗和静态损耗均与芯片负载电流大小无关。所以，芯片在重载时导通损耗是主要损耗，而在轻载时开关损耗和静态损耗构成了变换器的主要损耗。由于便携式设备待机时的效率主要取决于开关变换器在轻负载下的功耗，所以提高开关变换器在轻负载时的效率，就能够有效延长便携式设备的电池使用时间。

如图1示出根据现有技术的一种开关变换器的电路示意图。如图1所示，开关变换器100包括集成在同一集成电路芯片中的主电路和控制电路。控制电路包括误差放大器EA、逻辑和驱动电路110、限流保护电路120、电流反灌保护电路130以及轻载模式检测电路140。主电路包括功率管MD1、整流管MD2、电感Lx、输出电容Cout以及电阻R1和R2等分立元件。

如图1所示，轻载模式检测电路140通过检测变换器的负载电流来判断开关变换器100的负载端是否处于轻载状态，当开关变换器100工作于轻载状态下时，轻载模式检测电路140在开关管MD1和MD2均关闭的状态下，将开关变换器100中的大部分的工作电路关闭，例如限流保护电路120和电流反灌保护电路130停止动作，使得整个变换器的静态电流随之降低，来保证芯片在轻载状态下时能够正常工作且保持低功耗。但是，现有技术的开关变换器100存在一个不足，当输入电压Vin与输出电压Vout很接近时，此时开关管MD1会处于恒导通状态，此时既需要监测负载电流，又要保证足够低的静态电流将变得十分困难，无法实现有效的超低功耗。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种开关变换器及其轻载模式和方法，可在输入电压和输出电压很接近的情况下依然能够实现稳定的模式切换。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种开关变换器的轻载模式检测电路，所述开关变换器包括串联连接的功率管和整流管，所述功率管和所述整流管用于控制输入端向输出端的电能传输，以将输入电压转换成输出电压，其中所述轻载模式检测电路包括：阈值电压产生模块，用于根据所述输入电压产生一阈值电压；比较器，用于将所述输出电压与所述阈值电压进行比较，以生成一比较信号；占空比检测模块，用于根据所述功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号；以及输出模块，用于根据所述比较信号、所述占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制所述开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换。

可选的，当所述开关变换器工作于正常模式下时，所述输出模块被配置为：在所述占空比检测信号有效的情况下，当所述比较信号表征所述输出电压大于第一阈值电压时生成有效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由正常模式切换为轻载模式，以及当所述开关变换器工作于轻载模式下时，所述输出模块被配置为：当所述比较信号表征所述输出电压小于第二阈值电压或者所述过压保护信号有效的情况下生成无效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由轻载模式切换为正常模式。

可选的，所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压。

可选的，所述输出模块包括：与门电路，第一输入端接收所述比较信号，第二输入端接收所述过压保护信号的反相信号，第三输入端接收所述占空比检测信号，输出端输出所述轻载指示信号。

可选的，所述占空比检测模块被配置为：所述功率管的开关控制信号的高电平时间大于预设时间时，输出有效的所述占空比检测信号。

可选的，所述阈值电压产生电路包括：依次串联连接于所述输入电压和地之间的第一电阻、第二电阻和电流源，所述第一电阻和所述电流源的中间节点用于提供所述阈值电压；以及第一晶体管，所述第一晶体管的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一晶体管的第二端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一晶体管的控制端接收所述比较信号。

可选的，所述第一晶体管为P型MOSFET。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种开关变换器，包括：主电路，包括串联连接的功率管和整流管，所述功率管和所述整流管用于控制输入端向输出端的电能传输，以将输入电压转换成输出电压；以及上述的轻载模式检测电路。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种开关变换器的轻载模式检测方法，所述开关变换器包括串联连接的功率管和整流管，所述功率管和所述整流管用于控制输入端向输出端的电能传输，以将输入电压转换成输出电压，其中，所述轻载模式检测方法：根据所述输入电压产生一阈值电压；将所述输出电压与所述阈值电压进行比较，以生成一比较信号；根据所述功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号；以及根据所述比较信号、所述占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制所述开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换。

可选的，所述根据所述比较信号、所述占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制所述开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换包括：当所述开关变换器工作于正常模式下时，在所述占空比检测信号有效且所述比较信号表征所述输出电压大于第一阈值电压的情况下生成有效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由正常模式切换为轻载模式，以及当所述开关变换器工作于轻载模式下时，当所述比较信号表征所述输出电压小于第二阈值电压或者所述过压保护信号有效的情况下生成无效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由轻载模式切换为正常模式。

可选的，所述根据所述功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号包括：当所述功率管的开关控制信号的高电平时间大于预设时间时，输出有效的占空比检测信号。

本发明实施例的开关变换器及其轻载模式检测电路和方法具有以下有益效果。

轻载模式检测电路包括阈值电压产生模块、比较器、占空比检测模块以及输出模块。阈值电压产生模块用于根据输入电压产生一阈值电压，比较器用于将输出电压与阈值电压进行比较，以生成一比较信号，占空比检测模块用于根据功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号，输出模块用于根据比较信号、占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换。本发明实施例的轻载模式检测电路在轻载模式下只需要保留比较器和过压保护模块工作即可监测何时退出轻载模式，可以保证轻载模式下有足够低的静态电流，便于实现极低的静态功耗，有利于提高开关变换器在轻载状态下的效率，实现超低功耗的开关变换器。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出根据现有技术的一种开关变换器的电路示意图；

图2示出根据本发明实施例的一种开关变换器的电路示意图；

图3示出图2中的轻载模式检测电路的电路示意图；

图4a和图4b分别示出本发明实施例的开关变换器在轻载和重载下的示意性波形图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

在本申请中，开关管是工作开关模式以提供电流路径的晶体管，包括选自双极晶体管或场效应晶体管的一种。开关管的第一端和第二端分别是电流路径上的高电位端和低电位端，控制端用于接收驱动信号以控制开关管的导通和关断。MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)包括第一端、第二端和控制端，在MOSFET的导通状态，电流从第一端流至第二端。P型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为源极、漏极和栅极，N型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为漏极、源极和栅极。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图2示出根据本发明实施例的一种开关变换器的电路示意图。如图2所示，开关变换器200包括集成在同一集成电路芯片中的主电路和控制电路。

开关变换器200的主电路包括串联连接在输入端和接地端之间的功率管MD1和续流管MD2，电感Lx连接在功率管MD1和续流管MD2的中间节点和输出端之间，输出电容Cout连接在输出端和接地端之间。主电路的输入端接收输入电压Vin，输出端提供输出电压Vout。功率管MD1和续流管MD2例如分别称为高侧开关管和低侧开关管。开关变换器200的控制电路用于向功率管MD1和整流管MD2提供开关控制信号。该开关控制信号是根据脉宽调制信号产生的驱动信号。在每个开关周期中，功率管MD1和整流管MD2交替导通和关断，使得电感Lx交替储存电能和供给电能。在功率管MD1导通，整流管MD2关断期间，电感Lx开始储存电能，在功率管MD1关断，整流管MD2导通期间，电感Lx开始向输出电容Cout供给电能，使得输出电压Vout稳定。

在本发明实施例中，功率管MD1和整流管MD2可以是各种类型的晶体管，例如P型MOSFET、N型MOSFET、NPN达林顿管、NPN型双极性晶体管、PNP型双极性晶体管等。

控制电路包括误差放大器EA、逻辑和驱动电路210、限流保护电路220、电流反灌保护电路230以及轻载模式检测电路240。

误差放大器EA将输出电压Vout的反馈电压VFB与参考电压Vref相比较而产生误差信号Verr。示例的，开关变换器200包括电阻R1和R2组成的电阻分压网络，电阻R1和R2串联连接于开关变换器的输出端和地之间，二者的中间节点用于输出反馈电压VFB。

逻辑和驱动电路210用于实现系统的逻辑控制功能，用于根据所述误差信号Verr和时钟信号OSC产生脉宽调制信号，并将脉宽调制信号转换成开关控制信号Hgate和Lgate，以分别控制功率管MD1和整流管MD2的导通状态。示例的，逻辑和驱动电路220将用于功率管MD1的开关控制的控制信号Hgate输出到功率管MD1的控制端，将用于整流管MD2的开关控制的控制信号Lgate输出到整流管MD2的控制端。

限流保护电路220用于限制功率管MD1的电流以及提供短路保护。在一个实施例中，限流保护电路230将流经功率管MD1的电流与限流阈值进行比较。当该电流大于限流阈值时，限流保护电路230向逻辑和驱动电路220输出限流保护信号LIM，使得逻辑和驱动电路210动作停止。当逻辑和驱动电路210动作停止时，开关控制信号Hgate为高电平，断开功率管MD1，停止向输出端供给输出电流，从而可在芯片的输出端短路时降低芯片以及后级负载损坏的风险。

电流反灌保护电路230用于在电感续流阶段检测电感电流是否下降为零，当整流管MD2的电流下降接近零时，电流反灌保护电路230输出反灌保护信号REV，逻辑和驱动电路210根据反灌保护信号REV输出开关控制信号Lgate为低电平，关断整流管MD2，防止电感中的电流倒灌。

轻载模式检测电路240用于判断开关变换器200的负载端是否处于轻载状态，并根据判断结果输出轻载指示信号DPSM，以控制开关变换器200工作于轻载模式或正常模式。例如，轻载模式检测电路250通过检测开关控制信号Hgate的占空比以及输入电压Vin和输出电压Vout之间的电压差来判断开关变换器200的负载端是否处于轻载状态。当开关变换器200工作于轻载状态下时，轻载模式检测电路240输出有效的轻载指示信号DPSM(即轻载指示信号DPSM为逻辑高电平)，控制开关变换器200进入轻载模式，此时，开关变换器200中的大部分的工作电路被关闭，例如限流保护电路220和电流反灌保护电路230停止动作，仅保留UVLO(Undervoltage-Lockout，欠压锁定模块)、BG(Bandgap voltage reference，带隙基准模块)、OTP(Over-temperature protection，过温保护模块)、OVP(Over VoltageProtection，过压保护模块)(图中未示出)即可，整个变换器的静态电流随之降低，来保证芯片在轻载状态下时能够正常工作且保持低功耗。

图3示出图2中的轻载模式检测电路的电路示意图。如图3所示，轻载模式检测电路240包括阈值电压产生模块241、比较器242、占空比检测模块243以及输出模块244。阈值电压产生模块241用于根据输入电压Vin产生一阈值电压Va。比较器242将输出电压Vout与阈值电压Va进行比较，以生成一比较信号V1。占空比检测模块243接收功率管MD1的开关控制信号Hgate，并根据开关控制信号Hgate产生一占空比检测信号V2。输出模块244根据比较信号V1、占空比检测信号V2以及过压保护信号OVP生成轻载指示信号DPSM，轻载指示信号DPSM用于控制开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换。

本实施例的轻载模式检测电路的工作原理为：当开关变换器工作于正常模式下时，占空比检测模块243在开关控制信号Hgate的高电平时间大于预设时间之后生成有效的占空比检测信号V2(即占空比检测信号V2为逻辑高电平)，同时输出模块244被配置为当比较信号V1表征输出电压Vout增大到第一阈值电压Va1时输出有效的轻载指示信号DPSM(即轻载指示信号DPSM为逻辑高电平)，以控制开关变换器由正常模式切换为轻载模式。当开关变换器工作在轻载模式下时，输出模块244被配置为当比较信号V1表征输出电压Vout减小到第二阈值电压Va2，或者过压保护信号OVP为有效时，输出无效的轻载指示信号DPSM(即轻载指示信号DPSM为逻辑低电平)，以控制开关变换器由轻载模式切换为正常模式。

进一步的，输出模块244例如通过与门电路AND1实现，与门电路AND1的第一输入端接收比较信号V1，第二输入端接收过压保护信号OVP的反相信号，第三输入端接收占空比检测信号V2，输出端用于输出轻载指示信号DPSM。

进一步的，轻载模式检测电路240还包括反相器INV1，反相器INV1的输入端接收过压保护信号OVP，输出端与与门电路AND1的第二输入端连接以提供过压保护信号的反相信号。

进一步的，阈值电压产生模块241包括串联连接于输入电压Vin与地之间的电阻Rhys、电阻R3、电流源I1以及并联连接于电阻Rhys两端之间的晶体管P1，晶体管P1的控制端与比较器242的输出端连接。其中，电阻Rhys用于设置模式判定的迟滞量，以避免临界点震荡的问题的出现，晶体管P1例如为P型MOSFET，当比较信号V1为逻辑高电平时，晶体管P1关断，当比较信号V1为逻辑低电平时，晶体管P1导通。进一步而言，阈值电压Va用于表征本实施例的开关变换器轻载模式和正常模式之间的临界切换点，当开关变换器工作在正常模式下时，比较信号V1为逻辑低电平，则晶体管P1导通，此时的第一阈值电压Va1＝Vin-I1×R3，其中I1表示恒流源I1的电流。当开关变换器工作在轻载模式下时，比较信号V1为逻辑高电平，则晶体管P1关断，此时的第二阈值电压Va2＝Vin-(I1×R3+Rhys)。

由上可知，本实施例的开关变换器由正常模式切换为轻载模式的临界切换点为Vout＝Vin-I1×R3，又因为当开关控制信号Hgate的占空比为100％时Vout＝Vin-Iload×Rds，其中Iload表示负载电流，Rds表示功率管MD1的导通阻抗，由此可以得到临界切换点的负载电流为Iload＝(I1×R3)/Rds，假设I1＝0.5uA，R3＝200Kohm，Rds＝500mohm，则可以得到本实施例的临界切换点的负载电流Iload＝200mA，即当负载电流小于200mA时，开关变换器将由正常模式切换为轻载模式，当负载电流大于200mA时，即使开关控制信号Hgate的占空比为100％，开关变换器也不会切换到轻载模式。

图4a和图4b分别示出本发明实施例的开关变换器在轻载和重载下的示意性波形图。在图4a和图4b中分别示出了输入电压Vin、输出电压Vout和轻载指示信号DPSM的电压波形图。在轻负载条件下，随着输入电压Vin的降低，输出电压Vout与输入电压Vin之间的压差小于预定值，轻载指示信号DPSM由逻辑低电平翻转为逻辑高电平，控制开关变换器由正常模式切换为轻载模式。在重负载条件下，由于输出电压Vout与输入电压Vin之间压差大于预定值，因此轻载指示信号DPSM始终处于逻辑低电平，开关变换器不会切换为轻载模式。

此外，本发明实施例的开关变换器处于轻载模式时对负载阶跃和电源阶跃的响应如下：如果在开关变换器处于轻载模式时出现负载突然增大的情况，必然导致输出电压Vout的下降，继而使得输出电压Vout小于第二阈值电压Va2，轻载指示信号DPSM由逻辑高电平翻转为逻辑低电平，开关变换器直接退出轻载模式。如果开关变换器处于轻载模式时出现电源突然增大的情况，必然导致输出电压Vout跟随输入电压Vin出现增大，直至触发过压保护OVP，轻载指示信号DPSM也会由逻辑高电平翻转为逻辑低电平，开关变换器直接退出轻载模式。由此可知，本发明实施例的开关变换器在进入轻载模式之后，功率管处于恒导通状态，只需要保留轻载模式检测电路中的比较器和过压保护模块工作即可监测何时退出轻载模式，可以保证轻载模式下有足够低的静态电流，便于实现极低的静态功耗，有利于提高开关变换器在轻载状态下的效率，实现超低功耗的开关变换器。

在上述实施例中，尽管结合图2描述了降压型拓扑结构的开关变换器，然而，可以理解，本发明实施例的轻载模式检测电路也可以适用于其他拓扑结构的开关变换器中，包括但不限于降压型、升压型、升降压型、非逆变升降压型、正激型、反激型等拓扑结构。

综上所述，本发明实施例的开关变换器及其轻载模式检测电路和方法中，轻载模式检测电路包括阈值电压产生模块、比较器、占空比检测模块以及输出模块。阈值电压产生模块用于根据输入电压产生一阈值电压，比较器用于将输出电压与阈值电压进行比较，以生成一比较信号，占空比检测模块用于根据功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号，输出模块用于根据比较信号、占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换。本发明实施例的轻载模式检测电路在轻载模式下只需要保留比较器和过压保护模块工作即可监测何时退出轻载模式，可以保证轻载模式下有足够低的静态电流，便于实现极低的静态功耗，有利于提高开关变换器在轻载状态下的效率，实现超低功耗的开关变换器。

应当说明，尽管在本文中，将器件说明为某种N沟道或P沟道器件、或者某种N型或者P型掺杂区域，然而本领域的普通技术人员可以理解，根据本发明，互补器件也是可以实现的。本领域的普通技术人员可以理解，导电类型是指导电发生的机制，例如通过空穴或者电子导电，因此导电类型不涉及掺杂浓度而涉及掺杂类型，例如P型或者N型。本领域普通技术人员可以理解，本文中使用的与电路运行相关的词语“期间”、“当”和“当……时”不是表示在启动动作开始时立即发生的动作的严格术语，而是在其与启动动作所发起的反应动作(reaction)之间可能存在一些小的但是合理的一个或多个延迟，例如各种传输延迟等。本文中使用词语“大约”或者“基本上”意指要素值(element)具有预期接近所声明的值或位置的参数。然而，如本领域所周知的，总是存在微小的偏差使得该值或位置难以严格为所声明的值。本领域已恰当的确定了，至少百分之十(10％)(对于半导体掺杂浓度，至少百分之二十(20％))的偏差是偏离所描述的准确的理想目标的合理偏差。当结合信号状态使用时，信号的实际电压值或逻辑状态(例如“)的或““的)取决于使用正逻辑还是负逻辑。

此外，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种开关变换器的轻载模式检测电路，所述开关变换器包括串联连接的功率管和整流管，所述功率管和所述整流管用于控制输入端向输出端的电能传输，以将输入电压转换成输出电压，其中所述轻载模式检测电路包括：

阈值电压产生模块，用于根据所述输入电压产生一阈值电压；

比较器，用于将所述输出电压与所述阈值电压进行比较，以生成一比较信号；

占空比检测模块，用于根据所述功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号；以及

输出模块，用于根据所述比较信号、所述占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制所述开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的轻载模式检测电路，其中，当所述开关变换器工作于正常模式下时，所述输出模块被配置为：在所述占空比检测信号有效的情况下，当所述比较信号表征所述输出电压大于第一阈值电压时生成有效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由正常模式切换为轻载模式，以及

当所述开关变换器工作于轻载模式下时，所述输出模块被配置为：当所述比较信号表征所述输出电压小于第二阈值电压或者所述过压保护信号有效的情况下生成无效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由轻载模式切换为正常模式。

3.根据权利要求2所述的轻载模式检测电路，其中，所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压。

4.根据权利要求1所述的轻载模式检测电路，其中，所述输出模块包括：

与门电路，第一输入端接收所述比较信号，第二输入端接收所述过压保护信号的反相信号，第三输入端接收所述占空比检测信号，输出端输出所述轻载指示信号。

5.根据权利要求1所述的轻载模式检测电路，其中，所述占空比检测模块被配置为：所述功率管的开关控制信号的高电平时间大于预设时间时，输出有效的所述占空比检测信号。

6.根据权利要求1所述的轻载模式检测电路，其中，所述阈值电压产生电路包括：

依次串联连接于所述输入电压和地之间的第一电阻、第二电阻和电流源，所述第一电阻和所述电流源的中间节点用于提供所述阈值电压；以及

第一晶体管，所述第一晶体管的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一晶体管的第二端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一晶体管的控制端接收所述比较信号。

7.根据权利要求6所述的轻载模式检测电路，其中，所述第一晶体管为P型MOSFET。

8.一种开关变换器，其特征在于，包括：

主电路，包括串联连接的功率管和整流管，所述功率管和所述整流管用于控制输入端向输出端的电能传输，以将输入电压转换成输出电压；以及

根据权利要求1-7任一项所述的轻载模式检测电路。

9.一种开关变换器的轻载模式检测方法，所述开关变换器包括串联连接的功率管和整流管，所述功率管和所述整流管用于控制输入端向输出端的电能传输，以将输入电压转换成输出电压，其中，所述轻载模式检测方法：

根据所述输入电压产生一阈值电压；

将所述输出电压与所述阈值电压进行比较，以生成一比较信号；

根据所述功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号；以及

根据所述比较信号、所述占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制所述开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换。

10.根据权利要求9所述的轻载模式检测方法，其中，所述根据所述比较信号、所述占空比检测信号以及过压保护信号生成轻载指示信号，以控制所述开关变换器在轻载模式与正常模式之间进行切换包括：

当所述开关变换器工作于正常模式下时，在所述占空比检测信号有效且所述比较信号表征所述输出电压大于第一阈值电压的情况下生成有效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由正常模式切换为轻载模式，以及

当所述开关变换器工作于轻载模式下时，当所述比较信号表征所述输出电压小于第二阈值电压或者所述过压保护信号有效的情况下生成无效的轻载指示信号，以控制所述开关变换器由轻载模式切换为正常模式。

11.根据权利要求10所述的轻载模式检测方法，其中，所述根据所述功率管的开关控制信号产生一占空比检测信号包括：

当所述功率管的开关控制信号的高电平时间大于预设时间时，输出有效的占空比检测信号。

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