CN115333334A

CN115333334A - 开关电源设备

Info

Publication number: CN115333334A
Application number: CN202211046109.XA
Authority: CN
Inventors: 张玉枚; 王侠; 张树春; 李润德; 李灏南
Original assignee: Silicon Content Technology Beijing Co ltd
Current assignee: Silicon Content Technology Beijing Co ltd
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2022-11-11

Abstract

本发明的实施例涉及开关电源设备，包括时钟信号生成电路，其包括：电压电流转换电路，被配置成将基准电压信号转换为电流信号；第一电流镜电路，被配置成使用第一系数将接收到的第一电流信号转换为第二电流信号；振荡器，被配置成基于第二电流信号生成时钟信号；最高频率保护电路，被配置成检测第一电流信号与预定电流值之间的大小关系，并在检测到第一电流信号大于预定电流值时，往增大的方向调整第三电流信号，直至第一电流信号被调整到等于预定电流值为止，在第一电流信号被调整到等于所述预定电流值时第二电流信号被钳位到最大电流。由此，能够限制开关电源设备的最大工作频率，进而提高利用该设备来供电的电子设备的稳定性。

Description

开关电源设备

技术领域

本发明的实施例总体涉及供电设备，并且更具体地涉及一种开关电源设备。

背景技术

开关电源设备(例如BUCK芯片)属于一种供电设备，其是利用现代的电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，以维持稳定的输出电压的一种电源，其输出电压用作相应的终端设备的供电电压。开关电源设备具有转换效率高、体积小、功耗低、成本低等特点，因此目前已被越来越广泛地应用于各种各样的终端设备，包括通讯、电子、雷达、导航和生物医学等领域的各种电子设备。通常，开关电源设备使用时钟信号生成电路来控制其开关频率或工作频率，进而起到控制如上所述的时间比率的作用，因此时钟信号生成电路是影响开关电源设备的逻辑控制和整体性能的核心模块之一。对于时钟信号生成电路，工作频率的设计是一个复杂的权衡过程：一方面，当工作频率较低时，开关电源设备转化效率较高，但需要使用到较大尺寸的电感、电容，从而会增加开关电源设备的面积，并降低电源的功率密度；另一方面，提高工作频率有利于实现开关电源设备的小型化，但是由于开关电源设备的开关损耗与工作频率成正比，因此如果工作频率过高，会使得开关电源设备的开关损耗增大，从而降低其转换效率，而且过高的工作频率还会使开关电源设备的寄生效应凸显，对其电路的死区时间要求、环路稳定性等都是一种挑战，严重时甚至还会损毁电路，从而降低了电路的可靠性。

目前，通常根据应用情况将开关电源设备的工作频率设计为固定值，但为了增大开关电源设备的灵活性，通常还会在开关电源设备的时钟信号生成电路中包括通过外接接口连接的频率调节电阻，使得可通过改变该频率调节电阻的大小来改变开关电源设备的工作频率。但是，频率调节电阻存在被虚焊或者短路的风险，这相当于直接将外接接口与地短接，进而使得该频率调节电阻被短接，在这种情况下，会导致开关电源设备输出一个非常高的工作频率，从而影响利用该开关电源设备来供电的电子设备的可靠性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种开关电源设备，使得能够限制开关电源设备的最大工作频率，进而提高利用该开关电源设备供电的电子设备的稳定性。

根据本发明的第一方面，提供了一种开关电源设备，包括时钟信号生成电路，所述时钟信号生成电路包括：电压电流转换电路，被配置成将基准电压信号(V_REF)转换为电流信号(I₀)；第一电流镜电路，被配置成使用第一系数k₁将接收到的第一电流信号(I₁)转换为第二电流信号(I₂)；振荡器，被配置成基于所述第二电流信号生成时钟信号(CLK)，所述第二电流信号与所述时钟信号的工作频率相关联；最高频率保护电路，所述最高频率保护电路形成耦合在所述电压电流转换电路和所述第一电流镜电路之间的电流负反馈回路，使得所述第一电流信号等于经转换的电流信号(I₀)与作为电流负反馈的第三电流信号(I₃)之间的差值，所述最高频率保护电路被配置成检测所述第一电流信号与预定电流值之间的大小关系，并在检测到所述第一电流信号大于所述预定电流值时，往增大的方向调整所述第三电流信号，直至所述第一电流信号被调整到等于所述预定电流值为止，在所述第一电流信号被调整到等于所述预定电流值时，所述第二电流信号被钳位到最大电流I_max，所述最大电流与所述振荡器的最高工作频率相关联。

在一些实施例中，所述最高频率保护电路还被配置成在检测到所述第一电流信号小于所述预定电流值时，使得所述第三电流信号变为零。

在一些实施例中，所述最高频率保护电路包括第二电流镜电路、第三电流镜电路、电流比较电路和钳位电路，所述第二电流镜电路被配置成使用第二系数k₂将所述第一电流信号转换成第四电流信号；所述第三电流镜电路被配置成使用第三系数k₃将所述第四电流信号转换成第五电流信号；所述电流比较电路被配置成检测所述第五电流信号与参考电流信号(I_ref)之间的大小关系，以便实现对所述第一电流信号与预定电流值之间的大小关系的检测；所述钳位电路被配置成在检测到所述第五电流信号大于所述参考电流信号时，往增大的方向调整所述第三电流信号，直到所述第五电流信号变为等于所述参考电流信号为止，在所述第五电流信号变为等于所述参考电流信号时，所述第一电流信号已被调整到等于所述预定电流值，并且所述第二电流信号被钳位到所述最大电流。

在一些实施例中，所述钳位电路还被配置成在检测到所述第五电流信号小于所述参考电流信号时，使得所述第三电流信号变为零。

在一些实施例中，所述钳位电路包括PMOS器件(MP4)，所述PMOS器件的栅端被配置成接收检测到的所述第五电流信号与参考电流信号之间的大小关系，所述PMOS器件的源端被配置成接收电源信号，并且所述PMOS器件的漏端被配置成输出所述第三电流信号。

在一些实施例中，所述钳位电路还包括电容器，所述电容器的一端被配置成接收所述电源信号，所述电容器的另一端被配置成与所述PMOS器件的栅端连接。

在一些实施例中，所述参考电流信号由直流电流源电路生成。

在一些实施例中，所述预定电流值等于

并且所述参考电流信号等于

在一些实施例中，所述第二系数k₂大于1，并且所述第三系数k₃小于1。

在一些实施例中，所述电压电流转换电路包括频率调节电阻，所述频率调节电阻被配置成调节所述基准电压信号与经转换的电流信号之间的比例，并且所述最高频率保护电路被配置为在所述频率调节电阻被短接时检测到所述第一电流信号大于所述预定电流值，而在所述频率调节电阻正常连接时检测到所述第一电流信号小于所述预定电流值。

在一些实施例中，所述频率调节电阻的一端通过外接端口连接到所述电压电流转换电路中，所述频率调节电阻的另一端接地。

在一些实施例中，所述振荡器为张弛振荡器。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。

图1示出了现有技术中的开关电源设备中包括的时钟信号生成电路100的示意性电路图。

图2示出了根据本发明的实施例的开关电源设备中包括的时钟信号生成电路200的框图。

图3示出了根据本发明的实施例的示例性时钟信号生成电路的示意性电路图。

图4示出了图3中的最高频率保护电路304的说明性电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如上所述，目前，通常根据应用情况将开关电源设备的工作频率设计为固定值，但为了增大开关电源设备的灵活性，通常还会在开关电源设备的时钟信号生成电路中包括通过外接接口连接的频率调节电阻，使得可通过改变该频率调节电阻的大小来改变开关电源设备的工作频率。但是，频率调节电阻存在被虚焊或者短路的风险，这相当于直接将外接接口与地短接，进而使得该频率调节电阻被短接，在这种情况下，会导致开关电源设备输出一个非常高的工作频率，从而影响电路的可靠性。

例如，图1示出了现有技术中的开关电源设备中包括的时钟信号生成电路100的示意性电路图。如图1所示，时钟信号生成电路100中包括电压电流转换电路101、电流镜电路102和振荡器103。在电压电流转换电路101中包括通过外接端口接入该电压电流转换电路101的频率调节电阻R2。在图1中，电压电流转换电路101被配置成将基准电压信号V_REF转换成电流信号I₁，电流镜电路102被配置成使用系数k将电流信号I₁转换为电流信号I₂，并且振荡器103被配置成基于电流信号I₂生成时钟信号CLK，电流信号I₂与该时钟信号CLK的工作频率相关联，即该工作频率的大小取决于电流信号I₂的大小。

根据图1，在频率调节电阻R2被正常接入该时钟信号生成电路100时，由于运算放大器CMP虚短的特性，其反相输入端的电压等于其正相输入端的电压，即等于基准电压信号V_REF，因此电流信号I₁为

I₂＝kI₁＝kV_REF/R₂，其中k为作为电流镜电路102的输出管的PMOS器件MP2的宽长比与作为电流镜电路102的输入管的PMOS器件MP1的宽长比之间的比值。由此可知，在频率调节电阻R2被正常接入该时钟信号生成电路100时，电流信号I₂与R2成反比，通过调整频率调节电阻R2的大小，可以调整电流信号I₂，进而可以起到改变开关电源设备的工作频率的作用。

在频率调节电阻R2例如因为被虚焊或者短路而被短接时，运算放大器CMP的反相输入端接地，从而使得运算放大器CMP的输出电压为高电平Vmax(其通常等于电源电压VDD)，因此这时Vol＝V_max-V_GS(MN1)，其中V_GS(MN1)为MN1的栅源电压，由此可确定

由于电阻R1通常较小，因此I₁相对较大，I₂＝kI₁也相对较大，从而导致所输出的时钟信号CLK的工作频率较高，进而影响了电路的可靠性。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本发明的示例实施例提出了一种开关电源设备，包括时钟信号生成电路，所述时钟信号生成电路包括：电压电流转换电路，被配置成将基准电压信号V_REF转换为电流信号I₀；第一电流镜电路，被配置成使用第一系数k₁将接收到的第一电流信号I₁转换为第二电流信号I₂；振荡器，被配置成基于所述第二电流信号生成时钟信号CLK，所述第二电流信号与所述时钟信号的工作频率相关联；最高频率保护电路，所述最高频率保护电路形成耦合在所述电压电流转换电路和所述第一电流镜电路之间的电流负反馈回路，使得所述第一电流信号等于经转换的电流信号I₀与作为电流负反馈的第三电流信号I₃之间的差值，所述最高频率保护电路被配置成检测所述第一电流信号与预定电流值之间的大小关系，并在检测到所述第一电流信号大于所述预定电流值时，往增大的方向调整所述第三电流信号，直至所述第一电流信号被调整到等于所述预定电流值为止，在所述第一电流信号被调整到等于所述预定电流值时，所述第二电流信号被钳位到最大电流I_max，所述最大电流与所述振荡器的最高工作频率相关联。以此方式，使得能够限制开关电源设备的最大工作频率，进而提高利用该开关电源设备来供电的电子设备的稳定性。

图2示出了根据本发明的实施例的开关电源设备中包括的时钟信号生成电路200的框图。如图2所示，时钟信号生成电路200可包括电压电流转换电路201、第一电流镜电路202、振荡器203和最高频率保护电路204。

在本发明中，电压电流转换电路201被配置成将基准电压信号V_REF转换为电流信号I₀。

电压电流转换电路201可包括频率调节电阻(例如，如图3所示的电阻R2)。频率调节电阻R2被配置成调节基准电压信号V_REF与经转换的电流信号I₀之间的比例。例如，在图3所示的示例性时钟信号生成电路中，频率调节电阻R2的一端通过外接端口连接到电压电流转换电路201中，频率调节电阻R2的另一端接地。

如图3所示，在频率调节电阻R2被正常接入该电压电流转换电路201时，由于运算放大器CMP虚短的特性，其反相输入端的电压等于其正相输入端的电压，即等于基准电压信号VREF，因此由电压电流转换电路201转换得到的电流信号I₀为

在频率调节电阻R2例如因为被虚焊或者短路而被短接时，运算放大器CMP的反相输入端接地，从而使得运算放大器CMP的输出电压为高电平Vmax(其通常等于电源电压VDD)，这时Vol＝V_max-V_GS(MN1)，其中V_GS(MN1)为MN1的栅源电压，由电压电流转换电路201转换得到的电流信号

由于电阻R1通常较小，因此这时I₀相对较大。

由此可知，无论在频率调节电阻R2被正常接入该电压电流转换电路201时，还是在频率调节电阻R2例如因为被虚焊或者短路而被短接时，由电压电流转换电路201转换得到的电流信号I₀都是相对固定的。

第一电流镜电路202被配置成使用第一系数k₁将接收到的第一电流信号I₁转换为第二电流信号I₂。因此，在本发明中，I₂＝k₁I₁。

在本发明中，第一系数k₁为第一电流镜电路202的输出管(在图3所示的示例中为MP2)的宽长比与其输入管(在图3所示的示例中为MP1)的宽长比之间的比值。例如，如果MP1的宽长比表示为(W/L)_MP1，MP2的宽长比表示为(W/L)_MP2，则第一系数k₁可被表示为(W/L)_MP2/(W/L)_MP1。

振荡器203被配置成基于第二电流信号I₂生成时钟信号CLK。在本发明中，第二电流信号I₂与时钟信号CLK的工作频率相关联。也就是说，通过对第二电流信号I₂进行调节可以实现对时钟信号CLK的工作频率的调节。在一些实施例中，振荡器为例如张弛振荡器。

如图2所示，最高频率保护电路204形成耦合在电压电流转换电路201和第一电流镜电路202之间的电流负反馈回路，使得提供给第一电流镜电路的第一电流信号I₁等于经转换的电流信号I₀与作为电流负反馈的第三电流信号I₃之间的差值，即I₁＝I₀-I₃。具体地，在本发明中，最高频率保护电路204被配置成检测第一电流信号I₁与预定电流值之间的大小关系，并在检测到第一电流信号I₁大于该预定电流值时，往增大的方向调整第三电流信号I₃，直至第一电流信号I₁被调整到等于该预定电流值为止。

在本发明中，为了防止振荡器203输出的时钟信号CLK的工作频率高于所允许的最高工作频率，需要使得振荡器203的输入电流即第二电流信号I₂小于与该最高工作频率相关联的最大电流I_max，因此可将该预定电流值选为

在本发明中，与该最高工作频率相关联的最大电流I_max指的是当第二电流信号I₂等于该最大电流I_max时，振荡器203所输出的时钟信号CLK的工作频率等于最高工作频率。因此，在本发明中，最大电流可根据开关电源设备所允许的最大频率来确定，进而使得预定电流值也可被确定。例如，在图3所示的示例电路中，针对第一电流信号I1与该预定电流值之间的大小关系的检测是通过将参考电流信号I_ref设置为

并检测第五电流信号I₅与该参考电流信号之间的大小关系来实现的，下面将结合图4对该内容进行进一步更详细的描述。因此，在本发明中，在第一电流信号I₁被调整到等于该预定电流值时，作为振荡器203的输入电流的第二电流信号I₂被钳位到了最大电流I_max。

通过以上技术手段，本发明可以有效地将振荡器203输出的时钟信号CLK限制在最高工作频率以内，从而提高了利用该开关电源设备来供电的电子设备的稳定性。

本发明中，最高频率保护电路204还被配置成在检测到第一电流信号I₁小于该预定电流值时，使得第三电流信号I₃变为零。因此，在第一电流信号I₁小于该预定电流值时，第一电流信号I₁实际上可被调整到等于经转换的电流信号I₀，从而使得可通过调节电压电流转换电路201输出的电流信号I₀来调节输出的时钟信号CLK的工作频率。例如，在图3所示的示例中，最高频率保护电路204的这一设置可使得在频率调节电阻R2被正常连接到该电压电流转换电路201时，可通过调节频率调节电阻R2来实现对第一电流信号I₀的调节，进而实现对时钟信号CLK的工作频率的调节。

如上所述，在图3所示的示例电路中，在频率调节电阻R2被正常接入该电压电流转换电路201时，由电压电流转换电路201转换得到的电流信号I₀为

由于R2相对较大，因此这时最高频率保护电路204可检测到第一电流信号I₁小于该预定电流值。另一方面，由电压电流转换电路201转换得到的电流信号

由于R1通常较小，因此这时I₀较大，因此这时最高频率保护电路204可检测到第一电流信号I₁大于以上提到的预定电流值。因此，在本发明中，通过引入最高频率保护电路204，可起到降低外围电阻短路时对利用开关电源设备来供电的电子设备带来的风险，进而提高该电子设备的稳定性。

图3示出了根据本发明的实施例的示例性时钟信号生成电路的示意性电路图，并且图4示出了图3中的最高频率保护电路304的说明性电路图。如图3和图4所示，最高频率保护电路204可包括第二电流镜电路2041、第三电流镜电路2042、电流比较电路2043和钳位电路2044。

第二电流镜电路2041被配置成使用第二系数k₂将第一电流信号I₁(即，提供给第一电流镜电路202的电流信号)转换成第四电流信号I₄。在本发明中，第二系数k₂为第二电流镜电路2041的输出管(在图3和图4中为MP3)的宽长比与其输入管(在图3和图4中为MP1)的宽长比之间的比值。例如，如果MP1的宽长比表示为(W/L)_MP1，MP3的宽长比表示为(W/L)_MP3，则第二系数k₂可被表示为(W/L)_MP2/(W/L)_MP1。在本发明中，由第二电流镜电路2041转换得到的第四电流信号I₄＝k₂I₁。

第三电流镜电路2042被配置成使用第三系数k₃将第四电流信号I₄(即由第二电流镜电路2041转换得到的电流信号)转换成第五电流信号I₅。在本发明中，第三系数k₃为第三电流镜电路2042的输出管(在图3和图4中为MN3)的宽长比与其输入管(在图3和图4中为MN2)的宽长比之间的比值。例如，如果MN1的宽长比表示为(W/L)_MN1，MN2的宽长比表示为(W/L)_MN2，则第三系数k₃可被表示为(W/L)_MN2/(W/L)_MN1。在本发明中，由第三电流镜电路2042转换得到的第五电流信号I₅＝k₃I₄。

在一些实施例中，为了起到节能的作用，可通过选择第二电流镜电路2041和第三电流镜电路2041的输入管和输出管，来使得第二系数k₂大于1，并且使得第三系数k₃小于1。

电流比较电路2043被配置成检测第五电流信号I₅(即，由第三电流镜电路2042转换得到的电流信号)与参考电流信号(I_ref)之间的大小关系，以便实现对第一电流信号I₁与预定电流值之间的大小关系的检测。

在本发明中，由于第五电流信号I₅＝k₃I₄＝k₃k₂I₁，因此该示例中，为了实现对第一电流信号I₁与预定电流值

之间的大小关系的检测，可通过检测第五电流信号I₅与

之间的大小关系来实现。也就是说，在该示例中，需将参考电流信号I_ref设置为等于

钳位电路2044被配置成在检测到第五电流信号I₅大于参考电流信号I_ref时，往增大的方向调整第三电流信号I₃，直到第五电流信号I5变为等于参考电流信号I_ref为止。根据前面的描述可知，在本发明中，在第五电流信号I₅变为等于参考电流信号I_ref时，第一电流信号已被调整到等于预定电流值，因此第二电流信号I₂被钳位到了最大电流Imax。在本发明中，参考电流信号I_ref可由直流电流源电路生成。

钳位电路2044还被配置成在检测到第五电流信号I₅小于参考电流信号I_ref时，使得第三电流信号I₃变为零。在该示例中，检测到第五电流信号I₅小于参考电流信号I_ref相当于检测到第一电流信号I₁小于前面提到的预定电流值，因此在检测到第五电流信号I₅小于参考电流信号I_ref时使得第三电流信号I₃变为零，就相当于在检测到第一电流信号I₁小于该预定电流值时，使得第三电流值I₃变为零，进而使得可通过调节电压电流转换电路201输出的电流信号I₀来调节输出的时钟信号CLK的工作频率。

具体地，如图3和图4所示，钳位电路2044可包括PMOS器件MP4，该PMOS器件MP4的栅端被配置成接收检测到的第五电流信号与参考电流信号之间的大小关系，该PMOS器件MP4的源端被配置成接收电源信号VDD，并且该PMOS器件MP4的漏端被配置成输出第三电流信号I₃。

在图3和图4所示的示例中，当检测到第五电流信号I₅大于参考电流信号I_ref时，将导致PMOS器件MP4栅端的电压(此后简称为栅压)降低，从而使得第三电流信号I₃上升，进而使得作为经转换得到的电流信号I₀和第三电流信号I₃的差值的第一电流信号I₁下降(如前所述，电流信号I₀是相对固定的)，第一电流信号I₁的下降将导致第四电流信号I₄和第五电流信号I₅也随之下降，直到第五电流信号I₅变为等于参考电流信号I_ref时，PMOS器件MP4的栅压不再发生变化，从而导致第三电流信号I₃也不再变化，这时第一电流信号I₁等于前面提到的预定电流值，并且第二电流信号I₂等于最大电流I_max。

另一方面，在图3和图4所示的示例中，当检测到第五电流信号I₅小于参考电流信号I_ref时，将导致PMOS器件MP4的栅压增大，MP4的栅压的增大将进而导致PMOS器件MP4无法开启，从而使得第三电流信号I₃变为基本上为零，该电路达到平衡状态，不再进一步发生变化。这时，第一电流信号I₁基本上等于经转换的电流信号I₀。

在图3和图4所示的示例中，钳位电路2044还包括电容器C1，该电容器C1的一端被配置成接收电源信号VDD，该电容器C1的另一端被配置成与PMOS器件MP4的栅端连接。在本发明中，通过接入该电容器C1，可起到频率补偿，以维持由该最高频率保护电路204组成的电流反馈回路的稳定性的作用。

通过以上技术方案，本发明可在保证开关电源设备的工作频率满足使用需求的情况下，限制振荡器的输入电流值即I₂，进而起到限制其输出的时钟信号CLK的工作频率使其小于或等于最高频率的作用，进而起到保护利用该开关电源设备来供电的电子设备并提高该电源设备的可靠性的作用。例如，可降低频率调节电阻(例如，图3中的电阻R2)短路时对利用该开关电源设备来供电的电子设备带来的风险，从而提到该电子设备的稳定性。

Claims

1.一种开关电源设备，包括时钟信号生成电路，所述时钟信号生成电路包括：

电压电流转换电路，被配置成将基准电压信号(V_REF)转换为电流信号(I₀)；

第一电流镜电路，被配置成使用第一系数k₁将接收到的第一电流信号(I₁)转换为第二电流信号(I₂)；

振荡器，被配置成基于所述第二电流信号生成时钟信号(CLK)，所述第二电流信号与所述时钟信号的工作频率相关联；

最高频率保护电路，所述最高频率保护电路形成耦合在所述电压电流转换电路和所述第一电流镜电路之间的电流负反馈回路，使得所述第一电流信号等于经转换的电流信号(I₀)与作为电流负反馈的第三电流信号(I₃)之间的差值，所述最高频率保护电路被配置成检测所述第一电流信号与预定电流值之间的大小关系，并在检测到所述第一电流信号大于所述预定电流值时，往增大的方向调整所述第三电流信号，直至所述第一电流信号被调整到等于所述预定电流值为止，在所述第一电流信号被调整到等于所述预定电流值时，所述第二电流信号被钳位到最大电流I_max，所述最大电流与所述振荡器的最高工作频率相关联。

2.根据权利要求1所述的开关电源设备，所述最高频率保护电路还被配置成在检测到所述第一电流信号小于所述预定电流值时，使得所述第三电流信号变为零。

3.根据权利要求1或2所述的开关电源设备，其中所述最高频率保护电路包括第二电流镜电路、第三电流镜电路、电流比较电路和钳位电路，

所述第二电流镜电路被配置成使用第二系数k₂将所述第一电流信号转换成第四电流信号(I₄)；

所述第三电流镜电路被配置成使用第三系数k₃将所述第四电流信号转换成第五电流信号(I₅)；

所述电流比较电路被配置成检测所述第五电流信号与参考电流信号(I_ref)之间的大小关系，以便实现对所述第一电流信号与预定电流值之间的大小关系的检测；

所述钳位电路被配置成在检测到所述第五电流信号大于所述参考电流信号时，往增大的方向调整所述第三电流信号，直到所述第五电流信号变为等于所述参考电流信号为止，在所述第五电流信号变为等于所述参考电流信号时，所述第一电流信号已被调整到等于所述预定电流值，并且所述第二电流信号被钳位到所述最大电流。

4.根据权利要求3所述的开关电源设备，其中所述钳位电路还被配置成在检测到所述第五电流信号小于所述参考电流信号时，使得所述第三电流信号变为零。

5.根据权利要求3所述的开关电源设备，所述钳位电路包括PMOS器件(MP4)，所述PMOS器件的栅端被配置成接收检测到的所述第五电流信号与参考电流信号之间的大小关系，所述PMOS器件的源端被配置成接收电源信号，并且所述PMOS器件的漏端被配置成输出所述第三电流信号。

6.根据权利要求5所述的开关电源设备，所述钳位电路还包括电容器，所述电容器的一端被配置成接收所述电源信号，所述电容器的另一端被配置成与所述PMOS器件的栅端连接。

7.根据权利要求3所述的开关电源设备，其中所述参考电流信号由直流电流源电路生成。

8.根据权利要求3所述的开关电源设备，其中所述预定电流值等于

并且所述参考电流信号等于k₃k₂

9.根据权利要求8所述的开关电源设备，其中所述第二系数k₂大于1，并且所述第三系数k₃小于1。

10.根据权利要求1所述的开关电源设备，其中所述电压电流转换电路包括频率调节电阻，所述频率调节电阻被配置成调节所述基准电压信号与经转换的电流信号之间的比例，并且所述最高频率保护电路被配置为在所述频率调节电阻被短接时检测到所述第一电流信号大于所述预定电流值，而在所述频率调节电阻正常连接时检测到所述第一电流信号小于所述预定电流值。

11.根据权利要求10所述的开关电源设备，其中所述频率调节电阻的一端通过外接端口连接到所述电压电流转换电路中，所述频率调节电阻的另一端接地。

12.根据权利要求1所述的开关电源设备，其中所述振荡器为张弛振荡器。