CN115833543A - 用于开关功率变换器的控制电路及电压调节单元 - Google Patents

Abstract

提出了一种适用于开关功率变换器的控制电路及其中的电压调节单元。根据本公开各实施例的电压调节单元可以包括开关型降压调节模块和低压差线性调节模块。该控制电路包括该电压调节单元，该开关型降压调节模块可以耦接至该控制电路的功率输入端，用于将在其降压输出端提供降压输出电压，该低压差线性调节模块可以耦接至所述功率输入端和所述降压输出端，用于在第一工作期间由所述功率输入端供电，并且在第二工作期间所述降压输出电压供电。这样有助于提升所述开关功率变换器应用于输入电压(或者输入电压和输出电压均)高于该降压输出电压的稳态值的应用场景时的系统整体工作效率，降低功耗和发热。

Description

用于开关功率变换器的控制电路及电压调节单元

技术领域

本公开的实施例涉及开关功率变换器，尤其涉及用于开关功率变换器中的控制电路及其中的电压调节单元。

背景技术

对于要求支持宽输入电压范围和宽输出电压范围应用场景的直流-直流开关功率变换器，在系统设计时功耗和散热是需要特别关注的。并且如何更好地为开关功率变换器内部的低压模块诸如比较器、运算放大器、逻辑控制模块等提供保证这些模块能正常工作的供电电压也是有待解决的问题。比如，对于USB PD3.1扩展功率范围EPR(Extended PowerRange)的应用场景，最大输出功率提升至240W，直流-直流开关功率变换器需要支持高达48V的输出电压和5A的输出电流，对如何降低直流-直流开关功率变换器的功耗、提升其散热性能、高效地为其内部的低压模块提供正常工作所需的供电电压均提出新的挑战。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个需求，在本公开的一个方面，提出了一种用于开关功率变换器的控制电路，其可以包括：功率输入端，用于接收输入信号；开关型降压调节模块，具有降压调节输入端和降压输出端，其降压调节输入端耦接至所述功率输入端，其被构建用于在其降压输出端提供降压输出电压；和低压差线性调节模块，耦接至所述功率输入端和所述降压输出端，被构建用于在第一工作期间由所述功率输入端供电，并且在第二工作期间由所述降压输出电压供电。

在本公开的又一方面，提出了一种用于开关功率变换器的控制电路，包括：功率输入端，用于接收输入信号；开关型降压调节模块，具有降压调节输入端和降压输出端，其降压调节输入端耦接至所述功率输入端，被构建用于在所述降压输出端提供降压输出电压；和低压差线性调节模块，耦接至所述功率输入端和所述降压输出端，其被构建用于在所述降压输出电压低于设定的阈值电压时从所述功率输入端取电，并在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时从所述降压输出端取电。

在本公开的再一方面，提出了一种用于开关功率变换器中的电压调节单元，包括：第一端；第二端；开关型降压调节模块，耦接于所述第一端和所述第二端之间，被构建用于将所述第一端处的电压调节为所述第二端处的降压输出电压；和低压差线性调节模块，被构建用于在所述降压输出电压低于设定的阈值电压时从所述第一端取电，并在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时从所述第二端取电。

根据本公开各实施例的控制电路和电压调节单元有助于提升所述开关功率变换器应用于输入电压(或者输入电压和输出电压均)高于该降压输出电压的稳态值的应用场景时的系统整体工作效率，降低功耗和发热。

附图说明

下面的附图有助于更好地理解接下来对本公开不同实施例的描述。这些附图并非按照实际的特征、尺寸及比例绘制，而是示意性地示出了本公开一些实施方式的主要特征。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举性的方式提供了本公开的一些实施例。为简明起见，不同附图中具有相同功能的相同或类似的组件或结构采用相同的附图标记。

图1示出了根据本公开一个实施例的开关功率变换器100的电路架构示意图；

图2示出了根据本公开另一个实施例的开关功率变换器200的电路架构示意图；

图3示出了根据本公开一个示例性实施例的低压差线性调节模块300的电路架构示意图；

图4示出了根据本公开又一个示例性实施例的低压差线性调节模块400的电路架构示意图。

具体实施方式

下面将详细说明本公开的一些实施例。在接下来的说明中，一些具体的细节，例如实施例中的具体电路结构和这些电路元件的具体参数，都用于对本公开的实施例提供更好的理解。本技术领域的技术人员可以理解，即使在缺少一些细节或者其他方法、元件、材料等结合的情况下，本公开的实施例也可以被实现。

在本公开的说明书中，提及“一个实施例”时均意指在该实施例中描述的具体特征、结构或者参数、步骤等至少包含在根据本公开的一个实施例中。因而，在本公开的说明书中，若采用了诸如“根据本公开的一个实施例”、“在一个实施例中”等用语并不用于特指在同一个实施例中，若采用了诸如“在另外的实施例中”、“根据本公开的不同实施例”、“根据本公开另外的实施例”等用语，也并不用于特指提及的特征只能包含在特定的不同的实施例中。本领域的技术人员应该理解，在本公开说明书的一个或者多个实施例中公开的各具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。另外，在本公开的说明书及权利要求中，“耦接”一词意指通过电气或者非电气的方式实现直接或者间接的连接。“一个”并不用于特指单个，而是可以包括复数形式。“在……中”可以包括“在……中”和“在……上”的含义。除非特别明确指出，“或”可以包括“或”、“和”及“或/和”的含义，并不用于特指只能选择几个并列特征中的一个，而是意指可以选择其中的一个或几个或其中某几个特征的组合。除非特别明确指出，“基于”一词不具有排它性，而是意指除了基于明确描述的特征之外，还可以基于其它未明确描述的特征。“电路”意指至少将一个或者多个有源或无源的元件耦接在一起以提供特定功能的结构。“信号”至少可以指包括电流、电压、电荷、温度、数据、压力或者其它类型的信号。若“晶体管”的实施例可以包括“场效应晶体管”或者“双极结型晶体管”，则“栅极/栅区”、“源极/源区”、“漏极/漏区”分别可以包括“基极/基区”、“发射极/发射区”、“集电极/集电区”，反之亦然。本领域的技术人员应该理解，以上罗列的对本公开中描述用语的解释仅仅是示例性的，并不用于对各用语进行绝对的限定。

图1示出了根据本公开一个实施例的开关功率变换器100的电路架构示意图。该开关功率变换器100可以包括：功率输入端IN，用于接收输入信号，例如输入电压VIN；功率输出端OUT，用于提供合适的输出电压Vo，以为负载供电并提供输出电流Io；功率级开关单元101，被构建用于响应于控制信号(例如，图1中示意的控制信号DR1、DR2)调整由该功率输入端IN传输至负载(或者功率输出端OUT)的电能/功率；以及控制单元102，用于基于反映输入电压VIN、输出电压Vo、输出电流Io等的信息提供前述控制信号至功率级开关单元101。根据本公开的一个示例性实施例，该开关功率变换器100被构建用于可以支持提供第一最大输出功率P_MAX1。

根据本公开的一个示例性实施例，该开关功率变换器100被构建用于可以工作于例如4V至100V的宽输入电压范围，即可以支持所述输入电压VIN在4V至100V的范围变化。该开关功率变换器100还被构建用于可以提供例如1V至100V的宽输出电压范围，即可以支持所述输出电压Vo在1V至100V的范围变化。

根据本公开的一个示例性实施例，功率级开关单元101可以采用任何直流/直流或直流/交流功率变换拓扑结构，例如可以采用隔离或非隔离式的同步或非同步开关功率变换拓扑。

根据本公开的一个示例性实施例，该功率级开关单元101可以被配置以基于控制信号(例如图1中示意的控制信号DR1、DR2)对感性储能元件(例如图1中示意的输出电感Lo)进行能量储存和能量释放的切换控制，从而将所述输入电压VIN转换为所述输出电压Vo。比如在图1的例子中，功率级开关单元101可以包括第一功率开关SWA和第二功率开关SWB，串联耦接于所述功率输入端IN和功率参考地PGND之间。该第一功率开关SWA和该第二功率开关SWB具有公共耦接端SW，该公共耦接端SW可以通过例如感性储能元件Lo耦接至所述功率输出端OUT。因而图1的例子中，该功率级开关单元101被配置为降压型功率变换拓扑，该开关功率变换器100可以被提及为降压型开关功率变换器。根据本公开的一个示例性实施例，开关功率变换器100还可以包括输出滤波单元，例如可以包括容性储能元件Co，其一端耦接所述功率输出端OUT，另一端连接至功率参考地PGND，用于对功率级开关单元101的切换输出进行滤波(或者可以看作对输出电压Vo滤波)以使所述功率输出端OUT提供平滑的输出电压Vo。

根据本公开的一个示例性实施例，开关功率变换器100还可以包括反馈电路，用于检测输出电压Vo并提供表征输出电压Vo的反馈信号VFB1。例如，图1中的反馈电路示意为包括串联耦接在所述功率输出端OUT与功率参考地PGND之间的第一反馈电阻Rf1与第二反馈电阻Rf2，在该第一反馈电阻Rf1与第二反馈电阻Rf2的公共节点处提供反馈信号VFB1。在其它的实施例中，也可以采用其它合适的反馈电路，甚至也可以不包括反馈电路，而是可以通过直接反馈输出电压Vo以提供该反馈信号VFB1。

根据本公开的一个实施例，控制单元102可以包括调整运算电路(例如图1中示例性地示意为包括运算放大器)1021，用于至少将表征所述输出电压Vo的反馈信号VFB1与参考信号(比如可以包括所述开关功率变换器100的软启动参考信号SS1和启动后的稳态参考信号Vref1)进行运算，以提供携带该反馈信号VFB1与该参考信号之差值信息的调节信号Vcomp。该调节信号Vcomp在该开关功率变换器100的软启动过程中可以表征所述反馈信号VFB1与软启动参考信号SS1之间的差值放大信号，该软启动参考信号SS1在该开关功率变换器100的软启动过程中可以是从参考地电位逐渐增大的电压信号。该调节信号Vcomp在该开关功率变换器100的软启动过程结束后(即：该开关功率变换器100进入稳态工作过程后)可以表征所述反馈信号VFB1与稳态参考信号Vref1之间的差值放大信号。该稳态参考信号Vref1可以是一个恒定值，表征该开关功率变换器100进入稳态工作过程后的输出电压Vo的稳定电压值。控制单元102还可以包括比较电路1022，用于将表征流过所述功率级开关单元101的电流(例如流过所述第一功率开关SWA或所述第二功率开关SWB的开关电流或者流过所述感性储能元件Lo的电感电流)或者表征所述输出电流Io的电流采样信号VCS经斜坡补偿后的补偿电流采样信号VS1与所述调节信号Vcomp进行比较以提供脉冲宽度调制信号PWM。控制单元102还可以包括时钟发生电路1023，用于产生时钟信号CLK；以及斜坡信号产生电路1024，用于基于所述时钟信号CLK产生斜坡补偿信号Slope_A。该斜坡补偿信号Slope_A可以用于对所述电流采样信号VCS进行斜坡补偿从而提供所述补偿电流采样信号VS1。控制单元102还可以包括逻辑控制电路1025，第一驱动电路1026和第二驱动电路1027，用于至少基于所述时钟信号CLK和所述脉冲宽度调制信号PWM产生第一控制信号DR1和第二控制信号DR2以分别用于控制所述第一功率开关SWA和所述第二功率开关SWB。自举调节电路BST Regulator可以耦接于控制单元102的BST端子，在实际应用时，可以在BST端子和所述公共耦接端SW之间耦接电容。本领域的技术人员应该理解，该第一驱动电路1026和该第二驱动电路1027也可以集成于或包括于所述逻辑控制电路1025中而不必单独示出。

在图1的例子中，该控制单元102示意为采用峰值电流控制模式。本领域的技术人员应该理解在其它实施例中，该控制单元102可以包括比如采用恒定导通时间控制模式、恒定关断时间控制模式、自适应导通时间控制模式、自适应关断时间控制模式、平均电流控制模式等任何其它合适的控制模式的控制电路，只要其可用于对该开关功率变换器100实现控制即可，即：其可通过控制该功率级开关单元101(例如包括第一功率开关SWA和第二功率开关SWB)的导通与关断切换将所述功率输入端IN处所接收的信号(例如输入电压VIN)转换为所述输出电压Vo即可。本公开并不用于对该控制单元102的控制模式及电路结构进行限定。

根据本公开的一个示例性实施例，开关功率变换器100可以进一步包括开关型降压调节模块103。该开关型降压调节模块103可以具有降压调节输入端103_I和降压输出端103_O，该降压调节输入端103_I可以耦接至所述功率输入端IN，该开关型降压调节模块103可以被构建用于基于所述输入信号(例如所述输入电压VIN)在其降压输出端103_O提供降压输出电压VB。在一个实施例中，该降压输出电压VB的稳态参考电压值为第一设定电压V1。在一个实施例中，所述第一设定电压V1可以在3.8V到5.5V的范围内取值。在一个实施例中，所述第一设定电压V1可以设置为5V。在另一实施例中，所述第一设定电压V1可以设置为4.5V。本领域的技术人员应该理解，这里所列举的该第一设定电压V1的取值仅仅为示例性的，并不用于对本申请进行其它限定，该第一设定电压V1可以根据实际应用和设计需求合理选择其它电压值。在一个示例性实施例中，该开关型降压调节模块103被构建用于可以支持提供第二最大输出功率P_MAX2，且该第二最大输出功率P_MAX2远小于所述第一最大输出功率P_MAX1，即：P_MAX2<<P_MAX1。例如，在一个实施例中，该第二最大输出功率P_MAX2与所述第一最大输出功率P_MAX1的比值(即：P_MAX2/P_MAX1)可以选择配置在1‰至5％的范围。这里举个更具体的例子以帮助理解，以所述开关功率变换器100可以支持最高100V的输出电压、10A的最大输出电流，而该开关型降压调节模块103可以支持最高500mA的输出电流且其降压输出电压VB的稳态参考值(即：该第二设定电压)V2＝5V为例，则该开关功率变换器100可以支持提供的所述第一最大输出功率P_MAX1＝1000W，而该开关型降压调节模块103支持提供的所述第二最大输出功率P_MAX2＝2.5W，则P_MAX2/P_MAX1＝2.5W/1000W＝2.5‰。

根据本公开的一个示例性实施例，继续参考图1示意，所述开关型降压调节模块103可以包括耦接于其降压调节输入端103_I和参考地GND之间的第一降压开关1031和第二降压开关1032，该第一降压开关1031和该第二降压开关1032具有公共耦接端SWB。该开关型降压调节模块103还可以进一步包括降压开关控制电路，被构建用于提供第一降压开关控制信号DRB1和第二降压开关控制信号DRB2分别至该第一降压开关1031的控制端和该第二降压开关1032的控制端。该降压开关控制电路可以被构建用于基于反映所述降压输出电压VB的信息(例如采样电压/反馈电压VFB2)、反映流过该第一降压开关1031或该第二降压开关1032的电流信息(例如电流采样信号VCSB)以及反映所述降压输出电压VB的稳态参考电压值(即所述第一设定电压V1)的参考信号Vref2产生所述第一降压开关控制信号DRB1和第二降压开关控制信号DRB2。

该开关型降压调节模块103可以被配置以基于对该第一降压开关1031和该第二降压开关1032的导通和关断切换控制对感性储能元件(例如图1中示意的降压输出电感LoB)进行能量储存和能量释放的切换控制，从而将所述输入电压VIN转换为所述降压输出电压VB。比如在图1的例子中，该第一降压开关1031和该第二降压开关1032的公共耦接端SWB可以通过例如感性储能元件LoB耦接至所述降压输出端103_O。根据本公开的一个示例性实施例，还可以将容性储能元件CoB耦接于所述降压输出端103_O和参考地GND之间，用于对所述降压输出电压VB进行滤波。图1的例子中将该感性储能元件(例如图1中示意的降压输出电感)LoB和该容性储能元件CoB示意为储能单元107。

根据本公开的一个示例性实施例，继续参考图1示意，该降压开关控制电路可以包括：第一运算放大器1033，用于将表征所述降压输出电压VB的采样电压/反馈电压VFB2与参考信号(比如可以包括所述开关型降压调节模块103的软启动参考信号SS2和启动后的稳态参考信号Vref2)进行运算，以提供第一运算放大输出信号VE1。该第一运算放大输出信号VE1在该开关型降压调节模块103的软启动过程中可以表征所述采样电压/反馈电压VFB2与软启动参考信号SS2之间的差值放大信号，该软启动参考信号SS2在该开关型降压调节模块103的软启动过程中可以是从参考地GND电位逐渐增大的电压信号。该第一运算放大输出信号VE1在该开关型降压调节模块103的软启动过程结束后(即：该开关型降压调节模块103进入稳态工作过程后)可以表征所述采样电压/反馈电压VFB2与稳态参考信号Vref2之间的差值放大信号，该稳态参考信号Vref2可以是一个恒定值，表征该开关型降压调节模块103进入稳态工作过程后其降压输出电压VB的稳定电压值。该降压开关控制电路可以进一步包括：电流检测电路1034，用于采样流过所述第一降压开关1031或所述第二降压开关1032的电流以提供电流检测信号VCSB。可以采用斜坡补偿信号Slope_B对该电流检测信号VCSB进行斜坡补偿从而提供补偿后电流检测信号VS2。该斜坡补偿信号Slope_B也可以由所述控制单元102中的所述斜坡信号产生电路1024所提供。该降压开关控制电路还可以进一步包括：比较电路1035，用于将所述补偿后电流检测信号VS2与所述第一运算放大输出信号VE1进行比较以提供比较输出信号CMP。该降压开关控制电路还可以进一步包括：逻辑及驱动电路1036，用于至少基于所述比较输出信号CMP产生所述第一降压开关控制信号DRB1和所述第二降压开关控制信号DRB2。该降压开关控制电路还可以进一步包括：过压保护电路1037，用于例如基于表征所述降压输出电压VB的采样电压/反馈电压VFB2判断所述降压输出电压VB是否过压。

在图1的示例性例子中，该降压开关控制电路示意为采用峰值电流控制模式。本领域的技术人员应该理解在其它实施例中，该降压开关控制电路可以包括比如采用恒定导通时间控制模式、恒定关断时间控制模式、自适应导通时间控制模式、自适应关断时间控制模式、平均电流控制模式等任何其它合适的控制模式的控制电路，只要其可用于对该开关型降压调节模块103实现控制即可，即：其可通过控制该第一降压开关1031和该第二降压开关1032的导通与关断切换将降压调节输入端103_I处所接收的信号(例如从所述功率输入端IN所接收的输入信号)转换为所述降压输出电压VB即可。本公开并不用于对该降压开关控制电路的控制模式及电路结构进行限定。

在图1示意的例子中，将该第一降压开关1031和该第二降压开关1032示意为各自包括可控场效应晶体管，例如MOSFET。本领域的技术人员应该理解，该第二降压开关1032也可以替换为采用单向导通器件，例如二极管(或者肖特基二极管)，可参考图2示意的开关功率变换器200的电路架构示意图进行理解，此时所述降压开关控制电路无需提供所述降压开关控制信号DRB1，其与图1示例中的开关功率变换器100不同仅在于此。因而除此之外，参考图1对所述开关功率变换器100进行的描述均适用于图2中的开关功率变换器200。

根据本公开的一个示例性实施例，继续参考图1示意，开关功率变换器100可以进一步包括低压差线性调节模块104，耦接至所述功率输入端IN和所述降压输出端103_O，可以被构建用于在第一工作期间t_SS中从所述功率输入端IN取电(例如由所述输入信号为其供电)，以在线性调节输出端VCC提供或者产生第二设定电压V2。在一个例子中(可参考图4示意)，可以通过单向导通器件(比如二极管或肖特基二极管)Din将所述功率输入端IN(或者输入电压VIN)耦接至所述低压差线性调节模块104，该单向导通器件Din配置为仅在从所述功率输入端IN向所述低压差线性调节模块104的方向上导通。在一个实施例中，该第二设定电压V2可以用于在该第一工作期间t_SS中为所述控制单元102或者说该控制单元102所包含的电路模块及电路元件提供正常工作所需的供电电压。该第二设定电压V2还可以用于在该第一工作期间t_SS中为所述开关型降压调节模块103中所包含的例如所述降压开关控制电路等电路及元件提供正常工作所需的供电电压。该第二设定电压V2低于所述第一设定电压V1，即：V2＜V1。在一个实施例中，所述第二设定电压V2可以在2.8V到3.6V的范围内取值。在一个实施例中，所述第二设定电压V2可以设置为3.3V。在另一实施例中，所述第二设定电压V2可以设置为3.6V。本领域的技术人员应该理解，这里所列举的该第二设定电压V2的取值仅仅为示例性的，并不用于对本申请进行其它限定，该第二设定电压V2可以根据实际应用和设计需求合理选择，只要能够达到为所述控制单元102(或者说该控制单元102所包含的电路模块及电路元件)以及所述降压开关控制电路(或该降压开关控制电路中所包含的电路模块及电路元件)供电使之正常工作即可。

根据本公开的一个示例性实施例，所述低压差线性调节模块104可以进一步地用于在第二工作期间t_SD切换为由所述开关型降压调节模块103输出的降压输出电压VB(例如其稳态参考电压值为所述第一设定电压V1)供电。那么在该第二工作期间t_SD，该低压差线性调节模块104可以实现最优化的电压转换效率，降低其工作过程中产生的功耗和热量。根据本公开的一个示例性实施例，该第二工作期间t_SD可以指所述第一工作期间t_SS结束之后的任意一段工作期间。比如在一个实施例中，所述第一工作期间t_SS可以指所述开关型降压调节模块103的降压输出电压VB由参考地电势(比如0V)上升至设定的阈值电压Vth所需的时间。所述第二工作期间t_SD则可以是该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB由参考地电势(比如0V)上升至该设定的阈值电压Vth之后的任意一段时间。根据本公开的一个实施例该设定的阈值电压Vth可以根据实际应用及设计需求进行合理设置。比如，在一个实施例中可以将该设定的阈值电压Vth设置为高于所述第二设定电压V2且不高于所述第一设定电压V1，即：V2＜Vth≤V1。再比如，在另一实施例中可以将该设定的阈值电压Vth设置为比所述第二设定电压V2高出设定的电压幅值ΔV，即：Vth＝V2+ΔV。该设定的电压幅值ΔV可以根据该低压差线性调节模块104中用于线性调节的调节晶体管的工作参数进行设置，比如在一个例子中，该设定的电压幅值ΔV可以在0.3V～0.8V的范围。在一个例子中，该设定的电压幅值ΔV可以在0.3V～0.5V的范围。

在另一实施例中，所述第一工作期间t_SS例如可以指该开关功率变换器100的启动过程(启动时间/启动期间)。通常在实际应用时，若该开关功率变换器100刚被开启/被使能或者刚被接上输入电源(即刚有输入电压VIN供给)，也可以简称刚上电，则其需要经过该启动过程逐步建立起适合其内部模块正常工作所需的供电电压(比如所述第二设定电压V2)、各种参考电压和/或参考电流等等。进一步地，在一些实施例中，该启动过程还可以包括该功率变换器100的输出电压Vo逐渐从参考地电位(比如0V)上升至设定的输出电压值所经过的期间，直到该开关功率变换器100可以稳定调整其输出电压Vo实质上维持在该设定的输出电压值(即：进入稳态工作期间)。所述第二工作期间t_SD则可以指该开关功率变换器100的启动过程结束后的任意一段工作期间，例如输出电压Vo上升至设定输出电压值后的稳态工作期间或者是该稳态工作期间中的一段时间。

采用本公开各实施例的开关功率变换器100，对于所述输入电压VIN高于该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB的稳态参考电压值(即：该第一设定电压V1)的应用场景(这是实际应用时最常出现的场景)或者说所述输入电压VIN和所述输出电压Vo(这里指期望该开关功率变换器100进入稳态工作期间后将其输出电压Vo调整至的设定输出电压值)均高于该降压输出电压VB的稳态参考电压值的应用场景，所述低压差线性调节模块104在该第二工作期间t_SD将切换至由该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB(稳态时实质上等于该第一设定电压V1)供电，相比于其在所述第一工作期间t_SS由输入电压VIN或者输出电压Vo供电时需要将输入电压VIN调整至所述第二设定电压V2而言，其在该第二工作期间t_SD将低于该输入电压VIN或者该输出电压Vo的该第一设定电压V1调整至所述第二设定电压V2所产生的功耗和热量都将显著降低。并且由于开关型降压调节模块103的电压转换效率通常较高(比如可以达到高于85％)且功耗较低，因此，这样有助于提升所述开关功率变换器100应用于输入电压VIN高于该第一设定电压V1(或者输入电压VIN和输出电压Vo均高于该第一设定电压V1)的应用场景时的系统整体工作效率，降低功耗和发热。

这里举个具体的例子以帮助理解，若应用场景需要该开关功率变换器100的VIN＝48V、Vo＝20V，设V1＝5V、V2＝3.3V，所述低压差线性调节模块104的工作电流/输出电流大约为0.03A。那么在第一工作期间t_SS(比如所述降压输出电压VB低于所述第一设定电压V1的期间，或者所述开关功率变换器100的启动过程/启动期间)，低压差线性调节模块104从功率输入端IN取电(例如由所述输入电压VIN供电)，其需要将VIN＝48V调整至第二设定电压V2＝3.3V，则低压差线性调节模块104的功耗大约为(48V-3.3V)*0.03A＝1.341W。在第二工作期间t_SD(比如所述降压输出电压VB达到所述第一设定电压V1之后的任意一段工作期间，或者该开关功率变换器100的启动过程结束、输出电压Vo上升至20V后的稳态工作期间)，所述低压差线性调节模块104切换为从所述降压输出端103_O取电(例如由所述降压输出电压VB/第一设定电压V1供电)，此时只需要将第一设定电压V1＝5V调整至该第二设定电压V2＝3.3V，则该低压差线性调节模块104的功耗大约为(5V-3.3V)*0.03A＝0.051W。由此可见，相比于其在第一工作期间t_SS产生的1.341W功耗，在该第二工作期间t_SD，该低压差线性调节模块104的功耗显著降低(降低了大约96.1％)、相应地散发的热量也大幅减少，可以明显有助于改善开关功率变换器100应用系统整体的工作效率、降低功耗、缓减散热问题。

根据本公开的一个示例性实施例，继续参考图1示意的例子，所述低压差线性调节模块104可以包括由所述功率输入端IN至所述线性调节输出端VCC的第一可控低压差线性调节路径1041，以及由所述降压输出端103_O至所述线性调节输出端VCC的第二可控低压差线性调节路径1042。在一个例子中(可以参考图4示意)，所述功率输入端IN可以通过所述单向导通器件Din耦接该第一可控低压差线性调节路径1041。该低压差线性调节模块104可以被构建用于在所述降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth时，使能(或者激活)所述第二可控低压差线性调节路径1042，从而该低压差线性调节模块104经由该第二可控低压差线性调节路径1042从所述降压输出端103_O(例如从该降压输出端103_O输出的降压输出电压VB)取电，向所述线性调节输出端VCC提供经该第二可控低压差线性调节路径1042进行低压差线性降压调节后的电压(例如所述第二设定电压V2或者其它满足应用需求的设定电压)。根据本公开的一个示例性实施例，该低压差线性调节模块104还可以被构建用于在所述降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth时，使能(或者激活)所述第一可控低压差线性调节路径1041，从而该低压差线性调节模块104经由该第一可控低压差线性调节路径1041从所述功率输入端IN(例如从该功率输入端IN接收的输入信号，比如所述输入电压VIN)取电，向所述线性调节输出端VCC提供经该第一可控低压差线性调节路径1041进行低压差线性降压调节后的电压(例如所述第二设定电压V2)。在图1的例子中，该第一可控低压差线性调节路径1041和该第二可控低压差线性调节路径1042的使能(或激活)均采用“√”进行示意，该第一可控低压差线性调节路径1041和该第二可控低压差线性调节路径1042的禁能(或不激活)均采用“×”进行示意。

根据本公开的各示例性实施例提供了一种开关功率变换器100、用于用于开关功率变换器100的控制电路、以及用于开关功率变换器100或其控制电路中的电压调节单元。该电压调节单元可以包括所述开关型降压调节模块103和所述低压差线性调节模块104，通过所述开关型降压调节模块103和所述低压差线性调节模块104之间的有效配合为该开关功率变换器100或者该开关功率变换器100的控制电路中的其它电路单元或电路模块或电路元件提供正常工作所需的供电电压(例如所述第二设定电压V2)。

根据本公开的一个示例性实施例，开关功率变换器100或者说其控制电路中的电压调节单元可以进一步包括线性调节路径控制模块105，被构建用于可以控制或调节所述低压差线性调节模块104的取电路径。参考图1示意的例子，该线性调节路径控制模块105可以耦接所述开关型降压调节模块103的降压输出端103_O和所述低压差线性调节模块104，其被构建用于将所述开关型降压调节模块103的降压输出端103_O处的降压输出电压VB与所述设定的阈值电压Vth相比较，或者将表征该降压输出电压VB的采样电压/反馈电压VFB2与表征该设定的阈值电压Vth的阈值参考电压Vthref相比较，提供线性调节路径控制信号SEL。

在一个实施例中，该线性调节路径控制模块105还被构建用于在该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2低于所述阈值参考电压Vthref)时，例如通过所述线性调节路径控制信号SEL将所述第一可控低压差线性调节路径1041使能(或激活)，即使得该第一可控低压差线性调节路径1041工作或接通，从而所述低压差线性调节模块104可以经由该第一可控低压差线性调节路径1041从所述功率输入端IN(例如从该功率输入端IN接收的输入信号，比如所述输入电压VIN)取电，进行低压差线性调节后向所述线性调节输出端VCC提供该开关功率变换器100中的其它电路单元或电路模块或电路元件正常工作所需的供电电压(例如所述第二设定电压V2)。在一个实施例中，该线性调节路径控制模块105还被构建用于在该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2低于所述阈值参考电压Vthref)时，例如通过所述线性调节路径控制信号SEL将所述第二可控低压差线性调节路径1042禁能(或不激活)，即使得该第二可控低压差线性调节路径1042停止工作或者切断。因而，本领域的技术人员可以理解，该线性调节路径控制模块105可以用于在该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2低于所述阈值参考电压Vthref)时，控制所述低压差线性调节模块104由所述第二可控低压差线性调节路径1042从所述所述降压输出端103_O取电切换至由所述第一可控低压差线性调节路径1041从所述功率输入端IN取电。在这一例子中，可以将降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2低于所述阈值参考电压Vthref)的期间理解为所述第一工作期间t_SS。

在一个实施例中，该线性调节路径控制模块105还被构建用于在该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2达到所述阈值参考电压Vthref)时，例如通过所述线性调节路径控制信号SEL将所述第二可控低压差线性调节路径1042使能(或激活)，即使得该第二可控低压差线性调节路径1042工作或接通，从而所述低压差线性调节模块104可以经由该第二可控低压差线性调节路径1042从所述降压输出端103_O(例如从该降压输出端103_O输出的降压输出电压VB)取电，进行低压差线性调节后向所述线性调节输出端VCC提供该开关功率变换器100中的其它电路单元或电路模块或电路元件正常工作所需的供电电压(例如所述第二设定电压V2)。在一个实施例中，该线性调节路径控制模块105还被构建用于在该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2达到所述阈值参考电压Vthref)时，例如通过所述线性调节路径控制信号SEL将所述第一可控低压差线性调节路径1041禁能(或不激活)，即使得该第一可控低压差线性调节路径1041停止工作或者切断。因而，本领域的技术人员可以理解，该线性调节路径控制模块105可以用于在该开关型降压调节模块103的降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2达到所述阈值参考电压Vthref)时，控制所述低压差线性调节模块104由所述第一可控低压差线性调节路径1041从所述功率输入端IN取电切换至由所述第二可控低压差线性调节路径1042从所述降压输出端103_O取电。在这一例子中，可以将降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2达到所述阈值参考电压Vthref)之后的任意一段期间理解为所述第二工作期间t_SD。

根据本公开的一个实施例，所述控制单元102、所述开关型降压调节模块103、所述低压差线性调节模块104、以及所述线性调节路径控制模块105可以被集成于同一裸晶上，并被封装在一个芯片106中，用作开关功率变换器100的控制电路。根据本公开的一个实施例，所述功率级开关单元101中的一个或者多个功率开关(例如所述第一功率开关SWA和/或所述第二功率开关SWB)也可以与所述控制单元102集成于同一或者不同裸晶上或者被封装在同一芯片106中。根据本公开的一个实施例，所述开关型降压调节模块103可以单独集成于一颗裸晶上或被封装于一个芯片中，即不与所述控制单元102、所述低压差线性调节模块104、以及所述线性调节路径控制模块105集成于同一裸晶上或封装于同一芯片中。

根据本公开的一个实施例，控制单元102还可以包括用于实现保护功能的一个或多个保护电路。例如，控制单元102还可以包括限流电路1028，用于将所述电流采样信号VCS与限流阈值Ref_CC进行比较以提供限流控制信号CC。所述逻辑控制电路1025可以基于该限流控制信号CC对所述第一功率开关SWA和所述第二功率开关SWB进行控制以实现逐周期限流保护。控制单元102还可以包括使能欠压保护电路EN UVLO，用于(例如通过使能输入端)接收使能信号EN，并判断该使能信号EN是否欠压，提供控制单元使能信号102_EN、开关型降压模块使能信号103_EN1、低压差线性调节模块使能信号104_EN分别至所述逻辑控制电路1025、所述开关型降压调节模块103、所述低压差线性调节模块104。当使能欠压保护电路ENUVLO判断使能信号EN欠压时，可以通过控制单元使能信号102_EN、开关型降压模块使能信号103_EN1、低压差线性调节模块使能信号104_EN将所述逻辑控制电路1025、所述开关型降压调节模块103、所述低压差线性调节模块104禁能，当使能欠压保护电路EN UVLO判断使能信号EN未欠压时，可以通过控制单元使能信号102_EN、开关型降压模块使能信号103_EN1、低压差线性调节模块使能信号104_EN将所述逻辑控制电路1025、所述开关型降压调节模块103、所述低压差线性调节模块104使能。控制单元102还可以包括输入欠压保护电路VINUVLO、输入过压保护电路VIN OVP、输出过压保护电路Output OVP等，此处无需赘述。

根据本公开的一个实施例，控制单元102还可以包括I²C存储及编程电路1029，其可以允许用户通过SDA、SCL和ALT端口对诸如输入欠压保护电路VIN UVLO的阈值Vth_INUV、输入过压保护电路VIN OVP的阈值Vth_INOV、输出过压保护电路Output OVP的阈值Vth_OUTOV、开关功率变换器100的稳态参考信号Vref1(例如通过设置信号Ref1)、反映所述降压输出电压VB的稳态参考电压值的参考信号Vref2(例如通过设置信号Ref2)、所述限流阈值Ref_CC(例如通过设置信号CCRef)等参数进行编译设定。在一个实施例中，还可以通过该I²C存储及编程电路1029对所述开关型降压调节模块103进行使能或禁能设置。例如，该I²C存储及编程电路1029可以提供使能信号103_EN2至该开关型降压调节模块103以对其进行使能或禁能。在一个应用例子中，用户可以选择在将该开关型降压调节模块103禁能时，将其它合适的电压，例如开关功率变换器100(或者200)的输出电压Vo耦接至所述降压输出端103_O，图1和图2中采用虚线路径连向103_O对这一应用情景进行示意。此时，可不配置所述储能单元107。

图3示出了根据本公开一个示例性实施例的低压差线性调节模块300的电路架构示意图。该低压差线性调节模块300可以被应用作为图1中的低压差线性调节模块104使用。该低压差线性调节模块300可以包括第一低压差线性调节器201、第二低压差线性调节器301、第一可控开关202和第二可控开关203。在这一示例性实施例中可以认为所述第一可控低压差线性调节路径1041包括所述第一可控开关202和所述第一低压差线性调节器201，所述第二可控低压差线性调节路径1042包括所述第二可控开关203和该第二低压差线性调节器301。

该第一低压差线性调节器201可以用于将其第一输入端S1处的电压基于其第二输入端处接收的第一基准电压Vref_1进行线性降压调节以在其输出端D1提供所述第二设定电压V2。该第一基准电压Vref_1可以是表征所述第二设定电压V2的恒定参考电压值。本领域的技术人员应该理解该第一低压差线性调节器201可以采用任何本领域已知的低压差线性调节电路来实现，本申请对此不做限定。图3的例子中示意出了一种该第一低压差线性调节器201的示例性实现电路，可以通过调节第一调节晶体管2011工作于线性区(可变电阻区)而实现线性降压调节。在图3的例子中，该第一低压差线性调节器201示意为还包括第二运算放大器2012，用于将表征该第一低压差线性调节器201的输出端D1处的电压的采样电压/反馈电压VFD1与所述第一基准电压Vref_1进行运算，以提供第二运算放大输出信号VE2。在图3的例子中，示意为通过串联耦接的电阻2013和电阻2014对该第一低压差线性调节器201的输出端D1处的电压进行采样以提供所述采样电压/反馈电压VFD1。所述第二运算放大输出信号VE2用于耦接至所述第一调节晶体管2011的控制端G1，以通过调节该第一调节晶体管2011工作于线性区(可变电阻区)实现将该第一低压差线性调节器201的输出端D1处的电压调节至所述第二设定电压V2。

在图3的示例性实施例中，该第一可控开关202可以耦接于所述功率输入端IN和该第一低压差线性调节器201的第一输入端S1之间，其控制端G2可以耦接于所述线性调节路径控制模块105用于接收例如所述线性调节路径控制信号SEL。该第一可控开关202可以用于在所述降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2低于所述阈值参考电压Vthref)时导通，例如可以通过所述线性调节路径控制信号SEL控制该第一可控开关202导通，从而使所述功率输入端IN至该第一低压差线性调节器201具有电气连通路径，将所述功率输入端IN处的输入信号(例如所述输入电压Vin或者所述输出电压Vo)传输至该第一低压差线性调节器201的第一输入端S1，经该第一低压差线性调节器201进行线性降压调节后提供所述第二设定电压V2。此时或此种情况下，就这一示例性实施例而言可以理解为所述第一可控低压差线性调节路径1041被使能(或激活)。该第一可控开关202还可以用于在所述降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2达到所述阈值参考电压Vthref)时关断，例如可以通过所述线性调节路径控制信号SEL控制该第一可控开关202关断，从而将所述功率输入端IN至该第一低压差线性调节器201的电气连通路径切断，阻断所述功率输入端IN处的输入信号(例如所述输入电压Vin或者所述输出电压Vo)至该第一低压差线性调节器201的传输。此时或此种情况下，就这一示例性实施例而言可以理解为所述第一可控低压差线性调节路径1041被禁能(或不激活)。

该第二低压差线性调节器301可以用于将其第一输入端S4处的电压基于其第二输入端处接收的第二基准电压Vref_2进行线性降压调节以在其输出端D4提供第三设定电压V3。该第二基准电压Vref_2可以是表征所述第三设定电压V3的恒定参考电压值。在一个实施例中，所述第三设定电压V3大于等于所述第二设定电压V2，则所述第二基准电压Vref_2大于等于所述第一基准电压Vref_1。比如，在一个例子中，所述第二设定电压V2可以设置为3.3V，所述第三设定电压V3可以设置为3.6V。本领域的技术人员应该理解，此处仅为举例以帮助理解，本申请并不用于对该第二设定电压V2和该第三设定电压V3的具体数值进行具体限定。该第二低压差线性调节器301可以采用任何本领域已知的低压差线性调节电路来实现，本申请对此也不做限定。图3的例子中示意出了一种该第二低压差线性调节器301的示例性实现电路，可以通过调节第二调节晶体管3011工作于线性区(可变电阻区)而实现线性降压调节。在图3的例子中，该第二低压差线性调节器301示意为还包括第三运算放大器3012，用于将表征该第二低压差线性调节器301的输出端D4处的电压的采样电压/反馈电压VFD4与所述第二基准电压Vref_2进行运算，以提供第三运算放大输出信号VE3。在图3的例子中，示意为通过串联耦接的电阻3013和电阻3014对该第二低压差线性调节器301的输出端D4处的电压进行采样以提供所述采样电压/反馈电压VFD4。该第三运算放大输出信号VE3用于耦接至所述第二调节晶体管3011的控制端G4，以通过调节该第二调节晶体管3011工作于线性区(可变电阻区)实现将该第二低压差线性调节器301的输出端D4处的电压调节至所述第三设定电压V3。

继续图3的示例性实施例，所述第二可控开关203可以耦接于所述开关型降压调节模块103的降压输出端103_O和该第二低压差线性调节器301的第一输入端S4之间，其控制端G3可以耦接于所述线性调节路径控制模块105用于接收例如所述线性调节路径控制信号SEL(比如可以通过一个反相器接收该线性调节路径控制信号SEL，从而该第二可控开关203的控制端G3可以理解为受该线性调节路径控制信号SEL的反相信号/SEL控制)。该第二可控开关203可以用于在所述降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2达到所述阈值参考电压Vthref)时导通，例如可以通过所述线性调节路径控制信号SEL控制该第二可控开关203导通，从而使所述降压输出端103_O至该第二低压差线性调节器301具有电气连通路径，将所述降压输出端103_O处的降压输出信号VB传输至该第二低压差线性调节器301的第一输入端S4，经该第二低压差线性调节器301进行线性降压调节后提供所述第三设定电压V3。此时或此种情况下，就这一示例性实施例而言可以理解为所述第二可控低压差线性调节路径1042被使能(或激活)。该第二可控开关203还可以用于在所述降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2低于所述阈值参考电压Vthref)时关断，例如可以通过所述线性调节路径控制信号SEL控制该第二可控开关203关断，从而将所述降压输出端103_O至该第二低压差线性调节器301的电气连通路径切断，阻断所述降压输出信号VB至该第二低压差线性调节器301的传输。此时或此种情况下，就这一示例性实施例而言可以理解为所述第二可控低压差线性调节路径1042被禁能(或不激活)。

在一个实施例中所述第一调节晶体管2011、所述第二调节晶体管3011、所述第一可控开关202和所述第二可控开关203均可以包括可控晶体管。例如，在图3的例子中示意为该第一调节晶体管2011、该第二调节晶体管3011、该第一可控开关202和该第二可控开关203各自均包括P沟道MOSFET，并且分别具有体二极管BD1、BD4、BD2和BD3。该第一调节晶体管2011的源极和漏极分别耦接至该第一低压差线性调节器201的所述第一输入端S1和所述输出端D1。该第一可控开关202的源极S2和漏极D2分别耦接至该第一低压差线性调节器201的所述第一输入端S1和所述功率输入端IN。该第二调节晶体管3011的源极和漏极分别耦接至该第二低压差线性调节器301的所述第一输入端S4和所述输出端D4。该第二可控开关203的源极S3和漏极D3分别耦接至该第二低压差线性调节器301的所述第一输入端S4和所述降压输出端103_O。该第一调节晶体管2011的体二极管BD1与该第一可控开关202的体二极管BD2形成背靠背的连接方式，这样可以有助于避免由所述输出端D1或者说所述线性调节输出端VCC向所述功率输入端IN的电流反灌。该第二调节晶体管3011的体二极管BD4与该第二可控开关203的体二极管BD3也形成背靠背的连接方式，这样可以有助于避免由所述降压输出端103_O向所述功率输入端IN的电流反灌、以及避免所述线性调节输出端VCC向所述降压输出端103_O的电流反灌。

图4示出了根据本公开又一个示例性实施例的低压差线性调节模块400的电路架构示意图。该低压差线性调节模块400也可以被应用作为图1中的低压差线性调节模块104使用。该低压差线性调节模块400可以看作是基于图3实施例的低压差线性调节模块300的变型，其与低压差线性调节模块300的不同在于省略了所述第一可控开关202。与此同时，可以通过所述线性调节路径控制信号SEL控制所述第二运算放大器2012的使能或禁能来控制所述第一低压差线性调节器201的使能或禁能。在这一示例性实施例中可以认为所述第一可控低压差线性调节路径1041包括所述第一低压差线性调节器201，所述第二可控低压差线性调节路径1042包括所述第二可控开关203和所述第二低压差线性调节器301。在一个例子中，如图4示意，所述功率输入端IN可以通过所述单向导通器件Din耦接该第一可控低压差线性调节路径1041。

在图4的例子中，若所述降压输出电压VB低于所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2低于所述阈值参考电压Vthref)，例如可以通过所述线性调节路径控制信号SEL控制该第二运算放大器2012使能，从而使该第一低压差线性调节器201使能，将所述功率输入端IN处的输入信号(例如所述输入电压Vin或者所述输出电压Vo)进行线性降压调节后提供所述第二设定电压V2。此时或此种情况下，就这一示例性实施例而言可以理解为所述第一可控低压差线性调节路径1041被使能(或激活)。若所述降压输出电压VB达到所述设定的阈值电压Vth(或者在所述采样电压/反馈电压VFB2达到所述阈值参考电压Vthref)，例如可以通过所述线性调节路径控制信号SEL控制该第二运算放大器2012禁能，从而使该第一低压差线性调节器201禁能，阻断所述功率输入端IN处的输入信号(例如所述输入电压Vin或者所述输出电压Vo)至该第一低压差线性调节器201的传输。此时或此种情况下，就这一示例性实施例而言可以理解为所述第一可控低压差线性调节路径1041被禁能(或不激活)。图4例子中，所述第二可控低压差线性调节路径1042的工作方式和工作原理与图3例子中的一致，此处不再赘述。

本领域的技术人员应该理解，以上参考图3至图4列举了几种低压差线性调节模块的具体实现方式，其均可以被应用作为图1中的低压差线性调节模块104使用，诸如这样的各种变型实施方式并不能被一一穷举，但均不超出本申请的保护范围。

根据本公开各实施例及其变形实施方式的开关功率变换器(例如开关功率变换器100)、用于开关功率变换器的控制电路(例如控制电路或控制芯片106)、用于开关功率变换器的电压调节单元的有益效果不应该被认为仅仅局限于以上所述的。根据本公开各实施例的这些及其它有益效果可以通过阅读本公开的详细说明及研究各实施例的附图被更好地理解。

上述本公开的说明书和实施方式仅仅以示例性的方式对本公开实施例的开关功率变换器(例如开关功率变换器100)、用于开关功率变换器的控制电路(例如控制电路或控制芯片106)、用于开关功率变换器的电压调节单元进行了说明，并不用于限定本公开的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其他可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本公开所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本公开的精神和保护范围。

Claims (54)

1.一种用于开关功率变换器的控制电路，包括：

功率输入端，用于接收输入信号；

开关型降压调节模块，具有降压调节输入端和降压输出端，其降压调节输入端耦接至所述功率输入端，其被构建用于在其降压输出端提供降压输出电压；和

低压差线性调节模块，耦接至所述功率输入端和所述降压输出端，被构建用于在第一工作期间由所述功率输入端供电，并且在第二工作期间由所述降压输出电压供电。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述降压输出电压的稳态参考电压值为第一设定电压。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其中，所述低压差线性调节模块进一步被构建用于在线性调节输出端提供或者产生第二设定电压，且该第二设定电压低于所述第一设定电压。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述开关功率变换器被构建用于支持提供第一最大输出功率，该开关型降压调节模块被构建用于支持提供第二最大输出功率，且该第一最大输出功率大于该第二最大输出功率。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第一工作期间指所述开关型降压调节模块的降压输出电压由参考地电势上升至设定的阈值电压所需的时间，所述第二工作期间指所述第一工作期间结束之后的任意一段工作期间。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其中，所述降压输出电压的稳态参考电压值为第一设定电压，所述低压差线性调节模块进一步被构建用于提供或者产生第二设定电压，所述设定的阈值电压设置为高于所述第二设定电压且不高于所述第一设定电压。

7.根据权利要求5所述的控制电路，其中，所述低压差线性调节模块进一步被构建用于提供或者产生第二设定电压，该设定的阈值电压设置为比所述第二设定电压高出设定的电压幅值。

8.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第一工作期间指该开关功率变换器的启动期间，所述第二工作期间指所述第一工作期间结束之后的任意一段工作期间。

9.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述开关型降压调节模块包括：

耦接于其降压调节输入端和参考地之间的至少一个降压开关；和

降压开关控制电路，被构建用于控制所述至少一个降压开关进行导通和关断切换。

10.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述低压差线性调节模块包括：

由所述功率输入端至线性调节输出端的第一可控低压差线性调节路径，其配置为使能和禁能可控；以及

由所述降压输出端至所述线性调节输出端的第二可控低压差线性调节路径，其配置为使能和禁能可控。

11.根据权利要求10所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压低于设定的阈值电压时，使能所述第一可控低压差线性调节路径，从而该低压差线性调节模块经由该第一可控低压差线性调节路径从所述功率输入端取电。

12.根据权利要求11所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压低于该设定的阈值电压时，禁能所述第二可控低压差线性调节路径。

13.根据权利要求10所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压达到设定的阈值电压时，使能所述第二可控低压差线性调节路径，从而该低压差线性调节模块经由该第二可控低压差线性调节路径从所述降压输出端取电。

14.根据权利要求13所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时，禁能所述第一可控低压差线性调节路径。

15.根据权利要求1所述的控制电路，进一步包括：

线性调节路径控制模块，耦接所述降压输出端和所述低压差线性调节模块，被构建用于控制或调节所述低压差线性调节模块的取电路径，在所述第一工作期间使所述低压差线性调节模块从所述功率输入端取电，在所述第二工作期间使所述低压差线性调节模块从所述降压输出端取电。

16.根据权利要求15所述的控制电路，其中：

该线性调节路径控制模块进一步被构建用于将所述降压输出电压与设定的阈值电压相比较，或者将表征该降压输出电压的采样电压/反馈电压与表征该设定的阈值电压的阈值参考电压相比较，提供线性调节路径控制信号以控制或调节所述低压差线性调节模块的取电路径。

17.根据权利要求16所述的控制电路，其中：

该线性调节路径控制模块进一步被构建用于在所述降压输出电压低于所述设定的阈值电压时，将所述低压差线性调节模块中的第一可控低压差线性调节路径使能，从而使该低压差线性调节模块经由该第一可控低压差线性调节路径从所述功率输入端取电。

18.根据权利要求16所述的控制电路，其中：

该线性调节路径控制模块进一步被构建用于在所述降压输出电压达到所述设定的阈值电压时，将所述低压差线性调节模块中的第二可控低压差线性调节路径使能，从而使所述低压差线性调节模块经由该第二可控低压差线性调节路径从所述降压输出端取电。

19.根据权利要求10或17所述的控制电路，其中，所述第一可控低压差线性调节路径包括：

第一低压差线性调节器，用于将该第一低压差线性调节器的第一输入端处的电压基于其第二输入端处接收的第一基准电压进行线性降压调节以在其输出端提供第二设定电压；若所述降压输出电压低于设定的阈值电压，通过线性调节路径控制信号使该第一低压差线性调节器使能，若所述降压输出电压达到所述设定的阈值电压，通过所述线性调节路径控制信号使该第一低压差线性调节器禁能。

20.根据权利要求19所述的控制电路，其中，所述第一可控低压差线性调节路径进一步包括：

第一可控开关，耦接于所述功率输入端和该第一低压差线性调节器的第一输入端之间，其控制端用于接收所述线性调节路径控制信号，该第一可控开关用于在所述降压输出电压低于设定的阈值电压时导通，该线性调节路径控制信号不再对该第一低压差线性调节器进行使能和禁能控制。

21.根据权利要求10或18所述的控制电路，其中，所述第二可控低压差线性调节路径包括：

第二低压差线性调节器，用于将该第二低压差线性调节器的第一输入端处的电压基于其第二输入端处接收的第二基准电压进行线性降压调节以在其输出端提供第三设定电压；以及

第二可控开关，耦接于所述降压输出端和该第二低压差线性调节器的第一输入端之间，其控制端用于接收所述线性调节路径控制信号，该第二可控开关用于在所述降压输出电压达到所述设定的阈值电压时导通。

22.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述开关型降压调节模块和所述低压差线性调节模块被集成于同一裸晶上。

23.根据权利要求1所述的控制电路，进一步包括：

控制单元，被构建用于对该开关功率变换器的至少一个功率开关进行导通和关断切换控制，以调整由该功率输入端传输至功率输出端的电能/功率。

24.根据权利要求23所述的控制电路，其中该控制单元包括I²C存储及编程电路，所述开关型降压调节模块进一步被构建用于允许通过该I²C存储及编程电路对其进行使能或禁能设置。

25.根据权利要求1所述的控制电路，其中，通过单向导通器件将所述功率输入端耦接至所述低压差线性调节模块，该单向导通器件配置为仅在所述功率输入端向所述低压差线性调节模块输入的方向上导通。

26.一种用于开关功率变换器的控制电路，包括：

功率输入端，用于接收输入信号；

开关型降压调节模块，具有降压调节输入端和降压输出端，其降压调节输入端耦接至所述功率输入端，被构建用于在所述降压输出端提供降压输出电压；和

低压差线性调节模块，耦接至所述功率输入端和所述降压输出端，其被构建用于在所述降压输出电压低于设定的阈值电压时从所述功率输入端取电，并在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时从所述降压输出端取电。

27.根据权利要求26所述的控制电路，其中，所述降压输出电压的稳态参考电压值为第一设定电压。

28.根据权利要求27所述的控制电路，其中，所述低压差线性调节模块进一步被构建用于在线性调节输出端提供或者产生第二设定电压，且该第二设定电压低于所述第一设定电压。

29.根据权利要求28所述的控制电路，其中，所述设定的阈值电压设置为高于所述第二设定电压且不高于所述第一设定电压。

30.根据权利要求26所述的控制电路，其中，所述低压差线性调节模块进一步被构建用于在线性调节输出端提供或者产生第二设定电压，该设定的阈值电压设置为比所述第二设定电压高出设定的电压幅值。

31.根据权利要求26所述的控制电路，其中，所述开关型降压调节模块包括：

耦接于其降压调节输入端和参考地之间的至少一个降压开关；和

降压开关控制电路，被构建用于控制所述至少一个降压开关进行导通和关断切换。

32.根据权利要求26所述的控制电路，其中，所述低压差线性调节模块包括：

由所述功率输入端至线性调节输出端的第一可控低压差线性调节路径，其配置为使能和禁能可控；以及

由所述降压输出端至所述线性调节输出端的第二可控低压差线性调节路径，其配置为使能和禁能可控。

33.根据权利要求32所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压低于该设定的阈值电压时，使能所述第一可控低压差线性调节路径。

34.根据权利要求32所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压低于该设定的阈值电压时，禁能所述第二可控低压差线性调节路径。

35.根据权利要求32所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时，使能所述第二可控低压差线性调节路径。

36.根据权利要求35所述的控制电路，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时，禁能所述第一可控低压差线性调节路径。

37.根据权利要求26所述的控制电路，进一步包括：

线性调节路径控制模块，耦接所述降压输出端和所述低压差线性调节模块，被构建用于将所述降压输出电压与设定的阈值电压相比较，或者将表征该降压输出电压的采样电压/反馈电压与表征该设定的阈值电压的阈值参考电压相比较，提供线性调节路径控制信号以控制或调节所述低压差线性调节模块的取电路径。

38.根据权利要求26所述的控制电路，进一步包括：

控制单元，被构建用于对该开关功率变换器的至少一个功率开关进行导通和关断切换控制，以调整由该功率输入端传输至功率输出端的电能/功率。

39.根据权利要求38所述的控制电路，其中该控制单元包括I²C存储及编程电路，所述开关型降压调节模块进一步被构建用于允许通过该I²C存储及编程电路对其进行使能或禁能设置。

40.根据权利要求26所述的控制电路，其中，通过单向导通器件将所述功率输入端耦接至所述低压差线性调节模块，该单向导通器件配置为仅在所述功率输入端向所述低压差线性调节模块输入的方向上导通。

41.一种用于开关功率变换器中的电压调节单元，包括：

第一端；

第二端；

开关型降压调节模块，耦接于所述第一端和所述第二端之间，被构建用于将所述第一端处的电压调节为所述第二端处的降压输出电压；和

低压差线性调节模块，被构建用于在所述降压输出电压低于设定的阈值电压时从所述第一端取电，并在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时从所述第二端取电。

42.根据权利要求41所述的电压调节单元，其中，所述降压输出电压的稳态参考电压值为第一设定电压。

43.根据权利要求42所述的电压调节单元，进一步包括第三端，其中，所述低压差线性调节模块进一步被构建用于在该第三端提供或者产生第二设定电压，且该第二设定电压低于所述第一设定电压。

44.根据权利要求43所述的电压调节单元，其中，所述设定的阈值电压设置为高于所述第二设定电压且不高于所述第一设定电压。

45.根据权利要求41所述的电压调节单元，进一步包括第三端，其中，所述低压差线性调节模块进一步被构建用于在该第三端提供或者产生第二设定电压，该设定的阈值电压设置为比所述第二设定电压高出设定的电压幅值。

46.根据权利要求41所述的电压调节单元，其中，所述开关型降压调节模块包括：

耦接于所述第一端和参考地之间的至少一个降压开关；和

降压开关控制电路，被构建用于控制所述至少一个降压开关进行导通和关断切换。

47.根据权利要求41所述的电压调节单元，进一步包括第三端，其中，所述低压差线性调节模块包括：

由所述第一端至所述第三端的第一可控低压差线性调节路径，其配置为使能和禁能可控；以及

由所述第二端至所述第三端的第二可控低压差线性调节路径，其配置为使能和禁能可控。

48.根据权利要求47所述的电压调节单元，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压低于该设定的阈值电压时，使能所述第一可控低压差线性调节路径。

49.根据权利要求48所述的电压调节单元，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压低于该设定的阈值电压时，禁能所述第二可控低压差线性调节路径。

50.根据权利要求47所述的电压调节单元，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时，使能所述第二可控低压差线性调节路径。

51.根据权利要求50所述的电压调节单元，其中，该低压差线性调节模块还被构建用于在所述降压输出电压达到该设定的阈值电压时，禁能所述第一可控低压差线性调节路径。

52.根据权利要求41所述的电压调节单元，进一步包括：

线性调节路径控制模块，耦接所述第二端和所述低压差线性调节模块，被构建用于将所述降压输出电压与该设定的阈值电压相比较，或者将表征该降压输出电压的采样电压/反馈电压与表征该设定的阈值电压的阈值参考电压相比较，提供线性调节路径控制信号以控制或调节所述低压差线性调节模块的取电路径。

53.根据权利要求41所述的电压调节单元，其中所述开关型降压调节模块进一步被构建用于允许通过所述开关功率变换器中的I²C存储及编程电路对其进行使能或禁能设置。

54.根据权利要求41所述的电压调节单元，其中，通过单向导通器件将所述第一端耦接至所述低压差线性调节模块，该单向导通器件配置为仅在所述第一端向所述低压差线性调节模块输入的方向上导通。

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