CN116885947B - 开关电源及其控制电路和芯片、设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开关电源及其控制电路和芯片、设备，其中，驱动模块用于响应一个开启信号而驱动该上管开启且该下管关断，响应一个关断信号而驱动该上管关断且该下管开启；计时模块用于进行一个固定时间的计时并在计时结束时产生一个计结信号；比较模块用于从开关电源采集电源信号并判断是否大于一个对比信号，若是则产生一个预关断信号；控制模块用于在先接收到预关断信号时，向驱动模块发出该关断信号；在先接收到计结信号时，等待接收到预关断信号后，才向该驱动模块发出关断信号。实现了占空比的调整，提高开关电源输出电压，实现开关电源较宽输出电压范围，由此满足各种场景下的电压需求，实现了自适应调整占空比。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种开关电源及其控制电路和芯片、设备。
背景技术
电子设备通常由开关电源来提供电源，开关电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，一般由上管、下管、电感与电容构成，通过控制上管与下管的导通时间，来维持稳定的输出电压。
降压型DC-DC变换器为一种直流电压到直流电压的转换器，输出电压由输入电压、上管导通时间以及下管导通时间确定。具体地，输出电压Vout=Vin*Ton/(Ton+Toff)，其中，Vin为输入电压，Ton为上管导通时间，Toff为下管导通时间。
在固定开关频率DC-DC中，Ton+Toff=Tsw为一固定值。因此Vout/Vin也可以表示为Vout/Vin=(Tsw-Toff)/Tsw。当输出电压Vout接近输入电压Vin时，需要减小Toff的时间。而Toff一般受死区时间，驱动控制延迟影响，很难做的很小。并且在上管为NMOS的DC-DC中，toff时间内还需要完成对BOOT电容进行充电，因而减小Toff更加困难。
在峰值电流模脉宽调制的DC-DC变换器中，通常通过RS触发器来进行开关控制，每个周期开始，RS触发器置位，先开启上管，此时电感电流增加，电感电流采样电压等比例增加；当第二比较器输出翻高时，RS触发器复位，此时，上管关断，下管开启，进入续流阶段；当斜坡电压增加到一定参考电压后，将RS触发器重新置位。现有技术中，通常有两种方式来实现这一控制过程：
第一种，通过检测输入电压Vin，当Vin小于某个值时，增大Tsw来增大占空比。Vout/Vin=（Tsw-Toff）/ Tsw，在固定的Toff下，增加Tsw可以增大Vout/Vin。这种方式的弊端在于，需要将输入电压值与一阈值相比较，以判断是否增加Tsw。如果输入电压比较阈值上下存在比较大的波动，会存在在两种频率之间来回切换，增大了输出电压的纹波；一般只能存在两种频率切换，如果增加多种频率，则对输入电压的检测必须精度非常高。来回切换现象会更加严重。只存在两种频率可能并不能将占空比增加到一个更大的值。
第二种，通过在输入和输出电压增加一额外开关管。当输入电压与输出目标电压比较接近时，打开这个额外的管子。让输入电压不经过电感直通到输出电压，也就是Vout/Vin趋近于1。这种方式的弊端在于，需要增加一个额外的功率管，增加了芯片面积的开销。同时该管子的导通控制电路也增加了电路的复杂度。
因此，如何减小开关电源控制芯片面积开销的同时，自适应调整占空比成为亟待解决的技术问题。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种开关电源及其控制电路和芯片、设备，以减小开关电源控制芯片面积开销的同时，自适应调整占空比。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例公开了一种开关电源控制电路，用于控制该开关电源的上管及下管导通的导通与关闭，以对外提供输出电源；包括：驱动模块、计时模块、比较模块和控制模块，其中：
驱动模块用于响应一个开启信号而驱动该上管开启且该下管关断，响应一个关断信号而驱动该上管关断且该下管开启；
计时模块用于进行一个固定时间的计时并在计时结束时产生一个计结信号；
比较模块用于从开关电源采集电源信号并判断是否大于一个对比信号，若是则产生一个预关断信号；
控制模块连接至驱动模块、计时模块及比较模块，用于判断先接收到该计结信号还是预关断信号，并在先接收到预关断信号时，向驱动模块发出该关断信号；在先接收到计结信号时，等待接收到预关断信号后，才向该驱动模块发出关断信号。
第二方面，本发明实施例公开了一种用于开关电源的芯片，其上集成有集成电路，集成电路包括上述第一方面公开的开关电源控制电路。
第三方面，本发明实施例公开了一种开关电源，包括上述第一方面公开的开关电源控制电路，或者上述第二方面公开的芯片。
第四方面，本发明实施例公开了一种电子设备，包括上述第三方面公开的开关电源。
依据本发明实施例公开的一种开关电源及其控制电路和芯片、设备，驱动模块用于响应一个开启信号而驱动该上管开启且该下管关断，响应一个关断信号而驱动该上管关断且该下管开启；计时模块用于进行一个固定时间的计时并在计时结束时产生一个计结信号；比较模块用于从开关电源采集电源信号并判断是否大于一个对比信号，若是则产生一个预关断信号；控制模块用于判断先接收到该计结信号还是预关断信号，并在先接收到预关断信号时，向驱动模块发出该关断信号；在先接收到计结信号时，等待接收到预关断信号后，才向该驱动模块发出关断信号。可见，上管的导通时长会被延长，而上管关断的时长维持固定，从而实现了占空比的调整，提高开关电源输出电压，实现开关电源较宽输出电压范围，由此满足各种场景下的电压需求，实现了自适应调整占空比。
此外，需要说明的是，相比于根据输入电压判断是否需要进行降频，依据脉冲宽度调制信号的占空比判断是否需要进行降频不受输入电压波动的影响，更为稳定，一方面不会受输入电压波动的影响产生频率的来回切换，避免增加输出电压的纹波；另一方面在整个控制过程中不需要使用功率管，因此控制电路发热较小，可以集成在较小面积的芯片中，减小开关电源控制芯片的面积。
本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
以下将参照附图对本发明实施例进行描述。图中：
图1为本实施例公开的一种开关电源控制电路原理示意图；
图2为本实施例公开的上升沿延迟单元波形延迟示意图；
图3为本实施例公开的一种开关电源控制时序示意图；
图4为本实施例公开的另一种开关电源控制时序示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
为了减小开关电源控制芯片面积开销的同时，自适应调整占空比，本实施例公开了一种开关电源控制电路，请参考图1，图1为本实施例公开的一种开关电源控制电路原理示意图，该开关电源控制电路用于控制该开关电源的上管Q1及下管Q2的导通与关闭，以对外提供输出电源；该开关电源控制电路包括：驱动模块1、计时模块2、比较模块3和控制模块4，其中：
驱动模块1用于响应一个开启信号而驱动该上管Q1开启且该下管Q2关断，响应一个关断信号而驱动该上管Q1关断且该下管Q2开启。具体地，每个开关周期开始，先开启上管Q1、关断下管Q2，电感电流增加；当电感电流上升到一定阈值时，关断上管Q1、开启下管Q2，进入续流阶段。由此通过控制上管Q1及下管Q2的导通与关闭来提供稳定的输出电源。
计时模块2用于进行一个固定时间的计时并在计时结束时产生一个计结信号timeout。本实施例中，计时模块2用于对开关电源的开关周期进行计时，在具体实施例中，可以通过对电容进行充放电来实现固定时间的计时，例如，电容完成一次充放电所经历的时长为一个开关周期。需要说明的是，与现有技术的区别在于，一般而言，在计时模块2产生一个计结信号timeout时，表征了要开始下一个周期，而本实施例中，需要同时满足两个条件（计结信号timeout和比较模块3的预关断信号）才表征一个开关周期的结束，具体见下文。
比较模块3用于从开关电源采集电源信号并判断是否大于一个对比信号Vea，若是则产生一个预关断信号。本实施例中，通过采集开关电源的电源信号，并将电源信号与对比信号Vea进行比较，可以获知开关电源当前输输出电源是否满足预期，例如电压是否偏大或偏小。在具体实施例中，采集的电源信号可以是电压信号，也可以是电流信号。
控制模块4连接至驱动模块1、计时模块2及比较模块3，用于判断先接收到该计结信号还是预关断信号，并在先接收到预关断信号时，向驱动模块1发出该关断信号；在先接收到计结信号timeout时，等待接收到预关断信号后，才向该驱动模块1发出关断信号。在具体实施例中，当比较模块3判断出采集电源信号大于对比信号Vea时，说明开关电源输出能量足够大，此时，可以关断上管Q1且开启下管Q2；而在比较模块3没有判断出采集电源信号大于对比信号Vea时，说明开关电源输出能量还不够大，电感需要更大的峰值电流，将更多的能量从开关电源的输入端转移到输出端，此时，即便接收到了计结信号timeout，也不会关断上管Q1，而是等待比较模块3产生的预关断信号才关断上管Q1，可见，上管的导通时长会被延长，而上管关断的时长维持固定，从而实现了占空比的调整，提高开关电源输出电压，实现开关电源较宽输出电压范围，由此满足各种场景下的电压需求，实现了自适应调整占空比。
为了保证上管Q1有足够的关断时间，在可选的实施例中，控制模块4在发出关断信号后，进行不低于一个最小预设时长的延时后，才向驱动模块1发出开启信号。本实施例中，通过对关断信号进行延时，可以延迟关断上管Q1，也就是，在关断信号到来时不会立即关断上管Q1，从而能够保证上管Q1的关断状态维持固定时长，这个延迟就确定了固定的关断时长，由此，通过改变上管Q1的导通时长，可以改变开关电源的占空比。
在具体实施例中，请参考图1，控制模块4包括：RS触发器41，RS触发器41的复位端R连接至比较模块3的输出端，RS触发器41的输出端Q用于提供开启信号或关断信号，RS触发器41的输出反相端QB用于输出与输出端Q反相的信号以用于置位RS触发器41；当RS触发器41的复位端R接收到比较模块3输出的高电平的预关断信号时，RS触发器41的输出端Q输出低电平的关断信号，以关断上管Q1导通下管Q2。具体地，RS触发器41具有复位端R和置位端S，当复位端R接收到高电平时，RS触发器41被复位，此时，输出端Q输出低电平，输出反相端QB输出高电平；当置位端S接收到高电平时，RS触发器41被置位，此时，输出端Q输出高电平，输出反相端QB输出低电平；本实施例中，将RS触发器41的输出端Q连接至驱动模块1，可以向驱动模块1提供高低电平的pwm信号，由此来使驱动模块1驱动上管Q1及下管Q2的导通与关闭。
请参考图1，在具体实施例中，控制模块4还包括：上升沿延迟单元42，其输入端连接至RS触发器41的输出反相端QB，用于对输出反相端QB输出的高电平进行最小预设时长的延迟并输出。本实施例中，当复位端R接收到高电平时，RS触发器41输出反相端QB输出高电平，此时，不会立即将上管Q1关断，而是会对输出反相端QB输出的高电平进行最小预设时长的延迟之后，才会输出该高电平，也就是，当RS触发器41被复位后，再经过一段延迟时长才关断上管Q1。在具体实施例中，上升沿延迟单元42可以通过电阻、电容以及一些逻辑器件来实现。具体地，请参见图2，图2为本实施例公开的上升沿延迟单元波形延迟示意图，在输出反相端QB输出的高电平的上升沿到来时，通过逻辑运算，可以将该上升沿进行一定时长的延迟（如延迟时长为toff_min）后再输出高电平。本实施例中，通过上升沿延迟单元42可以提供最小预设时长的延迟，而具体的延迟时长可以通过电阻、电容以及一些逻辑器件的参数来设计确定，在此不再赘述。
请参考图1，在具体实施例中，控制模块4还包括：逻辑与门43，逻辑与门43的两个输入端分别连接至计时模块2的输出端和上升沿延迟单元42的输出端；当计时模块2输出高电平的计结信号timeout且上升沿延迟单元42进行延时后输出高电平信号时，逻辑与门43输出置位信号pwm_set，以置位RS触发器41，从而向驱动模块1发出开启信号。本实施例中，通过逻辑与门43来对计结信号timeout以及延时后的高电平信号进行逻辑与运算，使得RS触发器41并不会仅依据计时模块2输出的计结信号timeout来进行置位，而是在同时满足计结信号timeout和输出反相端QB输出的高电平被延迟一定时长后才会置位RS触发器41，由此来导通上管Q1，从而保证上管Q1有最小的关断时长toff。
请参考图1，在具体实施例中，计时模块2通过比较斜坡信号Vslope与参考电压Vref-的大小关系进行计时；计时模块2包括用于产生斜坡信号Vslope的生成单元，生成单元响应一个动作信号而开始产生该斜坡信号Vslope，响应于置位信号pwm_set而将斜坡信号Vslope清零；其中，该控制模块4发出开启信号的同时向该计时模块2发出该动作信号。具体地，请参考图3，图3为本实施例公开的一种开关电源控制时序示意图，斜坡信号Vslope为周期性信号，可以通过电流源来产生，在一个开关周期开始时，斜坡信号Vslope逐渐上升，在置位信号pwm_set到来时，斜坡信号Vslope被清零，斜坡信号Vslope从上升到被清零表征一个开关周期。在具体实施过程中，对于有逻辑与门的实施例中，动作信号可以是逻辑与门输出的低电平，逻辑与门输出为高电平时将斜坡信号Vslope清零。
请参考图1，在具体实施例中，生成单元包括电流源Itime、计时电容C1和开关晶体管M1；计时电容C1连接在电流源Itime和地之间，电流源Itime用于向计时电容C1提供充电电源，以使计时电容C1的高电位端的电位上升产生斜坡信号Vslope；开关晶体管M1的第一极和第二极分别连接至计时电容C1的高电位端和接地端，开关晶体管M1的控制极连接至逻辑与门43输出端；开关晶体管M1响应其控制极接收到置位信号pwm_set而导通开关晶体管M1的第一极和第二极，以对计时电容C1放电而将斜坡信号Vslope清零；开关晶体管M1响应其控制极接收到动作信号而断开开关晶体管M1的第一极和第二极，以对计时电容C1充电而开始产生斜坡信号Vslope。具体地，请参考图1和图3，当逻辑与门43输出低电平时，开关晶体管M1的第一极和第二极会被断开，此时，随着电流源Itime对计时电容C1充电，计时电容C1的高电位端的电位会逐渐上升，从而产生斜坡信号Vslope；当计时模块2输出的计结信号timeout到来，且上升沿延迟单元42输出最小预设时长的延迟信号en_timeout时，逻辑与门43会输出高电平pwm_set，开关晶体管M1的第一极和第二极会被导通，此时，计时电容C1会通过导通的开关晶体管M1进行放电，计时电容C1的高电位端的会下降，从而将斜坡信号Vslope清零，由此开启下一个开关周期的计时。
在可选的实施例中，计时模块2用于产生斜坡信号Vslope并对斜坡信号Vslope进行开关周期计时，在计时结束时产生计结信号timeout；其中，该开关周期的时长为固定时间的时长。具体地，开关周期为斜坡信号Vslope从零电压上升到参考电压Vref-所经历的时长。
请参考图1，在具体实施例中，计时模块2包括：第一比较器，第一比较器的正向输入端用于接收斜坡信号Vslope，第一比较器的负向输入端用于接收参考电压Vref-，当斜坡信号Vslope上升到参考电压Vref-时，第一比较器输出表征当前周期结束的计结信号timeout。具体地，请参考图3，斜坡信号Vslope在上升过程中，当斜坡信号Vslope小于参考电压Vref-时，第一比较器输出的比较结果为低电平信号，当斜坡信号Vslope大于参考电压Vref-时，第一比较器输出的比较结果为高电平信号，该高电平信号的比较结果即为表征当前周期结束的计结信号timeout。需要说明的是，本实施例中并不限制第一比较器的具体类型。
在具体实施例中，电源信号包括该开关电源的输出电压及流过连接至该上管Q1及下管Q2的共同连接点的电感电流；比较模块3包括：误差放大器和第二比较器，其中，误差放大器用于放大开关电源的输出电压与目标电压的压差以得到对比信号Vea；第二比较器的负向输入端接收对比信号Vea，正第二比较器的向输入端用于接收电源信号，并输出预关断信号pwm。具体地，开关电源的上管Q1及下管Q2通常通过电感向外提供电源，本实施例中，通过电流采样电路可以采样得到电感电流，并对其进行转化可以得到采样电压Vsen；误差放大器将开关电源的输出电源Vout与目标电压Vtarget的压差进行误差放大，从而得到对比信号Vea；在此基础上，第二比较器对采样电压Vsen和对比信号Vea进行比较得到比较结果，第二比较器输出的比较结果即为预关断信号pwm；预关断信号pwm输出至RS触发器41的复位端R，当预关断信号pwm为高电平时，对RS触发器41进行复位。
为了使斜坡信号上升速度调快，提高开关电源的控制环路的响应速度，在可选的实施例中，可以通过斜坡信号Vslope来补偿采样电压Vsen，具体地，请参考图1和图3，斜坡信号Vslope用于补偿采样电压Vsen以得到电源信号（即Vslope+Vsen），其中，采样电压Vsen基于流过连接至该上管Q1及下管Q2的共同连接点的电感电流采样得到。
在具体实施过程中，开关电源具有固定频率模式和降频模式两种工作模式，在可选的实施例中，在控制模块4先接收到该计结信号后才接收到该预关断信号的情况下，开关电源进入降频模式；否则开关电源处于固定频率模式；在降频模式下，计时模块2在产生计结信号timeout后，在下一个周期到来之前，斜坡信号Vslope的电压相随时间上升的速度，即斜率相对于在固定频率模式下的斜率较为平缓。优选地，在降频模式下，计时模块2在产生计结信号timeout后，在下一个周期到来之前，斜坡信号Vslope的电压保持不变。具体地，开关电源进入降频模式后，控制环路从峰值电流模固定频率模式（也就是固定频率模式），变成了峰值电流模固定关断时间模式（也就是降频模式）。对于降频模式，通常不需要斜坡补偿斜坡信号Vslope，因此可以考虑在固定时间计时结束后，将斜坡的上升速度调慢，甚至是暂停斜坡信号Vslope的上升，用以避免对比信号Vea电压上升的过高，来保证系统环路稳定。通常对比信号Vea电压由于环路补偿的原因，变化比较缓慢。如果对比信号Vea上升过高，则下降的恢复时间过长，会导致环路响应速度变慢。具体地，请参考图4，图4为本实施例公开的另一种开关电源控制时序示意图，计结信号timeout拉高后，减小甚至关闭电流源Itime的电流，斜坡信号Vslope的电压停止上升（如图4椭圆框所示）。
为便于本领域技术人员理解，接下来，对本实施例优选方案工作过程进行描述，请参考图1和图3，其工作过程如下：
误差放大器将开关电源的输出电源Vout与目标电压Vtarget比较。如果输出电源Vout低于目标电压Vtarget，则对比信号Vea上升，否则对比信号Vea下降；
第二比较器将采样电感电流得到的采样电压Vsen和斜坡信号Vslope相加的结果进行比较。对比信号Vea电压越高，则第二比较器翻转需要的采样电压Vsen电压越高，代表电感电流的峰值电流需要更大，更多的能量从开关电源的输入电源Vin转移到输出电源Vout。
第二比较器翻转后，通过RS触发器41的复位端R复位RS触发器41，将RS触发器41输出端Q输出信号hs_on拉低，也就是输出关断信号，此时关断上管Q1，导通下管Q2。
本实施例中，因为峰值电流模式PWM控制器是固定周期工作，因此通常有一固定时间比较器，固定时间比较器由第一比较器来实现，当第一比较器计时到达周期设定时间后，通过RS触发器41的置位端S对RS触发器41进行置位，RS触发器41输出端Q输出信号hs_on被重新拉高，也就是输出开启信号，此时导通上管Q1，关断下管Q2。RS触发器41输出端Q输出信号hs_on拉高后，上升沿延迟单元42输出最小预设时长的延迟信号en_timeout为低电平，开关晶体管M1断开其第一极和第二极，也就是计时电容C1的放电路径被关闭，通过电流源Itime对计时电容C1进行充电，计时电容C1高电位端的产生的斜坡信号Vslope逐渐上升，当斜坡信号Vslope上升到参考电压Vref时，第一比较器翻转，发出计结信号timeout高电平。
第一比较器翻转以后，如果第二比较器还没有翻转，则RS触发器41没有复位，输出反相端QB仍然为0，计时模块2处于等待状态（等待计时电容C1开始放电），直到第一比较器翻转以后，逻辑与门43才会发出置位信号pwm_set信号，结束上管Q1的导通时间ton。本实施例中，通过输出反相端QB输出反相信号的上升边沿设定一定的延迟，去控制上管Q1最小的关断时间toff。也就是说第一比较器翻转以后，第一比较器输出信号hs_on拉低，关断上管Q1，导通下管Q2。第一比较器输出信号hs_on拉低后，RS触发器41的输出反相端QB输出信号拉高，此时并不会立即拉高最小预设时长的延迟信号en_timeout，也就是不会立即发出置位信号pwm_set并重新拉高hs_on。RS触发器41的输出反相端QB拉高后，经过上升沿延迟单元42一定的延迟时间toff_min后才拉高最小预设时长的延迟信号en_timeout并重新拉高hs_on。这个固定的延迟就确定了上管Q1固定的关断时间toff。通过增加上管Q1的导通时间ton，固定上管Q1的关断时间toff，可以加大pwm占空比。
本实施例公开的这种让计时模块2等待的方式，可以自适应的延长上管Q1的导通时间ton。如果对比信号Vea电压较高，则需要上管Q1的导通时间ton，延长单个开关周期；反之，如果不需要延长上管Q1的导通时间ton，则仍然以固定周期开关导通和关断上管Q1和下管Q2。
本实施例还公开了一种用于开关电源的芯片，其上集成有集成电路，集成电路包括上述实施例公开的开关电源控制电路。
本实施例还公开了一种开关电源，包括上述实施例公开的开关电源控制电路，或者上述实施例公开的芯片。
在可选的实施例中，开关电源为降压开关电源。
本实施例还公开了一种电子设备，包括上述实施例公开的开关电源。
依据本发明实施例公开的一种开关电源及其控制电路和芯片、设备，驱动模块用于响应一个开启信号而驱动该上管开启且该下管关断，响应一个关断信号而驱动该上管关断且该下管开启；计时模块用于进行一个固定时间的计时并在计时结束时产生一个计结信号；比较模块用于从开关电源采集电源信号并判断是否大于一个对比信号，若是则产生一个预关断信号；控制模块用于判断先接收到该计结信号还是预关断信号，并在先接收到预关断信号时，向驱动模块发出该关断信号；在先接收到计结信号时，等待接收到预关断信号后，才向该驱动模块发出关断信号。可见，上管的导通时长会被延长，而上管关断的时长维持固定，从而实现了占空比的调整，提高开关电源输出电压，实现开关电源较宽输出电压范围，由此满足各种场景下的电压需求，实现了自适应调整占空比。
此外，需要说明的是，相比于根据输入电压判断是否需要进行降频，依据脉冲宽度调制信号的占空比判断是否需要进行降频不受输入电压波动的影响，更为稳定，一方面不会受输入电压波动的影响产生频率的来回切换，避免增加输出电压的纹波；另一方面在整个控制过程中不需要使用功率管，因此控制电路发热较小，可以集成在较小面积的芯片中，减小开关电源控制芯片的面积。
本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。其中，附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生，例如，两个接连表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本文中对于各步骤的编号仅为了方便说明和引用，并不用于限定前后顺序，具体的执行顺序是由技术本身确定的，本领域技术人员可以根据技术本身确定各种允许的、合理的顺序。
本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种开关电源控制电路，用于控制该开关电源的上管（Q1）及下管（Q2）的导通与关闭，以对外提供输出电源；其特征在于，包括：驱动模块（1）、计时模块（2）、比较模块（3）和控制模块（4），所述计时模块（2）包括电流源、计时电容（C1）、开关晶体管（M1）和第一比较器，所述控制模块（4）包括RS触发器（41）、上升沿延迟单元（42）和逻辑与门（43）；
所述驱动模块（1）用于响应一个开启信号而驱动该上管（Q1）开启且该下管（Q2）关断，响应一个关断信号而驱动该上管（Q1）关断且该下管（Q2）开启；
所述计时模块（2）用于进行一个固定时间的计时并在计时结束时产生一个计结信号；
所述比较模块（3）用于从开关电源采集电源信号并判断是否大于一个对比信号，若是则产生一个预关断信号；
所述控制模块（4）用于判断先接收到该计结信号还是所述预关断信号，并在先接收到所述预关断信号时，向所述驱动模块（1）发出该关断信号；在先接收到所述计结信号时，等待接收到所述预关断信号后，才向该驱动模块（1）发出所述关断信号；
所述RS触发器（41）的复位端（R）连接至所述比较模块（3）的输出端，输出端（Q）用于提供所述开启信号或所述关断信号，所述上升沿延迟单元（42）的输入端连接至所述RS触发器（41）的输出反相端（QB）；逻辑与门（43）的两个输入端分别连接至第一比较器的输出端和所述上升沿延迟单元（42）的输出端；所述计时电容（C1）连接在所述电流源和地之间，所述电流源用于向所述计时电容（C1）提供充电电源，以使所述计时电容（C1）的高电位端的电位上升产生斜坡信号；所述开关晶体管（M1）的第一极和第二极分别连接至所述计时电容（C1）的高电位端和接地端，所述开关晶体管（M1）的控制极和所述RS触发器（41）的置位端（S）均连接至所述逻辑与门（43）输出端；第一比较器的正向输入端和负向输入端分别连接所述计时电容（C1）的高电位端和参考电压。
2.如权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述电源信号包括该开关电源的输出电压及流过连接至该上管（Q1）及下管（Q2）的共同连接点的电感电流；所述比较模块（3）包括：
误差放大器，用于放大所述开关电源的输出电压与目标电压的压差以得到所述对比信号；
第二比较器，其负向输入端接收所述对比信号，正向输入端用于接收所述电源信号，并输出所述预关断信号。
3.如权利要求2所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述斜坡信号用于补偿采样电压以得到所述电源信号，其中，所述采样电压基于流过连接至该上管（Q1）及下管（Q2）的共同连接点的电感电流采样得到。
4.如权利要求3所述的开关电源控制电路，其特征在于，在所述控制模块（4）先接收到该计结信号后才接收到该预关断信号的情况下，所述开关电源进入降频模式；否则所述开关电源处于固定频率模式；在降频模式下，所述计时模块（2）在产生所述计结信号后，在下一个周期到来之前，所述斜坡信号的电压相随时间上升的速度，即斜率相对于在固定频率模式下的斜率较为平缓。
5.如权利要求3所述的开关电源控制电路，其特征在于，在所述控制模块（4）先接收到该计结信号后才接收到该预关断信号的情况下，所述开关电源进入降频模式；否则所述开关电源处于固定频率模式；在降频模式下，所述计时模块（2）在产生所述计结信号后，在下一个周期到来之前，所述斜坡信号的电压保持不变。
6.一种用于开关电源的芯片，其上集成有集成电路，其特征在于，所述集成电路包括如权利要求1-5任意一项所述的开关电源控制电路。
7.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的开关电源控制电路，或者如权利要求6所述的芯片。
8.如权利要求7所述的开关电源，所述开关电源为降压开关电源。
9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的开关电源。
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