TW201330471A - 一種開關電源電路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申請公開了一種開關電源電路及其控制方法。所述開關電源電路包括：輸入埠，接收輸入訊號；輸出埠，提供輸出訊號；功率電路，輸出開關訊號；電感，耦接在功率電路的輸出端和輸出埠之間；輸出電容，耦接在輸出埠和地之間；回饋電路，提供表徵輸出訊號的回饋訊號；電壓比較器，基於回饋訊號和電壓基準訊號，輸出電壓比較訊號；電流比較器，基於電流檢測訊號和電流基準訊號，輸出電流比較訊號；邏輯電路，基於電壓比較訊號和電流比較訊號，輸出邏輯訊號；以及驅動電路，接收邏輯訊號，輸出驅動訊號控制功率電路。所述開關電源電路及其控制方法簡化了電路結構，降低了電路輕載時的功耗，提高了系統效率。
Description
本發明涉及一種電子電路，更具體地說，本發明涉及一種開關電源電路及其控制方法。
峰值電流控制因為具有較快的瞬態回應，固有的過流保護等優點而被廣泛應用在開關電源電路中。第1圖為現有的開關電源電路50的電路示意圖。開關電源電路50通過將電流檢測訊號與誤差放大器55輸出的補償訊號相比較來實現峰值電流控制，其中所述補償訊號的值根據輸出電壓Vo的變化而變化。此外，開關電源電路50採用限流比較器59來限制電感電流，以免電流檢測訊號與補償訊號偏離太大，並且採用了時鐘訊號發生器57來提供時鐘訊號，這些都增加了電路成本。同時，由於採用了時鐘訊號發生器，開關電源電路50的頻率被固定，意味著電路在輕載和重載情況下的開關損耗基本相同，電路輕載狀態下的效率將受到影響。
本發明的目的在於解決現有技術的上述技術問題，提出一種改進的開關電源電路和開關電源電路的控制方法。
根據本發明的實施例，提出了一種開關電源電路，包括：輸入埠，接收輸入訊號；輸出埠，提供輸出訊號；功率電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至輸入埠接收輸入訊號，所述第二輸入端耦接至驅動電路接收驅動訊號，基於輸入訊號和驅動訊號，所述功率電路在輸出端輸出開關訊號；電感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容，耦接在輸出埠和地之間；回饋電路，耦接至輸出埠接收輸出訊號，提供表徵輸出訊號的回饋訊號；電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路接收回饋訊號，所述第二輸入端接收電壓基準訊號，基於回饋訊號和電壓基準訊號，所述電壓比較器在輸出端輸出電壓比較訊號；電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路的電流的電流檢測訊號，所述第二輸入端接收電流基準訊號，基於電流檢測訊號和電流基準訊號，所述電流比較器在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器的輸出端接收電流比較訊號，基於電壓比較訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯訊號；以及驅動電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路在輸出端輸出驅動訊號控制功率電路。
根據本發明的實施例，還提出了一種開關電源電路，包括：輸入埠，接收輸入訊號；輸出埠，提供輸出訊號；功率電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至所述輸入埠接收輸入訊號，所述第二輸入端耦接至驅動電路的輸出端接收驅動訊號，基於輸入訊號和驅動訊號，所述功率電路在輸出端輸出開關訊號；電感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容，耦接在輸出埠和參考地之間；回饋電路耦接至輸出埠接收輸出訊號，提供表徵輸出訊號的回饋訊號；電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路接收回饋訊號，所述第二輸入端接收電壓參考訊號，基於回饋訊號和電壓參考訊號，所述電壓比較器在輸出端輸出電壓比較訊號；關斷時長控制電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯訊號，基於邏輯訊號，所述關斷時長控制電路在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號；邏輯及閘，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至關斷時長控制電路的輸出端接收最小關斷時長控制訊號，基於電壓比較訊號和最小關斷時長控制訊號，所述邏輯及閘在輸出端輸出邏輯與訊號；電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路的電流的電流檢測訊號，所述第二輸入端接收電流基準訊號，基於電流檢測訊號和電流基準訊號，所述電流比較器在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至邏輯及閘的輸出端接收邏輯與訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器的輸出端接收電流比較訊號，基於邏輯與訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯訊號；以及驅動電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路在輸出端輸出驅動訊號控制功率電路。
根據本發明的實施例，還提供了一種開關電源電路的控制方法，包括：比較回饋訊號和電壓基準訊號，得到電壓比較訊號，其中，所述回饋訊號表徵開關電源電路的輸出訊號；比較電流檢測訊號和電流基準訊號，得到電流比較訊號，其中，所述電流檢測訊號表徵流過開關電源電路中的上拉功率管的電流，所述上拉功率管耦接在開關電源電路的輸入和負載之間，將能量從輸入轉移到負載；採用所述電壓比較訊號控制上拉功率管的導通；以及採用所述電流比較訊號控制上拉功率管的關斷。
根據本發明各方面的上述開關電源電路及其控制方法，簡化了電路結構，降低了電路輕載時的功耗，提高了系統效率。
根據本發明的實施例，提出了一種開關電源電路，包括：輸入埠，接收輸入訊號；輸出埠，提供輸出訊號；功率電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至輸入埠接收輸入訊號，所述第二輸入端耦接至驅動電路接收驅動訊號，基於輸入訊號和驅動訊號，所述功率電路在輸出端輸出開關訊號；電感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容，耦接在輸出埠和地之間；回饋電路，耦接至輸出埠接收輸出訊號，提供表徵輸出訊號的回饋訊號；電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路接收回饋訊號，所述第二輸入端接收電壓基準訊號，基於回饋訊號和電壓基準訊號，所述電壓比較器在輸出端輸出電壓比較訊號；電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路的電流的電流檢測訊號，所述第二輸入端接收電流基準訊號，基於電流檢測訊號和電流基準訊號，所述電流比較器在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器的輸出端接收電流比較訊號，基於電壓比較訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯訊號；以及驅動電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路在輸出端輸出驅動訊號控制功率電路。
根據本發明的實施例，還提出了一種開關電源電路，包括：輸入埠，接收輸入訊號；輸出埠，提供輸出訊號；功率電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至所述輸入埠接收輸入訊號，所述第二輸入端耦接至驅動電路的輸出端接收驅動訊號，基於輸入訊號和驅動訊號，所述功率電路在輸出端輸出開關訊號；電感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容，耦接在輸出埠和參考地之間；回饋電路耦接至輸出埠接收輸出訊號，提供表徵輸出訊號的回饋訊號；電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路接收回饋訊號，所述第二輸入端接收電壓參考訊號，基於回饋訊號和電壓參考訊號，所述電壓比較器在輸出端輸出電壓比較訊號；關斷時長控制電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯訊號，基於邏輯訊號，所述關斷時長控制電路在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號；邏輯及閘，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至關斷時長控制電路的輸出端接收最小關斷時長控制訊號，基於電壓比較訊號和最小關斷時長控制訊號，所述邏輯及閘在輸出端輸出邏輯與訊號；電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路的電流的電流檢測訊號，所述第二輸入端接收電流基準訊號，基於電流檢測訊號和電流基準訊號，所述電流比較器在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至邏輯及閘的輸出端接收邏輯與訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器的輸出端接收電流比較訊號，基於邏輯與訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯訊號；以及驅動電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路在輸出端輸出驅動訊號控制功率電路。
根據本發明的實施例，還提供了一種開關電源電路的控制方法，包括：比較回饋訊號和電壓基準訊號，得到電壓比較訊號，其中，所述回饋訊號表徵開關電源電路的輸出訊號；比較電流檢測訊號和電流基準訊號，得到電流比較訊號，其中，所述電流檢測訊號表徵流過開關電源電路中的上拉功率管的電流，所述上拉功率管耦接在開關電源電路的輸入和負載之間，將能量從輸入轉移到負載；採用所述電壓比較訊號控制上拉功率管的導通；以及採用所述電流比較訊號控制上拉功率管的關斷。
根據本發明各方面的上述開關電源電路及其控制方法，簡化了電路結構，降低了電路輕載時的功耗，提高了系統效率。
第1圖為現有的開關電源電路50的電路示意圖；
第2圖為根據本發明一實施例的開關電源電路100的電路結構示意圖；
第3圖示出了開關電源電路100分別在電感電流連續模式下和電感電流斷續模式下的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense，驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形；
第4圖示出了開關電源電路100在電感電流斷續模式時，電流基準訊號Iref減小引起的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense、驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形變化；
第5圖為根據本發明一實施例的開關電源電路200的電路結構示意圖；
第6圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路209的電路結構示意圖；
第7圖為根據本發明一實施例的開關電源電路300的電路結構示意圖；
第8圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路309的電路結構示意圖；
第9圖示出了根據本發明一實施例的開關電源電路的控制方法的流程圖400。
第2圖為根據本發明一實施例的開關電源電路100的電路結構示意圖；
第3圖示出了開關電源電路100分別在電感電流連續模式下和電感電流斷續模式下的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense，驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形；
第4圖示出了開關電源電路100在電感電流斷續模式時，電流基準訊號Iref減小引起的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense、驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形變化；
第5圖為根據本發明一實施例的開關電源電路200的電路結構示意圖；
第6圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路209的電路結構示意圖；
第7圖為根據本發明一實施例的開關電源電路300的電路結構示意圖；
第8圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路309的電路結構示意圖；
第9圖示出了根據本發明一實施例的開關電源電路的控制方法的流程圖400。
下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裏描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是：不必採用這些特定細節來實行本發明。在其他實例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。應當理解，當稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裏使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的專案的任何和所有組合。
第2圖為根據本發明一實施例的開關電源電路100的電路結構示意圖。如第2圖所示，開關電源電路100包括：輸入埠，接收輸入訊號VIN；輸出埠，提供輸出訊號VO；功率電路101，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至輸入埠接收輸入訊號VIN，所述第二輸入端耦接至驅動電路108接收驅動訊號GS，基於輸入訊號VIN和驅動訊號GS，所述功率電路101在輸出端輸出開關訊號；電感102，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路101的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容103，耦接在輸出埠和地之間；回饋電路104，耦接至輸出埠接收輸出訊號VO，提供表徵輸出訊號VO的回饋訊號VFB；電壓比較器105，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路104接收回饋訊號VFB，所述第二輸入端接收電壓基準訊號Vref，基於回饋訊號VFB和電壓基準訊號Vref，所述電壓比較器105在輸出端輸出電壓比較訊號；電流比較器106，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路101的電流的電流檢測訊號Isense，所述第二輸入端接收電流基準訊號Iref，基於電流檢測訊號Isense和電流基準訊號Iref，所述電流比較器106在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路107，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器105的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器106的輸出端接收電流比較訊號，基於電壓比較訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路107在輸出端輸出邏輯訊號；以及驅動電路108，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路107接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路108在輸出端輸出驅動訊號GS控制功率電路101。
在一個實施例中，所述功率電路101包括串聯耦接的上拉功率管和下拉功率管。
在一個實施例中，所述邏輯電路107包括RS觸發器。
在一個實施例中，所述回饋電路104包括串聯耦接在輸出埠和參考地之間的第一電阻和第二電阻。所述第一電阻和第二電阻的連接點提供回饋訊號VFB。
當開關電源電路100正常工作時：首先，回饋電路104檢測輸出訊號VO，並且生成表徵輸出訊號VO的回饋訊號VFB。所述電壓比較器105將回饋訊號VFB與電壓參考訊號Vref相比較。當回饋訊號VFB小於電壓參考訊號Vref時，所述電壓比較器105輸出邏輯高電平的電壓比較訊號。相應地，邏輯電路107被置位元。所述邏輯訊號經過驅動電路108後，將上拉功率管導通，下拉功率管關斷，使得輸出訊號VO和流過上拉功率管的電流均開始增大。然後，當表徵流過上拉功率管的電流的電流檢測訊號Isense大於電流基準訊號Iref時，電流比較器106輸出的電流比較訊號變為邏輯高電平，重定邏輯電路107。邏輯電路107輸出的邏輯訊號經過驅動電路108後，關斷上拉功率管，導通下拉功率管，使得輸出訊號VO減小。當輸出訊號VO減小到某一值時，即當回饋訊號VFB小於電壓基準訊號Vref時，邏輯電路107重新被電壓比較訊號置位元，使得上拉功率管導通，下拉功率管關斷。輸出訊號VO和流過上拉功率管的電流又開始增大，開關電源電路100進入新的開關週期。
第3圖示出了開關電源電路100分別在電感電流連續模式下和電感電流斷續模式下的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense，驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形。
從第3圖中可以看出，當開關電源電路100工作在電感電流斷續模式下時，即開關電源電路進入輕載模式時，開關週期變長，開關頻率降低。也就是說開關電源電路100輕載時的開關損耗降低，改善了系統的效率。
在一個實施例中，所述電流基準訊號Iref可變。當開關電源電路100工作在輕載模式時，可通過減小電流基準訊號Iref來減小輸出電壓紋波。在一個實施例中，開關電源電路100包括過零檢測，並產生電流過零訊號來指示流過下拉功率管的電流是否過零。在電流過零訊號有效時（即下拉功率管的電流小於零時），所述電流基準訊號Iref減小，以減小電路輕載時的輸出電壓紋波。
第4圖示出了開關電源電路100在電感電流斷續模式時，電流基準訊號Iref減小引起的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense、驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形變化。如第4圖所示，當開關電源電路100工作在電感電流斷續模式下時，即電路輕載時，電流基準訊號Iref減小為為Iref_m，輸出電壓紋波減小，改善了系統的性能。
第5圖為根據本發明一實施例的開關電源電路200的電路結構示意圖。所述開關電源電路200的結構與第2圖所示的開關電源電路100的結構相似。所述開關電源電路200包括：輸入埠，接收輸入訊號VIN；輸出埠，提供輸出訊號VO；功率電路201，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至所述輸入埠接收輸入訊號VIN，所述第二輸入端耦接至驅動電路208的輸出端接收驅動訊號GS，基於輸入訊號VIN和驅動訊號GS，所述功率電路201在輸出端輸出開關訊號；電感202，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路201的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容203，耦接在輸出埠和參考地之間；回饋電路204耦接至輸出埠接收輸出訊號VO，提供表徵輸出訊號VO的回饋訊號VFB；電壓比較器205，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路204接收回饋訊號VFB，所述第二輸入端接收電壓參考訊號Vref，基於回饋訊號VFB和電壓參考訊號Vref，所述電壓比較器205在輸出端輸出電壓比較訊號；關斷時長控制電路209，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至邏輯電路207的輸出端接收邏輯訊號Slog，基於邏輯訊號Slog，所述關斷時長控制電路209在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號Smin；邏輯及閘210，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器205的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至關斷時長控制電路209的輸出端接收最小關斷時長控制訊號Smin，基於電壓比較訊號和最小關斷時長控制訊號Smin，所述邏輯及閘210在輸出端輸出邏輯與訊號；電流比較器206，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路201的電流的電流檢測訊號Isense，所述第二輸入端接收電流基準訊號Iref，基於電流檢測訊號Isense和電流基準訊號Iref，所述電流比較器206在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路207，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至邏輯及閘210的輸出端接收邏輯與訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器206的輸出端接收電流比較訊號，基於邏輯與訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路207在輸出端輸出邏輯訊號Slog；以及驅動電路208，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路207接收邏輯訊號Slog，基於所述邏輯訊號Slog，所述驅動電路208在輸出端輸出驅動訊號GS控制功率電路201。
在一個實施例中，所述功率電路201包括串聯耦接的上拉功率管和下拉功率管。
在一個實施例中，所述邏輯電路207包括RS觸發器。
在一個實施例中，所述回饋電路204包括串聯耦接在輸出埠和參考地之間的第一電阻和第二電阻；所述第一電阻和第二電阻的連接點提供回饋訊號VFB。
在一個實施例中，所述電流基準訊號Iref可變。當開關電源電路200工作在輕載模式時，通過減小電流基準訊號Iref，可減小輸出電壓紋波。
第6圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路209的電路結構示意圖。如第6圖所示，所述關斷時長控制電路209包括：脈衝發生器91，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路207的輸出端接收邏輯訊號，基於邏輯訊號Slog，所述脈衝發生器91在輸出端輸出脈衝訊號；第二邏輯電路92，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至脈衝發生器91的輸出端接收脈衝訊號，所述第二輸入端接收最小時長設定訊號，基於脈衝訊號和最小時長設定訊號，所述第二邏輯電路92在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號Smin；最小時長設定電路93，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二邏輯電路92的輸出端接收最小關斷時長控制訊號Smin，所述第二輸入端接收時長基準訊號VR，基於最小關斷時長控制訊號Smin和時長基準訊號VR，所述最小時長設定電路93在輸出端輸出最小時長設定訊號。
在一個實施例中，所述第二邏輯電路92包括RS觸發器。
在一個實施例中，所述最小時長設定電路93包括：比較器34，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收時長基準訊號VR；重定開關31、電流源32和電容33，並聯耦接在比較器34的第二輸入端和參考地之間的；其中所述比較器34的第二輸入端接收電容33上的電壓，基於電容33上的電壓和時長基準訊號VR，所述比較器33在輸出端輸出最小時長設定訊號；所述重定開關31具有控制端，所述控制端耦接至第二邏輯電路92的輸出端接收最小關斷時長控制訊號Smin。
當開關電源電路200正常工作時：表徵流過上拉功率管的電流的電流檢測訊號Isense大於電流基準訊號Iref時，電流比較器106輸出的電流比較訊號為高電平。相應地，邏輯電路107被重定，邏輯訊號Slog變為低電平。脈衝發生器91在邏輯訊號Slog的下降沿輸出脈衝訊號，使得第二邏輯電路輸出的最小關斷時長控制訊號Smin變為低電平，關斷重定開關31。此時，電流源32給電容33充電，電容33上的電壓上升。當電容33上的電壓上升到高於時長基準訊號VR時，比較器34輸出的最小時長設定訊號變為邏輯高電平，重定第二邏輯電路92，最小關斷時長控制訊號Smin變高，導通重定開關31導通，使電容33被放電。由以上描述可知，最小關斷時長控制訊號Smin保持為邏輯低電平的時長（對應上拉功率管保持關斷並且下拉功率管保持導通的時長）由電流源32提供的充電電流大小、電容33的容值以及時長基準訊號VR的值共同決定。當上拉功率管關斷，下拉功率管導通時，輸出訊號減小。當輸出訊號VO減小至某一值時，即回饋訊號VFB小於電壓基準訊號Vref時，電壓比較訊號變高。如果此時最小關斷時長控制訊號Smin仍為低電平（即上拉功率管的關斷時長還未達到最小關斷時長），邏輯及閘210輸出低電平的邏輯與訊號，邏輯電路207不會被置位元。直至最小關斷時長控制訊號Smin變高時（即上拉功率管的關斷時長達到最小關斷時長），邏輯與訊號變高，置位元邏輯電路107，輸出高電平的邏輯訊號來導通上拉功率管，關斷下拉功率管。此時，輸出訊號VO和電感電流均上升。當流過上拉功率管的電流上升至某一值時，即電流檢測訊號Isense大於電流基準訊號時，電流比較訊號變高，重定邏輯電路207，邏輯訊號Slog變低，關斷上拉功率管，導通下拉功率管，開關電源電路200進入新的開關週期。
第7圖為根據本發明一實施例的開關電源電路300的電路結構示意圖。如第7圖所示，開關電源電路300的電路結構與第5圖所示的開關電源電路200的電路結構相似，兩者區別在於：開關電源電路300中的關斷時長控制電路309還包括第二輸入端，耦接至回饋電路304的輸出端接收回饋訊號VFB，基於邏輯訊號Slog和回饋訊號VFB，所述關斷時長控制電路309在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號Smin。在開關電源電路300的啟動階段，或是開關電源電路300的輸出被短路時，電感電流會比較高，而輸出電壓會很低。相應地，回饋訊號VFB的值也較小。此時，受回饋訊號VFB的影響，關斷時長控制電路309輸出的最小關斷時長控制訊號Smin延長最小關斷時長，增加了上拉功率管的關斷時長和下拉功率管的導通時長。上述方法可使開關電源電路300的啟動過程變得平緩。
第8圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路309的電路結構示意圖。如第8圖所示，關斷時長控制電路309的電路結構與關斷時長控制電路209的電路結構相似，兩者區別在於，關斷時長控制電路309中的最小時長設定電路93還具有第三輸入端，耦接至回饋電路的輸出端接收回饋訊號VFB；所述回饋訊號VFB控制電流源32提供的充電電流大小。當回饋訊號VFB的值較小時，電流源32提供的充電電流降低，改變了最小關斷時長控制訊號Smin，使上拉功率管的最小關斷時長延長；當回饋訊號VFB的值較大時，電流源32提供的充電電流上升，改變了最小關斷時長控制訊號Smin，使上拉功率管的最小關斷時長縮短。
與傳統的開關電源電路相比，根據本發明實施例的上述開關電源電路採用更簡單的電路實現了峰值電流控制。根據本發明實施例的上述開關電源電路，引入了電流基準訊號來控制上拉功率管和下拉功率管的通斷。因此，當電路輕載時，開關電源電路的開關頻率下降，降低了開關損耗，改善了電路的效率。此外，電路輕載時，通過減小電流基準訊號，也可以減小輕載狀態下輸出電壓的紋波。
第9圖示出了根據本發明一實施例的開關電源電路的控制方法的流程圖400。所述控制方法包括：步驟401，比較回饋訊號和電壓基準訊號，得到電壓比較訊號，其中，所述回饋訊號表徵開關電源電路的輸出訊號；步驟402，比較電流檢測訊號和電流基準訊號，得到電流比較訊號，其中，所述電流檢測訊號表徵流過開關電源電路中的上拉功率管的電流，所述上拉功率管耦接在開關電源電路的輸入和負載之間，將能量從輸入轉移到負載；步驟403，採用所述電壓比較訊號控制上拉功率管的導通；以及步驟404，採用所述電流比較訊號控制上拉功率管的關斷。
在一個實施例中，所述控制方法還包括：產生最小關斷時長控制訊號；將最小關斷時長控制訊號和電壓比較訊號作邏輯與運算得到邏輯與訊號；以及用邏輯與訊號代替電壓比較訊號來控制上拉功率管的導通。
在一個實施例中，所述控制方法還包括：在開關電源電路工作在輕載模式時，減小電流基準訊號的值。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。
在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。應當理解，當稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裏使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的專案的任何和所有組合。
第2圖為根據本發明一實施例的開關電源電路100的電路結構示意圖。如第2圖所示，開關電源電路100包括：輸入埠，接收輸入訊號VIN；輸出埠，提供輸出訊號VO；功率電路101，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至輸入埠接收輸入訊號VIN，所述第二輸入端耦接至驅動電路108接收驅動訊號GS，基於輸入訊號VIN和驅動訊號GS，所述功率電路101在輸出端輸出開關訊號；電感102，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路101的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容103，耦接在輸出埠和地之間；回饋電路104，耦接至輸出埠接收輸出訊號VO，提供表徵輸出訊號VO的回饋訊號VFB；電壓比較器105，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路104接收回饋訊號VFB，所述第二輸入端接收電壓基準訊號Vref，基於回饋訊號VFB和電壓基準訊號Vref，所述電壓比較器105在輸出端輸出電壓比較訊號；電流比較器106，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路101的電流的電流檢測訊號Isense，所述第二輸入端接收電流基準訊號Iref，基於電流檢測訊號Isense和電流基準訊號Iref，所述電流比較器106在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路107，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器105的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器106的輸出端接收電流比較訊號，基於電壓比較訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路107在輸出端輸出邏輯訊號；以及驅動電路108，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路107接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路108在輸出端輸出驅動訊號GS控制功率電路101。
在一個實施例中，所述功率電路101包括串聯耦接的上拉功率管和下拉功率管。
在一個實施例中，所述邏輯電路107包括RS觸發器。
在一個實施例中，所述回饋電路104包括串聯耦接在輸出埠和參考地之間的第一電阻和第二電阻。所述第一電阻和第二電阻的連接點提供回饋訊號VFB。
當開關電源電路100正常工作時：首先，回饋電路104檢測輸出訊號VO，並且生成表徵輸出訊號VO的回饋訊號VFB。所述電壓比較器105將回饋訊號VFB與電壓參考訊號Vref相比較。當回饋訊號VFB小於電壓參考訊號Vref時，所述電壓比較器105輸出邏輯高電平的電壓比較訊號。相應地，邏輯電路107被置位元。所述邏輯訊號經過驅動電路108後，將上拉功率管導通，下拉功率管關斷，使得輸出訊號VO和流過上拉功率管的電流均開始增大。然後，當表徵流過上拉功率管的電流的電流檢測訊號Isense大於電流基準訊號Iref時，電流比較器106輸出的電流比較訊號變為邏輯高電平，重定邏輯電路107。邏輯電路107輸出的邏輯訊號經過驅動電路108後，關斷上拉功率管，導通下拉功率管，使得輸出訊號VO減小。當輸出訊號VO減小到某一值時，即當回饋訊號VFB小於電壓基準訊號Vref時，邏輯電路107重新被電壓比較訊號置位元，使得上拉功率管導通，下拉功率管關斷。輸出訊號VO和流過上拉功率管的電流又開始增大，開關電源電路100進入新的開關週期。
第3圖示出了開關電源電路100分別在電感電流連續模式下和電感電流斷續模式下的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense，驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形。
從第3圖中可以看出，當開關電源電路100工作在電感電流斷續模式下時，即開關電源電路進入輕載模式時，開關週期變長，開關頻率降低。也就是說開關電源電路100輕載時的開關損耗降低，改善了系統的效率。
在一個實施例中，所述電流基準訊號Iref可變。當開關電源電路100工作在輕載模式時，可通過減小電流基準訊號Iref來減小輸出電壓紋波。在一個實施例中，開關電源電路100包括過零檢測，並產生電流過零訊號來指示流過下拉功率管的電流是否過零。在電流過零訊號有效時（即下拉功率管的電流小於零時），所述電流基準訊號Iref減小，以減小電路輕載時的輸出電壓紋波。
第4圖示出了開關電源電路100在電感電流斷續模式時，電流基準訊號Iref減小引起的電流基準訊號Iref、電流檢測訊號Isense、驅動訊號GS、輸出訊號VO以及電壓基準訊號Vref的波形變化。如第4圖所示，當開關電源電路100工作在電感電流斷續模式下時，即電路輕載時，電流基準訊號Iref減小為為Iref_m，輸出電壓紋波減小，改善了系統的性能。
第5圖為根據本發明一實施例的開關電源電路200的電路結構示意圖。所述開關電源電路200的結構與第2圖所示的開關電源電路100的結構相似。所述開關電源電路200包括：輸入埠，接收輸入訊號VIN；輸出埠，提供輸出訊號VO；功率電路201，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至所述輸入埠接收輸入訊號VIN，所述第二輸入端耦接至驅動電路208的輸出端接收驅動訊號GS，基於輸入訊號VIN和驅動訊號GS，所述功率電路201在輸出端輸出開關訊號；電感202，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路201的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；輸出電容203，耦接在輸出埠和參考地之間；回饋電路204耦接至輸出埠接收輸出訊號VO，提供表徵輸出訊號VO的回饋訊號VFB；電壓比較器205，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路204接收回饋訊號VFB，所述第二輸入端接收電壓參考訊號Vref，基於回饋訊號VFB和電壓參考訊號Vref，所述電壓比較器205在輸出端輸出電壓比較訊號；關斷時長控制電路209，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至邏輯電路207的輸出端接收邏輯訊號Slog，基於邏輯訊號Slog，所述關斷時長控制電路209在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號Smin；邏輯及閘210，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器205的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至關斷時長控制電路209的輸出端接收最小關斷時長控制訊號Smin，基於電壓比較訊號和最小關斷時長控制訊號Smin，所述邏輯及閘210在輸出端輸出邏輯與訊號；電流比較器206，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路201的電流的電流檢測訊號Isense，所述第二輸入端接收電流基準訊號Iref，基於電流檢測訊號Isense和電流基準訊號Iref，所述電流比較器206在輸出端輸出電流比較訊號；邏輯電路207，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至邏輯及閘210的輸出端接收邏輯與訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器206的輸出端接收電流比較訊號，基於邏輯與訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路207在輸出端輸出邏輯訊號Slog；以及驅動電路208，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路207接收邏輯訊號Slog，基於所述邏輯訊號Slog，所述驅動電路208在輸出端輸出驅動訊號GS控制功率電路201。
在一個實施例中，所述功率電路201包括串聯耦接的上拉功率管和下拉功率管。
在一個實施例中，所述邏輯電路207包括RS觸發器。
在一個實施例中，所述回饋電路204包括串聯耦接在輸出埠和參考地之間的第一電阻和第二電阻；所述第一電阻和第二電阻的連接點提供回饋訊號VFB。
在一個實施例中，所述電流基準訊號Iref可變。當開關電源電路200工作在輕載模式時，通過減小電流基準訊號Iref，可減小輸出電壓紋波。
第6圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路209的電路結構示意圖。如第6圖所示，所述關斷時長控制電路209包括：脈衝發生器91，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路207的輸出端接收邏輯訊號，基於邏輯訊號Slog，所述脈衝發生器91在輸出端輸出脈衝訊號；第二邏輯電路92，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至脈衝發生器91的輸出端接收脈衝訊號，所述第二輸入端接收最小時長設定訊號，基於脈衝訊號和最小時長設定訊號，所述第二邏輯電路92在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號Smin；最小時長設定電路93，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二邏輯電路92的輸出端接收最小關斷時長控制訊號Smin，所述第二輸入端接收時長基準訊號VR，基於最小關斷時長控制訊號Smin和時長基準訊號VR，所述最小時長設定電路93在輸出端輸出最小時長設定訊號。
在一個實施例中，所述第二邏輯電路92包括RS觸發器。
在一個實施例中，所述最小時長設定電路93包括：比較器34，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收時長基準訊號VR；重定開關31、電流源32和電容33，並聯耦接在比較器34的第二輸入端和參考地之間的；其中所述比較器34的第二輸入端接收電容33上的電壓，基於電容33上的電壓和時長基準訊號VR，所述比較器33在輸出端輸出最小時長設定訊號；所述重定開關31具有控制端，所述控制端耦接至第二邏輯電路92的輸出端接收最小關斷時長控制訊號Smin。
當開關電源電路200正常工作時：表徵流過上拉功率管的電流的電流檢測訊號Isense大於電流基準訊號Iref時，電流比較器106輸出的電流比較訊號為高電平。相應地，邏輯電路107被重定，邏輯訊號Slog變為低電平。脈衝發生器91在邏輯訊號Slog的下降沿輸出脈衝訊號，使得第二邏輯電路輸出的最小關斷時長控制訊號Smin變為低電平，關斷重定開關31。此時，電流源32給電容33充電，電容33上的電壓上升。當電容33上的電壓上升到高於時長基準訊號VR時，比較器34輸出的最小時長設定訊號變為邏輯高電平，重定第二邏輯電路92，最小關斷時長控制訊號Smin變高，導通重定開關31導通，使電容33被放電。由以上描述可知，最小關斷時長控制訊號Smin保持為邏輯低電平的時長（對應上拉功率管保持關斷並且下拉功率管保持導通的時長）由電流源32提供的充電電流大小、電容33的容值以及時長基準訊號VR的值共同決定。當上拉功率管關斷，下拉功率管導通時，輸出訊號減小。當輸出訊號VO減小至某一值時，即回饋訊號VFB小於電壓基準訊號Vref時，電壓比較訊號變高。如果此時最小關斷時長控制訊號Smin仍為低電平（即上拉功率管的關斷時長還未達到最小關斷時長），邏輯及閘210輸出低電平的邏輯與訊號，邏輯電路207不會被置位元。直至最小關斷時長控制訊號Smin變高時（即上拉功率管的關斷時長達到最小關斷時長），邏輯與訊號變高，置位元邏輯電路107，輸出高電平的邏輯訊號來導通上拉功率管，關斷下拉功率管。此時，輸出訊號VO和電感電流均上升。當流過上拉功率管的電流上升至某一值時，即電流檢測訊號Isense大於電流基準訊號時，電流比較訊號變高，重定邏輯電路207，邏輯訊號Slog變低，關斷上拉功率管，導通下拉功率管，開關電源電路200進入新的開關週期。
第7圖為根據本發明一實施例的開關電源電路300的電路結構示意圖。如第7圖所示，開關電源電路300的電路結構與第5圖所示的開關電源電路200的電路結構相似，兩者區別在於：開關電源電路300中的關斷時長控制電路309還包括第二輸入端，耦接至回饋電路304的輸出端接收回饋訊號VFB，基於邏輯訊號Slog和回饋訊號VFB，所述關斷時長控制電路309在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號Smin。在開關電源電路300的啟動階段，或是開關電源電路300的輸出被短路時，電感電流會比較高，而輸出電壓會很低。相應地，回饋訊號VFB的值也較小。此時，受回饋訊號VFB的影響，關斷時長控制電路309輸出的最小關斷時長控制訊號Smin延長最小關斷時長，增加了上拉功率管的關斷時長和下拉功率管的導通時長。上述方法可使開關電源電路300的啟動過程變得平緩。
第8圖為根據本發明一實施例的關斷時長控制電路309的電路結構示意圖。如第8圖所示，關斷時長控制電路309的電路結構與關斷時長控制電路209的電路結構相似，兩者區別在於，關斷時長控制電路309中的最小時長設定電路93還具有第三輸入端，耦接至回饋電路的輸出端接收回饋訊號VFB；所述回饋訊號VFB控制電流源32提供的充電電流大小。當回饋訊號VFB的值較小時，電流源32提供的充電電流降低，改變了最小關斷時長控制訊號Smin，使上拉功率管的最小關斷時長延長；當回饋訊號VFB的值較大時，電流源32提供的充電電流上升，改變了最小關斷時長控制訊號Smin，使上拉功率管的最小關斷時長縮短。
與傳統的開關電源電路相比，根據本發明實施例的上述開關電源電路採用更簡單的電路實現了峰值電流控制。根據本發明實施例的上述開關電源電路，引入了電流基準訊號來控制上拉功率管和下拉功率管的通斷。因此，當電路輕載時，開關電源電路的開關頻率下降，降低了開關損耗，改善了電路的效率。此外，電路輕載時，通過減小電流基準訊號，也可以減小輕載狀態下輸出電壓的紋波。
第9圖示出了根據本發明一實施例的開關電源電路的控制方法的流程圖400。所述控制方法包括：步驟401，比較回饋訊號和電壓基準訊號，得到電壓比較訊號，其中，所述回饋訊號表徵開關電源電路的輸出訊號；步驟402，比較電流檢測訊號和電流基準訊號，得到電流比較訊號，其中，所述電流檢測訊號表徵流過開關電源電路中的上拉功率管的電流，所述上拉功率管耦接在開關電源電路的輸入和負載之間，將能量從輸入轉移到負載；步驟403，採用所述電壓比較訊號控制上拉功率管的導通；以及步驟404，採用所述電流比較訊號控制上拉功率管的關斷。
在一個實施例中，所述控制方法還包括：產生最小關斷時長控制訊號；將最小關斷時長控制訊號和電壓比較訊號作邏輯與運算得到邏輯與訊號；以及用邏輯與訊號代替電壓比較訊號來控制上拉功率管的導通。
在一個實施例中，所述控制方法還包括：在開關電源電路工作在輕載模式時，減小電流基準訊號的值。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。
Gs．．．驅動訊號
Iref．．．電流基準訊號
Isense．．．電流檢測訊號
Vo．．．輸出訊號
VR．．．時長基準訊號
VIN．．．輸入訊號
Vref．．．電壓基準訊號
VFB．．．回饋訊號
Smin．．．控制訊號
Slog．．．邏輯訊號
31．．．重定開關
32．．．電源流
33．．．電容
34．．．比較器
91．．．脈衝發生器
92．．．邏輯電路
93．．．設定電路
100、200、300．．．開關電源電路
101、201．．．功率電路
102、202．．．電感
103、203．．．輸出電容
104、204、304．．．回饋電路
105、205．．．電壓比較器
100、206．．．電流比較器
107、207．．．邏輯電路
108、208．．．驅動電路
209、309．．．時長控制電路
210．．．閘
400．．．流程圖
Gs．．．驅動訊號
Iref．．．電流基準訊號
Isense．．．電流檢測訊號
VIN．．．輸入訊號
Vo．．．輸出訊號
Vref．．．電壓基準訊號
VFB．．．回饋訊號
101．．．功率電路
102．．．電感
103．．．輸出電容
104．．．回饋電路
105．．．電壓比較器
106．．．電流比較器
107．．．邏輯電路
108．．．驅動電路
Claims (10)
- 一種開關電源電路，包括：
輸入埠，接收輸入訊號；
輸出埠，提供輸出訊號；
功率電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至輸入埠接收輸入訊號，所述第二輸入端耦接至驅動電路接收驅動訊號，基於輸入訊號和驅動訊號，所述功率電路在輸出端輸出開關訊號；
電感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；
輸出電容，耦接在輸出埠和地之間；
回饋電路，耦接至輸出埠接收輸出訊號，提供表徵輸出訊號的回饋訊號；
電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路接收回饋訊號，所述第二輸入端接收電壓基準訊號，基於回饋訊號和電壓基準訊號，所述電壓比較器在輸出端輸出電壓比較訊號；
電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路的電流的電流檢測訊號，所述第二輸入端接收電流基準訊號，基於電流檢測訊號和電流基準訊號，所述電流比較器在輸出端輸出電流比較訊號；
邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器的輸出端接收電流比較訊號，基於電壓比較訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯訊號；以及
驅動電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路在輸出端輸出驅動訊號控制功率電路。 - 如申請專利範圍第1項所述的開關電源電路，其中，在開關電源電路進入輕載模式時，所述電流基準訊號減小。
- 一種開關電源電路，包括：
輸入埠，接收輸入訊號；
輸出埠，提供輸出訊號；
功率電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至所述輸入埠接收輸入訊號，所述第二輸入端耦接至驅動電路的輸出端接收驅動訊號，基於輸入訊號和驅動訊號，所述功率電路在輸出端輸出開關訊號；
電感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率電路的輸出端接收開關訊號，所述第二端耦接至輸出埠；
輸出電容，耦接在輸出埠和參考地之間；
回饋電路耦接至輸出埠接收輸出訊號，提供表徵輸出訊號的回饋訊號；
電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至回饋電路接收回饋訊號，所述第二輸入端接收電壓參考訊號，基於回饋訊號和電壓參考訊號，所述電壓比較器在輸出端輸出電壓比較訊號；
關斷時長控制電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯訊號，基於邏輯訊號，所述關斷時長控制電路在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號；
邏輯及閘，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓比較器的輸出端接收電壓比較訊號，所述第二輸入端耦接至關斷時長控制電路的輸出端接收最小關斷時長控制訊號，基於電壓比較訊號和最小關斷時長控制訊號，所述邏輯及閘在輸出端輸出邏輯與訊號；
電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收表徵流過功率電路的電流的電流檢測訊號，所述第二輸入端接收電流基準訊號，基於電流檢測訊號和電流基準訊號，所述電流比較器在輸出端輸出電流比較訊號；
邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至邏輯及閘的輸出端接收邏輯與訊號，所述第二輸入端耦接至電流比較器的輸出端接收電流比較訊號，基於邏輯與訊號和電流比較訊號，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯訊號；以及
驅動電路，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路接收邏輯訊號，基於所述邏輯訊號，所述驅動電路在輸出端輸出驅動訊號控制功率電路。 - 如申請專利範圍第3項所述的開關電源電路，其中，在開關電源電路進入輕載模式時，所述電流基準訊號減小。
- 如申請專利範圍第3項所述的開關電源電路，其中，所述關斷時長控制電路包括：
脈衝發生器，具有輸入端和輸出端，其中所述輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯訊號，基於邏輯訊號，所述脈衝發生器在輸出端輸出脈衝訊號；
第二邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至脈衝發生器的輸出端接收脈衝訊號，所述第二輸入端接收最小時長設定訊號，基於脈衝訊號和最小時長設定訊號，所述第二邏輯電路在輸出端輸出最小關斷時長控制訊號；以及
最小時長設定電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二邏輯電路的輸出端接收最小關斷時長控制訊號，所述第二輸入端接收時長基準訊號，基於最小關斷時長控制訊號和時長基準訊號，所述最小時長設定電路在輸出端輸出最小時長設定訊號。 - 如申請專利範圍第5項所述的開關電源電路，其中，所述最小時長設定電路包括：
比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收時長基準訊號；以及
重定開關、電流源和電容，並聯耦接在比較器的第二輸入端和參考地之間的；
其中，
所述比較器的第二輸入端接收電容上的電壓，基於電容上的電壓和時長基準訊號，所述比較器在輸出端輸出最小時長設定訊號；
所述重定開關具有控制端，所述控制端耦接至第二邏輯電路的輸出端接收最小關斷時長控制訊號。 - 如申請專利範圍第6項所述的開關電源電路，其中，所述最小時長設定電路還包括第三輸入端，所述第三輸入端耦接至回饋電路的輸出端接收回饋訊號，所述回饋訊號控制電流源輸出的電流大小。
- 一種開關電源電路的控制方法，包括：
比較回饋訊號和電壓基準訊號，得到電壓比較訊號，其中，所述回饋訊號表徵開關電源電路的輸出訊號；
比較電流檢測訊號和電流基準訊號，得到電流比較訊號，其中，所述電流檢測訊號表徵流過開關電源電路中的上拉功率管的電流，所述上拉功率管耦接在開關電源電路的輸入和負載之間，將能量從輸入轉移到負載；
採用所述電壓比較訊號控制上拉功率管的導通；以及
採用所述電流比較訊號控制上拉功率管的關斷。 - 如申請專利範圍第8項所述的控制方法，還包括：
產生最小關斷時長控制訊號；
將最小關斷時長控制訊號和電壓比較訊號作邏輯與運算得到邏輯與訊號；以及
用邏輯與訊號代替電壓比較訊號來控制上拉功率管的導通。 - 如申請專利範圍第8項所述的控制方法，還包括：在開關電源電路工作在輕載模式時，減小電流基準訊號的值。
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