一种轻载开关电源芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种轻载开关电源芯片，涉及电气领域。本发明专利技术通过补偿控制电路输出的补偿信号控制轻载开关电源芯片的输出端与电源端和接地端连接之间切换，输入至开关组件的时钟信号决定了轻载开关电源芯片的开关频率，实现了降低开关的频率使轻载的效率变高，从而达到电压纹波变大的目的。当时钟信号生成单元输出的时钟信号为上升沿时，轻载开关电源芯片的输出端连接电源端；当电流检测支路检测电源端与输出端之间的电流大于设定的电流值时，电流检测支路输出的第二补偿信号控制补偿控制电路，使补偿控制电路输出的补偿信号使输出端与接地端连接，直到下一个时钟信号，周而复始得循环。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关电源，尤其涉及一种轻载高效的开关电源。
技术介绍
开关电源作为重要的电源管理类电路广泛应用于手机、平板电脑和数码相机等各类便携式产品中。相比于线性稳压器而言，开关电源管理芯片，如DC-DC转换器，最大的优势就是效率高。而在便携式应用中，DC-DC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、高效率的设计成为了众多便携式应用的研究热点之一。开关电源的功耗一般由导通损耗，开关损耗以及芯片内部模拟电路的静态损耗三部分组成。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，随芯片负载电流的增大而增大；开关损耗导通的瞬间会有充电或放电的损耗，以及定感电流产生的三角波在电器件上产生电阻的损耗，开关电源在导通时满足的公式为：VDD·D=VOUT；其中，VDD为输入电源，D为占空比，VOUT为输出电压；静态损耗是芯片内部模拟电路在工作时的消耗。其中，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转换器的主要损耗。由于便携式设备待机时的效率主要取决于开关电源在轻负载状况下的功耗，提高开关电源在轻负载时的效率，就能够有效延长便携式设备的电池使用时间。然而目前的开关电源存在开关频率高，轻负载效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有开关电源存在开关频率高，轻负载效率低的问题，从而提供一种轻载开关电源芯片的技术方案。专利技术所述一种轻载开关电源芯片，包括：开关组件，于一时钟信号和一补偿信号控制下使一输出端于与电源端连接和与接地端连接之间切换；反馈网络，将一反馈电压连接至所述开关器件，用以根据所述反馈电压形成一第一补偿信号以及一反馈信号；电流检测支路，连接于所述输出端与所述电源端之间，用以检测所述电源端与所述输出端之间的电流并形成一第二补偿信号；时钟信号生成单元，连接所述开关组件，用以生成所述时钟信号，以及根据第二补偿信号生产第三补偿信号；补偿控制电路，连接于所述反馈网络与所述开关组件之间，以及所述电流检测支路与所述开关组件之间，以及所述时钟信号生成单元与所述开关组件之间，用以根据所述第一补偿信号、所述第二补偿信号以及所述第三补偿信号生成所述补偿信号并输出至所述开关组件。优选的，包括第一检测电路，所述第一检测电路与所述反馈网络以及一所述轻载开关电源芯片的使能端连接，用以根据所述反馈网络形成的所述反馈信号以及一第一参考电压和一第二参考电压向所述使能端输出一使能控制信号以控制所述轻载开关电源芯片处于工作或者待机状态。优选的，包括第二检测电路，所述第二检测电路与所述反馈网络以及所述时钟信号生成单元连接；所述第二检测电路用以根据所述反馈网络形成的所述反馈信号以及一第三参考电压控制所述时钟信号生成单元生成高频率的所述时钟信号或者生成低频率的所述时钟信号，和/或所述第二检测电路用以根据所述反馈网络形成的所述反馈信号以及一第四参考电压形成一过载信号。优选的，包括过载保护电路，所述过载保护电路与所述反馈网络以及所述第二检测电路连接，用以根据所述第二检测电路形成的所述过载信号控制所述反馈网络输出的所述第一补偿信号于接地以及连接所述补偿控制电路之间切换。优选的，还包括使能控制电路，所述使能控制电路根据一使能信号及一第五参考电压控制所述轻载开关电源芯片处于工作或者待机状态。优选的，所述开关组件包括：RS触发器，所述RS触发器的S端连接所述时钟信号生成单元，所述RS触发器的R端连接所述补偿控制电路，根据所述补偿信号和所述时钟信号生成第一输出信号和第二输出信号；第一缓冲器，所述第一缓冲器包括一第一缓冲器的控制端、一第一缓冲器的第一输入端、一第一缓冲器的第二输入端和一第一缓冲器的输出端，所述第一缓冲器的控制端连接所述RS触发器的Q端，所述第一缓冲器的第一输入端连接一驱动端，所述第一缓冲器的第二输入端连接所述输出端，用以根据所述第一输出信号形成第一控制信号；第一开关，连接于所述电源端和所述输出端之间，所述第一开关包括一第一开关的控制端，所述第一开关的控制端连接所述第一缓冲器的输出端，根据所述第一控制信号以控制所述第一开关的关断；第二缓冲器，所示第二缓冲器包括一第二缓冲器的控制端和一第二缓冲器的输出端，所述第二缓冲器的控制端连接所述RS触发器的Q端，用以根据所述第二输出信号形成第二控制信号；第二开关，连接于所述接地端和所述输出端之间，所述第二开关包括一第二开关的控制端，所述第二开关的控制端连接所述第二缓冲器的输出端，根据所述第二控制信号以控制所述第二开关的关断。优选的，所述反馈网络包括：误差放大器，所述误差放大器的同相输入端连接所述反馈电压，所述误差放大器的反相输入端连接一第六参考电压，所述误差放大器输出的第一补偿信号至所述补偿控制电路。优选的，所述电流检测支路包括：电流检测放大器，所述电流检测放大器的同相输入端连接所述电源端，所述电流检测放大器的反相输入端连接于所述电源端与所述输出端之间，所述电流检测放大器输出的第二补偿信号至所述补偿控制电路和所述时钟信号生成单元；一电阻R1并联于所述电流检测放大器的同相输入端与反相输入端之间。优选的，所述补偿控制电路包括：第一比较器，所述第一比较器的同相输入端连所述第二补偿信号，所述第一比较器的反相输入端连接一第七参考电压；第二比较器，所述第二比较器的同相输入端连所述第三补偿信号，所述第二比较器的反相输入端接所述第一补偿信号；或门，所述或门的第一输入端连接所述第一比较器的输出端，所述或门的第二输入端连接所述第二比较器的输出端，所述或门输出的补偿信号至所述开关组件。优选的，所述第一检测电路包括：第三比较器，所述第三比较器的同相输入端接所述反馈信号，所述第三比较器的反相输入端连接所述第一参考电压，所述第三比较器的输出端输出所述使能控制信号；第四比较器，所述第四比较器的同相输入端接所述反馈信号，所述第四比较器的反相输入端连接所述第二参考电压，所述第四比较器的输出端输出所述使能控制信号。优选的，所述第二检测电路包括：第五比较器，所述第五比较器的同相输入端连接所述反馈信号，所述第五比较器的反相输入端连接所述第四参考电压，所述第五比较器输出端输出所述过载信号，<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻载开关电源芯片，其特征在于，包括：开关组件，于一时钟信号和一补偿信号控制下使一输出端于与电源端连接和与接地端连接之间切换；反馈网络，将一反馈电压连接至所述开关器件，用以根据所述反馈电压形成一第一补偿信号以及一反馈信号；电流检测支路，连接于所述输出端与所述电源端之间，用以检测所述电源端与所述输出端之间的电流并形成一第二补偿信号；时钟信号生成单元，连接所述开关组件，用以生成所述时钟信号，以及根据第二补偿信号生产第三补偿信号；补偿控制电路，连接于所述反馈网络与所述开关组件之间，以及所述电流检测支路与所述开关组件之间，以及所述时钟信号生成单元与所述开关组件之间，用以根据所述第一补偿信号、所述第二补偿信号以及所述第三补偿信号生成所述补偿信号并输出至所述开关组件。

【技术特征摘要】
1.一种轻载开关电源芯片，其特征在于，包括：
开关组件，于一时钟信号和一补偿信号控制下使一输出端于与电源端连
接和与接地端连接之间切换；
反馈网络，将一反馈电压连接至所述开关器件，用以根据所述反馈电压
形成一第一补偿信号以及一反馈信号；
电流检测支路，连接于所述输出端与所述电源端之间，用以检测所述电
源端与所述输出端之间的电流并形成一第二补偿信号；
时钟信号生成单元，连接所述开关组件，用以生成所述时钟信号，以及
根据第二补偿信号生产第三补偿信号；
补偿控制电路，连接于所述反馈网络与所述开关组件之间，以及所述电
流检测支路与所述开关组件之间，以及所述时钟信号生成单元与所述开关组
件之间，用以根据所述第一补偿信号、所述第二补偿信号以及所述第三补偿
信号生成所述补偿信号并输出至所述开关组件。
2.如权利要求1所述轻载开关电源芯片，其特征在于，包括第一检测电
路，所述第一检测电路与所述反馈网络以及一所述轻载开关电源芯片的使能
端连接，用以根据所述反馈网络形成的所述反馈信号以及一第一参考电压和
一第二参考电压向所述使能端输出一使能控制信号以控制所述轻载开关电源
芯片处于工作或者待机状态。
3.如权利要求1所述轻载开关电源芯片，其特征在于，包括第二检测电
路，所述第二检测电路与所述反馈网络以及所述时钟信号生成单元连接；
所述第二检测电路用以根据所述反馈网络形成的所述反馈信号以及一第
三参考电压控制所述时钟信号生成单元生成高频率的所述时钟信号或者生成
低频率的所述时钟信号，和/或
所述第二检测电路用以根据所述反馈网络形成的所述反馈信号以及一第

\t四参考电压形成一过载信号。
4.如权利要求3所述轻载开关电源芯片，其特征在于，包括过载保护电
路，所述过载保护电路与所述反馈网络以及所述第二检测电路连接，用以根
据所述第二检测电路形成的所述过载信号控制所述反馈网络输出的所述第一
补偿信号于接地以及连接所述补偿控制电路之间切换。
5.如权利要求1所述轻载开关电源芯片，其特征在于，还包括使能控制
电路，所述使能控制电路根据一使能信号及一第五参考电压控制所述轻载开
关电源芯片处于工作或者待机状态。
6.如权利要求1所述轻载开关电源芯片，其特征在于，所述开关组件包
括：
RS触发器，所述RS触发器的S端连接所述时钟信号生成单元，所述
RS触发器的R端连接所述补偿控制电路，根据所述补偿信号和所述时钟信
号生成第一输出信号和第二输出信号；
第一缓冲器，所述第一缓冲器包括一第一缓冲器的控制端、一第一缓冲
器的第一输入端、一第一缓冲器的第二输入端和一第一缓冲器的输出端，所
述第一缓冲器的控制端连接所述RS触发器的Q端，所述第一缓冲器的第一
输入端连接一驱动端，所述第一缓冲器的第二输入端连接所述输出端，用以
根据所述第一输出信号形成第一控制信号；
第一开关，连接于所述电源端和所述输出端之间，所述第一开关包括一
第一开关的控制端，所述第一开关的控制端连接所述第一缓冲器的输出端，
根据所述第一控制信号以控制所述第一开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶菁华，陈嘉，
申请(专利权)人：钰太芯微电子科技上海有限公司，钰太科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31