开关电源的模式切换电路和模式切换方法技术

本发明专利技术公开了一种开关电源的模式切换电路及切换方法，通过判断在同步管关断时，其体二极管是否导通来判断负载状态，并在负载跳变时，控制开关电源在第一模式和第二模式之间切换，从而在抑制输出电压过冲的同时保证系统的效率。

Mode switching circuit and mode switching method of switching power supply

【技术实现步骤摘要】
开关电源的模式切换电路和模式切换方法
本专利技术涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种开关电源的模式切换电路和模式切换方法。
技术介绍
传统的开关电源，以同步整流buck变换器为例，在轻载下通常会使得同步管在电感电流过零时关断，而当开关电源的负载从重载跳变到轻载时，输出电压会出现过冲，此时，输出电容上的电荷只能从负载放电，且放电缓慢，使得开关电源的动态响应较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种开关电源的模式切换电路和模式切换方法，通过在负载跳变时，控制开关电源在第一模式和第二模式之间切换，从而在抑制输出电压过冲的同时保证系统的效率。第一方面，提供一种开关电源的模式切换电路，其中所述开关电源包括主功率管和同步管，所述模式切换电路被配置为当负载跳变时，控制所述开关电源在第一模式和第二模式之间切换工作，以抑制输出电压过冲，其中在所述第一模式下，所述开关电源的电感电流不小于零；在所述第二模式下，所述电感电流连续且允许所述电感电流小于零。优选地，当所述开关电源的负载由重载跳变到轻载时，所述模式切换电路控制所述开关电源由所述第二模式切换到所述第一模式工作。优选地，当所述开关电源的负载由重载跳变到轻载时，所述模式切换电路被配置为控制所述开关电源在所述第二模式下的强制连续导通状态工作预定周期后切换到所述第一模式下的断续状态工作。优选地，当所述开关电源的负载由轻载跳变到重载时，所述模式切换电路控制所述开关电源由所述第一模式切换到所述第二模式工作。优选地，当所述开关电源的负载由轻载跳变到重载时，所述模式切换电路被配置为控制所述开关电源在所述第一模式下的连续状态工作预定周期后切换到所述第二模式下的连续状态工作。优选地，所述模式切换电路包括检测电路，被配置为检测所述同步管的体二极管在所述同步管关断时是否导通，并输出检测信号；以及控制电路，被配置为根据所述开关电源当前的工作模式和所述检测信号控制所述开关电源进行模式切换。优选地，所述控制电路包括计数电路，被配置为在不同的工作模式下分别对所述检测信号进行计数，并根据计数结果产生第一模式切换信号或第二模式切换信号，使得所述开关电源切换工作模式。优选地，当所述计数电路连续检测到的无效的所述检测信号的个数达到预定值时，产生所述第一模式切换信号，使得所述开关电源切换到所述第一模式。优选地，当所述计数电路连续检测到的有效的所述检测信号的个数达到预定值时，产生所述第二模式切换信号，使得所述开关电源切换到所述第二模式。优选地，所述控制电路还包括控制单元，被配置为接收所述第一模式切换信号和所述第二模式切换信号，并产生第一驱动信号和第二驱动信号，以控制所述开关电源工作在所述第一模式或所述第二模式。优选地，所述检测电路包括比较电路，被配置为根据所述同步管的体二极管的两端电压和阈值电压来判断所述体二极管是否导通。第二方面，提供了一种开关电源的模式切换方法，其中所述开关电源包括主功率管和同步管，所述模式切换方法包括当负载跳变时，控制所述开关电源在第一模式和第二模式之间切换工作，以抑制输出电压过冲，其中在所述第一模式下，所述开关电源的电感电流不小于零；在所述第二模式下，所述电感电流连续且允许所述电感电流小于零。优选地，当所述开关电源的负载由重载跳变到轻载时，控制所述开关电源由所述第二模式切换到所述第一模式工作。优选地，当所述开关电源的负载由重载跳变到轻载时，控制所述开关电源在所述第二模式下的强制连续导通状态工作预定周期后切换到所述第一模式下的断续状态工作。优选地，当所述开关电源的负载由轻载跳变到重载时，控制所述开关电源由所述第一模式切换到所述第二模式工作。优选地，当所述开关电源的负载由轻载跳变到重载时，控制所述开关电源在所述第一模式下的连续状态工作预定周期后切换到所述第二模式下的连续状态工作。优选地，所述模式切换方法包括检测所述同步管的体二极管在所述同步管关断时是否导通并产生检测信号；以及根据所述开关电源当前的工作模式和所述检测信号控制所述开关电源进行模式切换。优选地，根据所述开关电源当前的工作模式和所述检测信号控制所述开关电源进行模式切换包括在不同的工作模式下分别对所述检测信号进行计数，并根据计数结果产生第一模式切换信号或第二模式切换信号，使得所述开关电源切换工作模式。优选地，根据计数结果产生第一模式切换信号或第二模式切换信号包括当连续检测到的无效的所述检测信号的个数达到预定值时，产生所述第一模式切换信号，使得所述开关电源切换到所述第一模式；当连续检测到的有效的所述检测信号的个数达到所述预定值时，产生所述第二模式切换信号，使得所述开关电源切换到所述第二模式。优选地，检测所述同步管的体二极管在所述同步管关断时是否导通包括根据所述同步管的体二极管的两端电压和阈值电压来判断所述体二极管是否导通。本专利技术提出的开关电源的模式切换电路和模式切换方法，通过判断在同步管关断时其体二极管是否导通来判断负载状态，并在负载跳变时，控制开关电源在第一模式和第二模式之间切换，从而在抑制输出电压过冲的同时保证系统的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术的开关电源的模式切换电路的电路框图；图2为根据本专利技术的开关电源的模式切换电路的具体电路图；图3为根据本专利技术的模式切换电路中检测电路的电路图；图4为根据本专利技术的模式切换方法的流程图；图5为根据本专利技术的模式切换电路的一种工作波形图；以及图6为根据本专利技术的模式切换电路的另一种工作波形图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。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。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。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。在本专利技术的描述中，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，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。参考图1，所示为根据本专利技术的开关电源的模式切换电路的电路框图。在本实施例中，开关电源以同步整流buck变换器为例进行说明，应理解，其他拓扑，例如boost或者buck-boost均可适用在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源的模式切换电路，其中所述开关电源包括主功率管和同步管，其特征在于，所述模式切换电路被配置为当负载跳变时，控制所述开关电源在第一模式和第二模式之间切换工作，以抑制输出电压过冲，其中在所述第一模式下，所述开关电源的电感电流不小于零；在所述第二模式下，所述电感电流连续且允许所述电感电流小于零。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的模式切换电路，其中所述开关电源包括主功率管和同步管，其特征在于，所述模式切换电路被配置为当负载跳变时，控制所述开关电源在第一模式和第二模式之间切换工作，以抑制输出电压过冲，其中在所述第一模式下，所述开关电源的电感电流不小于零；在所述第二模式下，所述电感电流连续且允许所述电感电流小于零。2.根据权利要求1所述的模式切换电路，其特征在于，当所述开关电源的负载由重载跳变到轻载时，所述模式切换电路控制所述开关电源由所述第二模式切换到所述第一模式工作。3.根据权利要求1所述的模式切换电路，其特征在于，当所述开关电源的负载由重载跳变到轻载时，所述模式切换电路被配置为控制所述开关电源在所述第二模式下的强制连续导通状态工作预定周期后切换到所述第一模式下的断续状态工作。4.根据权利要求1所述的模式切换电路，其特征在于，当所述开关电源的负载由轻载跳变到重载时，所述模式切换电路控制所述开关电源由所述第一模式切换到所述第二模式工作。5.根据权利要求1所述的模式切换电路，其特征在于，当所述开关电源的负载由轻载跳变到重载时，所述模式切换电路被配置为控制所述开关电源在所述第一模式下的连续状态工作预定周期后切换到所述第二模式下的连续状态工作。6.根据权利要求1所述的模式切换电路，其特征在于，包括：检测电路，被配置为检测所述同步管的体二极管在所述同步管关断时是否导通，并输出检测信号；控制电路，被配置为根据所述开关电源当前的工作模式和所述检测信号控制所述开关电源进行模式切换。7.根据权利要求6所述的模式切换电路，其特征在于，所述控制电路包括：计数电路，被配置为在不同的工作模式下分别对所述检测信号进行计数，并根据计数结果产生第一模式切换信号或第二模式切换信号，使得所述开关电源切换工作模式。8.根据权利要求7所述的模式切换电路，其特征在于，当所述计数电路连续检测到的无效的所述检测信号的个数达到预定值时，产生所述第一模式切换信号，使得所述开关电源切换到所述第一模式。9.根据权利要求7所述的模式切换电路，其特征在于，当所述计数电路连续检测到的有效的所述检测信号的个数达到预定值时，产生所述第二模式切换信号，使得所述开关电源切换到所述第二模式。10.根据权利要求7所述的模式切换电路，其特征在于，所述控制电路还包括：控制单元，被配置为接收所述第一模式切换信号和所述第二模式切换信号，并产生第一驱动信号和第二驱动信号，以控制所述开关电源工作在所述第一模式或所述第二模式。11.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗迪，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33