本发明专利技术涉及开关电源技术，公开了一种开关电源控制系统及其方法。本发明专利技术中，包含预设占空比调节电路，用于将电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出模式切换信号；并根据接收到的模式切换信号，输出控制逻辑信号给功率开关驱动电路。由于预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号可以直接是导通占空比更高的控制逻辑信号，因此在负载电流瞬间增大时可以直接将预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号输出给功率开关驱动电路，而无需等待PWM控制电路从低导通占空比慢慢调整到高导通占空比，从而可以使得开关电源的实际输出电压得到迅速提高，改善负载的瞬态响应，避免影响电子设备的正常工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源技术，特别涉及开关电源技术中的瞬态响应。
技术介绍
由于便携式消费电子产品的日益普及，使得便携式电子设备的开关电源技术得到快速发展。开关电源通常有脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称“PWM”)和脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，简称“PFM”)两种工作模式。在PWM工作模式下，开关电源转换器工作在恒定的开关频率下，PWM控制电路根据负载的情况逐渐调节功率开关的导通时间。通常在PWM模式下，开关电源具有较强的负载能力。在重负载条件下可以获得较高的效率，而在轻负载条件下，恒定的开关损耗使得效率下降。在PFM工作模式下，开关电源转换器的工作频率随负载大小而改变。当负载较轻时，工作频率下降，因此开关损耗下降，从而使得开关电源在轻负载下得到较高的效率。也就是说，根据负载电流情况在PWM工作模式和PFM工作模式之间切换可提高开关电源的效率。图1为具有PFM和PWM两种工作模式并根据负载电流情况在两种模式间自动切换的开关电源电路框图，包含参考电压和参考电流产生电路10，用于产生参考电压信号和参考电流信号；PWM控制电路20，根据接收到的模式切换信号，输出PWM控制逻辑信号给功率开关驱动电路50，并从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出表示切换到PFM的模式切换信号；PFM控制电路30，根据接收到的模式切换信号，输出PFM控制逻辑信号给功率开关驱动电路50，并从功率开关及输出电路60取得电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出表示切换到PWM的模式切换信号；功率开关驱动电路50，接收控制逻辑信号并输出驱动信号；功率开关及输出电路60， 接收所述驱动信号，依据驱动信号而导通与关断。然而，本专利技术的专利技术人发现，如果负载电流并不是缓慢增大的，则有可能出现从轻负载瞬间变到重负载的情况，突变过程甚至可能在几个微秒之内完成，这样就会造成从PFM 向PWM模式切换过程中出现输出电压瞬间跌落，即通常所说的负载瞬态响应较差，影响电子设备正常工作。产生该问题的主要原因在于，当负载从较轻的几个毫安瞬间增大到较重的几百个毫安时，开关电源从PFM向PWM切换，然而切换到PWM模式后，控制功率开关的脉冲宽度是逐渐增加的(即PWM控制电路向功率开关驱动电路输出的PWM控制逻辑信号的导通占空比是逐渐增大的)，因此在功率开关电流未达到负载电流时，输出电压会瞬间下降直到开关的脉冲宽度满足负载要求。当负载电流从1个毫安到100毫安瞬间变化时，输出电压电流波形、模式变化信号以及功率开关占空比信号如图2所示。类似地，从PWM较低占空比模式瞬间增大负载电流，因而需要转换到PWM较高占空比模式时，同样会造成的输出电压跌落问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，改善负载的瞬态响应， 避免影响电子设备的正常工作。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种开关电源控制系统，包括参考信号产生电路、功率开关驱动电路、功率开关及输出电路、PFM控制电路、PWM控制电路， 该系统还包含预设占空比调节电路，用于根据所述PWM控制电路或所述PFM控制电路的模式切换信号，向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号，并将所述功率开关及输出电路的电压反馈信号及电流反馈信号，与所述参考信号产生电路的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否向所述PWM控制电路输出模式切换信号或向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。本专利技术的实施方式还提供了一种开关电源控制方法，包含以下步骤如果预设占空比调节电路接收到来自PWM控制电路或PFM控制电路的模式切换信号，则向功率开关驱动电路输出控制逻辑信号；所述预设占空比调节电路接收来自功率开关及输出电路的电压反馈信号及电流反馈信号，并将接收到的电压反馈信号及电流反馈信号，与从参考信号产生电路取得的参考电压信号或参考电流信号进行比较；所述预设占空比调节电路根据所述比较的结果，决定是否向所述PWM控制电路输出模式切换信号或保持向所述功率开关驱动电路输出控制逻辑信号。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于不仅包含参考电压和参考电流产生电路、PFM控制电路、PWM控制电路、功率开关驱动电路、功率开关及输出电路，还包含预设占空比调节电路，用于将电压反馈信号及电流反馈信号，与接收到的参考电压信号或参考电流信号进行比较，决定是否输出模式切换信号；并根据接收到的模式切换信号，输出控制逻辑信号给功率开关驱动电路。由于预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号可以直接是导通占空比更高的控制逻辑信号，因此在负载电流瞬间增大时可以直接将预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号输出给功率开关驱动电路，而无需等待PWM控制电路从低导通占空比慢慢调整到高导通占空比，从而可以使得实际输出电压得到迅速提高，降低输出电压瞬间跌落的程度，改善负载的瞬态响应，避免影响电子设备的正常工作。有效解决了开关电源从较轻负载的PFM模式瞬间变化到较大负载的PWM模式造成的输出电压跌落问题，以及从PWM较低占空比模式瞬间增大负载电流需要转换到PWM较高占空比模式造成的输出电压跌落问题。进一步地，PFM控制电路输出的模式切换信号包括向预设占空比调节电路输出的模式切换信号，预设占空比调节电路在接收到来自PFM控制电路的模式切换信号后向功率开关驱动电路输出导通占空比大于PWM工作模式下的最小导通占空比的控制逻辑信号； PWM控制电路输出的模式切换信号包括向预设占空比调节电路输出的模式切换信号，预设占空比调节电路在接收到来自PWM控制电路的模式切换信号后向功率开关驱动电路输出导通占空比大于切换时PWM工作模式下的导通占空比的控制逻辑信号。进一步保证预设占空比调节电路输出的控制逻辑信号相对于现有技术中在负载电流瞬间增大时PWM控制电路输出的控制逻辑信号，具有更高的导通占空比，从而保证了负载瞬态响应的改善效果。进一步地，控制逻辑信号可以是为固定导通占空比的控制信号，也可以是将不同导通占空比的控制信号按预定时序或逻辑组合的控制信号，使得本实施方式能灵活实现。进一步地，PFM控制电路和PWM控制电路，均根据从功率开关及输出电路取得的电压反馈信号及电流反馈信号，与参考电压信号或参考电流信号的比较结果，判断是否需要向预设占空比调节电路输出的模式切换信号，与现有技术中判断负载电流变化的方式相同，实现简单，能与现有技术较好地兼容。附图说明图1是根据现有技术中的开关电源控制系统结构示意图；图2是根据现有技术中的在负载电流瞬间变化时各信号的变化示意图；图3是根据本专利技术第一实施方式的开关电源控制系统结构示意图；图4是根据本专利技术第一实施方式中的当负载电流从1个毫安到100毫安瞬间变化时，各信号的变化示意图；图5是根据本专利技术第一实施方式中的当负载电流从100个毫安到300毫安瞬间变化时，各信号的变化示意图；图6是根据本专利技术第二实施方式的开关电源控制系统结构示意图；图7是根据本专利技术第三实施方式的开关电源控制方法流程图。具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永根，熊江，肖丽荣，
申请(专利权)人：炬力集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
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