开关电源开关管的控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种开关电源开关管的控制装置及控制方法，所述开关电源开关管的控制装置包括：至少两个开关管电流采样和比较电路，用于生成开关电源中开关管的电流与参考阈值的比较结果；控制电路，与所述开关管电流采样和比较电路连接，用于根据多个所述比较结果，将开关电源中开关管的电流划分至不同的数值范围内，并结合确定的数值范围向开关管组合方式不同的驱动电路发出驱动信号；驱动电路，与所述控制电路连接，用于通过所述驱动信号驱动不同宽度的开关管。开关管本发明专利技术采用了电流镜电路进行电流密度采样，同时对采样结果进行判断，进而控制开关管的宽度，以提高开关电源的转换效率。转换效率。转换效率。

【技术实现步骤摘要】
开关电源开关管的控制装置及控制方法


[0001]本专利技术属于开关电源设计的
，涉及一种开关电源开关管的控制方法，特别是涉及一种开关电源开关管的控制装置及控制方法。

技术介绍

[0002]开关电源电路为片上系统及数字信号处理电路等提供低压电源，其较高的电源转换效率具有无可替代的优势。其工作主要分为两个阶段，一是电源充电阶段，为负载提供电流同时为电感提供能量，二是电感续流阶段，电感利用前一阶段蓄留的能量，在电源断开的情况下，继续为负载提供电流。
[0003]在以上两个阶段，电流导通由上下两个开关管提供低阻通路，开关管开关由内部驱动器控制其栅极端。为了使开关电源电路能够在大电流负载时能有足够高的效率，上下开关管的宽度会比较大，因此其内部驱动器的宽度也会比较大，造成了非常大的动态功耗。在较小电流负载时，较大的动态功耗导致开关电源电路的总转换效率非常低，严重影响开关电源电路的性能。
[0004]因此，如何提供一种开关电源开关管的控制装置及控制方法，以解决现有技术无法以较小的电路规模和功耗，实现动态调节开关电源开关管宽度，进一步有效提高开关电源电路在中低电流负载情况下的电源转换效率等缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种开关电源开关管的控制装置及控制方法，用于解决现有技术无法以较小的电路规模和功耗，实现动态调节开关电源开关管宽度，进一步有效提高开关电源电路在中低电流负载情况下的电源转换效率的问题。r/>[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种开关电源开关管的控制装置，所述开关电源开关管的控制装置包括：至少两个开关管电流采样和比较电路，用于生成开关电源中开关管的电流与参考阈值的比较结果；控制电路，与所述开关管电流采样和比较电路连接，用于根据多个所述比较结果，将开关电源中开关管的电流划分至不同的数值范围内，并结合确定的数值范围向开关管组合方式不同的驱动电路发出驱动信号；驱动电路，与所述控制电路连接，用于通过所述驱动信号驱动不同宽度的开关管。
[0007]于本专利技术的一实施例中，所述开关电源开关管的控制装置包括第一开关管电流采样和比较电路和第二开关管电流采样和比较电路；所述第一开关管电流采样和比较电路的第一比较输出端与所述控制电路连接，用于将第一比较结果传送至所述控制电路；所述第二开关管电流采样和比较电路的第二比较输出端与所述控制电路连接，用于将第二比较结果传送至所述控制电路。
[0008]于本专利技术的一实施例中，所述控制电路根据所述第一比较结果和所述第二比较结
果将所述开关电源中开关管的电流划分至相应的数值范围内。
[0009]于本专利技术的一实施例中，所述第一开关管电流采样和比较电路设有第一参考阈值，所述第二开关管电流采样和比较电路设有第二参考阈值；其中，所述第一参考阈值小于所述第二参考阈值；所述控制电路将小于或等于所述第一参考阈值设为第一数值范围，将大于所述第一参考阈值且小于所述第二参考阈值设为第二数值范围，将大于或等于所述第二参考阈值设为第三数值范围。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述驱动电路包括第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元；所述第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元并联连接，用于组合出不同倍数的开关管进行导通。
[0011]于本专利技术的一实施例中，在所述开关电源中开关管的电流处于所述第一数值范围内时，所述控制电路控制所述第一驱动单元中的开关管工作；在所述开关电源中开关管的电流处于所述第二数值范围内时，所述控制电路控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元中的开关管工作；在所述开关电源中开关管的电流处于所述第三数值范围内时，所述控制电路控制所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元中的开关管工作。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述第一驱动单元包括第一上管缓冲器、第一开关上管、第一下管缓冲器和第一开关下管；所述第一上管缓冲器用于接收所述控制电路发出的第一开关上管的通断控制信号，增大驱动力以驱动所述第一驱动上管；所述第一下管缓冲器用于接收所述控制电路发出的第一开关下管的通断控制信号，增大驱动力以驱动所述第一驱动下管。
[0013]于本专利技术的一实施例中，所述驱动电路与电源变换电路连接，用于切换所述电源变换电路中储能电感的工作状态；所述电源变换电路包括升压电路和/或降压电路。
[0014]本专利技术另一方面提供一种开关电源开关管的控制方法，所述开关电源开关管的控制方法包括：生成开关电源中开关管的电流与参考阈值的比较结果；根据多个所述比较结果，将开关电源中开关管的电流划分至不同的数值范围内，并结合确定的数值范围向开关管组合方式不同的驱动电路发出驱动信号；通过所述驱动信号驱动不同宽度的开关管。
[0015]于本专利技术的一实施例中，所述开关电源开关管的控制方法还包括：按照预设周期持续采集所述开关电源中开关管的电流，并生成开关电源中开关管的电流与参考阈值的比较结果，以根据所述比较结果对需要导通的开关管个数进行动态调整。
[0016]如上所述，本专利技术所述的开关电源开关管的控制装置及控制方法，具有以下有益效果：
[0017]本专利技术通过检测开关管的电流，并根据驱动电流落入的数值范围对不同数目的开关管进行控制，可以在较少的电路规模和功耗下实现动态调节开关管及其内部驱动器的目的，从而提高了开关电源电路的电源转换效率。进一步地，在不同温度、不同电源电压、不同工艺角、不同芯片的情况下都能具备更好的性能和一致性。
附图说明
[0018]图1显示为本专利技术的开关电源开关管的控制装置于一实施例中的电路结构图。
[0019]图2显示为本专利技术的开关电源开关管的控制装置于一实施例中的驱动电路图。
[0020]图3显示为本专利技术的开关电源开关管的控制装置于一实施例中的放大器电路图。
[0021]图4显示为本专利技术的开关电源开关管的控制装置于一实施例中的应用电路图。
[0022]图5显示为本专利技术的开关电源开关管的控制方法于一实施例中的原理流程图。
[0023]元件标号说明
[0024]11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开关管电流采样和比较电路
[0025]12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制电路
[0026]13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动电路
[0027]S51～S53
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
步骤
具体实施方式
[0028]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]需要说明的是，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源开关管的控制装置，其特征在于，所述开关电源开关管的控制装置包括：至少两个开关管电流采样和比较电路，用于生成开关电源中开关管的电流与参考阈值的比较结果；控制电路，与所述开关管电流采样和比较电流采样和比较电路连接，用于根据多个所述比较结果，将开关电源中开关管的电流划分至不同的数值范围内，并结合确定的数值范围向开关管组合方式不同的驱动电路发出驱动信号；驱动电路，与所述控制电路连接，用于通过所述驱动信号驱动不同宽度的开关管。2.根据权利要求1所述的开关电源开关管的控制装置，其特征在于：所述开关电源开关管的控制装置包括第一开关管电流采样和比较电路和第二开关管电流采样和比较电路；所述第一开关管电流采样和比较电路的第一比较输出端与所述控制电路连接，用于将第一比较结果传送至所述控制电路；所述第二开关管电流采样和比较电路的第二比较输出端与所述控制电路连接，用于将第二比较结果传送至所述控制电路。3.根据权利要求2所述的开关电源开关管的控制装置，其特征在于：所述控制电路根据所述第一比较结果和所述第二比较结果将所述开关电源中开关管的电流划分至相应的数值范围内。4.根据权利要求3所述的开关电源开关管的控制装置，其特征在于：所述第一开关管电流采样和比较电路设有第一参考阈值，所述第二开关管电流采样和比较电路设有第二参考阈值；其中，所述第一参考阈值小于所述第二参考阈值；所述控制电路将小于或等于所述第一参考阈值设为第一数值范围，将大于所述第一参考阈值且小于所述第二参考阈值设为第二数值范围，将大于或等于所述第二参考阈值设为第三数值范围。5.根据权利要求4所述的开关电源开关管的控制装置，其特征在于：所述驱动电路包括第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元；所述第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元并联连接，用于组合出不同倍数的开关管进行导...

【专利技术属性】
技术研发人员：周李，
申请(专利权)人：上海富芮坤微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：