一种DC-DC转换器的模式切换电路、控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种DC

【技术实现步骤摘要】
一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路、控制方法及装置


[0001]本申请涉及DC
‑
DC转换器
，尤其是一种DC
‑
DC转换器、控制方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]DC
‑
DC转换器为直流电压转换器，可对输入的直流电压进行升压、降压、极性反转等。
[0003]DC
‑
DC转换器的调制模式主要有脉冲宽度调制(Pulse
‑
Width Modulation，PWM)模式、脉冲频率调制(Pulse
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Frequency Modulation，PFM)模式和跳周期(Pulse
‑
Skip Modulation，PSM)模式。为了提高DC
‑
DC转换器的效率，一般在DC
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DC转换器负载为重载时，控制DC
‑
DC转换器工作在PWM模式，在DC
‑
DC负载为轻载时，控制DC
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DC转换器工作在PFM模式，从而降低开关频率，减小静态电流和开关损耗，在DC
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DC负载为超轻载时，控制DC
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DC转换器工作在PSM模式，跳过大部分开关周期，进一步降低静态功耗。
[0004]传统的DC
‑
DC转换器的模式切换方法，是通过检测电感电流是否过零(电流从正方向反方向改变过程某一瞬间电流值等于零，即表示电流过零)来判断DC
>‑
DC转换器的输出负载是否为轻载，从而控制DC
‑
DC转换器是否切换至PWM模式或者PFM模式。这种模式切换方法虽然无需额外的负载电流检测电路，但是仅适用于PWM模式与PFM模式之间的切换，对于PFM模式和PSM模式，由于两种工作模式都存在电感电流过零点，故无法使用判断过过零电流出现与否来进行模式切换。一种解决方案是检测一个周期内的平均电感电流，并与一个设定的参考电流进行比较，根据比较结果判断此时负载情况，从而控制DC
‑
DC转换器进行模式切换。但是平均电感电流检测电路和比较电路的引入，使得系统静态电流损耗增加，从而降低了DC
‑
DC转换器的效率。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路、控制方法及装置，能够实现工作模式的灵活切换，提高了DC
‑
DC转换器的工作效率。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路，所述DC
‑
DC转换器包括电压输出端和电感，所述模式切换电路包括：
[0007]电压比较模块，所述电压比较模块的输入端与所述电压输出端连接，所述电压比较模块用于将所述DC
‑
DC转换器的输出电压与参考电压进行比较并得到电压比较结果；
[0008]过零检测模块，所述过零检测模块的输入端与所述电感连接，所述过零检测模块用于检测所述DC
‑
DC转换器的过零电流；
[0009]模式切换模块，所述模式切换模块的输入端与所述过零检测模块的输出端连接，所述模式切换模块的输入端还与所述电压比较模块的输出端连接；
[0010]所述模式切换模块用于在所述过零电流检测模块检测到所述过零电流时工作，并在预设时长到达后根据所述电压比较结果，使得所述DC
‑
DC转换器切换至PFM模式或PSM模
式；
[0011]其中，所述预设时长用于调整所述DC
‑
DC转换器进行模式切换时的负载电流，所述预设时长由所述模式切换模块调整。
[0012]进一步，所述电压比较模块包括：
[0013]电压检测单元，所述电压检测单元与所述电压输出端连接；
[0014]第一比较器，所述第一比较器的正极输入端与所述电压检测单元的输出端连接，所述第一比较器的负极输入端接入所述参考电压；
[0015]所述第一比较器的输出端与所述模式切换模块的输入端连接。
[0016]进一步，所述过零检测模块包括电流检测单元和第二比较器；
[0017]所述电流检测单元的输入端与所述第二比较器的正极输入端连接，所述第二比较器的负极输入端接地，所述第二比较器的输出端与所述模式切换模块的输入端连接。
[0018]进一步，所述模式切换模块包括振荡器、延时单元、反相器和与门；
[0019]所述振荡器的输入端与所述第二比较器的输出端连接，所述振荡器的输出端与所述延时单元的输入端连接，所述延时单元的输出端与所述与门的第一输入端连接；
[0020]所述反相器的输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述反相器的输出端与所述与门的第二输入端连接。
[0021]进一步，所述延时单元包括若干个D触发器。
[0022]根据本申请实施例的第二方面，提供一种控制方法，应用于如第一方面所述的一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路，所述控制方法包括以下步骤：
[0023]利用电压比较模块将所述DC
‑
DC转换器的输出电压与参考电压进行比较并得到电压比较结果；
[0024]利用过零检测模块检测所述DC
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DC转换器的过零电流；
[0025]控制所述模式切换模块在所述过零电流检测模块检测到所述过零电流时工作，并控制所述模式切换模块在预设时长到达后根据所述电压比较结果将所述DC
‑
DC转换器切换至PFM模式或PSM模式；
[0026]其中，所述预设时长用于调整所述DC
‑
DC转换器进行模式切换时的负载电流，所述预设时长由所述模式切换模块调整。
[0027]进一步，所述根据所述电压比较结果，控制所述DC
‑
DC转换器切换至PFM模式或PSM模式这一步骤，包括以下步骤：
[0028]确定所述电压比较结果为0，控制所述模式切换模块将所述DC
‑
DC转换器切换至PFM模式；
[0029]确定所述电压比较结果为1，控制所述模式切换模块将所述DC
‑
DC转换器切换至PSM模式。
[0030]根据本申请实施例的第三方面，提供一种装置，包括：
[0031]至少一个处理器；
[0032]至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0033]当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现第二方面所述的控制方法。
[0034]根据本申请实施例的第四方面，提供一种DC
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DC转换器，包括第一方面所述的一种
DC
‑
DC转换器的模式切换电路。
[0035]根据本申请实施例的第五方面，提供一种存储介质，所述存储介质存储有程序，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路，所述DC
‑
DC转换器包括电压输出端和电感，其特征在于，所述模式切换电路包括：电压比较模块，所述电压比较模块的输入端与所述电压输出端连接，所述电压比较模块用于将所述DC
‑
DC转换器的输出电压与参考电压进行比较并得到电压比较结果；过零检测模块，所述过零检测模块的输入端与所述电感连接，所述过零检测模块用于检测所述DC
‑
DC转换器的过零电流；模式切换模块，所述模式切换模块的输入端与所述过零检测模块的输出端连接，所述模式切换模块的输入端还与所述电压比较模块的输出端连接；所述模式切换模块用于在所述过零电流检测模块检测到所述过零电流时工作，并在预设时长到达后根据所述电压比较结果，使得所述DC
‑
DC转换器切换至PFM模式或PSM模式；其中，所述预设时长用于调整所述DC
‑
DC转换器进行模式切换时的负载电流，所述预设时长由所述模式切换模块调整。2.根据权利要求1所述的一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路，其特征在于，所述电压比较模块包括：电压检测单元，所述电压检测单元与所述电压输出端连接；第一比较器，所述第一比较器的正极输入端与所述电压检测单元的输出端连接，所述第一比较器的负极输入端接入所述参考电压；所述第一比较器的输出端与所述模式切换模块的输入端连接。3.根据权利要求2所述的一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路，其特征在于，所述过零检测模块包括电流检测单元和第二比较器；所述电流检测单元的输入端与所述第二比较器的正极输入端连接，所述第二比较器的负极输入端接地，所述第二比较器的输出端与所述模式切换模块的输入端连接。4.根据权利要求3所述的一种DC
‑
DC转换器的模式切换电路，其特征在于，所述模式切换模块包括振荡器、延时单元、反相器和与门；所述振荡器的输入端与所述第二比较器的输出端连接，所述振荡器的输出端与所述延时单元的输入端连接，所述延时单元的输出端与所述与门的第一输入端连接；所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建平，张宁，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：