【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电路，尤其涉及一种降低开关电源pfm模式下轻载噪音的控制方法。
技术介绍
1、pwm调制模式与pfm调制模式是开关电源中常用的两种工作模式，pwm调制模式(脉冲宽度调制模式)，即频率不变，不断调整脉冲宽度。开关周期固定，开关管导通时长ton不停的变化。该模式下控制电路简单，易于实现，输出纹波电压小频率特性好，工作在连续导电的模式，在重载场景下有着较高的效率。然而随着负载变轻，效率也会很低。pfm调制模式(脉冲频率调制)，即脉冲宽度不变，调整频率。开关管导通时长ton固定，开关周期不停的变化，因而处于间歇性接通与关闭的状态。相比于pwm调制模式，其在轻负载场景下，效率高，频率特性好。然而在重在场景下，效率不及pwm。现有技术的开关电源通常可以同时采用pwm调制模式与pfm调制模式，即在重载场景下使用pwm调制模式，而在轻载或空载状态下使用pfm调制模式。
2、但是当开关电源处于pfm调制模式下时，开关电源为了提高轻载效率，开关电源通常将频率降低到20khz以下，这恰好是人耳的感知频率范围。而且大约5khz的频率更会产生尖锐刺耳的声音。这种噪声的主要来源就是电路中的电容和电感等储能器件。为了降低可闻噪声，需要将开关频率保持在20khz以上，或将噪声源能量限制在低于20khz的频带内。例如，轻载或空载条件下，限制电感器和电容器的电流峰值。同时，当开关电源处于轻载甚至于空载状态下是，其输出能力处于极低水平，较低的输出能力极易因为开关电源调节精度不足而导致输出不够平滑。
3、为了解决上述问题，现有
4、同时，在上述技术方案的基础上，还可以对每组的最后一个脉冲的峰值电流大小进行控制，以提高开关电源的输出精度。其实现方式是将控制电压vc分成例如16档，根据要输出的控制电压vc决定了最后一个小的脉冲的峰值电流，但是该方案在分级有限的情况下，依然会使小脉冲的峰值电流的大小精度不够，最终导致的效果就是在控制电压vc很低时开关电源的输出波形具有台阶感，不够平滑。
5、由此可见，现有技术中需要一种能够在实现消除pfm调制模式下开关电源因低频产生的噪音的同时，能够提高在轻载或空载状态下由于输出能量过低造成的精度不高的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要实现的技术目的在于提供一种降低开关电源pfm模式下轻载噪音的控制方法，所述方法包括：
2、s100，当开关电源系统的输出功率低于负载阈值时，控制开关电源系统进入pfm调制模式；
3、s101，采集开关电源系统的输出电压，并经过数模转换后输入pi控制模块；
4、s102，由pi控制模块经过pi控制输出开关电源系统的控制电压vc；
5、s103，将所述控制电压vc输入至分组及末脉冲控制模块以确定每个pfm调制周期的脉冲数以及末脉冲的控制电压vc_last；所述所述末脉冲对应的控制电压vc_last数值满足如下关系式：
6、其中，vth为所述负载阈值所对应控制电压值，所述mi为控制电压vc对应在的每个pfm调制周期设置的脉冲数，1≤i≤n，n为根据vth所设置的n个脉冲数量档位。
7、s104，将控制电压vc输入pfm控制信号生成模块生成对应的第一控制信号d并输出给开关电源电路拓扑；
8、s105，检测基于所述第一控制信号d的脉冲数是否达到控制电压vc所对应的脉冲数mi，如未达到脉冲数mi则所述pfm控制信号生成模块继续继续第一控制信号d，若以达到，则执行下述步骤s106；
9、s106，将末脉冲的控制电压vc_last输入pfm控制信号生成模块生成对应的第二控制信号d并输出给开关电源电路拓扑。
10、在一个实施例中，所述负载阈值可以设置为满载功率的2％～10％。
11、在一个实施例中，在开关电源系统进入pfm调制模式后，所述pfm调制模式下的频率下限设置为大于20khz。
12、在一个实施例中，在开关电源电路拓扑收到所述末脉冲后，完成该pfm调制周期内全部脉冲的输出并等待进入下一个pfm调制周期。
13、本专利技术的还提供一种开关电源系统，所述开关电源系统使用前述的控制方法降低开关电源pfm模式下轻载噪音，所述开关电源系统包括：
14、开关电源电路拓扑、电压采集模块、数模转换模块、pi控制模块、分组及末脉冲控制模块以及pfm控制信号生成模块；
15、所述开关电源电路拓扑中至少包括整流滤波电路及高频转换电路；
16、所述电压采集模块用于将开关电源系统的输出电压进行采集，其可以使用分压电路实现；
17、所述数模转换模块将电压采集模块采集的模拟电压值转换为数字信号；
18、所述pi控制模块根据输出电压值及参考电压值进行pi控制生成开关电源系统的控制电压vc；
19、所述分组及末脉冲控制模块根据所述控制电压vc生成每个pfm调制周期中内的需要设置的脉冲数量，所述所述分组及末脉冲控制模块同时还用于生成末脉冲的控制电压vc_last；
20、所述pfm控制信号生成模块根据接收的控制电压vc及末脉冲的控制电压vc_last输出相应的pfm调制信号控制所述开关电源电路拓扑中高频转换电路的工作状态。
21、与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：
22、本专利技术中使用pi控制电路对pfm调制模式下的每个pfm调制周期中增加末脉冲，实现了在轻载状态下开关电源电路的噪声抑制及平滑输出。
23、另一方面，本专利技术通使用pi控制电路对pfm调制的组周期内的脉冲数量进行控制，从而避免了如现有技术中的使用固定组周期设置，造成不准确的情况。
24、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种降低开关电源PFM模式下轻载噪音的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述负载阈值可以设置为满载功率的2％～10％。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在开关电源系统进入PFM调制模式后，所述PFM调制模式下的频率下限设置为大于20kHz。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在开关电源电路拓扑收到所述末脉冲后，完成该PFM调制周期内全部脉冲的输出并等待进入下一个PFM调制周期。
5.一种开关电源系统，所述开关电源系统使用前述权利要求1-4之一的控制方法降低开关电源PFM模式下轻载噪音，所述开关电源系统包括：
【技术特征摘要】
1.一种降低开关电源pfm模式下轻载噪音的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述负载阈值可以设置为满载功率的2％～10％。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在开关电源系统进入pfm调制模式后，所述pfm调制模式下的频率下限设置为大于...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡成煜，王乃龙，聂琳静，张涛，
申请(专利权)人：深圳市芯格诺微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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