一种开关电源控制电路及开关电源制造技术

技术编号:7098434 阅读:228 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种开关电源控制电路,包括:开关状态选择单元,根据一电压反馈信号产生一开关状态选择信号;基准电压产生单元,具有多个电压输出状态,根据开关状态选择信号选择的电压输出状态输出特定的基准电压;第一比较器,根据基准电压和一电流反馈信号输出PWM控制信号;PFM控制单元,PFM控制单元具有多个频率输出状态,PFM控制单元根据开关状态选择信号选择的频率输出状态,输出具有特定频率的PFM控制信号;逻辑单元,根据PWM控制信号和PFM控制信号输出开关控制信号;驱动单元,根据开关控制信号控制开关电源主电路功率开关的通断。本发明专利技术还提供了包含上述控制电路的开关电源。与现有技术相比结构简单,易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关电源控制电路及开关电源
技术介绍
现有的便携式电子设备无一例外地采用了电池作为能量提供装置,当电池能量耗尽时,需要通过电源适配器为其充电以保证其正常工作。目前,由于开关模式电源的电压适应范围宽、变换效率高,现已广泛应用于便携式电子设备中。开关模式电源通常有PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)和PFM(Pulse Frequency Modulation,脉冲频率调制)两种工作模式,通过混合式开关电源转换器对两种工作模式进行转换。混合式开关电源转换器在便携式电子设备中得到了广泛的应用。在PWM工作模式下,混合式开关电源转换器工作在恒定开关频率下,PWM控制单元根据负载的情况调整功率开关的导通时间。通常,在PWM工作模式下,混合式开关电源转换器具有较强的负载能力,输出电压的纹波较小且频率固定,在重负载条件下可以获得较高的效率,而在轻负载下,混合式开关电源转换器的固定开关损耗使得效率下降。在PFM工作模式下,混合式开关电源转换器的工作频率随着负载大小而变化。当负载较轻时,工作频率下降,因此开关损耗下降,从而使得混合式开关电源转换器在轻负载下能够获得较高的效率。由上文可知,便携式电子设备所采用的混合式开关电源转换器,如果具有PWM和 PFM两种工作模式,并能根据负载情况在两种工作模式之间自动选择切换,则可以使混合式开关电源转换器始终维持较高的工作效率,从而提高电源的利用效率,增加电池续航时间。 但是目前能够自动切换两种工作模式的混合式开关电源,需要一自动切换控制电路、一 PWM 电路、一 PFM电路;其中所述的自动切换电路根据实际需要控制开关电源中的PWM电路和 PFM切换工作,以控制开关电源主电路输出稳定的电压,但结构复杂,实现比较困难。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为现有的混合式开关电源结构复杂的问题。为解决上述技术问题,本专利技术实施例提供如下技术方案一种开关电源控制电路,用以控制一开关电源主电路输出电压;所述开关电源控制电路包括开关状态选择单元,用以根据一电压反馈信号产生一开关状态选择信号;所述电压反馈信号反映开关电源主电路输出电压的变化;基准电压产生单元,与开关状态选择单元相连,所述基准电压产生单元具有多个电压输出状态,所述基准电压电路根据开关状态选择信号选择的电压输出状态,输出特定的基准电压;第一比较器,与所述基准电压产生单元相连,用以根据所述基准电压和一电流反馈信号输出PWM控制信号;所述电流反馈信号反映开关电源主电路电流充电回路充电电流的变化;PFM控制单元,与开关状态选择单元相连,所述PFM控制单元具有多个频率输出状态,所述PFM控制单元根据开关状态选择信号选择的频率输出状态,输出具有特定频率的 PFM控制信号;逻辑单元,分别与第一比较器及PFM控制单元相连,用以根据PWM控制信号和PFM 控制信号输出开关控制信号;驱动单元,与所述逻辑单元相连,用以根据所述开关控制信号控制开关电源主电路中功率开关的导通及关断,使得所述开关电源主电路的输出稳定的电压。进一步地,所述开关状态选择单元包括使能控制单元,用以根据所述电压反馈信号产生一使能信号;编码器,与所述使能控制单元相连,所述编码器具有多个状态信息,所述多个状态信息分别与所述多个电压输出状态及所述多个频率输出状态一一对应;所述编码器根据所述使能信号选择输出状态信息;译码器,与所述编码器相连,用以将所述选择输出的状态信息转换为开关状态选择信号。进一步地,所述编码器为可逆计数器,所述多个状态信息为可逆计数器的计数值; 所述多个电压输出状态的电压从大到小与所述计数值从小到大一一对应;所述多个频率输出状态的频率从大到小与所述计数值从小到大一一对应;所述使能信号包括计数使能信号以及清零使能信号;计数使能信号用以控制所述可逆计数器进行递增方向或递减方向计数并将计数值输出;清零使能信号用以在所述电压反馈信号小于第一基准电压时,控制可逆计数器跳转至最小计数值并输出。进一步地,所述开关状态选择单元还包括溢出保护单元,用以在所述可逆计数器出现溢出时,控制可逆计数器保持最大或最小计数值并输出,直至所述可逆计数器改变计数方向。进一步地,所述开关状态选择单元还包括编码保持单元,用以将每个控制编码器的状态保持若干个开关周期,直至所保持的若干个开关周期结束或者所述可逆计数器改变计数方向。进一步地,所述使能控制单元包括第二比较器、第三比较器;所述第二比较器的正输入端与第一基准电压相连,所述第二比较器的负输入端与所述电压反馈信号相连,所述第二比较器的输出端输出清零使能信号,所述第二比较器的输出端与所述编码器相连;所述第三比较器的负输入端与第二基准电压相连,所述第三比较器的正输入端与所述电压反馈信号相连,所述第三比较器的输出端输出计数使能信号,所述第三比较器的输出端与所述编码器相连。进一步地,所述PFM控制单元包括变频单元,与开关状态选择单元相连,所述变频单元具有多个频率输出状态,所述变频单元根据开关状态选择信号选择的频率输出状态,输出具有特定频率的PFM控制信号。进一步地,所述的逻辑单元包括RS触发器,所述RS触发器的R端与所述第一比较器的输出端连接,所述RS触发器的S端与所述PFM控制单元的输出端连接,所述RS触发器的Q端输出开关控制信号。进一步地,所述开关电源主电路为可以为隔离型功率变换电路或功率变换非隔离型电路。进一步地,所述的一种开关电源控制电路还包括第一采样电路,与开关电源主电路相连,用以由开关电源主电路取得所述电压反馈信号。进一步地,所述的一种开关电源控制电路还包括第二采样电路,与开关电源主电路相连,用以由开关电源主电路取得所述电流反馈信号。为解决现有技术中存在的技术问题,本专利技术实施例还提供了一包括上述开关电源控制电路的开关电源。与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果本专利技术实施例所提供的一种开关电源控制电路,用以控制一开关电源主电路输出电压;所述开关电源控制电路包括开关状态选择单元,用以根据一电压反馈信号产生一开关状态选择信号;所述电压反馈信号反映开关电源主电路输出电压的变化;基准电压产生单元,与开关状态选择单元相连,所述基准电压产生单元具有多个电压输出状态,所述基准电压电路根据开关状态选择信号选择的电压输出状态,输出特定的基准电压;第一比较器,与所述基准电压产生单元相连,用以根据所述基准电压和一电流反馈信号输出PWM控制信号;所述电流反馈信号反映开关电源主电路电流充电回路充电电流的变化;PFM控制单元,与开关状态选择单元相连,所述PFM控制单元具有多个频率输出状态,所述PFM控制单元根据开关状态选择信号选择的频率输出状态,输出具有特定频率的 PFM控制信号;逻辑单元,分别与第一比较器及PFM控制单元相连,用以根据PWM控制信号和PFM 控制信号输出开关控制信号;驱动单元,与所述逻辑单元相连,用以根据所述开关控制信号控制开关电源主电路中功率开关的导通及关断,使得所述开关电源主电路的输出稳定的电压。与现有技术相比结构简单,易于实现,并同时具备较快的响应速度以及良好的系统稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例开关电源控制电路的原理框图;图2为本专利技术实施例开关控制信号的开关导通时间信息和开关频率信息关系图;图本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种开关电源控制电路,用以控制一开关电源主电路输出电压;其特征在于:所述开关电源控制电路包括:开关状态选择单元,用以根据一电压反馈信号产生一开关状态选择信号;所述电压反馈信号反映开关电源主电路输出电压的变化;基准电压产生单元,与开关状态选择单元相连,所述基准电压产生单元具有多个电压输出状态,所述基准电压电路根据开关状态选择信号选择的电压输出状态,输出特定的基准电压;第一比较器,与所述基准电压产生单元相连,用以根据所述基准电压和一电流反馈信号输出PWM控制信号;所述电流反馈信号反映开关电源主电路电流充电回路充电电流的变化;PFM控制单元,与开关状态选择单元相连,所述PFM控制单元具有多个频率输出状态,所述PFM控制单元根据开关状态选择信号选择的频率输出状态,输出具有特定频率的PFM控制信号;逻辑单元,分别与第一比较器及PFM控制单元相连,用以根据PWM控制信号和PFM控制信号输出开关控制信号;驱动单元,与所述逻辑单元相连,用以根据所述开关控制信号控制开关电源主电路中功率开关的导通及关断,使得所述开关电源主电路的输出稳定的电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨小华叶文辉
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:94

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