一种开关电源电路及其控制方法技术

本申请公开了一种开关电源电路及其控制方法。所述开关电源电路包括：输入端口，接收输入信号；输出端口，提供输出信号；功率电路，输出开关信号；电感，耦接在功率电路的输出端和输出端口之间；输出电容，耦接在输出端口和地之间；反馈电路，提供表征输出信号的反馈信号；电压比较器，基于反馈信号和电压基准信号，输出电压比较信号；电流比较器，基于电流检测信号和电流基准信号，输出电流比较信号；逻辑电路，基于电压比较信号和电流比较信号，输出逻辑信号；以及驱动电路，接收逻辑信号，输出驱动信号控制功率电路。所述开关电源电路及其控制方法简化了电路结构，降低了电路轻载时的功耗，提高了系统效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子电路，更具体地说，本专利技术涉及一种开关电源电路及其控制 方法。
技术介绍
峰值电流控制因为具有较快的瞬态响应，固有的过流保护等优点而被广泛应用在 开关电源电路中。图1为现有的开关电源电路50的电路不意图。开关电源电路50通过将 电流检测信号与误差放大器55输出的补偿信号相比较来实现峰值电流控制，其中所述补 偿信号的值根据输出电压Vo的变化而变化。此外，开关电源电路50采用限流比较器59来 限制电感电流，以免电流检测信号与补偿信号偏离太大，并且采用了时钟信号发生器57来 提供时钟信号，这些都增加了电路成本。同时，由于采用了时钟信号发生器，开关电源电路 50的频率被固定，意味着电路在轻载和重载情况下的开关损耗基本相同，电路轻载状态下 的效率将受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的开关电源电路 和开关电源电路的控制方法。根据本专利技术的实施例，提出了一种开关电源电路，包括输入端口，接收输入信号； 输出端口，提供输出信号；功率电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第 一输入端耦接至输入端口接收输入信号，所述第二输入端耦接至驱动电路接收驱动信号， 基于输入信号和驱动信号，所述功率电路在输出端输出开关信号；电感，具有第一端和第二 端，其中所述第一端耦接至功率电路的输出端接收开关信号，所述第二端耦接至输出端口 ； 输出电容，耦接在输出端口和地之间；反馈电路，耦接至输出端口接收输出信号，提供表征 输出信号的反馈信号；电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一 输入端耦接至反馈电路接收反馈信号，所述第二输入端接收电压基准信号，基于反馈信号 和电压基准信号，所述电压比较器在输出端输出电压比较信号；电流比较器，具有第一输入 端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端接收表征流过功率电路的电流的电流检测 信号，所述第二输入端接收电流基准信号，基于电流检测信号和电流基准信号，所述电流比 较器在输出端输出电流比较信号；逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中 所述第一输入端耦接至电压比较器的输出端接收电压比较信号，所述第二输入端耦接至电 流比较器的输出端接收电流比较信号，基于电压比较信号和电流比较信号，所述逻辑电路 在输出端输出逻辑信号；以及驱动电路，具有输入端和输出端，其中所述输入端耦接至逻辑 电路接收逻辑信号，基于所述逻辑信号，所述驱动电路在输出端输出驱动信号控制功率电 路。根据本专利技术的实施例，还提出了一种开关电源电路，包括输入端口，接收输入信 号；输出端口，提供输出信号；功率电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至所述输入端口接收输入信号，所述第二输入端耦接至驱动电路的输出端 接收驱动信号，基于输入信号和驱动信号，所述功率电路在输出端输出开关信号；电感，具 有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率电路的输出端接收开关信号，所述第二端 耦接至输出端口 ；输出电容，耦接在输出端口和参考地之间；反馈电路耦接至输出端口接 收输出信号，提供表征输出信号的反馈信号；电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和 输出端，其中所述第一输入端耦接至反馈电路接收反馈信号，所述第二输入端接收电压参 考信号，基于反馈信号和电压参考信号，所述电压比较器在输出端输出电压比较信号；关断 时长控制电路，具有输入端和输出端，其中所述输入端耦接至逻辑电路的输出端接收逻辑 信号，基于逻辑信号，所述关断时长控制电路在输出端输出最小关断时长控制信号；逻辑与 门，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端I禹接至电压比较器的输出 端接收电压比较信号，所述第二输入端耦接至关断时长控制电路的输出端接收最小关断时 长控制信号，基于电压比较信号和最小关断时长控制信号，所述逻辑与门在输出端输出逻 辑与信号；电流比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端接收 表征流过功率电路的电流的电流检测信号，所述第二输入端接收电流基准信号，基于电流 检测信号和电流基准信号，所述电流比较器在输出端输出电流比较信号；逻辑电路，具有第 一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至逻辑与门的输出端接收逻辑 与信号，所述第二输入端耦接至电流比较器的输出端接收电流比较信号，基于逻辑与信号 和电流比较信号，所述逻辑电路在输出端输出逻辑信号；以及驱动电路，具有输入端和输出 端，其中所述输入端耦接至逻辑电路接收逻辑信号，基于所述逻辑信号，所述驱动电路在输 出端输出驱动信号控制功率电路。根据本专利技术的实施例，还提供了一种开关电源电路的控制方法，包括比较反馈 信号和电压基准信号，得到电压比较信号，其中，所述反馈信号表征开关电源电路的输出信 号；比较电流检测信号和电流基准信号，得到电流比较信号，其中，所述电流检测信号表征 流过开关电源电路中的上拉功率管的电流，所述上拉功率管耦接在开关电源电路的输入和 负载之间，将能量从输入转移到负载；采用所述电压比较信号控制上拉功率管的导通；以 及采用所述电流比较信号控制上拉功率管的关断。根据本专利技术各方面的上述开关电源电路及其控制方法，简化了电路结构，降低了 电路轻载时的功耗，提闻了系统效率。附图说明图1为现有的开关电源电路50的电路示意图2为根据本专利技术一实施例的开关电源电路100的电路结构示意图3示出了开关电源电路100分别在电感电流连续模式下和电感电流断续模式下 的电流基准信号IMf、电流检测信号Ismse,驱动信号Gs、输出信号\以及电压基准信号Vref 的波形；图4示出了开关电源电路100在电感电流断续模式时，电流基准信号IMf减小引 起的电流基准信号Iref、电流检测信号Ismse、驱动信号&、输出信号Vtj以及电压基准信号Vref 的波形变化；图5为根据本专利技术一实施例的开关电源电路200的电路结构示意图6为根据本专利技术一实施例的关断时长控制电路209的电路结构示意图7为根据本专利技术一实施例的开关电源电路300的电路结构示意图8为根据本专利技术一实施例的关断时长控制电路309的电路结构示意图9示出了根据本专利技术一实施例的开关电源电路的控制方法的流程图400。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“ 一个实施例”、“实施例”、“ 一个示例”或“示例”的提及意味着结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。 因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例” 或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解， 当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源电路，包括：输入端口，接收输入信号；输出端口，提供输出信号；功率电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至输入端口接收输入信号，所述第二输入端耦接至驱动电路接收驱动信号，基于输入信号和驱动信号，所述功率电路在输出端输出开关信号；电感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率电路的输出端接收开关信号，所述第二端耦接至输出端口；输出电容，耦接在输出端口和地之间；反馈电路，耦接至输出端口接收输出信号，提供表征输出信号的反馈信号；电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至反馈电路接收反馈信号，所述第二输入端接收电压基准信号，基于反馈信号和电压基准信号，所述电压比较器在输出端输出电压比较信号；电流比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端接收表征流过功率电路的电流的电流检测信号，所述第二输入端接收电流基准信号，基于电流检测信号和电流基准信号，所述电流比较器在输出端输出电流比较信号；逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至电压比较器的输出端接收电压比较信号，所述第二输入端耦接至电流比较器的输出端接收电流比较信号，基于电压比较信号和电流比较信号，所述逻辑电路在输出端输出逻辑信号；以及驱动电路，具有输入端和输出端，其中所述输入端耦接至逻辑电路接收逻辑信号，基于所述逻辑信号，所述驱动电路在输出端输出驱动信号控制功率电路。...

【技术特征摘要】
2012.01.10 US 13/347,3451.一种开关电源电路，包括 输入端口，接收输入信号； 输出端口，提供输出信号； 功率电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端稱接至输入端口接收输入信号，所述第二输入端耦接至驱动电路接收驱动信号，基于输入信号和驱动信号，所述功率电路在输出端输出开关信号； 电感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率电路的输出端接收开关信号，所述第二端耦接至输出端口； 输出电容，耦接在输出端口和地之间； 反馈电路，耦接至输出端口接收输出信号，提供表征输出信号的反馈信号； 电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至反馈电路接收反馈信号，所述第二输入端接收电压基准信号，基于反馈信号和电压基准信号，所述电压比较器在输出端输出电压比较信号； 电流比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端接收表征流过功率电路的电流的电流检测信号，所述第二输入端接收电流基准信号，基于电流检测信号和电流基准信号，所述电流比较器在输出端输出电流比较信号； 逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至电压比较器的输出端接收电压比较信号，所述第二输入端耦接至电流比较器的输出端接收电流比较信号，基于电压比较信号和电流比较信号，所述逻辑电路在输出端输出逻辑信号；以及驱动电路，具有输入端和输出端，其中所述输入端耦接至逻辑电路接收逻辑信号，基于所述逻辑信号，所述驱动电路在输出端输出驱动信号控制功率电路。2.如权利要求1所述的开关电源电路，其中，在开关电源电路进入轻载模式时，所述电流基准信号减小。3.一种开关电源电路，包括 输入端口，接收输入信号； 输出端口，提供输出信号； 功率电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至所述输入端口接收输入信号，所述第二输入端耦接至驱动电路的输出端接收驱动信号，基于输入信号和驱动信号，所述功率电路在输出端输出开关信号； 电感，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至功率电路的输出端接收开关信号，所述第二端耦接至输出端口； 输出电容，耦接在输出端口和参考地之间； 反馈电路耦接至输出端口接收输出信号，提供表征输出信号的反馈信号； 电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至反馈电路接收反馈信号，所述第二输入端接收电压参考信号，基于反馈信号和电压参考信号，所述电压比较器在输出端输出电压比较信号； 关断时长控制电路，具有输入端和输出端，其中所述输入端耦接至逻辑电路的输出端接收逻辑信号，基于逻辑信号，所述关断时长控制电路在输出端输出最小关断时长控制信号;逻辑与门，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述第一输入端耦接至电压比较器的输出端接收电压比较信号，所述第二输入端耦接至关断时长控制电路的输出端接收最小关断时长控制信号，基于电压比较信号和最小关断时长控制信号，所述逻辑与门在输出端输出逻辑与信号； 电流比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖鹏捷，周景海，杨先庆，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：