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；储能端口，提供储能电压；电感，具有第一端和第一端，其第一端耦接至输入端口；功率级电路，耦接在所述电感的第二端和储能端口之间；储能电容，耦接在储能端口和参考地之间；升压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号大于升压阈值时，所述升压控制器输出升压控制信号来控制功率级电路工作在升压模式；以及降压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号小于降压阈值，同时储能电压大于输入信号时，所述降压控制器输出降压控制信号来控制功率级电路工作在降压模式。所述开关电源电路及其控制方法降低了电路功耗，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。
技术介绍
在典型的数字用户线路应用、非对称数字用户环路以及固态硬盘驱动等应用中。为了在系统掉电时给系统供电，常将多个储能电容并联耦接在一起。但这将增加系统成本。以高压形式存储电能，并在掉电时释放该电能，能够减少储能电容的数量。现有技术采用电荷泵和LDO (低压差)电路的结合来管理能量，其中电荷泵将系统的输入信号转换为高压信号，而LDO则负责在系统掉电时释放该高压信号，以维持系统的工作。但是，电荷泵包括多个开关，将使系统变得复杂。尤其是需要将输入信号转化为电压值很高的高压信号时，电荷泵所需的开关就更多了。同时，在释放高压信号时，LDO电路的功耗较大，加重了系统的负担，严重影响了系统的效率。
技术实现思路
因此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。根据上述目的，本专利技术提出了一种开关电源电路，包括输入端口，接收输入信号；储能端口，提供储能电压；电感，具有第一端和第一端，其中所述第一端耦接至输入端口接收输入 目号；功率级电路，稱接在所述电感的弟~■端和储能端口之间；储能电各，稱接在储能端口和参考地之间；升压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号大于升压阈值时，所述升压控制器输出升压控`制信号来控制功率级电路工作在升压模式；以及降压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号小于降压阈值，同时储能电压大于输入信号时，所述降压控制器输出降压控制信号来控制功率级电路工作在降压模式；其中，所述降压阈值小于所述升压阈值。在一个实施例中，所述功率级电路包括上拉功率管和下拉功率管，所述上拉功率管和所述下拉功率管串联耦接在储能端口和参考地之间，两者的共同连接节点耦接至电感的第二端。在一个实施例中，所述升压控制器包括第一比较器，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输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第一阈值信号，基于前馈信号和第一阈值信号，所述第一比较器在输出端输出升压指示信号；以及升压控制逻辑电路，耦接至第一比较器的输出端接收升压指示信号，基于升压指示信号，所述升压控制逻辑电路输出升压控制信号；其中所述第一阈值信号与升压阈值相关。在一个实施例中，所述降压控制器包括第二比较器，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输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和第二阈值信号，所述第二比较器在输出端输出降压指示信号；以及降压控制逻辑电路，耦接至第二比较器的输出端接收降压指示信号，基于所述降压指示信号，所述降压控制逻辑电路输出降压控制信号；其中所述第二阈值信号与降压阈值相关。在一个实施例中，所述降压控制器包括第二比较器，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输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和所述第二阈值信号，所述第二比较器在输出端输出降压指示信号；迟滞比较器，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输入信号的前馈信号，第二输入端接收参考信号，基于所述前馈信号、参考信号和迟滞比较器的迟滞宽度，所述迟滞比较器在输出端输出开关控制信号；以及逻辑电路，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第二比较器的输出端接收降压指示信号，所述第二输入端耦接至迟滞比较器的输出端接收开关控制信号，基于所述降压指示信号和开关控制信号，所述逻辑电路在输出端输出降压控制信号。在一个实施例中，所述降压控制器包括第二比较器，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输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和第二阈值信号，所述第二比较器在输出端输出降压指示信号；恒定导通时长电路，接收表征输入信号的前馈信号，基于所述前馈信号，所述恒定导通时长电路输出开关控制信号；以及逻辑电路，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第二比较器的输出端接收降压指示信号，所述第二输入端耦接至恒定导通时长电路接收开关控制信号，基于所述降压指示信号和开关控制信号，所述逻辑电路在输出端输出降压控制信号。根据本专利技术的实施例，还提出了一种开关电源电路的控制方法，包括将输入信号与欠压锁定参考信号相比较，当输入信号大于欠压锁定参考信号时，开关电源电路开始正常工作；将输入信号与升压阈值相比较，当输入信号的值大于升压阈值时，开关电源电路进入升压模式，生成电压值高于输入信号的储能电压；将输入信号分别与降压阈值和储能电压相比较，当输入信号小于降压阈值，并且小于储能电压时，开关电源电路进入降压模式，释放储能电压；重新比较输入信号和欠压锁定参考信号，当输入信号小于欠压锁定参考信号时，开关电源电路停止工作过程，否则跳转到将输入信号分别与降压阈值和储能电压相比较的步骤；其中所述降压阈值小于所述升压阈值。在一个实施例中，所述开关电源电路的控制方法还包括在降压模式中采用迟滞控制。在一个实施例中，所述开关电源电路的控制方法还包括在降压模式中采用恒定导通时长控制。在一个实施例中，所述开关电源电路的控制方法还包括在输入信号大于降压阈值并且小于升压阈值时，使开关电源电路保持原有的工作模式。根据本专利技术各方面的上述降低了电路功耗，提高了系统效率。附图说明图1为根据本专利技术一实施例的开关电源电路100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200的电路示意图；图3为根据本专利技术一实施例的开关电源电路300的电路示意图；图4为根据本专利技术一实施例的开关电源电路400的电路示意图；图5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500。具体实施例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，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图1为根据本专利技术一实施例的开关电源电路100的电路示意图。如图1所示，开关电源电路100包括输入端口，接收输入信号Vin ;储能端口，提供储能电压Vs ;电感103，具有第一端和第一端，其中所述第一端本文档来自技高网...

【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；储能端口，提供储能电压；电感，具有第一端和第一端，其中所述第一端耦接至输入端口接收输入信号；功率级电路，耦接在所述电感的第二端和储能端口之间；储能电容，耦接在储能端口和参考地之间；升压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号大于升压阈值时，所述升压控制器输出升压控制信号来控制功率级电路工作在升压模式；以及降压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号小于降压阈值，同时储能电压大于输入信号时，所述降压控制器输出降压控制信号来控制功率级电路工作在降压模式；其中，所述降压阈值小于所述升压阈值。

【技术特征摘要】
2011.12.28 US 13/339,0301.一种开关电源电路，包括 输入端口，接收输入信号； 储能端口，提供储能电压； 电感，具有第一端和第一端，其中所述第一端耦接至输入端口接收输入信号； 功率级电路，稱接在所述电感的弟_■端和储能端口之间； 储能电容，耦接在储能端口和参考地之间； 升压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号大于升压阈值时，所述升压控制器输出升压控制信号来控制功率级电路工作在升压模式；以及 降压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号小于降压阈值，同时储能电压大于输入信号时，所述降压控制器输出降压控制信号来控制功率级电路工作在降压模式；其中，所述降压阈值小于所述升压阈值。2.如权利要求1所述的开关电源电路，其中所述功率级电路包括上拉功率管和下拉功率 管，所述上拉功率管和所述下拉功率管串联耦接在储能端口和参考地之间，两者的共同连接节点耦接至电感的第二端。3.如权利要求1所述的开关电源电路，其中所述升压控制器包括 第一比较器，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输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第一阈值信号，基于前馈信号和第一阈值信号，所述第一比较器在输出端输出升压指示信号；以及 升压控制逻辑电路，耦接至第一比较器的输出端接收升压指示信号，基于升压指示信号，所述升压控制逻辑电路输出升压控制信号； 其中所述第一阈值信号与升压阈值相关。4.如权利要求1所述的开关电源电路，其中所述降压控制器包括 第二比较器，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输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和第二阈值信号，所述第二比较器在输出端输出降压指示信号；以及 降压控制逻辑电路，耦接至第二比较器的输出端接收降压指示信号，基于所述降压指示信号，所述降压控制逻辑电路输出降压控制信号； 其中所述第二阈值信号与降压阈值相关。5.如权利要求1所述的开关电源电路，其中所述降压控制器包括 第二比较器，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输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和所述第二阈值信号，所述...

【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：