[发明专利]一种PWM/PFM控制电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电源管理电路，特别是涉及一种开关电源转换器电路中的PWM/PFM控制电路。

【背景技术】

现在许多开关电源转换器(比如降压型直流-直流转换器)都包含两种工作模式：PWM(Pulse Width Modulation)模式和PFM(Pulse Frequency Modulation)模式。一般负载较重时，开关电源转换器工作在PWM模式下，从而使其工作在固定的较高频率下，维持较低的输出电压纹波。但由于在PWM模式下控制电路的开关损耗一般较大，因此通常当负载较轻时，开关电源转换器切换到PFM模式下工作，随着负载变轻，其工作频率变低，控制电路的开关损耗的平均值随着频率降低而变低。由于传统的兼容PWM模式和PFM模式的控制电路在两种模式切换时为突变过程，这样当负载电流为切换点附近时，系统容易不稳定，导致切换点附近的输出电压纹波显著增大。

因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种PWM/PFM控制电路，其可以实现PFM模式和PWM模式的无缝衔接，并且可以实现PFM模式下更低的频率最低值。

为了实现上述目的，本发明提出一种PWM/PFM控制电路，其具有PWM控制模式和PFM控制模式，在PWM控制模式时基于一参考信号生成脉宽可调的PWM控制信号来进行控制，在PFM控制模式时基于所述参考信号生成频率可调的PFM控制信号来进行控制，其包括：时差产生单元，用于在PFM控制信号的脉宽大于PWM控制信号的脉宽时产生反映PFM控制信号的脉宽和PWM控制信号的脉宽的差的时差信号；和时差放大单元，用于放大所述时差信号并得到时差放大信号；其中将所述参考信号的每个周期延长所述时差放大信号的有效时长以调整所述参考信号的频率，进而调整所述PFM控制信号的频率。

在一个进一步的实施例中，所述PWM/PFM控制电路还包括反馈电路、误差放大器、PWM比较器、PFM产生器、逻辑控制单元和振荡器，所述反馈电路采样一电源转换电路的输出电压并形成反映所述输出电压的反馈电压，所述电源转换电路将一输入电压转换成所述输出电压；所述误差放大器放大一基准电压和反馈电压的误差得到误差放大电压；所述振荡器产生所述参考信号；所述PWM比较器用于比较所述参考信号和所述误差放大电压以输出相应脉宽的PWM控制信号；所述PFM产生器用于基于所述PWM控制信号生成固定脉宽的PFM控制信号；所述逻辑控制单元用于在PWM控制信号的脉宽大于PFM控制信号的脉宽时输出PWM控制信号来控制所述电源转换电路，在PWM控制信号的脉宽小于PFM控制信号时输出PFM控制信号来进行控制所述电源转换电路。

在一个进一步的实施例中，所述时差放大单元包括充电电流源、充电控制开关、放电电流源、放电控制开关、电容和比较器，所述充电控制开关控制所述充电电流源是否对电容充电，所述充电控制开关的控制端受时差信号的控制，在所述时差信号的有效时段接通所述充电控制开关使得所述充电电流源对所述电容进行充电；所述放电控制开关控制所述放电电流源是否对所述电容放电，所述放电控制开关的控制端受时差放大信号的控制，在所述时差放大信号的无效时段关断所述放电控制开关使得所述放电电流源停止对所述电容进行放电；所述比较器用于将所述电容的电压与基准电压进行比较，在所述电容的电压大于所述基准电压时输出有效的时差放大信号。

在一个进一步的实施例中，所述时差放大单元包括充电电流源、充电控制开关、放电电流源、放电控制开关、放电控制逻辑、电容和比较器，所述充电控制开关控制所述充电电流源是否对电容充电，所述充电控制开关的控制端受时差信号的控制，在所述时差信号的有效时段接通所述充电控制开关使得所述充电电流源对所述电容进行充电；所述放电控制开关控制所述放电电流源是否对所述电容放电，所述放电控制开关的控制端由所述放电控制逻辑控制，在所述时差信号的有效时段且所述时差放大信号的无效时段控制所述放电控制开关关断，在所述时差信号的无效时段且所述时差放大信号的有效时段控制所述放电控制开关导通；所述比较器用于将所述电容的电压与基准电压进行比较，在所述电容的电压大于所述基准电压时输出有效的时差放大信号。

在一个进一步的实施例中，所述放电电流源为一电阻。