[发明专利]恒定导通时间的开关调节器实现轻负载控制

权利要求书

1.一种用于开关调节器的控制电路，其特征在于，所述的开关调节器接收一输入电压，所述的控制电路利用恒定导通时间控制体系，控制主开关和低端开关，驱动一个开关输出节点，用于产生开关输出电压，所述的开关输出节点耦合到一个LC滤波电路上，以便产生调制输出电压，在一个输出节点处具有基本恒定的幅值，所述的调制的输出电压作为反馈电压，反馈到所述的控制电路，其中所述的控制电路包括：

一个第一单次计时器，用于产生表示主开关恒定导通时间段的控制信号，所用的控制信号开启主开关的同时，断开低端开关，恒定导通时间段过后，断开主开关，而开启低端开关；

一个最小关闭时段计时器，用于当主开关在一段最小的关闭时段内关闭时，最小关闭时段计时器产生一个具有第一状态的最小关闭时段信号；

一个参考电压选择电路，用于根据一个低端开关电流信号选取一个参考电压作为所选的参考电压，当正常负载时选取一个第一参考电压作为所选的参考电压，当轻负载时选取一个第二参考电压作为所选的参考电压，所述的低端开关电流信号具有第一状态指示输出节点处轻负载的状态并且所述的第二参考电压大于所述的第一参考电压；以及

一个控制回路用于当反馈电压低于所选的参考电压，并且所述的最小关闭时段信号处于第一状态时，控制第一单次计时器产生开启主开关的控制信号。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：

一个开关控制电路用于驱动主开关和低端开关，对来自第一单次计时器的控制信号做出响应，开关控制电路产生驱动信号，在开启主开关的同时断开低端开关，以及在断开主开关的同时开启低端开关。

3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，控制回路包括：

一个电压比较器，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，所述的第一输入端耦合接收反馈电压，所述的第二输入端耦合接收所述的选定参考电压，所述的输出端产生比较器输出电压，当反馈电压小于所选定参考电压时，所述的比较器输出电压具有第一状态；以及

一个逻辑与门，具有第一输入端，耦合接收电压比较器的比较器输出电压，以及具有第二输入端耦合接收最小关闭时段计时器的最小关闭时段信号，当比较器输出电压和最小关闭时段信号都具有第一状态时，逻辑与门产生具有第一状态的输出信号；

其中第一单次计时器产生控制信号，当逻辑与门的输出信号具有第一状态时，开启主开关。

4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，参考电压选择电路包括：

一个第二单次计时器，当被所述的表示输出节点处为轻负载环境的第一状态的低端电流信号触发时，产生一个具有第一状态的第二控制信号，持续预设的时间，否则产生的第二控制信号就具有第二状态；以及

受第二控制信号控制的开关，该开关具有第一位置，当第二控制信号具有第二状态时，选取第一参考电压作为所选的参考电压，该开关还具有第二位置，当第二控制信号具有第一状态时，选取第二参考电压作为所选的参考电压。

5.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于，参考电压选择电路还包括：

串联在第一电压和接地电势之间的第一、第二和第三电阻器，开关与第二电阻器并联，第一和第二参考电压在第二和第三电阻器之间的节点处产生；

其中开关在第一位置处关闭，使第二电阻器短接，产生第一参考电压，第一参考电压具有的电压值同第一和第三电阻器的电阻值成比例；并且

其中开关在第二位置处断开，产生第二参考电压，第二参考电压具有的电压值同第一、第二和第三电阻器的电阻值成比例。

6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，第一电压包括一个带隙电压。

7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，通过监控流经低端开关的电流，低端电流信号在输出节点处探测到轻负载环境，当流经低端开关的电流低于预设的阈值水平时，低端电流信号具有第一状态。

8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，低端开关包括一个MOSFET器件，低端电流信号通过监控MOSFET器件漏极端和源极端的电压，产生低端电流信号，确定流经低端开关的电流。

9.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，反馈电压是调制的输出电压的一个分压。