[发明专利]一种超低静态功耗的控制电路、控制方法及开关型调节器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地说，涉及一种超低静态功耗的控制电路及应用其的开关型调节器。

背景技术

在消费类电子应用场合，例如智能手表等便携式穿戴产品，医疗健康设备等，对整个系统在省电工作模式下的功耗也称静态功耗有着非常严格的要求。

现有技术中的开关型调节器如升压调节器，以同步升压调节器为例，其控制电路如图1所示，包括有一功率开关管（BG）和一同步开关管（TG），一般的控制方案常采用峰值电流控制模式，控制芯片包括有如下工作模块，分别为待机判定模块1，基准电压电路模块2、输出电压的误差运放模块3，当然，控制芯片中还包括有补偿模块4、电流比较模块5、逻辑模块6、使能控制模块7以及PWM控制模块8。其中，待机判定模块1用以判定芯片是否进入待机工作模式，基准电压电路模块2用以产生基准电压Vref，输出电压的误差运放模块3用以根据输出电压反馈信号以维持输出电压恒定，电流比较模块5用以根据电感电流信号控制功率开关管的通断，逻辑模块6和PWM控制模块8用以产生控制功率开关管的控制信号，使能控制模块7用以控制整个控制芯片是否进入工作状态。

可见，现有技术控制芯片中工作模块多而复杂，不利于低功耗和低成本的设计。并且在控制芯片待机的时候，为了芯片能正常的工作于休眠模式，至少待机判定模块1，基准电路模块2、输出电压的误差运放模块3需要一直处于使能状态，这必然增加了控制芯片待机情形下的功率损耗。

对于需要超低静态功耗应用的芯片设计，由于有体积的要求，因此整体必须进行优化设计，并且要有更简单的控制策略，达到超低静态功耗的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种超低静态功耗的控制电路以及应用其的开关型调节器，通过对控制方案的优化设计可以使得控制电路的模块少而效率高，并且采用低功耗元器件使得静态功耗大大降低。

依据本发明的一种超低静态功耗的控制电路，应用于开关型调节器中，所述开关型调节器包括有第一开关管、第二开关管和一电感，所述控制电路包括电压比较电路、过零检测电路和电流比较电路，

所述电压比较电路接收表征所述开关型调节器输出电压的反馈电压信号，并将所述反馈电压信号与一参考电压信号进行比较，以产生一电压比较信号；

所述过零检测电路用以检测所述开关型调节器中电感电流是否过零，并产生一过零信号；

所述电流比较电路接收表征所述电感电流的电感电流信号，并将所述电感电流信号与一参考电流信号进行比较，产生一电流比较信号；

在每一工作周期内，当所述反馈电压信号小于所述参考电压信号时，所述电压比较信号为有效状态，并且在所述过零信号为有效状态时，所述控制电路控制所述第一开关管导通，所述电感电流信号上升；

当所述电感电流信号达到所述参考电流信号时，所述控制电路控制所述第一开关管关断、所述第二开关管导通，所述电感电流信号下降；

当反馈电压信号达到所述参考电压信号时，所述电压比较信号变为无效状态，直至电感电流下降至零值，所述过零信号变为有效状态，所述控制电路控制所述第二开关管关断。

进一步的，还包括消隐电路，所述消隐电路接收所述过零信号，并且在所述过零信号的每个上升沿时刻产生一消隐信号，在所述消隐信号为有效状态阶段时，所述第一开关管保持为关断状态。

优选的，所述电压比较电路包括低功耗比较器，所述消隐信号为有效状态阶段的时间长度根据所述低功耗比较器的输出信号的传输延时时间确定。

进一步的，所述控制电路包括一与门电路，所述与门电路的输入端分别接收电压比较信号和过零信号，输出端输出开关控制信号。

进一步的，所述控制电路还包括一与门电路，所述与门电路的输入端分别接收电压比较信号、过零信号和消隐信号，输出端输出开关控制信号。

进一步的，所述控制电路还包括逻辑电路和PWM控制电路，所述逻辑电路的置位端接收所述开关控制信号，复位端接收所述电流比较信号，输出端产生逻辑控制信号传输给所述PWM控制电路；

所述PWM控制电路根据所述逻辑控制信号以控制所述第一开关管和第二开关管的开关状态，并且，所述PWM控制电路接收所述电压比较信号，依此判定所述开关型调节器是否进入待机工作模式。

依据本发明的一种超低静态功耗的控制方法，应用于开关型调节器中，所述开关型调节器包括第一开关管、第二开关管和一电感，包括以下步骤：