[发明专利]一种开关电源控制模式切换电路及开关电源芯片

说明书

本申请提供一种开关电源控制模式切换电路及开关电源芯片，其中，开关电源控制模式切换电路用于产生控制开关电源中的功率驱动管的驱动信号；包括模式切换阈值产生模块、负反馈环路控制模块和驱动信号产生模块；模式切换阈值产生模块包括：电流源、等效可变电阻和运算放大器；其中，等效可变电阻的阻值与开关电源的输入电压呈反比关系。由于等效可变电阻的阻值与开关电源的输入电压呈反比关系，也即采用了基于输入电压采样的动态阻抗模式切换电路，能够实时检测输入电压大小，并且使得开关电源控制模式切换电路的切换电流随着开关电源的输入电压的变化率约为0，从而达到稳定控制模式切换阈值的目的。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种高精度的开关电源控制模式切换电路及开关电源芯片。

背景技术

在开关电源芯片中，BOOST(升压)类型的开关电源芯片有着极为重要的用途，它的特点是可以控制功率管的导通与关断，使输出电压高于输入电压。其拓扑结构如图1所示，功率管驱动信号DRVP为占空比为D的方波信号，用于控制功率管的导通和关断；当功率管驱动信号DRVP为高电平时，P型功率开关管MP1关闭，N型功率开关管MN1导通，SW端被拉至地电位，输入电源VIN在电感L1上产生对地的电流使得电感L1存储能量，此时通过C1向输出端VOUT供电；当功率管驱动信号DRVP为低电平时，P型功率开关管MP1导通，N型功率开关管MN1关断，因为电感L1上的电流不能突变，所以SW端电位被抬高，VSW>VOUT，通过P型功率开关管MP1向C1和VOUT供电。由能量守恒定律，当电路稳定工作时可得：

VOUT＝VIN/(1-D)；

其中，D为功率管驱动信号DRVP的占空比。

而在BOOST电路中调制方式包括PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)和PFM(Pulse frequency modulation，脉冲频率调制)。

当输出负载电流比较小时，如果仍然采用PWM方式调制，会导致系统功耗较大，效率降低，因此，在现有设计中，通常会在输出负载电流较小时，也即轻载时将电路的控制方式由PWM转换为PFM，当负载电流变大时，也即重载时又切换回PWM模式。因此，在这种电路和应用中，就需要设计相应的模式检测和转换电路。

如图2所示，图2为现有技术中PWM-PFM模式切换模块结构示意图；该模式切换模块，包括：用于检测流经图1中的电感L1的电流，也即负载电流的电感电流检测模块DECT、用于产生驱动信号的驱动信号产生模块Driver，以及PWM模块和PFM模块；其中，PWM模块通过基准参考电压V_REF和反馈信号V_FB产生占空比为D的方波信号，方波信号经过驱动信号产生模块Driver转换为功率管驱动信号DRVP；而根据电感电流检测模块DECT检测得到的负载电流i_L的大小，可以判断采用哪种调制方式对驱动信号(也即脉冲信号)DRVP进行切换调制。

但是现有技术中的开关电源模式切换电路中在轻载时的PFM控制方式与重载时的PWM控制方式之间切换时，存在切换阈值点不稳定的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种开关电源控制模式切换电路及开关电源芯片，以解决现有技术中开关电源模式切换电路中在轻载时的PFM控制方式与重载时的PWM控制方式之间切换时，存在切换阈值点不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种开关电源控制模式切换电路，用于产生控制所述开关电源中的功率驱动管的驱动信号；

所述开关电源控制模式切换电路包括：

模式切换阈值产生模块、负反馈环路控制模块和驱动信号产生模块；

所述模式切换阈值产生模块与所述负反馈环路控制模块相连，所述负反馈环路控制模块与所述驱动信号产生模块相连；