[发明专利]开关电源开关管的控制装置及控制方法

说明书

本发明提供一种开关电源开关管的控制装置及控制方法，所述开关电源开关管的控制装置包括：至少两个开关管电流采样和比较电路，用于生成开关电源中开关管的电流与参考阈值的比较结果；控制电路，与所述开关管电流采样和比较电路连接，用于根据多个所述比较结果，将开关电源中开关管的电流划分至不同的数值范围内，并结合确定的数值范围向开关管组合方式不同的驱动电路发出驱动信号；驱动电路，与所述控制电路连接，用于通过所述驱动信号驱动不同宽度的开关管。开关管本发明采用了电流镜电路进行电流密度采样，同时对采样结果进行判断，进而控制开关管的宽度，以提高开关电源的转换效率。

技术领域

本发明属于开关电源设计的技术领域，涉及一种开关电源开关管的控制方法，特别是涉及一种开关电源开关管的控制装置及控制方法。

背景技术

开关电源电路为片上系统及数字信号处理电路等提供低压电源，其较高的电源转换效率具有无可替代的优势。其工作主要分为两个阶段，一是电源充电阶段，为负载提供电流同时为电感提供能量，二是电感续流阶段，电感利用前一阶段蓄留的能量，在电源断开的情况下，继续为负载提供电流。

在以上两个阶段，电流导通由上下两个开关管提供低阻通路，开关管开关由内部驱动器控制其栅极端。为了使开关电源电路能够在大电流负载时能有足够高的效率，上下开关管的宽度会比较大，因此其内部驱动器的宽度也会比较大，造成了非常大的动态功耗。在较小电流负载时，较大的动态功耗导致开关电源电路的总转换效率非常低，严重影响开关电源电路的性能。

因此，如何提供一种开关电源开关管的控制装置及控制方法，以解决现有技术无法以较小的电路规模和功耗，实现动态调节开关电源开关管宽度，进一步有效提高开关电源电路在中低电流负载情况下的电源转换效率等缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种开关电源开关管的控制装置及控制方法，用于解决现有技术无法以较小的电路规模和功耗，实现动态调节开关电源开关管宽度，进一步有效提高开关电源电路在中低电流负载情况下的电源转换效率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种开关电源开关管的控制装置，所述开关电源开关管的控制装置包括：至少两个开关管电流采样和比较电路，用于生成开关电源中开关管的电流与参考阈值的比较结果；控制电路，与所述开关管电流采样和比较电路连接，用于根据多个所述比较结果，将开关电源中开关管的电流划分至不同的数值范围内，并结合确定的数值范围向开关管组合方式不同的驱动电路发出驱动信号；驱动电路，与所述控制电路连接，用于通过所述驱动信号驱动不同宽度的开关管。

于本发明的一实施例中，所述开关电源开关管的控制装置包括第一开关管电流采样和比较电路和第二开关管电流采样和比较电路；所述第一开关管电流采样和比较电路的第一比较输出端与所述控制电路连接，用于将第一比较结果传送至所述控制电路；所述第二开关管电流采样和比较电路的第二比较输出端与所述控制电路连接，用于将第二比较结果传送至所述控制电路。

于本发明的一实施例中，所述控制电路根据所述第一比较结果和所述第二比较结果将所述开关电源中开关管的电流划分至相应的数值范围内。

于本发明的一实施例中，所述第一开关管电流采样和比较电路设有第一参考阈值，所述第二开关管电流采样和比较电路设有第二参考阈值；其中，所述第一参考阈值小于所述第二参考阈值；所述控制电路将小于或等于所述第一参考阈值设为第一数值范围，将大于所述第一参考阈值且小于所述第二参考阈值设为第二数值范围，将大于或等于所述第二参考阈值设为第三数值范围。

于本发明的一实施例中，所述驱动电路包括第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元；所述第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元并联连接，用于组合出不同倍数的开关管进行导通。