[发明专利]一种用于DC-DC转换器的轻载模式维持电路及其控制方法

说明书

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体的说是涉及一种用于DC‑DC转换器的轻载模式维持电路及其控制方法。本发明通过电路中增加随机计数器，通过随机序列产生不同的退出high duty的状态，随机数的控制方法可以有效的避免如果前述判断条件存在问题时，系统一直采用错误的判断条件而产生相应的错误结果，进而使得系统能够正确的退出high duty，维持系统的稳定。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体的说是涉及一种用于DC-DC转换器的轻载模式维持电路及其控制方法。

背景技术

轻载模式下的工作状态一直是目前各个厂商高校研究的，因为在轻载模式下，对于目前流行的电流控制系统来说，电流环较难在轻载模式下获得电感电流的信息，从而较难对系统进行有效的控制。一般电路可能会在系统中加入假负载，即当电路检测到系统处于轻载模式下的时候，系统内部便产生一个相应的flag信号，从而打开内部设定的一个电流源。使得系统避开极轻载模式，但是这样的方式会损耗电流，产生不必要的电流消耗，特别是对于低功耗应用来说，假负载更是难以接受的一种解决方式。同时，传统产生相应进入轻载模式flag信号的方式是通过内部的迟滞比较器，当电路开始接近轻载模式下的时候，特别是当输入与输出接近的时候，此时电路的占空比开始逐渐增大，当增大到内部设定的阈值后，迟滞比较器输出一个高电平信号，系统内部将此时电路的状态通过逻辑锁存，迫使电路工作在当前状态下，以这种硬性方式维持系统轻载模式，但是带来的后果也比较明显，首先对于迟滞比较器，其迟滞量的选择受限于系统的效率，转换速度，同时极大的受到PVT(Process Voltage Temperature)的影响，很容易在某些情况下电路在某些条件下逻辑持续性锁死，无法在各种情况下对轻载模式进行高效控制。

发明内容

本发明针对现有电路无法在单一逻辑状态下无法高效避开某些未知情况造成的单一状态锁死的问题，提出了一种用于DC-DC转换器的轻载模式维持电路及其控制方法。

本发明的技术方案是：

一种用于DC-DC转换器的轻载模式维持电路，包括误差放大器、偏置电压源、电阻、迟滞比较器、比较器迟滞量控制单元、驱动控制单元、随机计数器和检测电路；其中，误差放大器的同相输入端接反馈电压，其反相输入端接基准电压，其输出端接迟滞比较器的反相输入端、同时还通过电阻后接迟滞比较器的同相输入端；偏置电压源的正端接电阻与迟滞比较器同相输入端的连接点，偏置电压源的负端接地；迟滞比较器的输出端接驱动控制单元和随机计数器的输入端；随机计数器的输出端接检测电路的输入端，检测电路的输出端接比较器迟滞量控制单元的输入端，比较器迟滞量控制单元的输出端接迟滞比较器的控制端；所述比较器迟滞量控制单元用于在检测电路输出信号的控制下，调节迟滞比较器的迟滞量，进而对占空比进行控制，使电路内部的on time时间延长，从而维持轻载模式；所述驱动控制单元用于产生并输出逻辑控制信号；所数计数器用于产生随机的周期检测信号，使检测电路在不同的周期下对电路进行检测；所述检测电路用于检测当前电路状态，在电路处于高占空比的时候输出使能信号激活比较器迟滞量控制单元。

进一步的，所述反馈电压为输出电压经过外部电阻网络分压后的电压。

进一步的，所述基准电压为内部参考电压，由内部基准电路产生。

进一步的，所述电阻为内部偏置电阻，误差放大器产生的电流在电阻上产生压降用于迟滞比较器输入端进行后续迟滞比较。

一种用于DC-DC转换器的轻载模式维持电路的控制方法，包括：

检测电路在随机计数器的使能下对电路进行检测，当电路处于高占空比的时候，检测电路给出对应的flag信号，同时随机计数器对周期进行计数，经过随机周期后产生最终退出信号，使得电路能够退出高占空比模式。