[实用新型]开关电源电路以及电子设备

说明书

本实用新型公开了一种开关电源电路，包括：互感电感模块，互感电感模块至少包括反向并联设置的第一电感器和第二电感器；第一电感器的一端与开关电源电路的输入端耦接，另一端与开关电源电路的输出端耦接；和切换控制模块，切换控制模块至少包括一个开关元件；开关元件的开关通路一端与开关电源电路的输入端耦接，另一端与第二电感器耦接；切换控制模块配置为接收处理芯片的电流需求反馈信号，切换导通或关断开关通路以对应接入或断开第二电感器。同时还提供一种电子设备。本实用新型利用对电感感值的控制实现轻负载下高电感感值配置，维持系统稳定性，重负载下低电感感值配置，获得快速响应特性。

技术领域

本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种开关电源电路以及电子设备。

背景技术

系统级芯片（System on Chip, SoC）在不同模式下有不同的电流需求。以智能音箱和虚拟显示头戴式显示设备为例，系统级芯片在工作状态下电流需求大，但在待机状态下电流需求小。在开关电源电路设计角度，电流需求大且变化迅速的场合需要选用感值较小且饱和电流较高的电感元件以满足系统级芯片电流和响应的需求，因此常规的系统级芯片开关电源电路所选用的电感元件的感值通常在0.47μH左右。但是在系统级芯片处于待机状态且电流需求较小时，为了获得更高的开关电源转换效率，开关电源会进入间歇开关模式，即开关省电模式（Power Save Mode）。场效应管（MOSFET）的开关频率由2MHz下降到20KHz级别。在进入省电模式或者关闭一段时间后，如果侦测到系统级芯片电压显著降低，则退出省电模式或开启一小段时间。但是，此时因为电压显著下降，开关占空比大，0.47μH左右的电感抑制电流变化能力变弱，电流快速上升产生啸叫或者底噪等问题，进一步影响系统稳定性。

发明内容

为解决现有技术中开关电源进入间歇开关模式后，由于电压显著下降，开关占空比大，0.47μH左右的电感抑制电流变化能力变弱，电流快速上升产生啸叫、底噪的问题，本实用新型设计并提出一种开关电源电路。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种开关电源电路，包括：互感电感模块，所述互感电感模块至少包括反向并联设置的第一电感器和第二电感器；所述第一电感器的一端与开关电源电路的输入端耦接，另一端与开关电源电路的输出端耦接；和切换控制模块，所述切换控制模块至少包括一个开关元件；所述开关元件的开关通路一端与开关电源电路的输入端耦接，另一端与第二电感器耦接；所述切换控制模块配置为接收处理芯片的电流需求反馈信号，切换导通或关断所述开关通路以对应接入或断开所述第二电感器。

针对高低两个档位的电流需求，设置所述电流需求反馈信号包括高电流需求反馈信号和低电流需求反馈信号；所述切换控制模块接收所述高电流反馈信号，切换导通所述开关通路以接入所述第二电感器；或所述切换控制模块接收所述低电流反馈信号，切换关断所述开关通路以断开所述第二电感器。

根据开关电源电路的拓扑设计，切换控制模块包括第一开关元件和第二开关元件。所述第一开关元件的控制端与所述处理芯片耦接以接收所述电流需求反馈信号，所述第一开关元件的开关通路一端接地；所述第二开关元件的控制端一路与所述第一开关元件的开关通路耦接，另一路与开关电源电路的输入端耦接；所述第二开关元件的开关通路一端与开关电源电路的输入端耦接，另一端与所述第二电感器耦接。

考虑对能耗损失的控制，所述第一开关元件为N沟道场效应管，所述第一开关元件的栅极与所述处理芯片耦接以接收所述电流需求反馈信号，所述第一开关元件的源极接地；所述第二开关元件为P沟道场效应管，所述第二开关元件的栅极一路与所述第一开关元件的漏极耦接，另一路与开关电源电路的输入端耦接；所述第二开关元件的源极与开关电源电路的输入端耦接，漏极与第二电感器耦接。

可选的，开关电源电路还包括:高边场效应管，高边场效应管的漏极与开关电源电路的输入端耦接，高边场效应管的源极一路与所述第一电感器耦接，另一路与所述开关元件的开关通路耦接；和低边场效应管，低边场效应管的漏极与高边场效应管的源极耦接，低边场效应管的源极接地。