[實用新型]一種PWM/PFM控制電路

有效

• 申請號: 201520537738.1
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN204835923U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 王釗
• 申請（專利權）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/08
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅

【技術領域】

本實用新型涉及電源管理電路領域，特別涉及一種開關電源轉換器電路中的PWM/PFM控制電路。

【背景技術】

現在許多開關電源轉換器(比如，降壓型直流-直流轉換器)都包含兩種工作模式：PWM(PulseWidthModulation)模式和PFM(PulseFrequencyModulation)模式。一般負載較重時，開關電源轉換器工作在PWM模式下，從而使其工作在固定的較高頻率下，維持較低的輸出電壓紋波。但由于在PWM模式下控制電路的開關損耗一般較大，因此，通常當負載較輕時，開關電源轉換器切換到PFM模式下工作，隨著負載變輕，其工作頻率變低，控制電路的開關損耗的平均值隨著頻率降低而變低。由于傳統的兼容PWM模式和PFM模式的控制電路在兩種模式切換時為突變過程，因此，當負載電流為切換點附近時，系統容易不穩定，導致切換點附近的輸出電壓紋波顯著增大。美國專利申請US2009/0033305A1揭示了一種改進的PWM/PFM控制電路，其工作原理是產生一個最小導通時間的PFM控制信號A，通過PWM控制電路產生PWM控制信號B，通過信號A和B產生一個時間差信號，然后在此時間差的時間段內對振蕩器暫停充電，從而延遲振蕩器的周期，延遲后的振蕩器周期等于原來PWM模式下振蕩器周期加上此時間差的時間長度，通過這種方式可以實現PFM到PWM無縫連續切換過渡，從而在切換時使輸出更穩定、輸出電壓的波紋更小。但是，根據此原理可知，最大的時間差長度等于PFM控制信號A的高電平時間(即最小導通時間)，此時間最長一般不超過PWM模式下振蕩器周期時間的一半，因此，降頻的最大限度為1.5倍PWM模式下的振蕩器周期，即降頻至1/1.5＝2/3倍PWM模式下的振蕩頻率，這樣導致對較輕負載下開關損耗的平均值仍然較大，最極限情況是空載，為了進一步減小較輕負載下或空載下的待機功耗，有必要進一步降低PFM模式下的頻率最低值。

因此，有必要提出一種改進的技術方案來解決上述問題。

【實用新型內容】

本實用新型的目的在于提供一種PWM/PFM控制電路，其不僅可以實現PFM到PWM的連續切換過渡，而且還可以進一步降低PFM模式下的頻率最低值，從而減小較輕負載下的功耗和/或空載下的待機功耗。

為了實現上述目的，本實用新型提出一種PWM/PFM控制電路，其具有PWM控制模式和PFM控制模式，所述PWM/PFM控制電路包括反饋電路、誤差放大器、PWM比較器、振蕩器和振蕩器頻率控制電路。所述反饋電路采樣一電源轉換電路的輸出電壓VO并形成反映所述輸出電壓VO的反饋電壓，所述電源轉換電路基于PWM/PFM控制電路輸出的控制信號將一輸入電壓轉換成所述輸出電壓VO；所述誤差放大器基于一基準電壓VREF和反饋電壓的誤差得到誤差放大電壓；所述振蕩器產生三角波振蕩信號；所述PWM比較器用于比較所述三角波振蕩信號和所述誤差放大電壓以輸出所述控制信號；所述振蕩器頻率控制電路基于所述誤差放大電壓輸出相應的電流信號給所述振蕩器，所述振蕩器基于所述電流信號調節所述振蕩器的充電電流的大小，以改變所述振蕩器輸出的三角波振蕩信號的頻率。

進一步的，所述振蕩器頻率控制電路包括第一參考電壓VRH和第二參考電壓VRL，其中，0＜VRL＜VRH＜VP，VP為所述振蕩器輸出的三角波振蕩信號的峰值電壓，VEAO為所述誤差放大電壓的電壓值。當VEAO＞VRH時，所述振蕩器頻率控制電路輸出第一電流信號IA給所述振蕩器，且(VEAO-VRH)越大，所述振蕩器頻率控制電路輸出的第一電流信號IA越大，導致所述振蕩器的充電電流越小，進而使所述振蕩器輸出的三角波振蕩信號的頻率越低；當VEAO＜VRL時，所述振蕩器頻率控制電路輸出第二電流信號IB給所述振蕩器，且(VRL-VEAO)越大，所述振蕩器頻率控制電路輸出的第二電流信號IB越大，導致所述振蕩器的充電電流越小，進而使所述振蕩器輸出的三角波振蕩信號的頻率越低，當VRL＜VEAO＜VRH時，所述振蕩器頻率控制電路輸出的第一電流信號IA和第二電流信號的電流為零，此時所述振蕩器的充電電流固定，使所述振蕩器輸出的三角波振蕩信號的頻率固定。