[發明專利]一種DC-DC降壓轉換器及其控制方法和控制系統

在審

• 申請號: 202010637478.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111740599A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 嚴之嶽
• 申請（專利權）人: 上海艾為電子技術股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 姚璐華

本發明提供了一種DC?DC降壓轉換器及其控制方法和控制系統，方法包括：在PWM模式下，判斷第一平均輸出電流是否小于第一預設值，若是，將工作模式切換為PFM模式；在PFM模式下，將電感的第二平均輸出電流控制在預設范圍內，判斷第二平均輸出電流是否達到第二預設值，若是，將DC?DC降壓轉換器的工作模式切換為PWM模式，第二預設值大于或等于第一預設值。也就是說，在進入PFM模式之后，若負載處于重負載和輕負載的分界點，并不會立即切換為PWM模式，而是在電感的第二平均輸出電流逐漸增大至第二預設值后才會進入PWM模式，從而可以確保DC?DC降壓轉換器不會在重負載和輕負載的分界點在兩種模式之間來回切換。

技術領域

本發明涉及脈沖調制技術領域，更具體地說，涉及一種DC-DC降壓轉換器及其控制方法和控制系統。

背景技術

DC-DC降壓轉換器的控制模式主要有PWM(Pulse-Width Modulation，脈沖脈寬調制)模式和PFM(Pulse-Frequency Modulation，脈沖頻率調制)模式。為了提高調制效率，降低效率損耗，可以在DC-DC降壓轉換器的負載為重負載時，控制DC-DC降壓轉換器工作在PWM模式，在DC-DC降壓轉換器的負載為輕負載時，控制DC-DC降壓轉換器工作在PFM模式。

現有技術中，通常通過將DC-DC降壓轉換器的輸出電壓與基準電壓進行比較，或將輸出電流與基準電流進行比較，來判斷負載是重負載還是輕負載，進而判斷是否將DC-DC降壓轉換器的控制模式切換為PWM模式還是PFM模式。但是，當負載在重負載和輕負載的分界點時，采用上述判斷方式并不能很好地判斷是要切換為PWM模式還是PFM模式，這就會導致DC-DC降壓轉換器在PWM模式和PFM模式之間頻繁地切換，導致DC-DC降壓轉換器的效率較低，輸出電壓的波紋較大。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種DC-DC降壓轉換器及其控制方法和控制系統，以解決負載在重負載和輕負載的分界點時，DC-DC降壓轉換器在PWM模式和PFM模式之間頻繁地切換的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種DC-DC降壓轉換器的控制方法，所述DC-DC降壓轉換器包括電感和與所述電感串聯的電容，包括：

在PWM模式下，檢測所述電感的電流，并根據所述電感的電流計算出第一平均輸出電流，判斷所述第一平均輸出電流是否小于第一預設值，若是，將所述DC-DC降壓轉換器的工作模式切換為PFM模式；

在PFM模式下，將所述電感的第二平均輸出電流控制在預設范圍內，并檢測所述電感的電流，根據所述電感的電流計算出第二平均輸出電流，判斷所述第二平均輸出電流是否達到所述第二預設值，若是，將所述DC-DC降壓轉換器的工作模式切換為PWM模式，所述第二預設值為所述預設范圍的最大值，所述第二預設值大于或等于所述第一預設值。

可選地，在PWM模式下，將所述DC-DC降壓轉換器的工作模式切換為PFM模式之前，還包括：

判斷預設時間內第一平均輸出電流小于第一預設值的次數是否大于預設次數；

若是，將所述DC-DC降壓轉換器的工作模式切換為PFM模式。

可選地，判斷預設時間內第一平均輸出電流小于第一預設值的次數是否大于預設次數包括：

判斷預設時間內波谷電流接近0的次數是否大于預設次數，所述第一平均輸出電流為波谷電流和波峰電流的平均值。

可選地，將所述電感的第二平均輸出電流控制在預設范圍包括：

當所述電感的電流達到最大設定值時，控制電源停止向所述電容充電；

當所述電感的電流達到最小設定值時，控制電源向所述電容充電。