[發明專利]DC-DC轉換器及其模式切換方法和電路、電子設備

有效

• 申請號: 202110789300.2
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113437870B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 雷雪薇
• 申請（專利權）人: 上海艾為電子技術股份有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M3/158
• 代理公司: 深圳市嘉勤知識產權代理有限公司 44651
• 代理人: 董琳

1.一種DC-DC轉換器的模式切換方法，所述DC-DC轉換器包括電感、N型開關管和P型開關管，其特征在于，包括以下步驟：

在DC-DC轉換器處于脈沖寬度調制模式時檢測所述電感的電流峰值；

當檢測到所述電感的電流峰值下降至低于預設電流閾值，且維持低于所述預設電流閾值的時間大于預設時間時判定為輕載，并控制DC-DC轉換器的工作模式從脈沖寬度調制模式切換至脈沖頻率調制模式，所述預設電流閾值的大小可調；

檢測所述DC-DC轉換器處于脈沖頻率調制模式時的輸出電壓，在所述輸出電壓降低至降壓閾值時，控制所述N型開關管和P型開關管進入交替導通狀態；在所述輸出電壓上升至升壓閾值時，控制所述N型開關管和P型開關管均進入關閉狀態,所述升壓閾值高于所述DC-DC轉換器的輸出電壓目標值，所述降壓閾值低于所述輸出電壓目標值，且所述升壓閾值和所述降壓閾值之間的差值小于預設值，所述升壓閾值和所述降壓閾值相對于所述輸出電壓目標值對稱；

檢測在DC-DC轉換器處于脈沖頻率調制模式時的電感的電流峰值，并控制DC-DC轉換器處于脈沖頻率調制模式時的電感的電流峰值為脈沖頻率調制模式下的限流值，所述脈沖頻率調制模式下的限流值可調。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟：

檢測所述DC-DC轉換器處于脈沖頻率調制模式時的輸出電壓；

檢測到所述輸出電壓處于下降狀態且下降量超過預定值時判定所述DC-DC轉換器的負載為重載，并控制所述DC-DC轉換器的工作模式從脈沖頻率調制模式切換至脈沖寬度調制模式。

3.一種DC-DC轉換器的模式切換電路，所述DC-DC轉換器包括電感、N型開關管和P型開關管，其特征在于，包括：

電感電流檢測電路，用于在DC-DC轉換器處于脈沖寬度調制模式時檢測所述電感的電流峰值；

模式控制電路，與所述電感電流檢測電路連接，用于在所述電感的電流峰值下降至低于預設電流閾值，且維持低于所述預設電流閾值的時間大于預設時間時，控制DC-DC轉換器的工作模式從脈沖寬度調制模式切換至脈沖頻率調制模式；

窗口比較器，所述窗口比較器的第一端用于接入所述DC-DC轉換器的輸出電壓，第二端用于接入升壓閾值或降壓閾值，輸出端用于連接DC-DC轉換器，所述窗口比較器用于在所述輸出電壓降低至降壓閾值時輸出高電平信號以控制所述DC-DC轉換器的N型開關管和P型開關管進入交替導通狀態，并用于在所述輸出電壓上升至升壓閾值時輸出低電平信號以控制所述DC-DC轉換器的N型開關管和P型開關管進入關閉狀態,所述升壓閾值高于所述DC-DC轉換器的輸出電壓目標值，所述降壓閾值低于所述輸出電壓目標值，且所述升壓閾值和所述降壓閾值之間的差值小于預設值，所述升壓閾值和所述降壓閾值相對于所述輸出電壓目標值對稱；

電感的電流峰值限制電路，用于檢測在DC-DC轉換器處于脈沖頻率調制模式時的電感的電流峰值，并控制DC-DC轉換器處于脈沖頻率調制模式時的電感的電流峰值為脈沖頻率調制模式下的限流值，所述脈沖頻率調制模式下的限流值可調。

4.根據權利要求3所述的模式切換電路，其特征在于，所述模式控制電路包括第一比較器，所述第一比較器的第一端用于接入預設電流閾值，第二端連接電感電流檢測電路以接入電感電流峰值，輸出端用于連接所述DC-DC轉換器；所述第一比較器用于在比較出所述電感的電流峰值小于預設電流閾值時輸出高電平信號，且當持續輸出高電平信號大于預設時間時控制所述DC-DC轉換器的工作模式從脈沖寬度調制模式切換至脈沖頻率調制模式。

5.根據權利要求3所述的模式切換電路，其特征在于，還包括：

輸出電壓檢測電路，所述輸出電壓檢測電路用于在DC-DC轉換器處于脈沖頻率調制模式時檢測所述DC-DC轉換器的輸出電壓；

所述模式控制電路還與所述輸出電壓檢測電路連接，用于在檢測到所述輸出電壓處于下降狀態且下降量超過預定值時判定DC-DC轉換器的負載為重載，并控制所述DC-DC轉換器的工作模式從脈沖頻率調制模式切換至脈沖寬度調制模式。