一種輕載開關(guān)電源芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輕載開關(guān)電源芯片，涉及電氣領(lǐng)域。本實(shí)用新型通過(guò)補(bǔ)償控制電路輸出的補(bǔ)償信號(hào)控制輕載開關(guān)電源芯片的輸出端與電源端和接地端連接之間切換，輸入至開關(guān)組件的時(shí)鐘信號(hào)決定了輕載開關(guān)電源芯片的開關(guān)頻率，實(shí)現(xiàn)了降低開關(guān)的頻率使輕載的效率變高，從而達(dá)到電壓紋波變大的目的。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)生成單元輸出的時(shí)鐘信號(hào)為上升沿時(shí)，輕載開關(guān)電源芯片的輸出端連接電源端；當(dāng)電流檢測(cè)支路檢測(cè)電源端與輸出端之間的電流大于設(shè)定的電流值時(shí)，電流檢測(cè)支路輸出的第二補(bǔ)償信號(hào)控制補(bǔ)償控制電路，使補(bǔ)償控制電路輸出的補(bǔ)償信號(hào)使輸出端與接地端連接，直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，周而復(fù)始得循環(huán)。
【專利說(shuō)明】一種輕載開關(guān)電源芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電源，尤其涉及一種輕載高效的開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)電源作為重要的電源管理類電路廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦和數(shù)碼相機(jī)等各 類便攜式產(chǎn)品中。相比于線性穩(wěn)壓器而言，開關(guān)電源管理芯片，如DC-DC轉(zhuǎn)換器，最大的優(yōu) 勢(shì)就是效率高。而在便攜式應(yīng)用中，DC-DC在輕負(fù)載下效率的高低很大程度上決定了便攜 式產(chǎn)品系統(tǒng)的待機(jī)時(shí)間。因此，在最近幾年，低功耗、高效率的設(shè)計(jì)成為了眾多便攜式應(yīng)用 的研究熱點(diǎn)之一。
[0003] 開關(guān)電源的功耗一般由導(dǎo)通損耗，開關(guān)損耗以及芯片內(nèi)部模擬電路的靜態(tài)損耗三 部分組成。
[0004] 導(dǎo)通損耗主要是電流流過(guò)功率管的導(dǎo)通電阻所消耗的能量，隨芯片負(fù)載電流的增 大而增大；
[0005] 開關(guān)損耗導(dǎo)通的瞬間會(huì)有充電或放電的損耗，以及定感電流產(chǎn)生的三角波在電器 件上產(chǎn)生電阻的損耗，開關(guān)電源在導(dǎo)通時(shí)滿足的公式為：VDD · D=VOTT ;
[0006] 其中，VDD為輸入電源，D為占空比，VTOT為輸出電壓；
[0007] 靜態(tài)損耗是芯片內(nèi)部模擬電路在工作時(shí)的消耗。
[0008] 其中，開關(guān)損耗和靜態(tài)損耗均與芯片負(fù)載電流大小無(wú)關(guān)。所以，芯片在重載時(shí)，導(dǎo) 通損耗是主要損耗，而在輕載時(shí)，開關(guān)損耗和靜態(tài)損耗構(gòu)成了轉(zhuǎn)換器的主要損耗。由于便攜 式設(shè)備待機(jī)時(shí)的效率主要取決于開關(guān)電源在輕負(fù)載狀況下的功耗，提高開關(guān)電源在輕負(fù)載 時(shí)的效率，就能夠有效延長(zhǎng)便攜式設(shè)備的電池使用時(shí)間。然而目前的開關(guān)電源存在開關(guān)頻 率高，輕負(fù)載效率低的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有開關(guān)電源存在開關(guān)頻率高，輕負(fù)載效率低的問(wèn)題，從而提 供一種輕載開關(guān)電源芯片的技術(shù)方案。
[0010] 實(shí)用新型所述一種輕載開關(guān)電源芯片，包括：
[0011] 開關(guān)組件，于一時(shí)鐘信號(hào)和一補(bǔ)償信號(hào)控制下使一輸出端于與電源端連接和與接 地端連接之間切換；
[0012] 反饋網(wǎng)絡(luò)，將一反饋電壓連接至所述開關(guān)器件，用以根據(jù)所述反饋電壓形成一第 一補(bǔ)償信號(hào)以及一反饋信號(hào)；
[0013] 電流檢測(cè)支路，連接于所述輸出端與所述電源端之間，用以檢測(cè)所述電源端與所 述輸出端之間的電流并形成一第二補(bǔ)償信號(hào)；
[0014] 時(shí)鐘信號(hào)生成單元，連接所述開關(guān)組件，用以生成所述時(shí)鐘信號(hào)，以及根據(jù)第二補(bǔ) 償信號(hào)生產(chǎn)第三補(bǔ)償信號(hào)；
[0015] 補(bǔ)償控制電路，連接于所述反饋網(wǎng)絡(luò)與所述開關(guān)組件之間，以及所述電流檢測(cè)支 路與所述開關(guān)組件之間，以及所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元與所述開關(guān)組件之間，用以根據(jù)所述 第一補(bǔ)償信號(hào)、所述第二補(bǔ)償信號(hào)以及所述第三補(bǔ)償信號(hào)生成所述補(bǔ)償信號(hào)并輸出至所述 開關(guān)組件。
[0016] 優(yōu)選的，包括第一檢測(cè)電路，所述第一檢測(cè)電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及一所述輕載 開關(guān)電源芯片的使能端連接，用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號(hào)以及一第一參考 電壓和一第二參考電壓向所述使能端輸出一使能控制信號(hào)以控制所述輕載開關(guān)電源芯片 處于工作或者待機(jī)狀態(tài)。
[0017] 優(yōu)選的，包括第二檢測(cè)電路，所述第二檢測(cè)電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及所述時(shí)鐘信 號(hào)生成單元連接；
[0018] 所述第二檢測(cè)電路用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號(hào)以及一第三參考 電壓控制所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元生成高頻率的所述時(shí)鐘信號(hào)或者生成低頻率的所述時(shí)鐘 信號(hào)，和/或
[0019] 所述第二檢測(cè)電路用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號(hào)以及一第四參考 電壓形成一過(guò)載信號(hào)。
[0020] 優(yōu)選的，包括過(guò)載保護(hù)電路，所述過(guò)載保護(hù)電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及所述第二檢 測(cè)電路連接，用以根據(jù)所述第二檢測(cè)電路形成的所述過(guò)載信號(hào)控制所述反饋網(wǎng)絡(luò)輸出的所 述第一補(bǔ)償信號(hào)于接地以及連接所述補(bǔ)償控制電路之間切換。
[0021] 優(yōu)選的，還包括使能控制電路，所述使能控制電路根據(jù)一使能信號(hào)及一第五參考 電壓控制所述輕載開關(guān)電源芯片處于工作或者待機(jī)狀態(tài)。
[0022] 優(yōu)選的，所述開關(guān)組件包括：
[0023] RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的S端連接所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元，所述RS觸發(fā)器的R 端連接所述補(bǔ)償控制電路，根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)和所述時(shí)鐘信號(hào)生成第一輸出信號(hào)和第二輸 出信號(hào)；
[0024] 第一緩沖器，所述第一緩沖器包括一第一緩沖器的控制端、一第一緩沖器的第一 輸入端、一第一緩沖器的第二輸入端和一第一緩沖器的輸出端，所述第一緩沖器的控制端 連接所述RS觸發(fā)器的Q端，所述第一緩沖器的第一輸入端連接一驅(qū)動(dòng)端，所述第一緩沖器 的第二輸入端連接所述輸出端，用以根據(jù)所述第一輸出信號(hào)形成第一控制信號(hào)；
[0025] 第一開關(guān)，連接于所述電源端和所述輸出端之間，所述第一開關(guān)包括一第一開關(guān) 的控制端，所述第一開關(guān)的控制端連接所述第一緩沖器的輸出端，根據(jù)所述第一控制信號(hào) 以控制所述第一開關(guān)的關(guān)斷；
[0026] 第二緩沖器，所示第二緩沖器包括一第二緩沖器的控制端和一第二緩沖器的輸出 端，所述第二緩沖器的控制端連接所述RS觸發(fā)器的0端，用以根據(jù)所述第二輸出信號(hào)形成 第二控制信號(hào)；
[0027] 第二開關(guān)，連接于所述接地端和所述輸出端之間，所述第二開關(guān)包括一第二開關(guān) 的控制端，所述第二開關(guān)的控制端連接所述第二緩沖器的輸出端，根據(jù)所述第二控制信號(hào) 以控制所述第二開關(guān)的關(guān)斷。
[0028] 優(yōu)選的，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括：
[0029] 誤差放大器，所述誤差放大器的同相輸入端連接所述反饋電壓，所述誤差放大器 的反相輸入端連接一第六參考電壓，所述誤差放大器輸出的第一補(bǔ)償信號(hào)至所述補(bǔ)償控制 電路。
[0030] 優(yōu)選的，所述電流檢測(cè)支路包括：
[0031] 電流檢測(cè)放大器，所述電流檢測(cè)放大器的同相輸入端連接所述電源端，所述電流 檢測(cè)放大器的反相輸入端連接于所述電源端與所述輸出端之間，所述電流檢測(cè)放大器輸出 的第二補(bǔ)償信號(hào)至所述補(bǔ)償控制電路和所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元；
[0032] -電阻R1并聯(lián)于所述電流檢測(cè)放大器的同相輸入端與反相輸入端之間。
[0033] 優(yōu)選的，所述補(bǔ)償控制電路包括：
[0034] 第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端連所述第二補(bǔ)償信號(hào)，所述第一比較 器的反相輸入端連接一第七參考電壓；
[0035] 第二比較器，所述第二比較器的同相輸入端連所述第三補(bǔ)償信號(hào)，所述第二比較 器的反相輸入端接所述第一補(bǔ)償信號(hào)；
[0036] 或門，所述或門的第一輸入端連接所述第一比較器的輸出端，所述或門的第二輸 入端連接所述第二比較器的輸出端，所述或門輸出的補(bǔ)償信號(hào)至所述開關(guān)組件。
[0037] 優(yōu)選的，所述第一檢測(cè)電路包括：
[0038] 第三比較器，所述第三比較器的同相輸入端接所述反饋信號(hào)，所述第三比較器的 反相輸入端連接所述第一參考電壓，所述第三比較器的輸出端輸出所述使能控制信號(hào)；
[0039] 第四比較器，所述第四比較器的同相輸入端接所述反饋信號(hào)，所述第四比較器的 反相輸入端連接所述第二參考電壓，所述第四比較器的輸出端輸出所述使能控制信號(hào)。
[0040] 優(yōu)選的，所述第二檢測(cè)電路包括：
[0041] 第五比較器，所述第五比較器的同相輸入端連接所述反饋信號(hào)，所述第五比較器 的反相輸入端連接所述第四參考電壓，所述第五比較器輸出端輸出所述過(guò)載信號(hào)，
[0042] 第六比較器，所述第六比較器的同相輸入端連接所述反饋信號(hào)，所述第六比較器 的反相輸入端連接所述第三參考電壓，所述第六比較器輸出端連接所述時(shí)鐘信號(hào)生成單 J Li 〇
[0043] 優(yōu)選的，所述使能控制電路包括：
[0044] 關(guān)閉比較器，所述關(guān)閉比較器的同相輸入端連接所述使能信號(hào)，所述關(guān)閉比較器 的反相輸入端接所述第五參考電壓；
[0045] NM0S管，所述NM0S管的柵極接關(guān)閉比較器輸出端，所述NM0S管的源極接所述接地 端，所述NM0S管漏極連接與所述反饋網(wǎng)絡(luò)與所述補(bǔ)償控制電路之間。
[0046] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0047] 本實(shí)用新型通過(guò)補(bǔ)償控制電路改變電壓的紋波，當(dāng)電源芯片輸出端實(shí)際電流大于 設(shè)定的負(fù)載電阻的電流時(shí)，多余的電流給電容充電，紋波變大，輸出電壓升高，從而產(chǎn)生輸 出電壓的紋波，此時(shí)電源端與輸出端連接，負(fù)載電阻的電流越小，第一開關(guān)處于閉合的狀態(tài) 的時(shí)間越長(zhǎng)，降低了開關(guān)頻率。通過(guò)所述第二檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)了開關(guān)組件的輸出端在電源端 與接地端之間的切換，從而提高了輕負(fù)載效率。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0048] 圖1為本實(shí)用新型所述一種輕載開關(guān)電源芯片框圖；
[0049] 圖2為本實(shí)用新型所述一種輕載開關(guān)電源芯片的內(nèi)部電路圖。
[0050] 圖3為本實(shí)用新型所述一種輕載開關(guān)電源芯片外圍電路圖。
[0051] 附圖中：1.第二檢測(cè)電路；11.第五比較器；12.第六比較器；2.時(shí)鐘信號(hào)生成單 元；3.第一檢測(cè)電路；31.第三比較器；32.第四比較器；4.過(guò)載保護(hù)電路；5.電流檢測(cè)支 路；6.反饋網(wǎng)絡(luò)；7.補(bǔ)償控制電路；71.第一比較器；72.第二比較器；73.或門；8.開關(guān)組 件；81. RS觸發(fā)器；82.第一緩沖器；83.第一開關(guān)；84.第二緩沖器；85.第二開關(guān)；9.使能 控制電路；91.關(guān)閉比較器；92. NM0S管。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0053] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可 以相互組合。
[0054] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本實(shí)用新型的 限定。
[0055] 如圖1和圖2所示，提供一種輕載開關(guān)電源芯片，包括：
[0056] 開關(guān)組件8,于一時(shí)鐘信號(hào)CLK和一補(bǔ)償信號(hào)控制下使一輸出端SW于與電源端IN 連接和與接地端GND連接之間切換；
[0057] 反饋網(wǎng)絡(luò)6,將一反饋電壓FB連接至開關(guān)器件，用以根據(jù)反饋電壓FB形成一第一 補(bǔ)償信號(hào)以及一反饋信號(hào)；
[0058] 電流檢測(cè)支路5,連接于輸出端SW與電源端IN之間，用以檢測(cè)電源端IN與輸出端 SW之間的電流并形成一第二補(bǔ)償信號(hào)；
[0059] 時(shí)鐘信號(hào)生成單元2,連接開關(guān)組件8,用以生成時(shí)鐘信號(hào)CLK，以及根據(jù)第二補(bǔ)償 信號(hào)生產(chǎn)第三補(bǔ)償信號(hào)；
[0060] 補(bǔ)償控制電路7,連接于反饋網(wǎng)絡(luò)6與開關(guān)組件8之間，以及電流檢測(cè)支路5與開 關(guān)組件8之間，以及時(shí)鐘信號(hào)生成單元2與開關(guān)組件8之間，用以根據(jù)第一補(bǔ)償信號(hào)、第二 補(bǔ)償信號(hào)以及第三補(bǔ)償信號(hào)生成補(bǔ)償信號(hào)并輸出至開關(guān)組件8。
[0061] 在本實(shí)施例中，輕載開關(guān)電源芯片的輸出端SW與電源端IN和接地端GND連接之 間切換是通過(guò)補(bǔ)償控制電路7輸出的補(bǔ)償信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，輸入至開關(guān)組件8的時(shí)鐘信號(hào)CLK 決定了輕載開關(guān)電源芯片的開關(guān)頻率，實(shí)現(xiàn)了降低開關(guān)的頻率使輕載的效率變高，從而達(dá) 到電壓紋波變大的目的。
[0062] 當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)生成單元2輸出的時(shí)鐘信號(hào)CLK為上升沿時(shí)，輕載開關(guān)電源芯片的輸 出端SW連接電源端IN ;當(dāng)電流檢測(cè)支路5檢測(cè)電源端IN與輸出端SW之間的電流大于設(shè) 定的電流值時(shí)，電流檢測(cè)支路5輸出的第二補(bǔ)償信號(hào)控制補(bǔ)償控制電路7,使補(bǔ)償控制電路 7輸出的補(bǔ)償信號(hào)使輸出端SW與接地端GND連接，直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，周而復(fù)始得循環(huán)。
[0063] 在本實(shí)施例中的開關(guān)組件8包括：RS觸發(fā)器81、第一緩沖器82、第一開關(guān)83、第二 緩沖器84和第二開關(guān)85，
[0064] RS觸發(fā)器81連接補(bǔ)償控制電路7和時(shí)鐘信號(hào)生成單元2,根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)和時(shí)鐘信 號(hào)CLK生成第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)；
[0065] 第一緩沖器82連接于RS觸發(fā)器81、驅(qū)動(dòng)端BOOT和輸出端SW之間，用以根據(jù)第一 輸出信號(hào)形成第一控制信號(hào)；
[0066] 第一開關(guān)83連接于第一緩沖器82、電源端IN和輸出端SW之間，根據(jù)第一控制信 號(hào)以控制輸出端SW與電源端IN之間的通斷；
[0067] 第二緩沖器84連接于RS觸發(fā)器81、接地端GND和輸出端SW之間，用以根據(jù)第二 輸出信號(hào)形成第二控制信號(hào)；
[0068] 第二開關(guān)85連接于第二緩沖器84、接地端GND和輸出端SW之間，根據(jù)第二控制信 號(hào)以控制輸出端SW與接地端GND之間的通斷；
[0069] 二極管D的正極接5V電壓，二極管D的負(fù)極接驅(qū)動(dòng)端BOOT。
[0070] 在本實(shí)施例中的反饋網(wǎng)絡(luò)6包括：誤差放大器；
[0071] 誤差放大器的同相輸入端連接反饋電壓FB，誤差放大器的反相輸入端連接一第六 參考電壓，誤差放大器輸出的第一補(bǔ)償信號(hào)至補(bǔ)償控制電路7。
[0072] 在本實(shí)施例中的電流檢測(cè)支路5包括：電流檢測(cè)放大器和電阻R1 ;
[0073] 電流檢測(cè)放大器的同相輸入端連接電源端IN，電流檢測(cè)放大器的反相輸入端連接 于電源端IN與輸出端SW之間，電流檢測(cè)放大器輸出的第二補(bǔ)償信號(hào)至補(bǔ)償控制電路7和 時(shí)鐘信號(hào)生成單元2 ;
[0074] 電阻R1并聯(lián)于電流檢測(cè)放大器的同相輸入端與反相輸入端之間。
[0075] 在本實(shí)施例中的補(bǔ)償控制電路7包括：第一比較器71、第二比較器72和或門73 ;
[0076] 第一比較器71的同相輸入端連第二補(bǔ)償信號(hào)，第一比較器71的反相輸入端連接 一第七參考電壓；
[0077] 第二比較器72的同相輸入端連第三補(bǔ)償信號(hào)，第二比較器72的反相輸入端接第 一補(bǔ)償信號(hào)；
[0078] 或門73的第一輸入端連接第一比較器71的輸出端，或門73的第二輸入端連接第 二比較器72的輸出端，或門73輸出的補(bǔ)償信號(hào)至開關(guān)組件8。
[0079] 結(jié)合圖2和圖3所示，第一比較器71改變輸出電壓的紋波，當(dāng)輕載開關(guān)電源芯片 的實(shí)際電流大于輕載開關(guān)電源芯片外圍電路中設(shè)定的負(fù)載電阻R2的電流時(shí)，多余的電流 給電感L充電，紋波變大，輸出電壓升高，從而產(chǎn)生輸出電壓的紋波，此時(shí)第一開關(guān)83 -直 處于閉合狀態(tài)（即相當(dāng)于設(shè)置了最小輸出電流門檻)，負(fù)載電阻R2電流越小，第一開關(guān)83處 于閉合的狀態(tài)的時(shí)間越長(zhǎng)，降低了開關(guān)頻率。
[0080] 在本實(shí)施例中該輕載開關(guān)電源芯片的通斷是通過(guò)脈沖驅(qū)動(dòng)的第二比較器72實(shí)現(xiàn) 的，通常情況下電源芯片的開關(guān)頻率是固定的，輸入至開關(guān)組件8的時(shí)鐘信號(hào)CLK決定了電 源芯片的開關(guān)頻率，第二比較器72決定了第一開關(guān)83什么時(shí)間斷開，（即第二比較器72決 定了第一開關(guān)83關(guān)斷的時(shí)間的長(zhǎng)短）輕載的效率變高需要把頻率降低，電壓紋波會(huì)變大； 當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)生成單元2輸出的時(shí)鐘信號(hào)CLK為上升沿時(shí)，RS觸發(fā)器81翻轉(zhuǎn)使第一開關(guān)83 導(dǎo)通，第二開關(guān)85關(guān)斷；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)83輸出電流上升（從電源芯片的輸入端IN流向電源 芯片的輸出端SW),直到第一開關(guān)83輸出電流大于設(shè)定的電流值，第一比較器71翻轉(zhuǎn)輸 出高電平，此后第一開關(guān)83導(dǎo)通時(shí)間由誤差放大器和第二比較器72決定，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)83 輸出電流上升使得第二比較器72翻轉(zhuǎn)輸出為高電平，RS觸發(fā)器81翻轉(zhuǎn)使第一開關(guān)83關(guān) 斷，第二開關(guān)85導(dǎo)通。直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，周而復(fù)始得循環(huán)。
[0081] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施例，包括第一檢測(cè)電路3,第一檢測(cè)電路3與反 饋網(wǎng)絡(luò)6以及一輕載開關(guān)電源芯片的使能端連接，用以根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)6形成的反饋信號(hào)以 及一第一參考電壓和一第二參考電壓向使能端輸出一使能控制信號(hào)以控制輕載開關(guān)電源 芯片處于工作或者待機(jī)狀態(tài)。
[0082] 結(jié)合圖2和圖3所示，在本實(shí)施例中通過(guò)第一檢測(cè)電路3實(shí)現(xiàn)了輕載開關(guān)電源芯 片的輸出端SW與電源端IN和接地端GND連接之間切換，當(dāng)反饋信號(hào)大于第一參考電壓時(shí)， 輕載開關(guān)電源芯片的輸出端SW與接地端GND連接，輕載開關(guān)電源芯片外圍電路中的電感L 進(jìn)入放電狀態(tài)；當(dāng)反饋信號(hào)小于第二參考電壓時(shí)，輕載開關(guān)電源芯片的輸出端SW與電源端 IN連接，電感L進(jìn)入充電狀態(tài)。
[0083] 在本實(shí)施例中的第一檢測(cè)電路3包括：第三比較器31和第四比較器32，
[0084] 第三比較器31的同相輸入端連接反饋信號(hào)，第三比較器31的反相輸入端連接第 一參考電壓，第三比較器31的輸出端輸出使能控制信號(hào)；
[0085] 第四比較器32的同相輸入端連接反饋信號(hào)，第四比較器32的反相輸入端連接第 二參考電壓，第四比較器32的輸出端輸出使能控制信號(hào)。
[0086] 在本實(shí)施例中，負(fù)載需要電流較小時(shí)（輕載模式）：當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)生成單兀2輸出的 時(shí)鐘信號(hào)CLK為上升沿后，第二比較器72輸出為高電平會(huì)先于第一比較器71翻轉(zhuǎn)輸出為 高電平，此時(shí)第一開關(guān)83仍然導(dǎo)通直到第一比較器71比較器翻轉(zhuǎn)，使得輸出的電流大于負(fù) 載所需的電路，因此反饋電壓FB上升；經(jīng)過(guò)若干個(gè)周期，反饋電壓FB上升到大于第一參考 電壓，第三比較器31翻轉(zhuǎn)輸出高電平，電源芯片進(jìn)入休眠模式（sle?。筊S觸發(fā)器81的 Q=〇,
[0087] Q=0，此時(shí)除了第三比較器31和第四比較器32外，其他電路停止工作，第一開關(guān)83 和第二開關(guān)85都關(guān)斷；在負(fù)載電流的作用下，反饋電壓FB下降，當(dāng)反饋電壓FB下降到小于 第二參考電壓時(shí)，第四比較器32翻轉(zhuǎn)輸出高電平，電源芯片重新進(jìn)入工作模式（work)，使 RS觸發(fā)器81的Q=l，0=0,第一開關(guān)83導(dǎo)通，第二開關(guān)85關(guān)斷。如果負(fù)載電路仍然較小， 則sleep - work - sleep - work···，周而復(fù)始地循環(huán)。因?yàn)樵趕leep模式時(shí)，芯片靜態(tài)電 流小，同時(shí)第一開關(guān)83和第二開關(guān)85沒有轉(zhuǎn)換動(dòng)作，所以降低了芯片自身的內(nèi)部功耗，從 而提高了輕載時(shí)的轉(zhuǎn)換效率。
[0088] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施例，包括第二檢測(cè)電路1，第二檢測(cè)電路1與反 饋網(wǎng)絡(luò)6以及時(shí)鐘信號(hào)生成單元2連接；
[0089] 第二檢測(cè)電路1用以根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)6形成的反饋信號(hào)以及一第三參考電壓控制時(shí) 鐘信號(hào)生成單元2生成高頻率的時(shí)鐘信號(hào)CLK或者生成低頻率的時(shí)鐘信號(hào)CLK，和/或
[0090] 第二檢測(cè)電路1用以根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)6形成的反饋信號(hào)以及一第四參考電壓形成一 過(guò)載信號(hào)0VP。
[0091] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施例，包括過(guò)載保護(hù)電路4,過(guò)載保護(hù)電路4與反 饋網(wǎng)絡(luò)6以及第二檢測(cè)電路1連接，用以根據(jù)第二檢測(cè)電路1形成的過(guò)載信號(hào)0VP控制反 饋網(wǎng)絡(luò)6輸出的第一補(bǔ)償信號(hào)于接地以及連接補(bǔ)償控制電路7之間切換。
[0092] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施例，還包括使能控制電路9,使能控制電路9根 據(jù)一使能信號(hào)及一第五參考電壓控制輕載開關(guān)電源芯片處于工作或者待機(jī)狀態(tài)。
[0093] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施例，第二檢測(cè)電路1包括：第五比較器11和第 六比較器12 ;
[0094] 第五比較器11的同相輸入端連接反饋信號(hào)，第五比較器11的反相輸入端連接第 四參考電壓，第五比較器11輸出端輸出過(guò)載信號(hào)0VP，
[0095] 第六比較器12的同相輸入端連接反饋信號(hào)，第六比較器12的反相輸入端連接第 三參考電壓，第六比較器12輸出端連接時(shí)鐘信號(hào)生成單元2。
[0096] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施例，使能控制電路9包括：關(guān)閉比較器91和 NM0S 管 92 ;
[0097] 關(guān)閉比較器91的同相輸入端連接使能信號(hào)EN，關(guān)閉比較器91的反相輸入端連接 第五參考電壓；
[0098] NM0S管92的柵極接關(guān)閉比較器91輸出端，NM0S管92的源極接接地端GND，NM0S 管92漏極連接與反饋網(wǎng)絡(luò)6與補(bǔ)償控制電路7之間。
[0099] 當(dāng)使能信號(hào)EN大于第五參考電壓時(shí)，關(guān)閉比較器91輸出低電平控制NM0S管92 導(dǎo)通，使誤差放大器的輸出信號(hào)接地，使電源芯片進(jìn)入休眠模式；當(dāng)使能信號(hào)EN小于第五 參考電壓時(shí)，關(guān)閉比較器91輸出高電平控制NM0S管92截止，使誤差放大器的輸出信號(hào)至 補(bǔ)償控制電路7,使電源芯片進(jìn)入工作模式。
[0100] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施例，以一組參考電壓為例具體說(shuō)明本實(shí)施例： 第一參考電壓為〇. 808V，第二參考電壓為0. 796V，第三參考電壓為0. 3V，第四參考電壓為 0. 88V，第五參考電壓為1. 3V，第六參考電壓為0. 8V，第七參考電壓為0. 05V。
[0101] 上述實(shí)施例中所涉及的開關(guān)電路僅為開關(guān)電路的一種拓?fù)鋱D，本實(shí)用新型適用于 所有開關(guān)電路中，其中第一開關(guān)83和第二開關(guān)85可以是M0S管、三極管、二極管或整流管 等。
[0102] 以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的實(shí)施方式及 保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書及圖示內(nèi) 容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，包括： 開關(guān)組件，于一時(shí)鐘信號(hào)和一補(bǔ)償信號(hào)控制下使一輸出端于與電源端連接和與接地端 連接之間切換； 反饋網(wǎng)絡(luò)，將一反饋電壓連接至所述開關(guān)器件，用以根據(jù)所述反饋電壓形成一第一補(bǔ) 償信號(hào)以及一反饋信號(hào)； 電流檢測(cè)支路，連接于所述輸出端與所述電源端之間，用以檢測(cè)所述電源端與所述輸 出端之間的電流并形成一第二補(bǔ)償信號(hào)； 時(shí)鐘信號(hào)生成單元，連接所述開關(guān)組件，用以生成所述時(shí)鐘信號(hào)，以及根據(jù)第二補(bǔ)償信 號(hào)生產(chǎn)第三補(bǔ)償信號(hào)； 補(bǔ)償控制電路，連接于所述反饋網(wǎng)絡(luò)與所述開關(guān)組件之間，以及所述電流檢測(cè)支路與 所述開關(guān)組件之間，以及所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元與所述開關(guān)組件之間，用以根據(jù)所述第一 補(bǔ)償信號(hào)、所述第二補(bǔ)償信號(hào)以及所述第三補(bǔ)償信號(hào)生成所述補(bǔ)償信號(hào)并輸出至所述開關(guān) 組件。
2. 如權(quán)利要求1所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，包括第一檢測(cè)電路，所述第一檢 測(cè)電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及一所述輕載開關(guān)電源芯片的使能端連接，用以根據(jù)所述反饋網(wǎng) 絡(luò)形成的所述反饋信號(hào)以及一第一參考電壓和一第二參考電壓向所述使能端輸出一使能 控制信號(hào)以控制所述輕載開關(guān)電源芯片處于工作或者待機(jī)狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，包括第二檢測(cè)電路，所述第二檢 測(cè)電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元連接； 所述第二檢測(cè)電路用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號(hào)以及一第三參考電壓 控制所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元生成高頻率的所述時(shí)鐘信號(hào)或者生成低頻率的所述時(shí)鐘信號(hào)， 和/或 所述第二檢測(cè)電路用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號(hào)以及一第四參考電壓 形成一過(guò)載信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求3所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，包括過(guò)載保護(hù)電路，所述過(guò)載保 護(hù)電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及所述第二檢測(cè)電路連接，用以根據(jù)所述第二檢測(cè)電路形成的所 述過(guò)載信號(hào)控制所述反饋網(wǎng)絡(luò)輸出的所述第一補(bǔ)償信號(hào)于接地以及連接所述補(bǔ)償控制電 路之間切換。
5. 如權(quán)利要求1所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，還包括使能控制電路，所述使能 控制電路根據(jù)一使能信號(hào)及一第五參考電壓控制所述輕載開關(guān)電源芯片處于工作或者待 機(jī)狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求1所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，所述開關(guān)組件包括： RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的S端連接所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元，所述RS觸發(fā)器的R端連 接所述補(bǔ)償控制電路，根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)和所述時(shí)鐘信號(hào)生成第一輸出信號(hào)和第二輸出信 號(hào)； 第一緩沖器，所述第一緩沖器包括一第一緩沖器的控制端、一第一緩沖器的第一輸入 端、一第一緩沖器的第二輸入端和一第一緩沖器的輸出端，所述第一緩沖器的控制端連接 所述RS觸發(fā)器的Q端，所述第一緩沖器的第一輸入端連接一驅(qū)動(dòng)端，所述第一緩沖器的第 二輸入端連接所述輸出端，用以根據(jù)所述第一輸出信號(hào)形成第一控制信號(hào)； 第一開關(guān)，連接于所述電源端和所述輸出端之間，所述第一開關(guān)包括一第一開關(guān)的控 制端，所述第一開關(guān)的控制端連接所述第一緩沖器的輸出端，根據(jù)所述第一控制信號(hào)以控 制所述第一開關(guān)的關(guān)斷； 第二緩沖器，所示第二緩沖器包括一第二緩沖器的控制端和一第二緩沖器的輸出端， 所述第二緩沖器的控制端連接所述RS觸發(fā)器的0端，用以根據(jù)所述第二輸出信號(hào)形成第 二控制信號(hào)； 第二開關(guān)，連接于所述接地端和所述輸出端之間，所述第二開關(guān)包括一第二開關(guān)的控 制端，所述第二開關(guān)的控制端連接所述第二緩沖器的輸出端，根據(jù)所述第二控制信號(hào)以控 制所述第二開關(guān)的關(guān)斷。
7. 如權(quán)利要求1所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括：誤差放大 器，所述誤差放大器的同相輸入端連接所述反饋電壓，所述誤差放大器的反相輸入端連接 一第六參考電壓，所述誤差放大器輸出的第一補(bǔ)償信號(hào)至所述補(bǔ)償控制電路。
8. 如權(quán)利要求1所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，所述電流檢測(cè)支路包括：電流檢 測(cè)放大器，所述電流檢測(cè)放大器的同相輸入端連接所述電源端，所述電流檢測(cè)放大器的反 相輸入端連接于所述電源端與所述輸出端之間，所述電流檢測(cè)放大器輸出的第二補(bǔ)償信號(hào) 至所述補(bǔ)償控制電路和所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元； 一電阻R1并聯(lián)于所述電流檢測(cè)放大器的同相輸入端與反相輸入端之間。
9. 如權(quán)利要求1所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，所述補(bǔ)償控制電路包括： 第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端連所述第二補(bǔ)償信號(hào)，所述第一比較器的 反相輸入端連接一第七參考電壓； 第二比較器，所述第二比較器的同相輸入端連所述第三補(bǔ)償信號(hào)，所述第二比較器的 反相輸入端接所述第一補(bǔ)償信號(hào)； 或門，所述或門的第一輸入端連接所述第一比較器的輸出端，所述或門的第二輸入端 連接所述第二比較器的輸出端，所述或門輸出的補(bǔ)償信號(hào)至所述開關(guān)組件。
10. 如權(quán)利要求2所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，所述第一檢測(cè)電路包括： 第三比較器，所述第三比較器的同相輸入端接所述反饋信號(hào)，所述第三比較器的反相 輸入端連接所述第一參考電壓，所述第三比較器的輸出端輸出所述使能控制信號(hào)； 第四比較器，所述第四比較器的同相輸入端接所述反饋信號(hào)，所述第四比較器的反相 輸入端連接所述第二參考電壓，所述第四比較器的輸出端輸出所述使能控制信號(hào)。
11. 如權(quán)利要求3所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，所述第二檢測(cè)電路包括： 第五比較器，所述第五比較器的同相輸入端連接所述反饋信號(hào)，所述第五比較器的反 相輸入端連接所述第四參考電壓，所述第五比較器輸出端輸出所述過(guò)載信號(hào)， 第六比較器，所述第六比較器的同相輸入端接所述反饋信號(hào)，所述第六比較器的反相 輸入端連接所述第三參考電壓，所述第六比較器輸出端連接所述時(shí)鐘信號(hào)生成單元。
12. 如權(quán)利要求5所述輕載開關(guān)電源芯片，其特征在于，所述使能控制電路包括： 關(guān)閉比較器，所述關(guān)閉比較器的同相輸入端連接所述使能信號(hào)，所述關(guān)閉比較器的反 相輸入端連接所述第五參考電壓； NMOS管，所述NMOS管的柵極接關(guān)閉比較器輸出端，所述NMOS管的源極接所述接地端， 所述NMOS管漏極連接與所述反饋網(wǎng)絡(luò)與所述補(bǔ)償控制電路之間。
【文檔編號(hào)】H02M3/156GK203883674SQ201420189084
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】葉菁華 申請(qǐng)人:鈺太芯微電子科技（上海）有限公司, 鈺太科技股份有限公司