一种开关电源的控制电路 |
|||||||
| 申请号 | CN202410108185.1 | 申请日 | 2024-01-25 | 公开(公告)号 | CN118017836A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 圣邦微电子(北京)股份有限公司; | 发明人 | 龙仁伟; 李高; 王宇; | ||||
| 摘要 | 本公开的 实施例 提供一种 开关 电源的控制 电路 。该控制电路包括检测模 块 、切换模块、比较模块和控 制模 块，检测模块能够在 开关电源 工作于峰值 电流 模式PCM时，若开关电源的占空比达到最小占空比，生成谷值电流模式VCM切换 信号 ，比较模块能够在VCM切换信号的作用下，比较调节 电压 和开关电源的 下管 采样 电压得到VCM 脉宽调制 信号，切换模块能够在VCM切换信号的作用下，输出定频脉冲信号， 控制模块 能够在VCM切换信号的作用下，基于定频脉冲信号和VCM脉宽调制信号，生成第一 上管 控制信号 和第一下管控制信号。该控制电路能够满足高频小占空比的应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种开关电源的控制电路，其特征在于，包括：检测模块、切换模块、比较模块和控制模块； |
||||||
| 说明书全文 | 一种开关电源的控制电路技术领域背景技术[0002] 现有车规BUCK一般采用定频峰值电流模式PCM的控制模式，来降低电磁干扰EMI，在车载应用环境中，BUCK的输入电压Vin的变化范围比较大，BUCK通常工作在2.2MHz高频下，可以减小外围器件对空间的占用，同时避开噪声敏感频带。 [0003] BUCK工作在PCM时，BUCK中的上管的开启和关闭由上管采样电压和系统设定的时钟控制，环路比较器需要一个消隐信号来规避上管开启瞬间因寄生参数引起的上管采样电压的抖动，消隐信号和环路比较器的延时会限制上管最小开启时间，导致BUCK在高频下无法满足小占空比应用。发明内容 [0004] 本公开提供了一种开关电源的控制电路，能够满足高频小占空比的应用。 [0006] 检测模块被配置为，在开关电源工作于峰值电流模式PCM时，若开关电源的占空比达到最小占空比，生成谷值电流模式VCM切换信号；比较模块被配置为，在VCM切换信号的作用下，比较调节电压和开关电源的下管采样电压得到VCM脉宽调制信号；切换模块被配置为，在VCM切换信号的作用下，输出定频脉冲信号；控制模块被配置为，在VCM切换信号的作用下，基于定频脉冲信号和VCM脉宽调制信号，生成第一上管控制信号和第一下管控制信号。 [0007] 在本公开的一些实施例中，检测模块还被配置为，在开关电源工作于VCM时，若开关电源的上管开启时长达到最大开启时长，生成PCM切换信号；比较模块还被配置为，在PCM切换信号的作用，比较调节电压和开关电源的上管采样电压，得到PCM脉宽调制信号；切换模块还被配置为，在PCM切换信号的作用下，输出PCM时钟信号；控制模块还被配置为，在PCM切换信号的作用下，基于PCM时钟信号和PCM脉宽调制信号，生成第二上管控制信号和第二下管控制信号。 [0008] 在本公开的一些实施例中，检测模块包括第一检测单元、第二检测单元和第一逻辑单元。第一检测单元的第一输入端电连接调节电压，第一检测单元的第二输入端电连接下管采样电压，第一检测单元的第三输入端电连接控制模块的第一输出端，第一检测单元的输出端电连接第一逻辑单元的第一输入端；第二检测单元的第一输入端电连接控制模块的第二输出端，第二检测单元的第二输入端电连接比较模块的第一输出端，第二检测单元的第三输入端电连接切换模块的第一输出端，第二检测单元的输出端电连接第一逻辑单元的第二输入端，第一逻辑单元的输出端电连接检测模块的输出端。 [0009] 第一检测单元被配置为，在开关电源工作于PCM时，基于下管采样电压、调节电压和第二下管控制信号，生成第一检测信号；第二检测单元被配置为，在开关电源工作于VCM时，基于第一上管控制信号、PCM时钟信号和VCM脉宽调制信号，生成第二检测信号；第一逻辑单元被配置为，基于第一检测信号生成VCM切换信号；基于第二检测信号生成PCM切换信号。 [0010] 在本公开的一些实施例中，第一检测单元的第四输入端电连接上管消隐信号，第一检测单元的第五输入端电连接比较模块的第二输出端。第一检测单元进一步被配置为，比较下管采样电压和调节电压得到比较信号，并基于比较信号和第二下管控制信号，生成最大电压检测信号；第一检测单元还被配置为，基于上管消隐信号和PCM脉宽调制信号，生成最小开启时长检测信号；第一检测单元进一步被配置为，基于最大电压检测信号和最小开启时长检测信号，生成第一检测信号。 [0011] 在本公开的一些实施例中，第二检测单元的第四输入端电连接欠压基准信号。第二检测单元进一步被配置为，基于第一上管控制信号生成最大开启时长检测信号，基于VCM脉宽调制信号生成最大开关频率检测信号，基于最大开启时长检测信号和最大开关频率检测信号生成生成第一计数检测信号；第二检测单元还被配置为，基于最大开关频率检测信号和欠压基准信号，生成第二计数检测信号；第二检测单元进一步被配置为，基于第一计数检测信号和第二计数检测信号，生成第二检测信号。 [0012] 在本公开的一些实施例中，第二检测单元的控制端电连接同步使能信号。第二检测单元还被配置为，在开关电源同步外部时钟时，输出第二计数检测信号；在开关电源未同步外部时钟时，输出第二检测信号。 [0013] 在本公开的一些实施例中，切换模块包括：电流镜单元、偏置电流单元、PCM单元和VCM单元。电流镜单元的第一输出端电连接PCM单元，电流镜单元的第二输出端电连接VCM单元，偏置电流单元的控制端电连接PCM单元的控制端和检测模块的输出端，偏置电流单元的第一输入端电连接第一参考电压，偏置电流单元的第二输入端电连接第一预设电压，第一预设电压与开关电源的输入电压正相关；PCM单元的第一输入端电连接第二参考电压，PCM单元的第二输入端电连接第二预设电压，第二预设电压与输入电压正相关，PCM单元的输出端电连接控制模块的第一输入端；VCM单元的输入端电连接开关电源的输出电压，VCM单元的输出端电连接控制模块的第二输入端，VCM单元的控制端电连接控制模块的第二输出端。 [0014] 偏置电流单元被配置为，在PCM切换信号的作用下，向电流镜单元提供第一偏置电流；在VCM切换信号的作用下，向电流镜单元提供第二偏置电流；电流镜单元被配置为，向PCM单元提供第一镜像电流，第一镜像电流为第一偏置电流的M倍，M为大于1的正整数；向VCM单元提供第二镜像电流，第二镜像电流为第二偏置电流的N倍，N为大于1的正整数；PCM单元被配置为，基于第一镜像电流生成PCM时钟信号；VCM单元被配置为，基于第二镜像电流生成定频脉冲信号。 [0015] 在本公开的一些实施例中，控制模块包括：第二逻辑单元、第三逻辑单元、第一选择单元和第二选择单元。第二逻辑单元的第一输入端电连接第一选择单元的第一输入端、第二选择单元的第一输入端和切换模块的第一输出端，第二逻辑单元的第二输入端电连接比较模块的第一输出端，第二逻辑单元的输出端电连接第一选择单元的第二输入端，第一选择单元的输出端电连接第三逻辑单元的第一输入端；第二选择单元的第二输入端电连接比较模块的第二输出端，第二选择单元的第三输入端电连接切换模块的第二输出端，第二选择单元的第四输入端电连接最大导通时长信号，第二选择单元的输出端电连接第三逻辑单元的第二输入端，第三逻辑单元的第一输出端电连接控制模块的第一输出端，第三逻辑单元的第二输出端电连接控制模块的第二输出端。 [0016] 第二逻辑单元被配置为，基于PCM时钟信号和VCM脉宽调制信号，生成VCM开启信号；其中，若PCM时钟信号的频率大于VCM脉宽调制信号的频率，VCM开启信号的频率与VCM脉宽调制信号的频率相等，若PCM时钟信号的频率小于VCM脉宽调制信号的频率，VCM开启信号的频率与PCM时钟信号的频率相等；第一选择单元被配置为，在VCM切换信号的作用下，输出VCM开启信号；在PCM切换信号的作用下，输出PCM时钟信号的下降沿触发的下降沿脉冲信号；第二选择单元被配置为，在VCM切换信号的作用下，输出定频脉冲信号的反相信号与最大导通时长信号的反相信号的与运算信号，在PCM切换信号的作用下，输出PCM时钟信号和PCM脉宽调制信号的或非运算信号；第三逻辑单元被配置为，基于与运算信号和VCM开启信号，生成第一上管控制信号和第一下管控制信号；基于或非运算信号和下降沿脉冲信号，生成第二上管控制信号和第二下管控制信号。 [0017] 在本公开的一些实施例中，比较模块包括：第一选择器、第二选择器、环路比较器和环路反相器。第一选择器的控制端电连接第二选择器的控制端和检测模块的输出端，第一选择器的第一输入端电连接上管采样电压，第一选择器的第二输入端电连接下管采样电压，第一选择器的输出端电连接环路比较器的正输入端；第二选择器的第一输入端电连接上管消隐信号，第二选择器的第二输入端电连接下管消隐信号，第二选择器的输出端电连接环路比较器的使能端；环路比较器的负输入端电连接调节电压，环路比较器的输出端电连接控制模块的第三输入端和环路反相器的输入端，环路反相器的输出端电连接控制模块的第四输入端。 [0018] 第一选择器被配置为，在VCM切换信号的作用下，输出下管采样电压；在PCM切换信号的作用下，输出上管采样电压；第二选择器被配置为，在VCM切换信号的作用下，输出下管消隐信号；在PCM切换信号的作用下，输出上管消隐信号。 [0019] 在本公开的一些实施例中，控制电路还包括环路调节模块，环路调节模块的第一输入端电连接基准电压，环路调节模块的第二端电连接反馈电压，环路调节模块的输出端电连接比较模块的输入端。 [0020] 环路调节模块被配置为，生成基准电压和反馈电压的误差放大电压，并对误差放大电压进行补偿得到调节电压。 [0021] 第二方面，本公开提供了一种开关电源系统，包括开关电源和第一方面提供的任一开关电源的控制电路。 [0022] 第三方面，本公开提供了一种芯片，包括第一方面提供的任一开关电源的控制电路。 [0023] 本公开的技术方案中提供了一种开关电源的控制电路，包括：检测模块、切换模块、比较模块和控制模块，检测模块能够在开关电源工作于峰值电流模式PCM时，若开关电源的占空比达到最小占空比，生成谷值电流模式VCM切换信号，比较模块能够在VCM切换信号的作用下，比较调节电压和开关电源的下管采样电压得到VCM脉宽调制信号，切换模块能够在VCM切换信号的作用下，输出定频脉冲信号，控制模块能够在VCM切换信号的作用下，基于定频脉冲信号和VCM脉宽调制信号，生成第一上管控制信号和第一下管控制信号，能够控制开关电源在高频小占空比应用时从PCM切换至VCM，由于定频脉冲信号的周期恒定，因此开关电源的控制信号的周期恒定，上管开启时长仅取决于占空比，而不受其他因素的限制，从而能够满足高频小占空比的应用。附图说明 [0024] 为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制，其中： [0025] 图1为本公开实施例提供的一种开关电源的电路图； [0026] 图2为本公开实施例提供一种开关电源的控制电路的结构示意图； [0027] 图3为本公开实施例提供的一种检测模块的电路图； [0028] 图4为本公开实施例提供的PCM下的检测模块中的各信号的波形图； [0029] 图5为本公开实施例提供的VCM下的检测模块中的各信号的波形图； [0030] 图6为本公开实施例提供的一种比较模块的电路图； [0031] 图7为本公开实施例提供的VCM下的比较模块中的各信号的波形图； [0032] 图8为本公开实施例提供的PCM下的比较模块中的各信号的波形图； [0033] 图9为本公开实施例提供的一种切换模块的电路图； [0034] 图10为本公开实施例提供的一种控制模块的电路图； [0035] 图11为本公开实施例提供的另一种检测模块的电路图； [0036] 图12为本公开实施例提供的另一种开关电源的控制电路的结构示意图； [0037] 图13为本公开实施例提供的一种环路调节模块的电路图。 具体实施方式[0038] 为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本公开保护的范围。 [0039] 除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开主题所属领域的技术人员所通常理解的相同含义。进一步将理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的那些的术语应解释为具有与说明书上下文和相关技术中它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的形式来解释，除非在此另外明确定义。如在此所使用的“电连接”，可以是直接相连，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通。 [0040] 在本公开中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语“实施例”并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本公开所描述的实施例可以与其它实施例相结合。 [0042] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 [0043] 图1为本公开实施例提供的一种开关电源的电路图，如图1所示，开关电源可以是BUCK开关电源，具体包括：上管hs、下管ls、电感L、电容C和负载Iload。其中，上管hs的第一端与输入电压Vin电连接，上管hs的第二端、下管ls的第一端和电感L的第一端电连接，下管ls的第二端接地，下管ls的控制端与控制电路的第一输出端电连接，上管hs的控制端与控制电路的第二输出端电连接。电感L的第二端、电容C的第一极板、负载Iload的输入端和输出电压Vout电连接，电容C的第二极板和负载Iload的输出端接地。 [0044] 控制电路的第一输出端可以输出下管控制信号lsdr，控制电路的第二输出端可以输出上管控制信号hsdr，其中，下管控制信号lsdr为高电平时，下管ls开启，下管控制信号lsdr为低电平时，下管ls关闭，上管控制信号hsdr为高电平时，上管hs开启，上管控制信号hsdr为低电平时，上管hs关闭。在BUCK开关电源中，下管控制信号lsdr为低电平时，上管控制信号hsdr为高电平，下管控制信号lsdr为高电平时，上管控制信号hsdr为低电平。如此，在同一时刻，上管hs和下管ls只能有一个为开启状态。 [0045] 车载应用环境中，输入电压Vin的变化范围比较大，BUCK开关电源通常工作在2.2MHz高频下，可以减小外围器件对空间的占用，同时避开噪声敏感频带。BUCK开关电源工作在PCM时，上管hs的开启和关闭由上管采样电压Vpk_hs和系统设定的时钟控制，环路比较器需要一个消隐信号TBlank来规避上管hs开启瞬间因寄生参数引起的上管采样电压Vpk_hs的抖动，消隐信号TBlank和环路比较器的延时Tdelay_会限制上管最小开启时间，导致BUCK开关电源在高频下无法满足小占空比应用。 [0046] 例如，为了减小BUCK开关电源体积，设定工作频率为2.2MHz，周期T约为454ns，若TBlank+Tdelay＝90ns，则最小占空比限制约为90ns/454ns≈20％，对于Vout＝3.3V的应用，为了保证输出电压Vout的稳定，最高输入电压Vin，max＝3.3/0.2＝16.5V。而车载应用中输入电压Vin的波动范围往往远大于这个值，输入电压Vin为13.5V时，很多车载应用要求支持覆盖超过36V的输入电压。 [0047] 鉴于上述技术问题，本公开提供了一种开关电源的控制电路，包括：检测模块、切换模块、比较模块和控制模块，检测模块能够在开关电源工作于峰值电流模式PCM时，若开关电源的占空比达到最小占空比，生成谷值电流模式VCM切换信号，比较模块能够在VCM切换信号的作用下，比较调节电压和开关电源的下管采样电压得到VCM脉宽调制信号，切换模块能够在VCM切换信号的作用下，输出定频脉冲信号，控制模块能够在VCM切换信号的作用下，基于定频脉冲信号和VCM脉宽调制信号，生成第一上管控制信号和第一下管控制信号，能够控制开关电源在高频小占空比应用时从PCM切换至VCM，由于定频脉冲信号的周期恒定，因此开关电源的控制信号的周期恒定，上管开启时长仅取决于占空比，而不受其他因素的限制，从而能够满足高频小占空比的应用。 [0048] 图2为本公开实施例提供一种开关电源的控制电路的结构示意图，如图2所示，开关电源的控制电路100包括：检测模块110、切换模块120、比较模块130和控制模块140。其中，结合图1和图2所示，控制模块140的第一输出端电连接下管ls的控制端，控制模块140的第二输出端电连接上管hs的控制端。 [0049] 如图2所示，检测模块110的输出端、切换模块120的控制端、比较模块130的控制端和控制模块140的控制端电连接，切换模块120的第一输入端与输入电压Vin电连接，切换模块120的第二输入端与输出电压Vout电连接，切换模块120的第一输出端与控制模块140的第一输入端电连接，切换模块120的第二输出端与控制模块140的第二输入端电连接。比较模块130的第一输入端与上管采样电压Vpk_hs电连接，比较模块130的第二输入端与下管采样电压Vpk_ls电连接，比较模块130的第三输入端与上管消隐信号hsblank电连接，比较模块130的第四输入端与下管消隐信号lsblank电连接，比较模块130的第五输入端与调节电压EAO电连接，比较模块130的第一输出端与控制模块140的第四输入端电连接，比较模块130的第二输出端与控制模块140的第三输入端电连接。 [0050] 检测模块110被配置为，在开关电源工作于峰值电流模式PCM时，若开关电源的占空比达到最小占空比，生成谷值电流模式VCM切换信号。切换模块120被配置为，在VCM切换信号的作用下，输出定频脉冲信号on_timer。比较模块130被配置为，在VCM切换信号的作用下，比较调节电压EAO和开关电源的下管采样电压Vpk_ls，得到VCM脉宽调制信号pwm_vcm。控制模块140被配置为，在VCM切换信号的作用下，基于定频脉冲信号on_timer和VCM脉宽调制信号pwm_vcm，生成第一上管控制信号hsdr1和第一下管控制信号lsdr1。 [0051] 示例性的，图3为本公开实施例提供的一种检测模块的电路图，如图3所示，检测模块110包括第一检测单元111、第二检测单元112和第一逻辑单元113。结合图2和图3，第一检测单元111的第一输入端电连接调节电压EAO，第一检测单元111的第二输入端电连接下管采样电压Vpk_ls，第一检测单元111的第三输入端电连接控制模块140的第一输出端，第一检测单元111的输出端电连接第一逻辑单元113的第一输入端。第二检测单元112的第一输入端电连接控制模块140的第二输出端，第二检测单元112的第二输入端电连接比较模块130的第一输出端，第二检测单元112的第三输入端电连接切换模块120的第一输出端，第二检测单元112的输出端电连接第一逻辑单元113的第二输入端，第一逻辑单元113的输出端电连接检测模块110的输出端。 [0052] 在开关电源工作于PCM时，随着输入电压Vin的升高，调节电压EAO降低。由于上管hs的最小开启时长TON_MIN_PCM的限制导致上管hs还未来得及关断，而PCM时钟信号clk_pcm会使BUCK开关电源继续开关动作，因此，上管采样电压Vpk_hs和下管采样电压Vpk_ls会超过调节电压EAO，直至触发过压保护才会停止上管hs和下管ls的开关。据此，可以通过比较下管采样电压Vpk_ls和调节电压EAO的大小，确定PCM下BUCK开关电源的输入电压Vin是否达到最大输入电压。由于占空比D与输入电压Vin成反比，因此输入电压Vin达到最大输入电压时，占空比D达到最小占空比，从而生成VCM切换信号。 [0053] 具体的，如图3所示，第一检测单元111包括第一比较器CMP1、第一与门AND1、第一或非门NOR1、第二或非门NOR2、第一延时器Delay1和第一计数器Counter1。第一比较器CMP1的正输入端接收调节电压EAO，第一比较器CMP1的负输入端接收下管采样电压Vpk_ls，第一比较器CMP1的输出端与第一与门AND1的第一输入端电连接，第一比较器CMP1的使能端和第一与门AND1的第二输入端接收下管消隐信号lsblank。第一或非门NOR1的第一输入端与第一与门AND1的输出端电连接，第一或非门NOR1的第二输入端接收使能信号Enabe，第一或非门NOR1的第三输入端与第二或非门NOR2的输出端电连接，第一或非门NOR1的输出端、第二或非门NOR2的第一输入端与第一计数器Counter1的输入端电连接。第二或非门NOR2的第二输入端和第一延时器Delay1的输入端与控制模块的第一输出端电连接，第一延时器Delay1的输出端与第一计数器Counter1的时钟端电连接，第一计数器Counter1的输出端与第一逻辑单元113的第一输入端电连接。 [0054] 在开关电源工作于PCM时，控制模块140的第一输出端输出第二下管控制信号lsdr2，则第二或非门NOR2的第二输入端和第一延时器Delay1的输入端接收第二下管控制信号lsdr2。第一比较器CMP1可以比较调节电压EAO和下管采样电压Vpk_ls，生成比较信号，其中，若调节电压EAO大于下管采样电压Vpk_ls，则比较信号为高电平，若调节电压EAO小于下管采样电压Vpk_ls，则比较信号为低电平，调节电压EAO等于下管采样电压Vpk_ls为比较信号翻转的临界点。第一与门AND1、第一或非门NOR1和第二或非门NOR2构成的电路单元可以接收第二下管控制信号lsdr2和比较信号，并基于第二下管控制信号lsdr2和比较信号，生成最大电压检测信号A。 [0055] 图4为本公开实施例提供的PCM下的检测模块中的各信号的波形图，如图4所示，随着输入电压Vin持续升高，调节电压EAO从大于下管采样电压Vpk_ls逐渐降低至小于下管采样电压Vpk_ls。当调节电压EAO大于下管采样电压Vpk_ls时，第一比较器CMP1输出的比较信号为高电平，则最大电压检测信号A为低电平。当调节电压EAO降低至下管采样电压Vpk_ls时，比较信号翻转为低电平，最大电压检测信号A翻转为高电平，并持续至下管采样电压Vpk_ls降低至调节电压EAO，检测模块110下一个检测周期。 [0056] 将最大电压检测信号A作为第一计数器Counter1的输入信号，将第二下管控制信号lsdr2的反相信号作为第一计数器Counter1的计数信号，第一计数器Counter1可以对最大电压检测信号A为高电平时持续的周期进行计数，并在持续周期数超过第一计数器Counter1的计数周期时，输出第一检测信号，即高电平。此时，开关电源的占空比D达到最小占空比。 [0057] 如此，第一检测单元111在开关电源工作于PCM时，可以基于下管采样电压Vpk_ls、调节电压EAO和第二下管控制信号lsdr2，生成第一检测信号。 [0058] 继续参见图3，第二检测单元112包括：计时器Timer、第一反相器INV1、第一触发器TR1、第二触发器TR2、第二与门AND2和第二计数器Counter2。其中，计时器Timer的输入端和第一反相器INV1的输入端与控制模块的第二输出端电连接，计时器Timer的输出端与第一触发器TR1的输入端电连接，第一反相器INV1的输出端与第一触发器TR1的时钟端电连接，第一触发器TR1的使能端接收使能信号Enabe。第二触发器TR2的输入端接收VCM脉宽调制信号pwm_vcm，第二触发器TR2的时钟端接收PCM时钟信号clk_pcm，第二触发器TR2的使能端接收使能信号Enabe。第二与门AND2的第一输入端与第一触发器TR1的输出端电连接，第二与门AND2的第二输入端与第二触发器TR2的输出端电连接，第二与门AND2的输出端与第二计数器Counter2的输入端电连接，第二计数器Counter2的时钟端与控制模块的第二输出端电连接，第二计数器Counter2的输出端与第一逻辑单元113的第二输入端电连接。 [0059] 具体的，在开关电源工作于VCM时，控制模块140的第二输出端输出的上管控制信号hsdr为第一上管控制信号hsdr1。计时器Timer可以在第一上管控制信号hsdr1的上升沿处开始计时，直至在第一上管控制信号hsdr1的下降沿处计时结束，得到VCM上管开启时长TON_VCM，从而可以输出最长开启时长信号cot_maxon。在输入电压Vin持续增加时，由于VCM上管开启时长TON_VCM与占空比成D正比，VCM上管开启时长TON_VCM不断减小，从而减小开关电源的开关频率变化，直至VCM上管开启时长TON_VCM达到最小值才开始大幅降频，最长开启时长信号cot_maxon为高电平。 [0060] 图5为本公开实施例提供的VCM下的检测模块中的各信号的波形图，如图5所示，在输入电压Vin持续降低时，占空比D不断增加，VCM上管开启时长TON_VCM不断增加直至达到最大开启时长TON_MAX_VCM，此时，第一触发器TR1基于最长开启时长信号cot_maxon和第一上管控制信号hsdr1的反相信号，生成的最大开启时长检测信号cot_maxon_detec为高电平。随着输入电压Vin继续减小，为了达到设定输出电压Vout，调节电压EAO将上升，使开关电源的开关频率增加，直至开关频率达到PCM时钟信号clk_pcm的频率。如此，第二触发器TR2在VCM脉宽调制信号pwm_vcm的频率达到PCM时钟信号clk_pcm的频率时，生成的最大开关频率检测信号cot_maxfreq_detec为高电平。 [0061] 在最大开启时长检测信号cot_maxon_detec和最大开关频率检测信号cot_maxfreq_detec同时为高电平，且持续的周期数超过第二计数器Counter2的计数周期时，第二计数器Counter2输出第一计数检测信号C。第二检测单元112可以直接将第一计数检测信号C作为第二检测信号输出，也可以对第一计数检测信号C和其他计数信号进行逻辑运算，得到并输出第二检测信号。 [0062] 如此，第二检测单元112在开关电源工作于VCM时，可以基于第一上管控制信号hsdr1、PCM时钟信号clk_pcm和VCM脉宽调制信号pwm_vcm，生成第二检测信号。 [0063] 继续参见图3，第一逻辑单元113包括：第三或非门NOR3、第四或非门NOR4、第二反相器INV2和第三反相器INV3。第三或非门NOR3的第一输入端与第一计数器Counter1的输出端电连接，第三或非门NOR3的第二输入端、第四或非门NOR4的输出端和第二反相器INV2的输入端电连接。第三或非门NOR3的输出端与第四或非门NOR4的第一输入端电连接，第四或非门NOR4的第二输入端接收使能信号Enabe，第四或非门NOR4的第三输入端与第二计数器Counter2的输出端电连接。第二反相器INV2的输出端和第三反相器INV3的输入端电连接，第三反相器INV3输出端输出切换信号SW。 [0064] 在开关电源工作于PCM时，第一逻辑单元113持续输出的切换信号SW为PCM切换信号，即低电平。当第一逻辑单元113接收到第一检测信号时，第一逻辑单元113的输出发生翻转，得到VCM切换信号，即高电平，如图4所示。在开关电源工作于VCM时，第一逻辑单元113持续输出的切换信号SW为VCM切换信号，即高电平。当第一逻辑单元113接收到第二检测信号时，第一逻辑单元113的输出发生翻转，得到PCM切换信号，即低电平，如图5所示。 [0065] 需要说明的是，本公开实施例仅以PCM切换信号为低电平，VCM切换信号为高电平为例进行说明，在实际应用中，还可能是PCM切换信号为高电平，VCM切换信号为低电平。 [0066] 如此，第一逻辑单元113可以基于第一检测信号生成VCM切换信号，还可以基于第二检测信号生成PCM切换信号。 [0067] 综上所述，检测模块110不仅可以在开关电源工作于PCM，且开关电源的占空比D达到最小占空比时，生成VCM切换信号，还可以在开关电源工作于VCM，且上管开启时长TON_VCM达到最大开启时长TON_MAX_VCM时，生成PCM切换信号。 [0068] 示例性的，图6为本公开实施例提供的一种比较模块的电路图，如图6所示，比较模块130包括：第一选择器MUX1、第二选择器MUX2、环路比较器PWM CMP和环路反相器PWM INV。其中，结合图2和图6所示，第一选择器MUX1的控制端电连接第二选择器MUX2的控制端和检测模块110的输出端，第一选择器MUX1的第一输入端电连接上管采样电压Vpk_hs，第一选择器MUX1的第二输入端电连接下管采样电压Vpk_ls，第一选择器MUX1的输出端电连接环路比较器PWM CMP的正输入端。 [0069] 第二选择器MUX2的第一输入端电连接上管消隐信号hsblank，第二选择器MUX2的第二输入端电连接下管消隐信号lsblank，第二选择器MUX2的输出端电连接环路比较器PWM CMP的使能端。环路比较器PWM CMP的负输入端电连接调节电压EAO，环路比较器PWM CMP的输出端电连接控制模块140的第三输入端和环路反相器PWM INV的输入端，环路反相器PWM INV的输出端电连接控制模块140的第四输入端。 [0070] 具体的，若检测模块110输出VCM切换信号，则第一选择器MUX1的第二输入端和环路比较器PWM CMP的正输入端导通，第二选择器MUX2的第二输入端和环路比较器PWM CMP的使能端导通。第一选择器MUX1将下管采样电压Vpk_ls输入至环路比较器PWM CMP的正输入端，第二选择器MUX2将下管消隐信号lsblank输入至环路比较器PWM CMP的使能端，且下管消隐信号lsblank为低电平有效的信号，则环路比较器PWM CMP可以对调节电压EAO和下管采样电压Vpk_ls进行比较。 [0071] 图7为本公开实施例提供的VCM下的比较模块中的各信号的波形图，如图7所示，切换模块输出的定频脉冲信号on_timer触发拉低第一上管控制信号hsdr1，则上管hs关闭，则下管采样电压Vpk_ls从最大下管采样电压开始下降。下管采样电压Vpk_ls从最大下管采样电压下降至大于调节电压EAO的阶段，环路比较器PWM CMP持续输出高电平，环路反相器PWM INV持续输出低电平。当下管采样电压Vpk_ls降低至调节电压EAO，环路比较器PWM CMP翻转输出低电平，环路反相器PWM INV翻转输出高电平，即生成VCM脉宽调制信号pwm_vcm。此时，拉高第一上管控制信号hsdr1，上管hs导通，从而使得开关电源进入新的控制周期。 [0072] 若检测模块110输出PCM切换信号，则第一选择器MUX1的第一输入端和环路比较器PWM CMP的正输入端导通，第二选择器MUX2的第一输入端和环路比较器PWM CMP的使能端导通。第一选择器MUX1将上管采样电压Vpk_hs输入至环路比较器PWM CMP的正输入端，第二选择器MUX2将上管消隐信号hsblank输入至环路比较器PWM CMP的使能端，且上管消隐信号hsblank为高电平有效的信号，则环路比较器PWM CMP可以对调节电压EAO和上管采样电压Vpk_hs进行比较。 [0073] 图8为本公开实施例提供的PCM下的比较模块中的各信号的波形图，如图8所示，切换模块输出的PCM时钟信号clk_pcm的下降沿触发拉高第二上管控制信号hsdr2，则上管hs导通，上管采样电压Vpk_hs从零开始上升。上管采样电压Vpk_hs从零上升至小于调节电压EAO时，环路比较器PWM CMP持续输出低电平。随着上管hs持续开启，上管采样电压Vpk_hs持续上升直至上升至调节电压EAO，环路比较器PWM CMP的输出翻转至高电平，即生成PCM脉宽调制信号pwm_pcm。此时，第二上管控制信号hsdr2被拉低，上管hs关断，环路比较器PWM CMP的输出翻转至低电平。 [0074] 示例性的，图9为本公开实施例提供的一种切换模块的电路图，如图9所示，切换模块120包括：电流镜单元121、偏置电流单元122、PCM单元123和VCM单元124。其中，电流镜单元121的第一输出端电连接PCM单元123，电流镜单元121的第二输出端电连接VCM单元124。 [0075] 结合图2和图9所示，偏置电流单元122的控制端电连接PCM单元123的控制端和检测模块110的输出端，偏置电流单元122的第一输入端电连接第一参考电压Vref1，偏置电流单元122的第二输入端电连接第一预设电压P*Vin，P为常量。PCM单元123的第一输入端电连接第二参考电压Vref2，PCM单元123的第二输入端电连接第二预设电压Q*Vin，Q为常量。PCM单元123的输出端电连接控制模块140的第一输入端，VCM单元124的输入端电连接开关电源的输出电压Vout，VCM单元124的输出端电连接控制模块140的第二输入端，VCM单元124的控制端电连接控制模块140的第二输出端。 [0076] 具体的，如图9所示，偏置电流单元122包括第三选择器MUX3、运算放大器OP、第四晶体管M4和外部电阻RT。其中，第三选择器MUX3的第一输入端接收第一参考电压Vref1，第三选择器MUX3的第二输入端接收第一预设电压P*Vin，第三选择器MUX3的控制端与检测模块110的输出端电连接。运算放大器OP的正输入端与第三选择器MUX3的输出端电连接，运算放大器OP的负输入端、外部电阻RT的第一端和第四晶体管M4的源极电连接，外部电阻RT的第二端接地。第四晶体管M4的栅极与运算放大器OP的输出端电连接，第四晶体管M4的漏极与电流镜单元121电连接。 [0077] 若检测模块110输出PCM切换信号，在PCM切换信号的作用下，第三选择器MUX3的第一输入端与运算放大器OP的正输入端导通，则第三选择器MUX3可以将第一参考电压Vref1输入至运算放大器OP的正输入端。如此，偏置电流单元122可以基于第一参考电压Vref1生成第一偏置电流，并向电流镜单元121提供第一偏置电流。 [0078] 若检测模块110输出VCM切换信号，在VCM切换信号的作用下，第三选择器MUX3的第二输入端与运算放大器OP的正输入端导通，则第三选择器MUX3可以将第一预设电压P*Vin输入至运算放大器OP的正输入端。如此，偏置电流单元122可以基于第一预设电压P*Vin生成第二偏置电流，并向电流镜单元121提供第二偏置电流。 [0079] 如图9所示，电流镜单元121包括第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3。其中，第一晶体管M1的源极、第二晶体管M2的源极和第三晶体管M3的源极电连接，第一晶体管M1的栅极、第一晶体管M1的源极、第二晶体管M2的栅极、第三晶体管M3的栅极和第四晶体管M4的漏极电连接，第二晶体管M2的漏极与PCM单元123电连接，第三晶体管M3的漏极与VCM单元124电连接。 [0080] 若偏置电流单元122提供第一偏置电流，由于第二晶体管M2的宽长比为第一晶体管M1的宽长比的M倍，M为大于1的正整数，因此第二晶体管M2可以将第一偏置电流放大M倍得到第一镜像电流，并将第一镜像电流提供给PCM单元123。由于第三晶体管M3的宽长比为第一晶体管M1的宽长比的N倍，N为大于1的正整数，因此第三晶体管M3可以将第一偏置电流放大N倍得到第三镜像电流，并将第三镜像电流提供给VCM单元124。如此，电流镜单元121可以基于第一偏置电流向PCM单元123提供第一镜像电流。 [0081] 若偏置电流单元122提供第二偏置电流，第三晶体管M3可以将第二偏置电流放大N倍得到第二镜像电流，并将第二镜像电流提供给VCM单元124，第二晶体管M2可以将第二偏置电流放大M倍得到第四镜像电流，并将第四镜像电流提供给PCM单元123。如此，电流镜单元121可以基于第二偏置电流向VCM单元123提供第二镜像电流。 [0082] 如图9所示，PCM单元123包括：第四选择器MUX4、第五晶体管M5、第一电容C1和第二比较器CMP2。其中，第四选择器MUX4的第一输入端接收第二参考电压Vref2，第四选择器MUX4的第二输入端接收第二预设电压Q*Vin，第四选择器MUX4的控制端电连接检测模块110的输出端。第二比较器CMP1的负输入端与第四选择器MUX4的输出端电连接，第二比较器CMP2的正输入端、第一电容C1的第一极板、第五晶体管M5的漏极和第二晶体管M2的漏极电连接，第二比较器CMP2的输出端、第五晶体管M5的栅极和切换模块120的第一输出端电连接，第一电容C1的第二极板和第五晶体管M5的源极接地。 [0083] 具体的，若检测模块110输出PCM切换信号，在PCM切换信号的作用下，第四选择器MUX4的第一输入端与第二比较器CMP1的负输入端导通，则第四选择器MUX4可以将第二参考电压Vref2输入至第二比较器CMP1的负输入端。PCM单元123基于第二参考电压Vref2和第一镜像电流，可以生成PCM时钟信号clk_pcm，其中，PCM时钟信号clk_pcm的周期TPCM可以通过如下公式计算： [0084] [0085] 其中，RT为外部电阻RT的阻值，C1为第一电容C1的容值。 [0086] 如图9所示，VCM单元124包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2、第三比较器CMP3、第六晶体管M6和第四反相器INV4。其中，第二电阻R2的第一端与输出电压Vout电连接，第二电阻R2的第二端、第一电阻R1的第一端和第三比较器CMP3的负输入端电连接，第一电阻R1的第二端接地。第三比较器CMP3的正输入端、第六晶体管M6的漏极、第二电容C2的第一极板和第三晶体管M3的漏极电连接，第二电容C2的第二极板和第六晶体管M6的源极接地，第六晶体管M6的栅极与第四反相器INV4的输出端电连接，第四反相器INV4的输入端与控制模块140的第二输出端电连接，第三比较器CMP3的输出端与切换模块120的第二输出端电连接。 [0087] 具体的，若检测模块110输出VCM切换信号，控制模块110的第二输出端输出第一上管控制信号hsdr1。在第一上管控制信号hsdr1的作用下，VCM单元124基于输出电压Vout和第二镜像电流，可以生成定时脉冲信号on_timer。其中，VCM下上管hs的开启时长TON_VCM如下： [0088] [0089] 其中，R1为第一电阻R1的阻值，R2为第二电阻R2的阻值，C2为第二电容C2的容值。 [0090] 由于Vout/Vin＝D，因此，定时脉冲信号on_timer的周期TVCM如下： [0091] [0092] 显然，定时脉冲信号on_timer的周期TVCM恒定。由于TVCM≥TPCM，因此，在设计切换模块120的电路时，需要设置 [0093] 示例性的，图10为本公开实施例提供的一种控制模块的电路图，结合图2和图10所示，控制模块140包括：第二逻辑单元141、第三逻辑单元142、第一选择单元143和第二选择单元144。其中，第二逻辑单元141的第一输入端电连接第一选择单元143的第一输入端、第二选择单元144的第一输入端和切换模块120的第一输出端，第二逻辑单元141的第二输入端电连接比较模块130的第一输出端，第二逻辑单元141的输出端电连接第一选择单元143的第二输入端，第一选择单元143的输出端电连接第三逻辑单元142的第一输入端。第二选择单元144的第二输入端电连接比较模块130的第二输出端，第二选择单元144的第三输入端电连接切换模块120的第二输出端，第二选择单元144的第四输入端电连接最大开启时长信号cot_maxon，第二选择单元144的输出端电连接第三逻辑单元142的第二输入端，第三逻辑单元142的第一输出端电连接控制模块140的第一输出端，第三逻辑单元142的第二输出端电连接控制模块140的第二输出端。 [0094] 具体的，如图10所示，第二逻辑单元141包括：第五反相器INV5、第六反相器INV6、第七反相器INV7、第五或非门NOR5、第六或非门NOR6、第二延时器Delay2、第一与非门NAND1。其中，第五或非门NOR5的第一输入端接收使能信号Enabe，第五或非门NOR5的第二输入端接收PCM时钟信号clk_pcm，第五或非门NOR5的第三输入端与第六或非门NOR6的输出端电连接。第六或非门NOR6的第一输入端和第一与非门NAND1的第一输入端接收VCM脉宽调制信号pwm_vcm，第六或非门NOR6的第二输入端、第五或非门NOR5的输出端和第二延时器Delay2的输入端电连接。第二延时器Delay2的输出端通过第五反相器INV5与第一与非门NAND1的第二输入端电连接，PCM时钟信号clk_pcm通过第六反相器INV6与第一与非门NAND1的第三输入端电连接，第一与非门NAND1的输出端通过第七反相器INV7与第一选择单元143的第二输入端电连接。 [0095] 具体的，若PCM时钟信号clk_pcm的频率大于VCM脉宽调制信号pwm_vcm的频率，第二逻辑单元141生成的VCM开启信号vcm_on的频率与VCM脉宽调制信号pwm_vcm的频率相等。若PCM时钟信号clk_pcm的频率小于VCM脉宽调制信号pwm_vcm的频率，第二逻辑单元141生成的VCM开启信号vcm_on的频率与PCM时钟信号clk_pcm的频率相等。 [0096] 如图10所示，第一选择单元143包括：第五选择器MUX5和下降沿脉冲发生器1431。其中，PCM时钟信号clk_pcm通过下降沿脉冲发生器1431与第五选择器MUX5的第一输入端电连接，第五选择器MUX5的第二输入端与第七反相器INV7的输出端电连接，第五选择器MUX5的输出端与第三逻辑单元142的第一输入端电连接，第五选择器MUX5的控制端与检测模块 110的输出端电连接。 [0097] 具体的，下降沿脉冲发生器1431在检测到PCM时钟信号clk_pcm的下降沿时，生成脉冲信号，即下降沿脉冲信号，并输出至第五选择器MUX5的第一输入端。若检测模块110输出PCM切换信号，第五选择器MUX5的第一输入端与第三逻辑单元142的第一输入端导通，则第五选择器MUX5将下降沿脉冲信号传输至第三逻辑单元142的第一输入端。若检测模块110输出VCM切换信号，第五选择器MUX5的第二输入端与第三逻辑单元142的第一输入端导通，则第五选择器MUX5将第七反相器INV7输出的VCM开启信号vcm_on传输至第三逻辑单元142的第一输入端。 [0098] 如图10所示，第二选择单元144包括：第六选择器MUX6、第七或非门NOR7、第八反相器INV8、第九反相器INV9和第二与门AND2。其中，PCM时钟信号clk_pcm与第七或非门NOR7的第一输入端电连接，PCM脉宽调制信号pwm_pcm与第七或非门NOR7的第二输入端电连接，第七或非门NOR7的输出端与第六选择器MUX6的第一输入端电连接。定时脉冲信号on_timer通过第八反相器INV8与第二与门AND2的第一输入端电连接，最大开启时长信号cot_maxon通过第九反相器INV9与第二与门AND2的第二输入端电连接，第二与门AND2的输出端与第六选择器MUX6的第二输入端电连接，第六选择器MUX6的输出端与第三逻辑单元142的第二输入端电连接，第六选择器MUX6的控制端与检测模块110的输出端电连接。 [0099] 具体的，若检测模块110输出PCM切换信号，第六选择器MUX6的第一输入端与第三逻辑单元142的第二输入端导通。由于第七或非门NOR7将PCM脉宽调制信号pwm_pcm和PCM时钟信号clk_pcm进行或非运算，得到PCM脉宽调制信号pwm_pcm和PCM时钟信号clk_pcm的或非运算信号，因此第六选择器MUX6可以将PCM脉宽调制信号pwm_pcm和PCM时钟信号clk_pcm的或非运算信号输出至第三逻辑单元142的第二输入端。 [0100] 若检测模块110输出VCM切换信号，第六选择器MUX6的第二输入端与第三逻辑单元142的第二输入端导通。由于第二与门AND2可以对定频脉冲信号on_timer的反相信号和最大开启时长信号cot_maxon的反相信号进行与运算，得到定频脉冲信号on_timer的反相信号和最大开启时长信号cot_maxon的反相信号的与运算信号，因此，第六选择器MUX6可以将定频脉冲信号on_timer的反相信号和最大开启时长信号cot_maxon的反相信号的与运算信号输出至第三逻辑单元142的第二输入端。 [0101] 如图10所示，第三逻辑单元142包括：第二与非门NAND2、第三与非门NAND3、第十反相器INV10和第十一反相器INV11。其中，第五选择器MUX5的输出端通过第十反相器INV10与第二与非门NAND2的第一输入端电连接，第二与非门NAND2的第二输入端、第三与非门NAND3的输出端、第十一反相器INV11的输入端和控制模块140的第一输出端电连接，第二与非门NAND2的输出端与第三与非门NAND3的第一输入端电连接。第三与非门NAND3的第二输入端接收使能信号Enabe，第三与非门NAND3的第三输入端与第六选择器MUX6的输出端电连接，第十一反相器INV11的输出端与控制模块140的第二输出端电连接。 [0102] 具体的，若检测模块的输出PCM切换信号，第十反相器INV10接收到下降沿脉冲信号，第三与非门NAND3接收到PCM脉宽调制信号pwm_pcm和PCM时钟信号clk_pcm的或非信号。第三逻辑单元142基于PCM脉宽调制信号pwm_pcm和PCM时钟信号clk_pcm的或非信号和下降沿脉冲信号，生成控制上管hs的第二上管控制信号hsdr2，并基于控制模块140的第二输出端输出。第三逻辑单元142基于PCM脉宽调制信号pwm_pcm和PCM时钟信号clk_pcm的或非信号和下降沿脉冲信号，还生成控制下管ls的第二下管控制信号lsdr2，并基于控制模块140的第一输出端输出。 [0103] 若检测模块的输出VCM切换信号，第十反相器INV10接收到VCM开启信号vcm_on，第三与非门NAND3接收到定频脉冲信号on_timer的反相信号和最大开启时长信号cot_maxon的反相信号的与信号。第三逻辑单元142基于定频脉冲信号on_timer的反相信号和最大开启时长信号cot_maxon的反相信号的与信号和VCM开启信号vcm_on，生成控制上管hs的第一上管控制信号hsdr1，并基于控制模块140的第二输出端输出。第三逻辑单元142基于定频脉冲信号on_timer的反相信号和最大开启时长信号cot_maxon的反相信号的与信号和VCM开启信号vcm_on，还生成控制下管ls的第一下管控制信号lsdr1，并基于控制模块140的第一输出端输出。 [0104] 综上所述，开关电源工作于PCM时，控制电路100输出的第二上管控制信号hsdr2由PCM时钟信号clk_pcm的下降沿来触发拉高，由PCM脉宽调制信号pwm_pcm的高脉冲来触发拉低，如图8所示。开关电源在PCM下存在最小占空比，当开关电源的占空比D达到最小占空比时，控制电路100生成VCM切换信号，并在VCM切换信号的作用下生成第一上管控制信号hsdr1和第一下管控制信号lsdr1，以控制开关电源工作于VCM。 [0105] 开关电源工作于VCM时，控制电路100输出的第一上管控制信号hsdr1由定时脉冲信号on_timer来触发拉低，由VCM脉宽调制信号pwm_vcm来触发拉高，如图7所示。由于定时脉冲信号on_timer的周期恒定，因此上管hs的开启时长仅与占空比正相关，不受其他因素条件的限制。VCM下的上管hs开启时长存在最大开启时长TON_MAX_VCM，当上管hs开启时长达到最大开启时长TON_MAX_VCM时，控制电路100生成PCM切换信号，并在PCM切换信号的作用下生成第二上管控制信号hsdr2和第二下管控制信号lsdr2，以控制开关电源工作于PCM。 [0106] 在一些实施例中，图11为本公开实施例提供的另一种检测模块的电路图，结合图2和图11所示，第一检测单元111的第四输入端电连接上管消隐信号hsblank，第一检测单元111的第五输入端电连接比较模块130的第二输出端。 [0107] 具体的，如图11所示，第一检测单元111还包括下降沿脉冲延时发生器1111、第三延时器Delay3、第十二反相器INV12、第十三反相器INV13、第三触发器TR3、第八或非门NOR8、第九或非门NOR9、第十或非门NOR10、第四与非门NAND4和第三与门AND3。其中，上管消隐信号hsblank通过下降沿脉冲延时发生器1111与第三触发器TR3的输入端电连接，第三触发器TR3的使能端和第十二反相器INV12的输入端接收使能信号Enabe。第十二反相器INV12的输出端、第八或非门NOR8的第一输入端和第十或非门NOR10的第一输入端电连接，第八或非门NOR8的第二输入端接收上管消隐信号hsblank，第八或非门NOR8的第三输入端与第九或非门NOR9的输出端电连接，第八或非门NOR8的输出端、第九或非门NOR9的第一输入端和第三延时器Delay3的输入端电连接，第九或非门NOR9的第二输入端和第四与非门NAND4的第一输入端接收PCM脉宽调制信号pwm_pcm。第三延时器Delay3的输出端与第十或非门NOR10的第二输入端电连接，第十或非门NOR10的输出端与第四与非门NAND4的第二输入端电连接，第四与非门NAND4的输出端通过第十三反相器INV13与第三触发器TR3的时钟端电连接，第三触发器TR3的输出端与第三与门AND3的第一输入端电连接，第三与门AND3的第二输入端接收最大电压检测信号A，AND3的输出端与第一计数器Counter1的输出端电连接。 [0108] 开关电源工作于PCM时，定频脉冲信号on_timer小于设定的宽度，接近最小开启时长TON_MIN_PCM时，第三触发器TR3基于上管消隐信号hsblank生成的最小开启时长检测信号B为高电平，如图4所示。当最小开启时长检测信号B和最大电压检测信号A同时为高电平，且持续高电平的周期数大于第一计数器Counter1的计数周期时，输出第一检测信号，则输出VCM切换信号，即高电平。 [0109] 本公开实施例中，第一检测单元111在开关电源工作于PCM时，可以基于上管消隐信号hsblank和PCM脉宽调制信号pwm_pcm，生成最小开启时长检测信号B，并基于最小开启时长检测信号B和最大电压检测信号A，生成第一检测信号。如此，增加了PCM向VCM切换时的切换判断条件，可以提升模式切换的准确性，从而提升控制电路100的准确性。 [0110] 在一些实施例中，继续参见图11，第二检测单元112的第四输入端电连接欠压基准信号fbuv。 [0111] 具体的，结合图2和图11所示，第二检测单元112还包括第三计数器Counter3、第四与门AND4和或门OR。其中，第四与门AND4的第一输入端与第二触发器TR2的输出端电连接，第四与门AND4的第二输入端与欠压基准信号fbuv电连接，第四与门AND4的输出端与第三计数器Counter3的输入端电连接，第三计数器Counter3的时钟端与控制模块140的第二输出端电连接。第三计数器Counter3的输出端与或门OR的第一输入端电连接，或门OR的第二输入端与第二计数器Counter2的输出端电连接，或门OR的第二输入端的输出端与第一逻辑单元113的第二输入端电连接。 [0112] 由于输入电压Vin的应用范围变化、温度变化以及晶圆制造工艺角Corner的影响，定频脉冲信号on_timer的翻转时间和设计的最大开启时长会在一定范围内变化，可能影响最大开启时长检测信号cot_maxon_detec的翻转和模式切换判断。因此，当欠压基准信号fbuv和最大开关频率检测信号cot_maxfreq_detec同时为高电平，且高电平的持续周期超过第三计数器Counter3的计数周期，第三计数器Counter3输出第二计数检测信号D。此时，第一逻辑单元113可以基于第二计数检测信号D生成PCM切换信号，切换控制模式至PCM。 [0113] 如此，开关电源工作于VCM时，第二检测单元112可以基于最大开关频率检测信号cot_maxfreq_detec和欠压基准信号fbuv，生成第二计数检测信号D，还基于第一计数检测信号C或第二计数检测信号D，生成第二检测信号。如此，给出了多种VCM切换至PCM的判定条件，能够提升控制电路100的可靠性。 [0114] 示例性的，在PCM进入VCM的临界点，开关电源中的上管hs以最小开启时长TON_MIN_PCM开关，此时的占空比D为： [0115] [0116] VCM模式下，上管hs的开启时长TON_VCM如下： [0117] [0118] 为了避免开关电源在刚从PCM切换至VCM时就满足最大开启时长检测信号cot_maxon_detec为高电平，容易误判退出VCM。故而，可以设计TON_VCM<最大开启时长TON_MAX_VCM，避免模式切换的误判。 [0120] [0121] 在一些实施例中，第二检测单元112的控制端电连接同步使能信号，在开关电源同步外部时钟时，同步使能信号为使能，第二检测单元112输出第二计数检测信号，以使第一逻辑单元113基于第二计数检测信号确定是否从VCM进入PCM。在开关电源同步外部时钟时，同步使能信号为非使能，第二检测单元112输出第二检测信号，以使第一逻辑单元113基于第二检测信号确定是否从VCM进入PCM。如此，在开关电源同步外部时钟时，可以自动从VCM切换至PCM。 [0122] 在一些实施例中，图12为本公开实施例提供的另一种开关电源的控制电路的结构示意图，控制电路100还包括环路调节模块150。其中，环路调节模块150的第一输入端电连接基准电压Vref，环路调节模块150的第二端电连接反馈电压Vfb，环路调节模块150的输出端电连接比较模块130的第二输入端。 [0123] 示例性的，图13为本公开实施例提供的一种环路调节模块的电路图，如图13所示，环路调节模块150包括误差放大器EA、第三电阻R3、第三电容C3和第四电容C4。其中，误差放大器EA的正输入端接收基准电压Vref，误差放大器EA的负输入端接收反馈电压Vfb，误差放大器EA的输出端、第三电阻R3的第一端、第四电容C4的第一极板和环路比较器PWM CMP的负输入端电连接，第三电阻R3的第二端与第三电容C3的第一极板电连接，第三电容C3的第二极板和第四电容C4的第二极板接地。 [0124] 具体的，误差放大器EA可以确定基准电压Vref和反馈电压Vfb的误差电压，并对误差电压进行放大得到误差放大电压。第三电阻R3、第三电容C3和第四电容C4构成误差放大电压的补偿电路，对误差放大电压进行补偿从而得到调节电压EAO。 [0125] 在一些实施例中，当PCM下达到最小开启时长TON_MIN_PCM限制时，如果Vin进一步增加，上管hs的开启时长TON_PCM不能继续缩减，此时上管的开启时间TON_PCM大于系统所需要的，传输到输出的能量变多，导致输出Vout的大幅来回波动。故而，在设计上取相等的上下管电感电流采样系数α和采样共模点β，即Vpk_hs＝Vpk_ls＝α*IL+β，其中，IL为流过电感L的电流。 [0126] 本公开的实施例还提供了一种开关电源系统，包括开关电源和上述任一公开实施例提供的开关电源的控制电路100。 [0127] 本公开的实施例还提供了一种芯片，包括上述任一公开实施例提供的开关电源的控制电路100。 [0128] 示例性的，芯片可以为开关电源芯片，通过将开关电源的控制电路100集成到芯片中，可以减小开关电源的控制电路100的体积，有利于开关电源的控制电路100的小型化发展。 [0129] 除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“示例”之处，所述“示例”仅仅是示例性的阐述性的，不应当被认为是独占性的或广泛性的。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈