开关电源系统及开关电源驱动调节方法技术方案

本发明专利技术公开了一种开关电源系统及开关电源驱动调节方法，该系统通过所述周期调节单元在负载处于轻载状态下，根据输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期，PWM驱动单元根据所述周期调节后的初始驱动信号利用反馈环路确定所述主开关的实际闭合时间；根据周期调节后的初始驱动信号和所述实际闭合时间生成PWM驱动信号，并根据PWM驱动信号输出电压至负载。本发明专利技术通过输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期，在负载变化的情况下调节主开关的周期，维持主开关导通时间的稳定，从而避免主开关的导通时间的变化导致PWM驱动单元的输出电压不稳定，实现了对输出电压的精确控制。的精确控制。的精确控制。

【技术实现步骤摘要】
开关电源系统及开关电源驱动调节方法


[0001]本专利技术涉及开关电源
，尤其涉及一种开关电源系统及开关电源驱动调节方法。

技术介绍

[0002]在模拟开关电源芯片设计中，很多时候因为电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)等要求，需要工作频率为定频。这时，通常会选取开关工作周期固定的PWM架构，通过改变主开关的占空比来改变输出的电压。但PWM架构因为工作频率固定，所以每个周期，由开关造成的能量损失是固定的(包括对MOS开关栅充放电造成的电荷损失，和开关过程中导通电阻上的功率损失等)。
[0003]在负载为重载时，能量损失或者平均功率损失，相对负载的功率非常小。所以其对效率的影响不大，例如效率损失1％。但是更多的电源芯片，输出功率范围要求从0到最大值。在轻载下(极限为0)，上述能量或平均功率损失的占比非常大。所以，我们经常能够看到，电源芯片的效率曲线在中载到重载几乎不变，但在轻载(甚至空载)下，快速趋近于0。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种开关电源系统及开关电源驱动调节方法，旨在解决现有技术中PWM驱动的开关电源在轻载状态下，能量或平均功率损失的占比非常大的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种开关电源系统，所述开关电源系统包括：周期调节单元以及包括反馈环路的PWM驱动单元；
[0007]所述周期调节单元与所述PWM驱动单元连接，所述PWM驱动单元与负载连接；
[0008]所述周期调节单元，还用于在负载处于轻载状态下，根据输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期，并将调节后的初始驱动信号发送至所述PWM驱动单元；
[0009]所述PWM驱动单元，用于根据所述周期调节后的初始驱动信号利用反馈环路确定所述主开关的实际闭合时间；
[0010]所述PWM驱动单元，还用于根据所述周期调节后的初始驱动信号和所述实际闭合时间生成PWM驱动信号，并根据所述PWM驱动信号输出电压至所述负载。
[0011]可选地，所述PWM驱动单元包括：比较器和驱动级；
[0012]所述比较器的输入端与所述周期调节单元连接，所述比较器的输出端与所述驱动级连接，所述驱动级与负载连接；
[0013]所述比较器，用于利用反馈环路将所述调节后的初始驱动信号的电压值与主极点电压进行比较确定实际闭合时间；
[0014]所述比较器，还用于根据所述周期调节后的初始驱动信号和所述实际闭合时间生
成PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号输出至所述驱动级；
[0015]所述驱动级，用于根据所述PWM驱动信号输出电压至所述负载。
[0016]可选地，所述周期调节单元包括：振荡器；
[0017]所述振荡器分别与所述负载端以及所述比较器连接；
[0018]所述振荡器，用于在所述负载输入的电流小于预设电流时，根据输入至负载的负载电流调节所述初始驱动信号的频率，并将所述调节后的初始驱动信号发送至所述比较器。
[0019]可选地，PWM驱动单元还包括：误差放大器：
[0020]所述误差放大器的输入端与所述驱动级的输出端连接，所述误差放大器的输出端与所述比较器的输入端连接；
[0021]所述误差放大器，用于基于所述驱动级输出端的输出电压确定所述主极点电压，并将所述主极点电压发送至所述比较器。
[0022]可选地，所述振荡器，还用于在所述负载输入的电流大于预设电流时，输出所述初始驱动信号至所述比较器。
[0023]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种开关电源驱动调节方法，所述开关电源驱动调节方法包括：
[0024]在负载处于轻载状态下，根据输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期；
[0025]根据周期调节后的初始驱动信号和PWM驱动单元内的反馈环路获取主开关的实际闭合时间；
[0026]根据所述周期调节后的初始驱动信号和所述实际闭合时间生成PWM驱动信号，根据所述PWM驱动信号输出电压至所述负载。
[0027]可选地，所述根据周期调节后的初始驱动信号和PWM驱动单元内的反馈环路获取主开关的实际闭合时间的步骤包括：
[0028]利用反馈环路将所述周期调节后的初始驱动信号的电压值与主极点电压进行比较，获得电压比较结果；
[0029]根据所述电压比较结果确定所述主开关闭合时间。
[0030]可选地，所述利用反馈环路将所述周期调节后的初始驱动信号的电压值与主极点电压进行比较，获得电压比较结果的步骤包括：
[0031]采集所述反馈环路中的驱动级输出端的输出电压；
[0032]根据所述驱动级输出端的输出电压确定所述主极点电压；
[0033]将所述周期调节后的初始驱动信号的电压值与主极点电压进行比较，获得电压比较结果。
[0034]可选地，所述在负载处于轻载状态下，根据输入至负载的负载电流调节主开关的当前周期的步骤包括：
[0035]获取负载内的负载电流；
[0036]在所述负载电流的电流值小于预设电流值时，根据输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期。
[0037]可选地，所述获取负载内的负载电流的步骤之后，还包括：
[0038]在所述负载电流的电流值大于预设电流值时，根据初始驱动信号输出电压值所述负载。
[0039]本专利技术提供了一种开关电源系统及开关电源驱动调节方法，该系统通过所述周期调节单元在负载处于轻载状态下，根据输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期，并将调节后的初始驱动信号发送至所述PWM驱动单元；所述PWM驱动单元根据所述周期调节后的初始驱动信号利用反馈环路确定所述主开关的实际闭合时间；根据所述周期调节后的初始驱动信号和所述实际闭合时间生成PWM驱动信号，并根据所述PWM驱动信号输出电压至所述负载。在本专利技术中通过输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期，并利用反馈环路确定所述主开关的实际闭合时间，在负载变化的情况下调节主开关的周期，维持主开关导通时间的稳定，从而避免主开关的导通时间的变化导致PWM驱动单元的输出电压不稳定，实现了对输出电压的精确控制。
附图说明
[0040]图1为本专利技术开关电源系统提出的第一实施例的结构示意图；
[0041]图2为现有技术中不同负载状态下PWM驱动单元内流经电感的电流随时间变化图；
[0042]图3为现有技术中轻载状态下主开关处于间歇式工作时PWM驱动单元内流经电感的电流随时间变化图；
[0043]图4为本专利技术方案在轻载状态下主开关工作时PWM驱动单元内流经电感的电流随时间变化图；
[0044]图5为本专利技术开关电源系统提出的第二实施例的结构示意图；
[0045]图6为本专利技术开关电源驱动调节方法第一实施例的流程示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源系统，其特征在于，所述开关电源系统包括：周期调节单元以及包括反馈环路的PWM驱动单元；所述周期调节单元与所述PWM驱动单元连接，所述PWM驱动单元与负载连接；所述周期调节单元，用于在负载处于轻载状态下，根据输入至负载的负载电流调节初始驱动信号的当前周期，并将调节后的初始驱动信号发送至所述PWM驱动单元；所述PWM驱动单元，用于根据所述周期调节后的初始驱动信号利用反馈环路确定所述主开关的实际闭合时间；所述PWM驱动单元，还用于根据所述周期调节后的初始驱动信号和所述实际闭合时间生成PWM驱动信号，并根据所述PWM驱动信号输出电压至所述负载。2.如权利要求1所述的开关电源系统，其特征在于，所述PWM驱动单元包括：比较器和驱动级；所述比较器的输入端与所述周期调节单元连接，所述比较器的输出端与所述驱动级连接，所述驱动级与负载连接；所述比较器，用于利用反馈环路将所述调节后的初始驱动信号的电压值与主极点电压进行比较确定实际闭合时间；所述比较器，还用于根据所述周期调节后的初始驱动信号和所述实际闭合时间生成PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号输出至所述驱动级；所述驱动级，用于根据所述PWM驱动信号输出电压至所述负载。3.如权利要求2所述的开关电源系统，其特征在于，所述PWM驱动单元还包括：误差放大器：所述误差放大器的输入端与所述驱动级的输出端连接，所述误差放大器的输出端与所述比较器的输入端连接；所述误差放大器，用于基于所述驱动级输出端的输出电压确定所述主极点电压，并将所述主极点电压发送至所述比较器。4.如权利要求3所述的开关电源系统，其特征在于，所述周期调节单元包括：振荡器；所述振荡器分别与所述负载端以及所述比较器连接；所述振荡器，用于在所述负载输入的电流小于预设电流时，根据输入至负载的负载电流调节所述初始驱动信号的频率，并将所述调节后的初始驱动信号发送至所述比较器。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志辉，
申请(专利权)人：辰芯半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：