[发明专利]一种单电感开关直流电压变换器及四模式控制方法

权利要求书

1.一种单电感开关直流电压变换器的四模式控制方法，其特征在于：包括对单电感开关直流电压变换器进行PWM模式控制、PFM模式控制、休眠模式控制、或是低压差线性稳压模式控制；在单电感开关直流电压变换器内设置过零检测模块对开关直流电压变换器的电感电流进行检测，并设置分压反馈电路取得单电感开关直流电压变换器的输出反馈电压；

开关直流电压变换器起动后，对直流电压变换器进行PWM模式控制；

在PWM模式控制下，若检测到的电感电流不连续，对单电感开关直流电压变换器进行PFM模式控制；

在PFM模式控制下，若检测到单电感开关直流电压变换器的输出反馈电压小于第一基准电压或是检测到的电感电流连续，则对单电感开关直流电压变换器进行PWM模式控制；

在PFM模式控制下，若检测到的输出反馈电压大于第二基准电压，则停止PFM模式控制，对单电感开关直流电压变换器进行休眠模式控制；

在休眠模式控制下，若检测到的输出反馈电压小于第三基准电压，则对单电感开关直流电压变换器进行PFM模式控制；

在休眠模式控制下，若检测到的休眠时间大于第一标准时间，则对单电感开关直流电压变换器进行低压差电压调整控制；

在低压差线性稳压模式控制下，若检测到的负载电流大于第一标准电流，则对单电感开关直流电压变换器进行PFM模式控制；

所述的第一基准电压小于第三基准电压，第三基准电压小于第二基准电压。

2.根据权利要求1所述的四模式控制方法，其特征在于：所述的第一标准电流为5-10mA。

3.根据权利要求1所述的四模式控制方法，其特征在于：在休眠模式下关闭单电感开关直流电压变换器的开关晶体管。

4.一种实现权利要求1所述四模式控制方法的单电感开关直流电压变换器，包括控制器，其特征在于： 

所述的单电感开关直流电压变换器包括一个第一PMOS晶体管和一个第一NMOS晶体管，第一PMOS晶体管的源极连接输入电源，漏极连接第一NMOS晶体管的漏极，第一NMOS晶体管的源极接地，在第一PMOS晶体管的漏极和第一NMOS晶体管的源极之间设置有输出支路，所述单电感开关直流电压变换器的电感串联在该输出支路中；

单电感开关直流电压变换器还包括由一个第二PMOS晶体管和一个第二NMOS晶体管组成的低压差线性稳压模式驱动电路，第二PMOS晶体管的源极连接输入电源，栅极连接低压差线性稳压模块，漏极连接第二NMOS晶体管的漏极和所述电感的输入端，第二NMOS晶体管的源极连接所述电感的输出端；

所述的控制器包括PWM模式控制模块、PFM模式控制模块、逻辑控制模块、电流检测模块、低压差线性稳压模块、用于休眠模式计时的多模式控制电路和用于取得单电感开关直流电压变换器输出反馈电压的分压反馈电路，所述的多模式控制电路的低压差线性稳压模式使能信号连接第二NMOS晶体管的栅极；

电流检测模块包括电感电流检测电路、PWM和PFM模式切换的跳变点电流检测电路和PFM模式工作时的峰值电流检测电路；

电流检测模块和分压反馈电路将得到反馈信号发送给逻辑控制模块和低压差线性稳压模块；

逻辑控制模块根据反馈信号，向PWM模式控制模块和PFM模式控制模块发送模式选择信号，或对开关变换器进行休眠模式控制；

PWM模式控制模块和PFM模式控制模块根据模式选择信号，向逻辑控制模块发送相应的控制信号；

多模式控制电路在休眠模式下对休眠时间计时，并向低压差线性稳压模块发送控制信号；

低压差线性稳压模块接收多模式控制电路的控制信号，向低压差线性稳压模式驱动电路发送驱动信号；

逻辑控制模块连接第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管的栅极，对单电感开关直流电压变换器进行模式控制。 

5.根据权利要求4所述的单电感开关直流电压变换器，其特征在于：所述的逻辑控制模块包括接收电感输出端电压和第四基准电压的过零负载比较器、接收电感输入端电压和跳变点基准电压的跳变点电流比较器、接收输出反馈电压和第一基准电压的第一低电压比较器、接收输出反馈电压和第二基准电压的第一高电压比较器、接收输出反馈电压和第三基准电压的第二低电压比较器，过零负载比较器、跳变点电流比较器、第一低电压比较器、第一高电压比较器、第二低电压比较器的输出端通过逻辑门电路输出模式切换信号和休眠信号。