[发明专利]开关电源电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种开关电源电路及其控制方法。

背景技术

在典型的数字用户线路应用、非对称数字用户环路以及固态硬盘驱动等应用中。为了在系统掉电时给系统供电，常将多个储能电容并联耦接在一起。但这将增加系统成本。

以高压形式存储电能，并在掉电时释放该电能，能够减少储能电容的数量。现有技术采用电荷泵和LDO(低压差)电路的结合来管理能量，其中电荷泵将系统的输入信号转换为高压信号，而LDO则负责在系统掉电时释放该高压信号，以维持系统的工作。但是，电荷泵包括多个开关，将使系统变得复杂。尤其是需要将输入信号转化为电压值很高的高压信号时，电荷泵所需的开关就更多了。同时，在释放高压信号时，LDO电路的功耗较大，加重了系统的负担，严重影响了系统的效率。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种开关电源电路及其控制方法。

根据上述目的，本发明提出了一种开关电源电路，包括：输入端口，接收输入信号；储能端口，提供储能电压；电感，具有第一端和第一端，其中所述第一端耦接至输入端口接收输入信号；功率级电路，耦接在所述电感的第二端和储能端口之间；储能电容，耦接在储能端口和参考地之间；升压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号大于升压阈值时，所述升压控制器输出升压控制信号来控制功率级电路工作在升压模式；以及降压控制器，接收表征输入信号的前馈信号，在输入信号小于降压阈值，同时储能电压大于输入信号时，所述降压控制器输出降压控制信号来控制功率级电路工作在降压模式；其中，所述降压阈值小于所述升压阈值。

在一个实施例中，所述功率级电路包括上拉功率管和下拉功率管，所述上拉功率管和所述下拉功率管串联耦接在储能端口和参考地之间，两者的共同连接节点耦接至电感的第二端。

在一个实施例中，所述升压控制器包括：第一比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端接收表征输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第一阈值信号，基于前馈信号和第一阈值信号，所述第一比较器在输出端输出升压指示信号；以及升压控制逻辑电路，耦接至第一比较器的输出端接收升压指示信号，基于升压指示信号，所述升压控制逻辑电路输出升压控制信号；其中所述第一阈值信号与升压阈值相关。

在一个实施例中，所述降压控制器包括：第二比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端接收表征输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和第二阈值信号，所述第二比较器在输出端输出降压指示信号；以及降压控制逻辑电路，耦接至第二比较器的输出端接收降压指示信号，基于所述降压指示信号，所述降压控制逻辑电路输出降压控制信号；其中所述第二阈值信号与降压阈值相关。

在一个实施例中，所述降压控制器包括：第二比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端接收表征输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和所述第二阈值信号，所述第二比较器在输出端输出降压指示信号；迟滞比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端接收表征输入信号的前馈信号，第二输入端接收参考信号，基于所述前馈信号、参考信号和迟滞比较器的迟滞宽度，所述迟滞比较器在输出端输出开关控制信号；以及逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端耦接至第二比较器的输出端接收降压指示信号，所述第二输入端耦接至迟滞比较器的输出端接收开关控制信号，基于所述降压指示信号和开关控制信号，所述逻辑电路在输出端输出降压控制信号。

在一个实施例中，所述降压控制器包括：第二比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端接收表征输入信号的前馈信号，所述第二输入端接收第二阈值信号，基于所述前馈信号和第二阈值信号，所述第二比较器在输出端输出降压指示信号；恒定导通时长电路，接收表征输入信号的前馈信号，基于所述前馈信号，所述恒定导通时长电路输出开关控制信号；以及逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一输入端耦接至第二比较器的输出端接收降压指示信号，所述第二输入端耦接至恒定导通时长电路接收开关控制信号，基于所述降压指示信号和开关控制信号，所述逻辑电路在输出端输出降压控制信号。