[发明专利]一种PWM和PSM模式切换控制电路及其方法

说明书

本发明提供一种PWM和PSM模式切换控制电路及其方法，在PWM模式或PSM模式下对开关负载电路进行控制，所述PWM和PSM模式切换控制电路包括：电压产生模块，电压采样模块，连接于电压产生模块和电压采样模块的PSM模式切换模块，连接于电压产生模块和电压采样块的导通时模间设定模块，连接于电压采样模块的PWM模式切换模块，连接于所述PSM模式切换模块、所述导通时间设定模块和所述PWM模式切换模块的逻辑控制模块。通过本发明提供的PWM和PSM模式切换控制电路，实现了开关电源模块在PWM和PSM模式之间准确而平稳的切换。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种PWM和PSM模式切换控制电路及其方法。

背景技术

随着电子设备小型化和智能化的发展趋势，尤其是物联网和人工智能的推广应用，许多终端电子设备都采用了电池供电，并且对使用时长提出了很高要求；因此，电源管理模块必须十分注重能耗管理。

在开关电源模块中，轻载下节能的PSM(Pulse Skip Modulation：脉冲跨周期调制模式)控制模式已几乎成为“标配”；然而，由于同时存在PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制模式)和PSM两种控制模式，开关电源模块如何实现在两种控制模式间准确而平稳的切换成为问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种PWM和PSM模式切换控制电路及其方法，以使开关电源模块在PWM和PSM模式之间准确而平稳的切换。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种PWM和PSM模式切换控制电路，在PWM模式或PSM模式下对开关负载电路进行控制，所述PWM和PSM模式切换控制电路包括：电压产生模块、电压采样模块、PSM模式切换模块、导通时间设定模块、PWM模式切换模块及逻辑控制模块，其中逻辑控制模块包括一计时单元；

所述电压产生模块用于产生第一设定电压和第二设定电压；

所述电压采样模块连接于所述PSM模式切换模块、所述导通时间设定模块及所述PWM模式切换模块，用于对流经所述开关负载电路中上臂功率管的电流进行采样以获取相应的采样电压；

所述PSM模式切换模块连接于所述电压产生模块、所述电压采样模块及所述逻辑控制模块，用于对所述采样电压和所述第一设定电压进行比较，并将周期内的比较结果进行锁存；周期内，若所述采样电压大于所述第一设定电压，则产生PWM模式保持信号，若所述采样电压始终小于所述第一设定电压，则产生PSM模式进入信号；

所述导通时间设定模块连接于所述电压产生模块、所述电压采样模块及所述逻辑控制模块，用于在PSM模式下的周期内，对所述采样电压和所述第二设定电压进行比较，并根据比较结果设定所述上臂功率管的导通时间；

所述PWM模式切换模块连接于所述电压采样模块及所述逻辑控制模块，用于对参考电压和基于所述开关负载电路输出电压产生的反馈电压进行误差放大以产生误差放大电压，同时基于斜坡补偿电压对所述采样电压进行补偿以产生补偿后电压，并对所述误差放大电压和所述补偿后电压进行比较以产生比较结果；

所述逻辑控制模块连接于所述PSM模式切换模块、所述导通时间设定模块及所述PWM模式切换模块，用于在PWM模式或PSM模式下产生一组控制信号以控制所述开关负载电路中上臂功率管和下臂功率管的导通和关断；并在所述PSM模式切换模块产生所述PWM模式保持信号时，所述逻辑控制模块在下一周期继续保持PWM模式；在所述PSM模式切换模块产生所述PSM模式进入信号时，所述逻辑控制模块在下一周期开始进入PSM模式，之后根据所述导通时间设定模块设定的导通时间产生相应的控制信号以控制所述上臂功率管按设定的导通时间进行导通，并根据所述PWM模式切换模块输出的比较结果及所述计时单元的计时来判断在预设计时周期内所述误差放大电压是否大于所述补偿后电压，若是，所述逻辑控制模块在下一周期退出所述PSM模式并进入PWM模式，否则所述逻辑控制模块在下一周期继续保持PSM模式。