开关模式电源和方法与流程

本公开总体上涉及电子电路和方法，并且更特别地涉及开关模式电源（smps）（优选降压型）以及方法。

背景技术：

1、已知的开关模式电源包括串联连接在电源电位和参考电位之间的高侧开关和低侧开关。两个开关之间的中间节点（例如，将两个开关彼此连接的节点）通过电感器（或电感元件）耦合到要供电的负载。通过分别控制高侧开关和低侧开关的导通和关断状态，能量被存储在电感器中，然后通过分别控制高侧开关和低侧开关的关断和导通状态，存储在电感器中的能量被释放到负载。在电感器中的能量存储的阶段和向负载的能量释放的阶段的每个交替形成操作周期。

2、在这些已知的开关模式电源中，可以区分在脉冲频率调制（pfm）和断续导通模式（dcm）下操作的开关模式电源。在这样的开关模式电源中，两个相继的操作周期可以通过空闲阶段彼此分离，在空闲阶段期间两个开关都处于关断状态。在这样的开关模式电源中，在每个操作周期中，在电感器中的能量存储阶段的持续时间通常被确定为当电感器中的电流达到最大目标值时结束。此外，在这样的开关模式电源中，在每个操作周期中，能量释放阶段的持续时间通常被确定为当电感器中的电流达到零值之后结束，此后新的操作周期可以开始。

3、然而，这些已知的开关模式电源具有许多缺点。

技术实现思路

1、存在克服上述类型的开关模式电源的所有或部分缺点的需求。

2、一个实施例克服了上述类型的开关模式电源的所有或部分缺点。

3、一个实施例提供了开关模式电源，包括：

4、高侧开关，连接在配置为接收电源电位的第一节点与配置为通过电感器耦合到用于供应经调节的电压的节点的第二节点之间；

5、低侧开关，连接在第二节点与配置为接收参考电位的第三节点之间；

6、用于控制高侧开关和低侧开关的电路，配置为在每个操作周期：

7、- 控制高侧开关的导通状态中的第一时间段，该第一时间段是恒定的或与1/（vsup-vout）成比例，其中vsup是电源电位并且vout是经调节的电压，以及

8、- 在第一时间段结束时，控制低侧开关的导通状态中的第二时间段，该第二时间段与第一电流的倒数成比例；以及

9、校正电路，配置为：

10、- 比较与vsup-vout成比例的第二电流和恒定电流；

11、- 供应等于第三电流加上第四电流的第一电流，当第二电流大于恒定电流时第四电流为零，而当第二电流小于恒定电流时第四电流与恒定电流减去第二电流成比例。

12、根据实施例，控制电路被配置为以脉冲频率调制和断续导通模式控制高侧开关和低侧开关。

13、根据实施例，校正电路包括：

14、用于生成第四电流的电路，配置为向电流求和节点供应第四电流；

15、第一电流源，配置为向第四电流生成电路供应第二电流；以及

16、第二电流源，配置为向用于生成第四电流的电路供应恒定电流；以及

17、第三电流源，配置为向电流求和节点供应第三电流，第一电流在电流求和节点上可获得。

18、根据实施例，用于生成第四电流的电路包括：

19、第一mos晶体管，其栅极和漏极连接到被配置为接收第二电流和恒定电流的电流比较节点，使得：

20、- 当第二电流大于恒定电流时第一晶体管断开，并且

21、- 当第二电流小于恒定电流时第一晶体管接通，并且等于恒定电流减去第二电流的电流流过第一晶体管；以及

22、第二晶体管，与第一晶体管组装为电流镜，并且配置为供应第四电流。

23、根据实施例，第一电流源包括：

24、mos晶体管和电阻器，串联在第一节点和第三节点之间；

25、运算放大器，具有连接到连接晶体管和电阻器的节点的第一输入端、配置为接收经调节的电压的第二输入端、以及连接到晶体管的栅极的输出端；以及

26、至少一个电流镜，配置为根据流过晶体管的电流供应第二电流。

27、根据实施例，第三电流源包括至少一个电流镜，配置为根据流过第一电流源的晶体管的电流供应第三电流。

28、根据实施例，第三电流源包括与第一电流源的至少一个电流镜，配置为根据流过第一电流源的第二电流供应第三电流。

29、根据实施例，第三电流是恒定的或与1/（vsup-vout）成比例。

30、根据实施例：

31、开关模式电源包括第一电压斜坡的发生器，第一电压斜坡具有与第一电流成比例的斜率；以及

32、控制电路被配置为在每个第二时间段：

33、- 在第二时间段开始时控制第一斜坡的开始，

34、- 比较第一斜坡与第一阈值，并且

35、- 当第一斜坡跨越第一阈值时终止第二时间段。

36、根据实施例：

37、开关模式电源包括第二电压斜坡的发生器，第二电压斜坡具有与恒定电流成比例的斜率或与vsup-vout成比例的斜率；以及

38、控制电路被配置为在每个第一时间段：

39、- 在第一时间段开始时控制第二斜坡的开始，

40、- 比较第二斜坡与第二阈值，以及

41、- 当第二斜坡跨越第二阈值时终止第一时间段。

42、根据实施例：

43、开关模式电源包括第一电压斜坡的发生器，第一电压斜坡具有与第一电流成比例的斜率；以及

44、控制电路配置为在每个第二时间段：

45、- 在第二时间段开始时控制第一斜坡的开始，

46、- 比较第一斜坡与第一阈值，以及

47、- 当第一斜坡跨越第一阈值时终止第二时间段；

48、开关模式电源包括第二电压斜坡的发生器，第二电压斜坡具有与第五电流成比例的斜率，第五电流与vsup-vout成比例；

49、控制电路被配置为在每个第一时间段：

50、- 在第一时间段开始时控制第二斜坡的开始，

51、- 比较第二斜坡与第二阈值，以及

52、- 当第二斜坡跨越第二阈值时终止第一时间段；

53、开关模式电源包括配置为供应第五电流的第四电流源；以及

54、第四电流源包括与第一电流源的至少一个电流镜，至少一个电流镜被配置为根据流过第一电流源的第二电流供应第五电流。

55、根据实施例，开关模式电源被配置为当差值vsup-vout减小并且第四电流不为零时，使得第二时间段减小。

1.一种开关模式电源，包括：

2.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述控制电路被配置为以脉冲频率调制和断续导通模式控制所述高侧开关和低侧开关。

3.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述校正电路包括：

4.根据权利要求3所述的开关模式电源，其中，所述用于生成所述第四电流的第一电路包括：

5.根据权利要求3所述的开关模式电源，其中，所述第一电流源包括：

6.根据权利要求5所述的开关模式电源，其中，所述第三电流源包括至少一个第二电流镜，所述至少一个第二电流镜被配置为根据流过所述第一电流源的mos晶体管的电流供应所述第三电流。

7.根据权利要求3所述的开关模式电源，其中，所述第三电流源包括与所述第一电流源的至少一个电流镜，所述电流镜被配置为根据流过所述第一电流源的第二电流供应所述第三电流。

8.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述第三电流是恒定的或与1/（vsup-vout）成比例。

9.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中：

10.根据权利要求9所述的开关模式电源，其中：

11.根据权利要求3所述的开关模式电源，其中：

12.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中所述开关模式电源被配置为当差值vsup-vout减小并且第四电流不为零时，使得第二时间段减小。

13.一种控制开关模式电源的方法，所述开关模式电源包括连接在第一节点和第二节点之间的高侧开关，以及连接在第二节点和第三节点之间的低侧开关，所述方法包括：

14.根据权利要求13所述的方法，还包括由控制电路以脉冲频率调制和断续导通模式控制所述高侧开关和低侧开关。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一电路包括第一金属氧化物半导体mos晶体管，其栅极和其漏极连接到电流比较节点，并且所述方法包括：

17.根据权利要求13所述的方法，其中第三电流是恒定的或与1/（vsup-vout）成比例。

18.根据权利要求13所述的方法，还包括：

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

20.根据权利要求13所述的方法，还包括响应于差值vsup-vout减小并且第四电流不为零，使第二时间段减小。