专利名称：电路控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种电路控制方法及装置。
背景技术：
开关电源由于其高效率逐渐取代了传统的线性电源，但是开关电源在轻载时的效率会急剧下降。这是因为电路损耗受负载电流变小影响很小，开关电源损耗主要集中在开关器件上，开关管损耗可由下式表示:PLoss ^ Pon+Pswj上式中Pffl为导通损耗，Psw为开关损耗，分别由以下公式确定:Pon-1 *rds(oN)，Psw_V*I*tCRClss*fsw，其中I为负载电流，rds(0N)为开关管的导通电阻。V为开关管漏源两端电压，tCE0SS为开关管导通及关断V*I交置时间，fSff为开关频率。由以上公式可以看出，轻载时导通损耗较开关损耗可忽略。因此目前提高开关电源轻载效率都是通过降低其开关损耗来实现的。在相关技术中，存在通过检测负载电流，当进入轻载时降低开关管驱动电压，降低驱动损耗来提高效率的技术方案。但驱动损耗相对于开关损耗较小，提升效率有限。在相关技术中，还存在通过检测负载电流，当进入轻载模式时关断副边同步整流MOS的驱动，让其体二极管实现整流，降低开关损耗，但其不能降低原边主开关管开关损耗。此外,利用电感电流断续模式(Discontinue Current Mode,简称为DCM)发生脉冲跳跃的控制模式，来提高轻载效率应用也较多。电路工作在DCM时，占空比为负载电流的函数，当负载足够小时，占空比开始减少，当控制模式进入最小时间限制时，发生脉冲跳跃。此时导通脉冲宽度比所需脉宽大，控制电路会跳过更多的周期数，当控制电路检测输出电压下降过多，则允许下个大脉冲导通。这种提高轻载效率方法缺点是如果在OFF期间负载电流突变，输出电压会大大降低。针对相关技术中开关电源在轻载状态时存在的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中开关电源在轻载状态时存在的问题，本发明提供了一种电路控制方法及装置，以至少解决上述问题。根据本发明的一个方面，提供了一种电路控制方法，包括:确定电路中的负载状态进入轻载状态；降低所述电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于所述轻载状态的反馈补偿单元作为所述电路中用于进行反馈补偿的单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种电路控制装置，包括:确定模块，用于确定电路中的负载状态进入轻载状态；控制模块，用于降低所述电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于所述轻载状态的反馈补偿单元作为所述电路中用于进行反馈补偿的单元。
通过本发明，采用确定电路中的负载状态进入轻载状态；降低电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于轻载状态的反馈补偿单元作为电路中用于进行反馈补偿的单元的方式，解决了相关技术中开关电源在轻载状态时存在的问题，提升了包含开关电源的电路的工作效率和稳定性。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1是根据本发明实施例的电路控制方法的流程图；图2是根据本发明实施例的电路控制装置的结构框图；图3是根据本发明实施例的确定模块的优选结构框图；图4是根据本发明实施例的控制模块的优选结构框图；图5是根据本发明优选实施例的提高开关电源轻载效率的系统的结构框图；图6是根据本发明实施例一的应用于BUCK降压电路的示意图一；图7是根据本发明实施例二的应用于BUCK降压电路的示意图二 ；图8是根据本发明实施例三的应用于BUCK降压电路的示意图三；图9是根据本发明实施例四的应用于FLYBACK反激电路的示意图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实施例中，提供了一种电路控制方法，图1是根据本发明实施例的电路控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤:步骤S102，确定电路中的负载状态进入轻载状态；步骤S104，降低电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于轻载状态的反馈补偿单元作为电路中用于进行反馈补偿的单元。本实施例通过上述步骤，在确定电路进入轻载状态的情况下，在降低开关电源的开关频率的同时，将电路中当前工作的反馈补偿单元切换到对应于轻载状态的反馈补偿单元，由于降低了开关电源的开关频率，大大降低了开关电源在轻载状态下的损耗，同时由于在电路中连入了对应于这种轻载状态的反馈补偿单元，使得电路的稳定性大大增强，解决了相关技术中开关电源在轻载状态时存在的问题，提升了包含开关电源的电路的工作效率和稳定性。优选地，可以通过检测负载的电流，根据负载的电流值来确定负载状态。例如，可以通过判断负载的电流值是否低于预设阈值，在电流值低于该预设阈值的情况下，确定电路的负载状态为轻载状态；而在电流值高于或等于该预设阈值的情况下，确定电路的负载状态为重载状态。在实际操作过程中，使用这种检测方式可以通过直接检测与负载串联的电感或者电阻的电流值的方式得到负载的电流，检测速度快，精度高。当然，也可以通过检测负载的电压来确定负载状态。优选地，可以通过增大电路中用于控制开关频率的控制电阻的方式来降低电路中的开关电源的开关频率。例如，可以断开电路中用于控制开关频率的两组并联电阻中的一组。通过这种方式，可以方便地控制开关电源的开关频率，实用性强。对应于上述方法，在本实施例中还提供了一种电路控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图2是根据本发明实施例的电路控制装置的结构框图，如图2所示，该装置包括:确定模块22和控制模块24，下面对各个模块进行详细说明。确定模块22，用于确定电路中的负载状态进入轻载状态；控制模块24，与确定模块22相连，用于降低电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于轻载状态的反馈补偿单元作为电路中用于进行反馈补偿的单元。优选地，上述确定模块22可以用于根据负载的电流确定负载状态为轻载状态。图3是根据本发明实施例的确定模块22的优选结构框图，如图3所示，该确定模块22可以包括:判断单元222，用于判断负载的电流是否低于预设阈值；确定单元224，与判断单元222相连，用于在判断单元222的判断结果为电流低于预设阈值的情况下，确定负载状态为轻载状态。图4是根据本发明实施例的控制模块24的优选结构框图，如图4所示，该控制模块24可以包括:控制单元242，用于增大电路中用于控制开关频率的控制电阻。优选地，该控制单元242可以用于断开电路中用于控制开关频率的两组并联电阻中的一组。下面结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及其优选实施方式。在以下优选实施例中，以电源转换领域为例进行说明，提供了一种提高开关电源轻载效率的方法，该方法通过检测负载电流，当进入轻载时降低开关频率，同时切换反馈补偿环路，保证开关频率改变后电路也能稳定可靠工作，从而提升了开关电源的轻载效率。在以下优选实施例中，提高开关电源轻载效率的系统主要可以包括以下模块:电流检测元件(实现了确定模块22的部分功能)、电流检测单元(实现了确定模块22的部分功能)、输出控制信号单元(实现了控制模块24的部分功能)、降低开关频率单元(实现了控制模块24的部分功能)、反馈补偿单元I (对应重载)、反馈补偿单元2 (对应轻载)、开关驱动单元、开关器件。基于上述系统架构，在以下优选实施例中的提高开关电源轻载效率的方法可以包括以下步骤:步骤S2，电流检测单元检测电流检测元件两端的电压或电流，并将电压或电流信号进行放大；步骤S4，输出控制信号单元根据电流检测单元的输出信号，当其确认负载进入轻载时，输出控制信号选择反馈补偿单元2，并发送控制信令给降低开关频率单元；步骤S6，降低开关频率单元根据控制信令，降低开关频率，并通过开关驱动单元实现降低开关损耗，提高轻载效率。通过上述系统及步骤，能够实现以下有益效果:电路简单，可显著提高轻载效率同时也能降低空载损耗，且电路稳定可靠。
下面举例说明上述提高开关电源轻载效率的方法的工作流程:图5是根据本发明优选实施例的提高开关电源轻载效率的系统的结构框图，如图5所示，VI端信号输入端，VO端是负载端，进行提高开关电源轻载效率处理的步骤如下:电流检测单元通过检测被检测元件，将电流信号转换成电压信号经放大后送给输出控制信号单元，输出控制信号单元对电压信号进行比较处理，当确认电路进入轻载后，给出控制信号，通过降低开关频率单元及开关驱动单元降低开关频率，减小开关器件的开关损耗，提高轻载效率。控制信号同时选择反馈补偿单元2，保证电路在降低频率后仍可稳定工作。实施例一图6是根据本发明实施例一的应用于BUCK降压电路的不意图一,如图6所不，电路包含有:直流输入电源V1、上管Ql、下管Q2、电感L1、一电流检测单兀、一输出控制信号单元、一降低开关频率单元、开关驱动单元、反馈补偿单元I及反馈补偿单元2。其中:该直流电源VI具有一正极端以及一负极端(地)；上管Ql漏极接直流电源正端，源极接下管Q2漏极为SW (开关节点)，下管Q2源极接地，Q1、Q2栅极接开关驱动单元；电感LI 一端接开关节点，另一端接负载；电流检测单元由Rl、R2、运放Ul、R3组成，检测LI两端压降并放大后送至比较器U2输入一端；比较器U2输入另一端接一基准电压，输出接降低开关频率单元同时控制反馈补偿单元选择开关；降低开关频率单元根据U2的信号动作并控制开关驱动单元。基于图6的电路图，进行提高开关电源轻载效率处理的工作流程如下:当电路工作在重载时，负载上电流流经LI，由电感DCR产生压降至运放Ul，由Ul放大后送到比较器U2，U2与基准电压VREF比较后输出信号控制降低开关频率单元。由于此时工作在重载，反馈补偿单元I电路工作，降低开关频率单元不会降低频率。当电路工作在轻载时，流经LI电流下降，Ul输出电压信号随之下降，当电压下降到小于VREF时，比较器输出电平发生翻转，控制降低开关频率单元动作，降低开关频率，同时选择轻载相应的反馈补偿单元2 (通过比较器的比较结果选择电路中某一支路的方式在相关技术中有很多，因此图中通过比较器U2选择反馈补偿单元I或2的电路仅以示意图的方式给出)，通过开关驱动单元降低Q1、Q2开关损耗，提高效率。实施例二图7是根据本发明实施例二的应用于BUCK降压电路的示意图二，如图7所示，主要结构基本与图6相同，其区别在于:电流检测单元使用电流检测IC ;使用脉冲宽度调制控制芯片(Pulse Width Modulator Integrate Circuit,简称为 PWM IC)集成降低开关频率单元和开关驱动单元，另外该PWM IC可通过频率(Freq)管脚外接电阻来设定开关频率。基于图7的电路图，进行提高开关电源轻载效率处理的工作流程如下:当电路工作在重载时，电流检测IC检测LI上的压降处理后输出至比较器U2输入正，此压降大于比较器输入负的VREF，比较器输出高电平，Q3导通，此时频率由R5//R6决定。当电路工作在轻载时，电流检测IC输出至比较器电压低于另一端的VREF，输出电平翻转为低电平，Q3截止，此时频率由R5决定。R5>R5//R6，频率与阻值成反比，因此轻载时开关频率低于重载时开关频率，开关损耗因此减少，轻载效率得到提闻。实施例三图8是根据本发明实施例三的应用于BUCK降压电路的示意图三，如图8所示，主要结构基本与图7相同，其区别在于:PWM IC集成了电流检测功能，具有电流检测功能管脚ISENSE0其余结构与工作流程均与实施例二相同，因此不再赘述。实施例四图9是根据本发明实施例四的应用于FLYBACK反激电路的示意图，如图9所示，电路核心结构基本与实施例一中相同，其区别在于:由于FLYBACK、BOOST系电路输出没有电感，因此可以使用电阻R4作为电流检测元件；运放输出信号经过光藕隔离再送至降低开关频率单元。其余结构与工作流程均与以上实施例相同，因此不再赘述。在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电路控制方法，其特征在于，包括: 确定电路中的负载状态进入轻载状态； 降低所述电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于所述轻载状态的反馈补偿单元作为所述电路中用于进行反馈补偿的单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定电路中的负载状态进入轻载状态包括: 根据所述负载的电流确定所述负载状态为所述轻载状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述负载的电流确定所述负载状态为所述轻载状态包括: 判断所述负载的电流是否低于预设阈值； 在所述电流低于所述预设阈值的情况下，确定所述负载状态为所述轻载状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，降低所述电路中的开关电源的开关频率包括: 增大所述电路中用于控制所述开关频率的控制电阻。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，增大所述电路中用于控制所述开关频率的控制电阻包括: 断开所述电路中用于控制开关频率的两组并联电阻中的一组。
6.一种电路控制装置，其特征在于，包括: 确定模块，用于确定电路中的负载状态进入轻载状态； 控制模块，用于降低所述电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于所述轻载状态的反馈补偿单元作为所述电路中用于进行反馈补偿的单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块用于根据所述负载的电流确定所述负载状态为所述轻载状态。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括: 判断单元，用于判断所述负载的电流是否低于预设阈值； 确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为所述电流低于所述预设阈值的情况下，确定所述负载状态为所述轻载状态。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括: 控制单元，用于增大所述电路中用于控制所述开关频率的控制电阻。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元用于断开所述电路中用于控制所述开关频率的两组并联电阻中的一组。
全文摘要
本发明公开了一种电路控制方法及装置，其中，该方法包括确定电路中的负载状态进入轻载状态；降低电路中的开关电源的开关频率，并选择对应于轻载状态的反馈补偿单元作为电路中用于进行反馈补偿的单元。通过本发明，解决了相关技术中开关电源在轻载状态时存在的问题，提升了包含开关电源的电路的工作效率和稳定性。
文档编号H02M3/155GK103138578SQ20131004611
公开日2013年6月5日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者占伟, 雷彦 申请人:中兴通讯股份有限公司