开关电源的调控电路、开关电源系统、车载系统及车辆的制作方法

本公开涉及电子电路，尤其涉及一种开关电源的调控电路、开关电源系统、车载系统及车辆。

背景技术：

1、对于电子电路而言，电路设计是其应用的前提，根据不同的设计方案，可制造出各类电路系统。在电路系统中，降压开关电源常用作高效率的供电方案；同时，为了实现其设计小型化，主流的开关电源的开关频率都比较高，通常在2mhz以上。

2、在一些低压差低功率应用中，较高的开关频率会带来较大的损耗。例如，向开关电源输入电压6v，对应地，开关电源输出电压5v，其输入电压和输出电压的压差仅有1v；当系统处于待机或休眠状态时，开关电源的输出电流低至毫安级或更小，即使处于专门的轻载模式，其输入电流也可能达到几毫安甚至几十毫安。由此导致开关电源系统的功耗较高，严重降低了车载系统的待机时间。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本公开提供了一种开关电源的调控电路、开关电源系统、车载系统及车辆，以降低功耗，进而延长待机时间。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种开关电源的调控电路，该调控电路包括：功率检测单元和与所述功率检测单元连接的频率调节单元；

3、所述功率检测单元用于检测所述开关电源的功率模式，所述功率模式包括第一功率模式和第二功率模式，所述第一功率模式下的工作功率小于所述第二功率模式下的工作功率；

4、所述频率调节单元用于在所述开关电源处于所述第一功率模式时，降低所述开关电源的开关频率。

5、在一些实施例中，所述功率检测单元包括比较器；

6、所述开关电源包括脉冲调制器、输出电压反馈网络和误差放大器；所述输出电压反馈网络连接在所述开关电源的电压输出端与所述误差放大器的反相输入端之间，用于将分压后的输出电压传输至所述误差放大器的反相输入端；所述误差放大器的同相输入端接入第一参考电压，所述误差放大器的输出端连接所述脉冲调制器的一输入端，用于传输比较电压；

7、所述比较器的反相输入端连接所述误差放大器的输出端，用于传输所述比较电压；所述比较器的同相输入端接入第二参考电压，所述第二参考电压小于所述第一参考电压；所述比较器的输出端连接所述频率调节单元；

8、所述比较器用于在所述比较电压小于所述第二参考电压时，确定所述开关电源处于所述第一功率模式；以及在所述比较电压大于或者等于所述第二参考电压时，确定所述开关电源处于所述第二功率模式。

9、在一些实施例中，所述功率检测单元还包括分压网络；

10、所述分压网络包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述误差放大器的同相输入端与地之间；所述比较器的同相输入端连接至所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间的连线上。

11、在一些实施例中，所述频率调节单元包括频率设置电阻，所述开关频率与所述频率设置电阻的阻值呈反比；

12、其中，所述频率调节单元降低所述开关频率包括：增大所述频率设置电阻的阻值。

13、在一些实施例中，所述频率设置电阻包括第一设置电阻和第二设置电阻，所述频率调节单元还包括短路开关；

14、所述短路开关的控制端连接所述功率检测单元，所述第二设置电阻并联在所述短路开关的输入端和输出端之间，并与所述第一设置电阻串联；

15、所述短路开关用于基于所述功率检测单元的输出信号，在所述第一功率模式下关闭，以及在所述第二功率模式下导通。

16、在一些实施例中，所述短路开关包括晶体管。

17、第二方面，本公开实施例还提了一种开关电源系统，包括第一方面提供的任一种调控电路。

18、在一些实施例中，所述开关电源包括：功率电感、输入电容、输出电容、第一开关、第二开关、振荡器、脉冲调制器、输出电压反馈网络和误差放大器；

19、所述输出电压反馈网络连接在所述开关电源的电压输出端与所述误差放大器的反相输入端之间，用于将分压后的输出电压传输至所述误差放大器的反相输入端；所述误差放大器的同相输入端接入第一参考电压，所述误差放大器的输出端连接所述脉冲调制器的一输入端以及连接所述功率检测单元的输入端；

20、所述振荡器的输入端连接频率调节单元的输出端，所述振荡器的输出端连接所述脉冲调制器的另一输入端；

21、所述脉冲调制器的第一输出端连接所述第一开关的控制端，所述脉冲调制器的第二输出端连接所述第二开关的控制端；所述第一开关的输入端连接电压输入端和所述输入电容的一端，所述第一开关的输出端连接所述第二开关的输入端和所述功率电感的一端，所述功率电感的另一端连接电压输出端、所述输出电容的一端以及所述输出电压反馈网络的一端；所述第二开关的输出端、所述输入电容的另一端、所述输出电容的另一端以及所述输出电压反馈网络的接地端分别接地。

22、第三方面，本公开实施例还提了一种车载系统，包括第二方面提供的任一种开关电源系统。

23、第四方面，本公开实施例还提了一种车辆，包括第三方面提供的任一种车载系统。

24、本公开实施例提供的技术方案与相关技术相比具有如下优点：

25、本公开实施例提供的调控电路包括功率检测单元和频率调节单元，功率检测单元和频率调节单元电连接；其中，功率检测单元能够检测开关电源的功率模式，以识别功率较低的第一工作模式；频率调节单元能够在开关电源处于第一功率模式时，降低开关电源的开关频率。由于开关电源的开关频率降低时，其功耗随之降低，由此，通过降低开关电源的开关频率，能够降低开关电源的功耗，进而有利于延长开关电源系统以及利用该开关电源系统的车载系统及车辆的待机时间。

技术特征：

1.一种开关电源的调控电路，其特征在于，包括：功率检测单元和与所述功率检测单元连接的频率调节单元；

2.根据权利要求1所述的调控电路，其特征在于，所述功率检测单元包括比较器；

3.根据权利要求2所述的调控电路，其特征在于，所述功率检测单元还包括分压网络；

4.根据权利要求1-3任一项所述的调控电路，其特征在于，所述频率调节单元包括频率设置电阻，所述开关频率与所述频率设置电阻的阻值呈反比；

5.根据权利要求4所述的调控电路，其特征在于，所述频率设置电阻包括第一设置电阻和第二设置电阻，所述频率调节单元还包括短路开关；

6.根据权利要求5所述的调控电路，其特征在于，所述短路开关包括晶体管。

7.一种开关电源系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的调控电路。

8.根据权利要求7所述的开关电源系统，其特征在于，所述开关电源包括：功率电感、输入电容、输出电容、第一开关、第二开关、振荡器、脉冲调制器、输出电压反馈网络和误差放大器；

9.一种车载系统，其特征在于，包括权利要求7-8任一项所述的开关电源系统。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的车载系统。

技术总结
本公开涉及开关电源的调控电路、开关电源系统、车载系统及车辆。其中，调控电路包括：功率检测单元和与功率检测单元连接的频率调节单元；功率检测单元用于检测开关电源的功率模式，功率模式包括第一功率模式和第二功率模式，第一功率模式下的工作功率小于第二功率模式下的工作功率；频率调节单元用于在开关电源处于第一功率模式时，降低开关电源的开关频率。本公开的技术方案中，通过利用功率检测单元对开关电源的功率模式进行检测，当检测到开关电源处于功率较低的第一功率模式时，利用频率调节单元降低开关电源的开关频率，从而降低开关电源的功耗，利于延长车载系统的待机时间。

技术研发人员：薛张涛
受保护的技术使用者：北京罗克维尔斯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15