一种控制电路、控制芯片和开关变换器的制作方法

本申请涉及集成电路，特别是涉及一种控制电路、控制芯片和开关变换器。

背景技术：

1、如图1，提供了一种直流转直流(dc-dc)的降压型开关变换器。该降压型开关变换器通过环路反馈控制上开关管导通，电感电流il线性增加，待上开关管导通一段时间后通过cont_clk信号控制断开上开关管，同时控制下开关管导通，此时电感电流il通过电感、负载和下开关管进行续流，当检测到电感电流il过零时，断开下开关管。当通过环路反馈检测到vcomp大于kvout时，比较器输出跳变为高，此时hon为高，将控制上开关管再次导通，以此循环。

2、在负载电流较小时(轻载)，上开关管和下开关管会同时断开一段时间，开关频率很可能降低到人耳能听到的频率范围(20hz-20khz)，从而产生噪声。现有技术中降噪的方式，通常需要额外设置模拟电路来实现，这不仅增加了电路复杂度，还增加了芯片面积和费用。

3、上述问题成为急需解决的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种控制电路、控制芯片和开关变换器，用于解决负载电流较小时导致的降低噪声问题。

2、一方面，本申请提供一种控制电路，用于控制开关变换器的上开关管和下开关管的通断，其中，该开关变换器包括上开关管、下开关管、电感和电容，控制电路包括：降噪模块、逻辑模块和反馈控制环路；

3、其中，降噪模块，用于在上开关管和下开关管同时断开的时间达到第一阈值时间时，输出一降噪信号；

4、逻辑模块，用于在接收到降噪信号时输出下管导通信号，并在接收到上管导通信号时，输出下管断开信号；

5、反馈控制环路，用于在根据开关变换器的输出电压的反馈电压判断上开关管达到导通条件时，输出上管导通信号。

6、一实施方式中，控制电路，还包括：切换模块、电流检测模块；

7、切换模块，响应于上管断开信号，输出切换信号；

8、电流检测模块，用于检测到开关变换器的电感电流达到预设电流时，输出断开信号；

9、逻辑模块，还用于在接收到切换信号时输出下管导通信号，在接收到断开信号时，输出下管断开信号；

10、其中，断开信号的优先级低于所述降噪信号。

11、一实施方式中，逻辑模块包括屏蔽单元；

12、屏蔽单元，在降噪模块输出降噪信号期间，对断开信号进行屏蔽。

13、一实施方式中，屏蔽单元包括：第一非门和第一或非门；

14、第一非门，与电流检测模块的输出端电连接；

15、第一或非门，用于对第一非门的输出信号和降噪模块的输出信号进行或非运算，并将运算结果作为所述屏蔽单元的输出信号。

16、一实施方式中，降噪模块包括：空闲检测单元、第一计时单元和第一逻辑单元；

17、空闲检测单元，用于检测上开关管和所述下开关管是否同时断开；

18、第一计时单元，与空闲检测单元电连接，用于判断上开关管和下开关管同时断开达到第一阈值时间时，输出第一判断信号；

19、第一逻辑单元，用于在接收到第一判断信号时输出所述降噪信号，并响应于所述上管导通信号，停止输出降噪信号。

20、一实施方式中，切换模块，包括切换单元和复位单元；

21、切换单元，响应于上管断开信号，输出第一电平信号；

22、复位单元，用于在所述第一电平信号持续预设时间后，复位切换单元的输出信号为第二电平信号。

23、一实施方式中，切换单元，包括：第二非门、第一与门；

24、第二非门，接收上开关管的控制信号；

25、第一与门，对第二非门和复位单元的输出信号进行与运算，运算结果作为切换模块的输出信号。

26、一实施方式中，复位单元包括第三非门和第二计时单元；

27、第二计时单元，响应于上管断开信号而开始计时，并在计时达到所述预设时间后输出第一计时信号；

28、第三非门，输入端与第二计时单元电连接，输出端与第一与门的输入端电连接。

29、第二方面，本申请提出一种控制芯片，其包括第一方面任一实施例提供的控制电路。

30、第三方面，本申请还提供了一种开关变换器，其包括上开关管、下开关管、电感、电容以及如第二方面的控制芯片。

31、上述控制电路、控制芯片和开关变换器，至少具有以下优点：

32、(1)通过强制额外导通下开关管一次，增加开关频率，解决了轻载导致开关频率降低从而引起的噪声问题；

33、(2)通过引入环路控制，根据vout调节下开关管的导通时间，可以时刻检测vout的状态，避免vout信号的失调；

34、(3)不需设置额外的模拟电路就可实现降噪，降低了电路复杂度，降低了芯片面积和费用；

35、(4)下开关管的开启时间由环路控制，并且仅由vout决定，不受占空比和开关频率等其他因素决定。

技术特征：

1.一种控制电路，用于控制开关变换器的上开关管和下开关管的通断，其中，所述开关变换器包括上开关管、下开关管、电感和电容，其特征在于，所述控制电路包括：降噪模块、逻辑模块和反馈控制环路；

2.根据权利要求1所述的一种控制电路，其特征在于，还包括：切换模块、电流检测模块；

3.根据权利要求1所述的一种控制电路，其特征在于，所述逻辑模块包括屏蔽单元；

4.根据权利要求3所述的一种控制电路，其特征在于，所述屏蔽单元包括：第一非门和第一或非门；

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种控制电路，其特征在于，所述降噪模块包括：空闲检测单元、第一计时单元和第一逻辑单元；

6.根据权利要求5所述的一种控制电路，其特征在于，所述切换模块，包括切换单元和复位单元；

7.根据权利要求6所述的一种控制电路，其特征在于，所述切换单元，包括：第二非门、第一与门；

8.根据权利要求7所述的一种控制电路，其特征在于，所述复位单元包括第三非门和第二计时单元；

9.一种控制芯片，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的控制电路。

10.一种开关变换器，其特征在于，包括上开关管、下开关管、电感、电容以及如权利要求9所述的控制芯片。

技术总结
本申请涉及一种控制电路、控制芯片和开关变换器，该控制电路包括：降噪模块、逻辑模块和反馈控制环路；降噪模块，用于在上开关管和下开关管同时断开的时间达到第一阈值时间时，输出一降噪信号；逻辑模块，用于在接收到降噪信号时控制下开关管导通，并在接收到上管导通信号时，断开下开关管；反馈控制环路，用于在根据开关变换器的输出电压的反馈电压判断上开关管达到导通条件时，输出上管导通信号。本申请在负载电流较小时，强制额外导通下管一次，增加了开关频率，降低了噪声影响，同时，本申请的控制电路通过环路反馈断开下开关管，不需要设置额外的模拟电路，降低了电路复杂度，减少了芯片面积和成本。

技术研发人员：蔡林甫,覃超
受保护的技术使用者：成都利普芯微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4