本發(fā)明涉及電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)電源及其音頻噪聲抑制方法。

背景技術(shù)：

開關(guān)電源變換器是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源變換器一般由脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，簡稱PWM)控制電路、儲(chǔ)能元件(例如電感)和開關(guān)管構(gòu)成。移動(dòng)終端中會(huì)用到大量的開關(guān)電源變換器，給其內(nèi)部的各個(gè)模塊如中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、客戶識(shí)別模塊(Subscriber Identification Module，簡稱SIM)卡、射頻功率放大器等，提供穩(wěn)定電源。

開關(guān)電源變換器(以下簡稱開關(guān)電源)在負(fù)載電流比較大的時(shí)候，一般工作于連續(xù)導(dǎo)通模式(Continuous Conduction Mode，簡稱CCM)，此時(shí)開關(guān)電源的開關(guān)頻率比較高，通常為幾百kHz到幾MHz。但是當(dāng)負(fù)載電流比較小或者是沒有負(fù)載電流的時(shí)候，為了降低損耗，提高效率，開關(guān)電源一般都會(huì)降低工作頻率，進(jìn)入非連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous Conduction Mode，簡稱DCM)。在DCM下，一般負(fù)載電流越小，工作頻率越低。當(dāng)工作頻率落入音頻范圍(20Hz-20kHz)，會(huì)產(chǎn)生音頻噪聲，此噪聲影響客戶體驗(yàn)的同時(shí)也對(duì)移動(dòng)終端的通訊產(chǎn)生了干擾，是不可接受的。

在現(xiàn)有技術(shù)中，專利文獻(xiàn)CN201510585928.5公開了一種“用于在不連續(xù)傳導(dǎo)模式中操作的開關(guān)模式調(diào)節(jié)器的聲頻靜帶系統(tǒng)和方法”，具體而言，此方案對(duì)開關(guān)電源工作在DCM下的工作頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果所述開關(guān)電源的工作頻率比較低，低到落入音頻范圍，則使用主開關(guān)管對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端進(jìn)行放電，使得所述開關(guān)電源所輸出的輸出電壓快速降低，以快速進(jìn)入下一個(gè)開關(guān)周期，可以使所述開關(guān)頻率提高，脫離音頻范圍。由于上述放電過程采用的是所述開關(guān)電源中的主開關(guān)管，那么原有的針對(duì)所述主開關(guān)管的控制策略需要被變更，并且變得更加復(fù)雜。此外，如果在開啟所述主開關(guān)管對(duì)開關(guān)電源的輸出端放電的時(shí)間段內(nèi)，所述開關(guān)電源的負(fù)載突然加大，則電路的瞬態(tài)響應(yīng)會(huì)變差。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)開關(guān)電源中的音頻噪聲的抑制方案使得開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)變差，并且控制策略較為復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的一個(gè)技術(shù)問題是如何在不影響開關(guān)電源瞬態(tài)響應(yīng)并且不增加控制策略復(fù)雜度的同時(shí)，對(duì)開關(guān)電源中的音頻噪聲進(jìn)行抑制。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種開關(guān)電源的音頻噪聲抑制方法，所述開關(guān)電源包括主開關(guān)和同步開關(guān)，所述主開關(guān)和同步開關(guān)受控導(dǎo)通或關(guān)斷，以使所述開關(guān)電源的輸出端輸出有輸出電壓，所述開關(guān)電源具有開關(guān)周期，所述開關(guān)周期包括對(duì)所述輸出端充電的充電周期和對(duì)所述輸出端放電的放電周期；所述音頻噪聲抑制方法包括：當(dāng)所述開關(guān)電源工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式時(shí)，對(duì)所述放電周期進(jìn)行計(jì)時(shí)；當(dāng)所述放電周期超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，使用獨(dú)立于所述主開關(guān)和同步開關(guān)的放電電路對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電，所述預(yù)設(shè)閾值小于50μs；當(dāng)所述輸出電壓小于下閾值時(shí)，停止對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電。

可選地，所述開關(guān)電源還包括與所述主開關(guān)和同步開關(guān)分別耦接的電感，在每一個(gè)所述開關(guān)周期中，流經(jīng)所述電感上的電感電流從零開始上升，而后下降為零，最后維持為零至所述開關(guān)周期結(jié)束；所述放電周期從所述電感電流下降為零的時(shí)刻起，至所述開關(guān)周期結(jié)束的時(shí)刻止。

可選地，所述充電周期從所述電感電流從零開始上升的時(shí)刻起，至下降為零的時(shí)刻止。

可選地，所述輸出電壓配置為向負(fù)載供電，所述開關(guān)周期隨著所述負(fù)載的減小而增加。

可選地，所述當(dāng)所述開關(guān)電源工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式時(shí)，對(duì)所述放電周期進(jìn)行計(jì)時(shí)之前還包括：當(dāng)所述輸出電壓大于上閾值時(shí)，控制所述開關(guān)電源開始工作在所述非連續(xù)導(dǎo)通模式，所述上閾值大于所述下閾值。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種開關(guān)電源，包括主開關(guān)和同步開關(guān)，所述主開關(guān)和同步開關(guān)受控導(dǎo)通或關(guān)斷，以使所述開關(guān)電源的輸出端輸出有輸出電壓，所述開關(guān)電源具有開關(guān)周期，所述開關(guān)周期包括對(duì)所述輸出端充電的充電周期和對(duì)所述輸出端放電的放電周期；所述開關(guān)電源還包括：計(jì)時(shí)單元，配置為當(dāng)所述開關(guān)電源工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式時(shí)，對(duì)所述放電周期進(jìn)行計(jì)時(shí)；獨(dú)立于所述主開關(guān)和同步開關(guān)的放電電路，分別耦接所述計(jì)時(shí)單元和所述開關(guān)電源的輸出端，當(dāng)所述計(jì)時(shí)單元檢測(cè)到所述放電周期超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述放電電路對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電，所述預(yù)設(shè)閾值小于50μs；電壓檢測(cè)單元，耦接所述計(jì)時(shí)單元，配置為檢測(cè)所述輸出電壓以輸出檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)所述檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓小于下閾值時(shí)，所述放電電路停止對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電。

可選地，所述放電電路包括：放電開關(guān)，其控制端耦接所述計(jì)時(shí)單元，其第一端耦接所述開關(guān)電源的輸出端，其第二端耦接參考端，當(dāng)所述計(jì)時(shí)單元檢測(cè)到所述放電周期超過所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述放電開關(guān)受控導(dǎo)通，當(dāng)所述電壓檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓小于下閾值時(shí)，所述放電開關(guān)受控關(guān)斷。

可選地，所述放電電路還包括：電阻，所述放電開關(guān)的第一端經(jīng)由所述電阻耦接所述開關(guān)電源的輸出端，或者，所述放電開關(guān)的第二端經(jīng)由所述電阻耦接所述參考端。

可選地，所述輸出電壓配置為向負(fù)載供電，所述開關(guān)周期隨著所述負(fù)載的減小而增加。

可選地，所述開關(guān)電源還包括：與所述主開關(guān)和同步開關(guān)分別耦接的電感，在每一個(gè)所述開關(guān)周期中，流經(jīng)所述電感上的電感電流從零開始上升，而后下降為零，最后維持為零至所述開關(guān)周期結(jié)束；所述放電周期為從所述電感電流下降為零的時(shí)刻起，至所述開關(guān)周期結(jié)束的時(shí)刻止。

可選地，所述充電周期為從所述電感電流從零開始上升的時(shí)刻起，至下降為零的時(shí)刻止。

可選地，所述開關(guān)電源還包括：控制單元，耦接所述電壓檢測(cè)單元，當(dāng)所述電壓檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓大于上閾值時(shí)，所述控制單元控制所述開關(guān)電源開始工作在所述非連續(xù)導(dǎo)通模式，所述上閾值大于所述下閾值。

可選地，所述控制單元配置為當(dāng)所述檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓小于所述下閾值時(shí)，通過控制所述主開關(guān)和/或同步開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，控制所述開關(guān)周期進(jìn)入下一周期。

可選地，所述開關(guān)電源還包括：驅(qū)動(dòng)電路，耦接所述控制單元，配置為在所述控制單元的控制下，生成用于控制所述主開關(guān)和/或同步開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)信號(hào)。

可選地，所述開關(guān)電源為直流-直流升壓電路、直流-直流降壓電路或直流-直流升降壓電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種開關(guān)電源的音頻噪聲抑制方法，所述開關(guān)電源包括主開關(guān)和同步開關(guān)，所述主開關(guān)和同步開關(guān)受控導(dǎo)通或關(guān)斷，以使所述開關(guān)電源的輸出端輸出有輸出電壓，所述開關(guān)電源具有開關(guān)周期，所述開關(guān)周期包括對(duì)所述輸出端充電的充電周期和對(duì)所述輸出端放電的放電周期；所述音頻噪聲抑制方法包括：當(dāng)所述開關(guān)電源工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式時(shí)，對(duì)所述放電周期進(jìn)行計(jì)時(shí)；當(dāng)所述放電周期超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，使用獨(dú)立于所述主開關(guān)和同步開關(guān)的放電電路對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電，所述預(yù)設(shè)閾值小于50μs；當(dāng)所述輸出電壓小于下閾值時(shí)，停止對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電，至此，所述開關(guān)周期結(jié)束。通過對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電，可以縮短所述放電周期，進(jìn)而縮短所述開關(guān)周期，以使得所述開關(guān)電源的工作頻率升高至脫離音頻范圍，從而達(dá)到抑制音頻噪聲的目的。此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，由于所述放電電路獨(dú)立于所述主開關(guān)和同步開關(guān)，在所述放電電路對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電時(shí)，所述主開關(guān)和同步開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)不受影響，因此，相比于專利文獻(xiàn)CN201510585928.5的方案，本發(fā)明實(shí)施例在抑制音頻噪聲時(shí)不影響開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)，并可以維持原有的對(duì)所述主開關(guān)和同步開關(guān)的控制策略，未增加控制策略復(fù)雜度。

進(jìn)一步而言，所述開關(guān)電源可以為直流-直流升壓電路、直流-直流降壓電路或直流-直流升降壓電路。也就是說，本發(fā)明實(shí)施例的音頻噪聲抑制方法可以適用于多種類型的開關(guān)電源，具有普適性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是圖1所示的開關(guān)電源在非連續(xù)導(dǎo)通模式下的工作信號(hào)波形示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種開關(guān)電源的音頻噪聲抑制方法的流程圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖5是圖4所示的開關(guān)電源在非連續(xù)導(dǎo)通模式下的工作信號(hào)波形示意圖。

具體實(shí)施方式

如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中，專利文獻(xiàn)CN201510585928.5所公開的開關(guān)電源的音頻噪聲的抑制方案使得開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)變差，并且控制策略較為復(fù)雜。

首先，針對(duì)上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)發(fā)明人結(jié)合圖1和圖2對(duì)現(xiàn)有的開關(guān)電源的工作原理進(jìn)行了分析。

參照?qǐng)D1，圖1示出的開關(guān)電源100以直流-直流升壓電路(也稱Boost電路)作為一個(gè)非限制性示例進(jìn)行說明。所述開關(guān)電源100可以包括主開關(guān)MOS管MN和同步開關(guān)MOS管MP、分別耦接所述主開關(guān)MOS管MN和同步開關(guān)MOS管MP的電感L、驅(qū)動(dòng)電路10、控制單元20、負(fù)載電容CL和負(fù)載電阻RL。其中，所述控制單元20控制所述驅(qū)動(dòng)電路10產(chǎn)生控制信號(hào)LSG和HSG，以控制所述主開關(guān)MOS管MN和同步開關(guān)MOS管MP導(dǎo)通或關(guān)斷，以使所述開關(guān)電源100的輸出端輸出有輸出電壓VOUT，所述輸出電壓VOUT大于所述開關(guān)電源的輸入電壓VIN，以形成Boost電路。

一并參照?qǐng)D1和圖2，所述開關(guān)電源100具有開關(guān)周期，所述開關(guān)周期包括對(duì)所述輸出端充電的充電周期和對(duì)所述輸出端放電的放電周期。當(dāng)所述負(fù)載電阻RL較大時(shí)，所述開關(guān)電源100工作在連續(xù)導(dǎo)通模式(Continuous Conduction Mode，簡稱CCM)下。在每一個(gè)所述開關(guān)周期內(nèi)，流經(jīng)所述電感L的電流IL從不會(huì)為零，或者說所述電感L從不“復(fù)位”，意味著在所述開關(guān)周期內(nèi)，所述電感的磁通從不回到零，所述同步開關(guān)MOS管MP關(guān)斷時(shí)，流經(jīng)所述電感L的電流IL始終保持大于零。

當(dāng)負(fù)載電阻RL較小時(shí)，所述開關(guān)電源100工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous Conduction Mode，簡稱DCM)下。當(dāng)所述開關(guān)電源100工作在DCM下時(shí)，每一個(gè)所述開關(guān)周期的大小等于t1+t2。其中，t1定義了以下過程：在所述控制信號(hào)LSG和HSG的控制下，所述主開關(guān)MOS管MN導(dǎo)通，所述同步開關(guān)MOS管MP關(guān)斷，所述輸入電壓VIN經(jīng)由所述電感L形成對(duì)地通路，所述電感L儲(chǔ)能，流經(jīng)其上的電流IL上升，而后，所述主開關(guān)MOS管MN受控關(guān)斷的同時(shí)，所述同步開關(guān)MOS管MP受控導(dǎo)通，所述電感L將儲(chǔ)存的電能傳輸至所述開關(guān)電源100的輸出端為其充電，所述輸出電壓升高，直至流經(jīng)所述電感L的電流IL降為零，意味著所述電感L被適當(dāng)?shù)亍皬?fù)位”，所述同步開關(guān)MOS管MP關(guān)斷時(shí)，流經(jīng)所述電感L的電流IL為零，一般而言，所述t1較小，約為1至2μs；所述t2定義了以下過程：流經(jīng)所述電感L的電流IL保持為零，流經(jīng)所述負(fù)載電阻RL的電流對(duì)所述負(fù)載電容CL放電，直到所述輸出電壓VOUT下降到下閾值，所述開關(guān)電源100在所述控制單元20的控制下開啟一個(gè)新的開關(guān)周期，循環(huán)往復(fù)。

其次，針對(duì)以上所述的技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種開關(guān)電源的音頻噪聲抑制方法，當(dāng)所述開關(guān)電源工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式時(shí)，對(duì)所述放電周期進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)所述放電周期超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，使用獨(dú)立于所述主開關(guān)和同步開關(guān)的放電電路對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電，所述預(yù)設(shè)閾值小于50μs，當(dāng)所述輸出電壓小于下閾值時(shí)，停止對(duì)所述開關(guān)電源的輸出端放電，可以縮短所述開關(guān)周期，以達(dá)到抑制音頻噪聲的目的，此外，在抑制音頻噪聲時(shí)不影響開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)，未增加控制策略復(fù)雜度。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

一并參照?qǐng)D3、圖4和圖5，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種開關(guān)電源200的音頻噪聲抑制方法，其中，所述開關(guān)電源200包括主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP，所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP受控導(dǎo)通或關(guān)斷，以使所述開關(guān)電源200的輸出端輸出有輸出電壓VOUT，所述開關(guān)電源200具有開關(guān)周期，所述開關(guān)周期包括對(duì)所述輸出端充電的充電周期和對(duì)所述輸出端放電的放電周期。

在圖4所示的開關(guān)周期中，所述充電周期為t1，所述放電周期為t2。具體地，所述開關(guān)電源200還可以包括與所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP分別耦接的電感L，在每一個(gè)所述開關(guān)周期中，流經(jīng)所述電感L上的電感電流IL從零開始上升，而后下降為零，最后維持為零至所述開關(guān)周期結(jié)束。所述輸出端的放電周期t2從所述電感電流IL下降為零的時(shí)刻起，至所述開關(guān)周期結(jié)束的時(shí)刻止；所述輸出端的充電周期t1從所述電感電流IL從零開始上升的時(shí)刻起，至下降為零的時(shí)刻止。

關(guān)于所述充電周期t1和所述放電周期t2的更多信息可參照前文的相關(guān)描述，此處不再贅述。此外，更確切而言，由于所述輸出電壓VOUT在所述充電周期t1內(nèi)先下降后上升，在所述放電周期t2內(nèi)下降，因此，所述充電周期t1包括但不限定于所述電感L對(duì)所述輸出端充電的過程，所述放電周期t2包括所述輸出端對(duì)負(fù)載電容CL(參見圖4)放電的部分過程。

圖3所示的所述音頻噪聲抑制方法可以包括依次執(zhí)行的以下步驟：

步驟S101，當(dāng)所述開關(guān)電源200工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式時(shí)，對(duì)所述放電周期t2進(jìn)行計(jì)時(shí)；

步驟S102，判斷所述放電周期t2是否超過預(yù)設(shè)閾值，所述預(yù)設(shè)閾值小于50μs，若否，則繼續(xù)執(zhí)行所述步驟S101，若是，則執(zhí)行步驟S103；

所述步驟S103，使用獨(dú)立于所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP的放電電路20對(duì)所述開關(guān)電源200的輸出端放電；

步驟S104，判斷所述輸出電壓VOUT是否小于下閾值，若否，則繼續(xù)執(zhí)行所述步驟S103，若是，則執(zhí)行步驟S105；

所述步驟S105，停止對(duì)所述開關(guān)電源200的輸出端放電。

其中，放電電路20獨(dú)立于主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP指的是：所述放電電路20并不包含主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP，也即，所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP并不參與所述放電電路20的放電過程。

需要說明的是，圖4示出的開關(guān)電源200是一種Boost電路，但不限于此，所述開關(guān)電源還可以為直流-直流降壓電路(也稱Buck電路)或直流-直流升降壓電路(也稱Buck-Boost電路)。也就是說，本發(fā)明實(shí)施例的音頻噪聲抑制方法可以適用于多種類型的開關(guān)電源，具有普適性。

本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)所述開關(guān)電源200工作在DCM下的放電周期t2進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果所述開關(guān)電源200的放電周期t2低于所述預(yù)設(shè)閾值所述預(yù)設(shè)閾值高于50μs，50μs對(duì)應(yīng)于音頻信號(hào)的頻率的最大值20kHz，例如所述預(yù)設(shè)閾值可以為40μs，則說明所述開關(guān)電源200的工作頻率有很大可能落入音頻范圍，一旦檢測(cè)到這種情況，本實(shí)施例則采用所述放電電路20對(duì)所述開關(guān)電源200的輸出端進(jìn)行放電，使得所述輸出電壓VOUT快速降低，直至所述輸出電壓VOUT小于所述下閾值，所述開關(guān)周期結(jié)束，通過縮短所述放電周期t2，而縮短所述開關(guān)周期，使得所述開關(guān)電源200的工作頻率脫離音頻范圍，以達(dá)到抑制音頻噪聲的目的。

此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，由于所述放電電路20獨(dú)立于所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP，在所述放電電路20對(duì)所述開關(guān)電源200的輸出端放電時(shí)，所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP的開關(guān)狀態(tài)不受影響，因此，相比于專利文獻(xiàn)CN201510585928.5的方案，本發(fā)明實(shí)施例在抑制音頻噪聲時(shí)不影響所述開關(guān)電源200的瞬態(tài)響應(yīng)，并可以維持原有的對(duì)所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP的控制策略，未增加控制策略的復(fù)雜度。

在具體實(shí)施中，所述主開關(guān)MN可以為圖3所示出的NMOS管，也可以為三極管等開關(guān)器件；所述同步開關(guān)MP可以為圖4所示出的PMOS管，也可以為NMOS管、三極管或二極管等開關(guān)器件，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制，只要根據(jù)不同的主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP進(jìn)行不同的控制策略進(jìn)行調(diào)整即可。

優(yōu)選地，所述主開關(guān)和所述同步開關(guān)為MOS管，可以使得所述開關(guān)電源200具有較高的集成度和較低的功率損耗。

在具體實(shí)施中，對(duì)所述放電周期t2進(jìn)行計(jì)時(shí)可以采用計(jì)數(shù)器對(duì)較高頻率的時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或者下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)數(shù)值和所述時(shí)鐘信號(hào)的周期計(jì)算得到所述放電周期t2是否達(dá)到所述預(yù)設(shè)閾值，如40μs；還可以采用定時(shí)器，可以將所述定時(shí)器的目標(biāo)值設(shè)為所述預(yù)設(shè)閾值，如40μs，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，判斷所述放電周期t2是否已經(jīng)結(jié)束，來進(jìn)一步判斷所述放電周期t2的大小。

在具體實(shí)施中，可以在所述充電周期t1結(jié)束時(shí)，開始對(duì)所述放電周期t2進(jìn)行計(jì)時(shí)。進(jìn)一步地，可以對(duì)所述電感電流IL的大小進(jìn)行判斷，所述電感電流IL下降為零的時(shí)刻即為所述放電周期t2的起始時(shí)刻。

在具體實(shí)施中，所述輸出電壓VOUT配置為向負(fù)載RL供電，所述開關(guān)周期隨著所述負(fù)載RL的減小而增加。

在具體實(shí)施中，所述步驟S101之前還可以增加以下步驟：

當(dāng)所述輸出電壓VOUT大于上閾值時(shí)，代表著所述開關(guān)電源200的負(fù)載RL降低，無需消耗過多的所述輸出端的電能，使得所述輸出電壓VOUT上升，此時(shí)，為了提高所述開關(guān)電源200的效率，控制所述開關(guān)電源200開始工作在所述非連續(xù)導(dǎo)通模式，所述上閾值大于所述下閾值。

關(guān)于所述開關(guān)電源200的更多信息請(qǐng)參照前文結(jié)合圖1和圖2對(duì)所述開關(guān)電壓100的相關(guān)描述，此處不再贅述。

繼續(xù)參照?qǐng)D4和圖5，本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種開關(guān)電源200，包括主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP，所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP受控導(dǎo)通或關(guān)斷，以使所述開關(guān)電源200的輸出端輸出有輸出電壓VOUT，所述開關(guān)電源200具有開關(guān)周期，所述開關(guān)周期包括對(duì)所述輸出端充電的充電周期t1和對(duì)所述輸出端放電的放電周期t2。

進(jìn)一步而言，圖4示出的開關(guān)電源200是一種Boost電路。在本實(shí)施例中，所述開關(guān)電源200可以包括所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP、電感L、負(fù)載電容CL、負(fù)載RL和驅(qū)動(dòng)電路50。其中，所述開關(guān)電源200的輸入端耦接所述電感L的第一端并接收輸入電壓VIN，所述電感L的第二端耦接所述主開關(guān)MN的第一端和所述同步開關(guān)的第一端，所述主開關(guān)MN的第二端耦接參考端，所述同步開關(guān)MP的第二端耦接所述開關(guān)電源200的輸出端，并輸出所述輸出電壓VOUT；所述負(fù)載電容CL和負(fù)載RL并聯(lián)于所述開關(guān)電源200的輸出端和所述參考端之間，所述參考端可以為地；所述驅(qū)動(dòng)電路50耦接所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP的控制端，以控制所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP的開關(guān)狀態(tài)。在本實(shí)施例中，所述開關(guān)電源200還可以包括計(jì)時(shí)單元10、獨(dú)立于所述主開關(guān)MN和同步開關(guān)MP的放電電路20和電壓檢測(cè)單元30。

其中，所述計(jì)時(shí)單元10配置為當(dāng)所述開關(guān)電源200工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式時(shí)，對(duì)所述放電周期t2進(jìn)行計(jì)時(shí)。

所述放電電路20分別耦接所述計(jì)時(shí)單元10和所述開關(guān)電源200的輸出端，當(dāng)所述計(jì)時(shí)單元10檢測(cè)到所述放電周期t2超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述放電電路20對(duì)所述開關(guān)電源200的輸出端放電，所述預(yù)設(shè)閾值小于50μs。

所述電壓檢測(cè)單元30耦接所述計(jì)時(shí)單元10，配置為檢測(cè)所述輸出電壓VOUT以輸出檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)所述檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓VOUT小于下閾值時(shí)，所述放電電路20停止對(duì)所述開關(guān)電源200的輸出端放電。

在具體實(shí)施中，所述放電電路20可以包括放電開關(guān)M1，其控制端耦接所述計(jì)時(shí)單元10，其第一端耦接所述開關(guān)電源200的輸出端，其第二端耦接參考端，當(dāng)所述計(jì)時(shí)單元10檢測(cè)到所述放電周期t2超過所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述放電開關(guān)M1受控導(dǎo)通，當(dāng)所述電壓檢測(cè)單元30輸出的檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓VOUT小于下閾值時(shí)，所述放電開關(guān)M1受控關(guān)斷。

需要說明的是，所述放電開關(guān)可以為MOS管、三極管等半導(dǎo)體開關(guān)器件，也可以為任何其他開關(guān)器件或開關(guān)芯片，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制。優(yōu)選地，本實(shí)施例中的所述放電開關(guān)M1為NMOS管，使得所述放電電路20具有更好的集成度，且便于控制。

進(jìn)一步而言，在具體實(shí)施中，所述放電電路20還可以包括電阻R1，所述放電開關(guān)M1的第一端經(jīng)由所述電阻R1耦接所述開關(guān)電源200的輸出端，或者，所述放電開關(guān)M1的第二端經(jīng)由所述電阻R1耦接所述參考端。

需要說明的是，所述參考端可以為地，也即電壓為零的端口，但不限于此，所述參考端也可以為地以外的端口。優(yōu)選地，本實(shí)施例中參考端為地。

在具體實(shí)施中，當(dāng)所述計(jì)時(shí)單元10檢測(cè)到所述放電周期t2超過所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，可以產(chǎn)生放電控制信號(hào)Discharge，例如，放電控制信號(hào)Discharge為邏輯高電平，控制所述放電開關(guān)M1導(dǎo)通，此時(shí)，對(duì)開關(guān)電源200的輸出端的放電電流(或稱下拉電流)增加，可以使得所述輸出端電壓VOUT在短時(shí)間內(nèi)下降，直到所述電壓檢測(cè)單元30輸出的檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓VOUT下降到小于下閾值時(shí)，所述計(jì)時(shí)單元10可以所述檢測(cè)結(jié)果生成為邏輯低電平的所述放電控制信號(hào)Discharge，控制所述放電開關(guān)M1關(guān)斷，所述放電電路20停止對(duì)所述開關(guān)電源200的輸出端放電。

在具體實(shí)施中，所述開關(guān)電源200還可以包括：控制單元40，所述控制單元40配置為當(dāng)所述檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓VOUT小于所述下閾值時(shí)，通過控制所述主開關(guān)MN和/或同步開關(guān)MP的開關(guān)狀態(tài)，控制所述開關(guān)周期進(jìn)入下一周期。

在具體實(shí)施中，所述輸出電壓VOUT配置為向所述負(fù)載RL供電，所述開關(guān)周期隨著所述負(fù)載RL的減小而增加。

在每一個(gè)所述開關(guān)周期中，流經(jīng)所述電感L上的電感電流IL從零開始上升，而后下降為零，最后維持為零至所述開關(guān)周期結(jié)束。

所述放電周期t2為從所述電感電流IL下降為零的時(shí)刻起，至所述開關(guān)周期結(jié)束的時(shí)刻止。

所述充電周期t1為從所述電感電流IL從零開始上升的時(shí)刻起，至下降為零的時(shí)刻止。

在具體實(shí)施中，所述控制單元40耦接所述電壓檢測(cè)單元30，當(dāng)所述電壓檢測(cè)單元30輸出的檢測(cè)結(jié)果指示所述輸出電壓VOUT大于上閾值時(shí)，所述控制單元40控制所述開關(guān)電源200開始工作在所述非連續(xù)導(dǎo)通模式，所述上閾值大于所述下閾值。其中，所述控制單元40可以為單片機(jī)、可編程邏輯器件(Programmable Logic Device，簡稱PLD)等任何控制部件。

在具體實(shí)施中，所述驅(qū)動(dòng)電路50配置為在所述控制單元40的控制下，生成用于控制所述主開關(guān)MN和/或同步開關(guān)MP的開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)信號(hào)。所述開關(guān)信號(hào)包括用于控制所述主開關(guān)MN的控制信號(hào)LSG和用于控制所述同步開關(guān)MP的控制信號(hào)HSG。具體地，可以通過控制所述控制信號(hào)LSG和HSG在所述開關(guān)周期中的占空比控制所述開關(guān)電源200的工作狀態(tài)。

優(yōu)選地，當(dāng)所述開關(guān)電源200應(yīng)用于移動(dòng)終端時(shí)，所述主開關(guān)MN、同步開關(guān)MP、計(jì)時(shí)單元10、放電電路20、電壓檢測(cè)單元30、控制單元40以及驅(qū)動(dòng)電路50可以集成于同一塊芯片中，但不限于此。所述開關(guān)電源200所包含的各個(gè)電路部件也可以承載于印制電路板(PCB)上。

關(guān)于所述開關(guān)電源200、所述充電周期t1和所述放電周期t2的更多信息請(qǐng)參照前文的相關(guān)描述，此處不再贅述。

如前文所述，所述開關(guān)電源200可以為直流-直流升壓電路、直流-直流降壓電路或直流-直流升降壓電路。以上介紹了當(dāng)所述開關(guān)電源200為直流-直流升壓電路的情況。當(dāng)所述開關(guān)電源200為直流-直流降壓電路，所述開關(guān)電源200的電路拓?fù)渑c其為直流-直流升壓電路的電路拓?fù)浠鞠嗤?，只是電路中的電感、主開關(guān)和同步開關(guān)的耦接方式略有區(qū)別。

在所述直流-直流升壓電路中，其輸出電壓小于其輸入電壓，但是，當(dāng)其處于非連續(xù)導(dǎo)通模式下時(shí)，與直流-直流升壓電路類似，其工作頻率也可能進(jìn)入音頻范圍，其工作周期同樣可以包括上述充電周期和放電周期，因此，本發(fā)明實(shí)施例也可以應(yīng)用于直流-直流降壓電路中；同理，本發(fā)明實(shí)施例也可以應(yīng)用于直流-直流升降壓電路中，此處不再贅述。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。