一種輕載開關(guān)電源芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源，尤其涉及一種輕載高效的開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)電源作為重要的電源管理類電路廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦和數(shù)碼相機(jī)等各 類便攜式產(chǎn)品中。相比于線性穩(wěn)壓器而言，開關(guān)電源管理芯片，如DC-DC轉(zhuǎn)換器，最大的優(yōu) 勢就是效率高。而在便攜式應(yīng)用中，DC-DC在輕負(fù)載下效率的高低很大程度上決定了便攜 式產(chǎn)品系統(tǒng)的待機(jī)時間。因此，在最近幾年，低功耗、高效率的設(shè)計成為了眾多便攜式應(yīng)用 的研究熱點之一。
[0003] 開關(guān)電源的功耗一般由導(dǎo)通損耗，開關(guān)損耗以及芯片內(nèi)部模擬電路的靜態(tài)損耗三 部分組成。
[0004] 導(dǎo)通損耗主要是電流流過功率管的導(dǎo)通電阻所消耗的能量，隨芯片負(fù)載電流的增 大而增大；
[0005] 開關(guān)損耗導(dǎo)通的瞬間會有充電或放電的損耗，以及定感電流產(chǎn)生的三角波在電器 件上產(chǎn)生電阻的損耗，開關(guān)電源在導(dǎo)通時滿足的公式為：VDD · D=Vqut ;
[0006] 其中，VDD為輸入電源，D為占空比，Vqut為輸出電壓；
[0007] 靜態(tài)損耗是芯片內(nèi)部模擬電路在工作時的消耗。
[0008] 其中，開關(guān)損耗和靜態(tài)損耗均與芯片負(fù)載電流大小無關(guān)。所以，芯片在重載時，導(dǎo) 通損耗是主要損耗，而在輕載時，開關(guān)損耗和靜態(tài)損耗構(gòu)成了轉(zhuǎn)換器的主要損耗。由于便攜 式設(shè)備待機(jī)時的效率主要取決于開關(guān)電源在輕負(fù)載狀況下的功耗，提高開關(guān)電源在輕負(fù)載 時的效率，就能夠有效延長便攜式設(shè)備的電池使用時間。然而目前的開關(guān)電源存在開關(guān)頻 率高，輕負(fù)載效率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有開關(guān)電源存在開關(guān)頻率高，輕負(fù)載效率低的問題，從而提供一 種輕載開關(guān)電源芯片的技術(shù)方案。
[0010] 發(fā)明所述一種輕載開關(guān)電源芯片，包括：
[0011] 開關(guān)組件，于一時鐘信號和一補(bǔ)償信號控制下使一輸出端于與電源端連接和與接 地端連接之間切換；
[0012] 反饋網(wǎng)絡(luò)，將一反饋電壓連接至所述開關(guān)器件，用以根據(jù)所述反饋電壓形成一第 一補(bǔ)償信號以及一反饋信號；
[0013] 電流檢測支路，連接于所述輸出端與所述電源端之間，用以檢測所述電源端與所 述輸出端之間的電流并形成一第二補(bǔ)償信號；
[0014] 時鐘信號生成單元，連接所述開關(guān)組件，用以生成所述時鐘信號，以及根據(jù)第二補(bǔ) 償信號生產(chǎn)第三補(bǔ)償信號；
[0015] 補(bǔ)償控制電路，連接于所述反饋網(wǎng)絡(luò)與所述開關(guān)組件之間，以及所述電流檢測支 路與所述開關(guān)組件之間，以及所述時鐘信號生成單元與所述開關(guān)組件之間，用以根據(jù)所述 第一補(bǔ)償信號、所述第二補(bǔ)償信號以及所述第三補(bǔ)償信號生成所述補(bǔ)償信號并輸出至所述 開關(guān)組件。
[0016] 優(yōu)選的，包括第一檢測電路，所述第一檢測電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及一所述輕載 開關(guān)電源芯片的使能端連接，用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號以及一第一參考 電壓和一第二參考電壓向所述使能端輸出一使能控制信號以控制所述輕載開關(guān)電源芯片 處于工作或者待機(jī)狀態(tài)。
[0017] 優(yōu)選的，包括第二檢測電路，所述第二檢測電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及所述時鐘信 號生成單元連接；
[0018] 所述第二檢測電路用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號以及一第三參考 電壓控制所述時鐘信號生成單元生成高頻率的所述時鐘信號或者生成低頻率的所述時鐘 信號，和/或
[0019] 所述第二檢測電路用以根據(jù)所述反饋網(wǎng)絡(luò)形成的所述反饋信號以及一第四參考 電壓形成一過載信號。
[0020] 優(yōu)選的，包括過載保護(hù)電路，所述過載保護(hù)電路與所述反饋網(wǎng)絡(luò)以及所述第二檢 測電路連接，用以根據(jù)所述第二檢測電路形成的所述過載信號控制所述反饋網(wǎng)絡(luò)輸出的所 述第一補(bǔ)償信號于接地以及連接所述補(bǔ)償控制電路之間切換。
[0021] 優(yōu)選的，還包括使能控制電路，所述使能控制電路根據(jù)一使能信號及一第五參考 電壓控制所述輕載開關(guān)電源芯片處于工作或者待機(jī)狀態(tài)。
[0022] 優(yōu)選的，所述開關(guān)組件包括：
[0023] RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的S端連接所述時鐘信號生成單元，所述RS觸發(fā)器的R 端連接所述補(bǔ)償控制電路，根據(jù)所述補(bǔ)償信號和所述時鐘信號生成第一輸出信號和第二輸 出信號；
[0024] 第一緩沖器，所述第一緩沖器包括一第一緩沖器的控制端、一第一緩沖器的第一 輸入端、一第一緩沖器的第二輸入端和一第一緩沖器的輸出端，所述第一緩沖器的控制端 連接所述RS觸發(fā)器的Q端，所述第一緩沖器的第一輸入端連接一驅(qū)動端，所述第一緩沖器 的第二輸入端連接所述輸出端，用以根據(jù)所述第一輸出信號形成第一控制信號；
[0025] 第一開關(guān)，連接于所述電源端和所述輸出端之間，所述第一開關(guān)包括一第一開關(guān) 的控制端，所述第一開關(guān)的控制端連接所述第一緩沖器的輸出端，根據(jù)所述第一控制信號 以控制所述第一開關(guān)的關(guān)斷；
[0026] 第二緩沖器，所示第二緩沖器包括一第二緩沖器的控制端和一第二緩沖器的輸出 端，所述第二緩沖器的控制端連接所述RS觸發(fā)器的Q端，用以根據(jù)所述第二輸出信號形成 第二控制信號；
[0027] 第二開關(guān)，連接于所述接地端和所述輸出端之間，所述第二開關(guān)包括一第二開關(guān) 的控制端，所述第二開關(guān)的控制端連接所述第二緩沖器的輸出端，根據(jù)所述第二控制信號 以控制所述第二開關(guān)的關(guān)斷。
[0028] 優(yōu)選的,所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括：
[0029] 誤差放大器，所述誤差放大器的同相輸入端連接所述反饋電壓，所述誤差放大器 的反相輸入端連接一第六參考電壓，所述誤差放大器輸出的第一補(bǔ)償信號至所述補(bǔ)償控制 電路。
[0030] 優(yōu)選的，所述電流檢測支路包括：
[0031] 電流檢測放大器，所述電流檢測放大器的同相輸入端連接所述電源端，所述電流 檢測放大器的反相輸入端連接于所述電源端與所述輸出端之間，所述電流檢測放大器輸出 的第二補(bǔ)償信號至所述補(bǔ)償控制電路和所述時鐘信號生成單元；
[0032] -電阻Rl并聯(lián)于所述電流檢測放大器的同相輸入端與反相輸入端之間。
[0033] 優(yōu)選的，所述補(bǔ)償控制電路包括：
[0034] 第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端連所述第二補(bǔ)償信號，所述第一比較 器的反相輸入端連接一第七參考電壓；
[0035] 第二比較器，所述第二比較器的同相輸入端連所述第三補(bǔ)償信號，所述第二比較 器的反相輸入端接所述第一補(bǔ)償信號；
[0036] 或門，所述或門的第一輸入端連接所述第一比較器的輸出端，所述或門的第二輸 入端連接所述第二比較器的輸出端，所述或門輸出的補(bǔ)償信號至所述開關(guān)組件。
[0037] 優(yōu)選的，所述第一檢測電路包括：
[0038] 第三比較器，所述第三比較器的同相輸入端接所述反饋信號，所述第三比較器的 反相輸入端連接所述第一參考電壓，所述第三比較器的輸出端輸出所述使能控制信號；