高效绿色降压型开关电源控制器电路设计

概述：
本文提出了一种绿色模式降压型功率集成开关电源控制器设计方案。该方案采用了 Burst/ PWM 多模式调制技术，控制变换器在重载下以恒定频率工作在PWM 模式，而当负载降低到一定程度时，自动切换到Burst 模式并以降低的恒定频率工作。 其主要优点是减少了开关损耗， 又不增加片外滤波器的设计复杂度。

0引言
降压型集成开关电源控制器广泛应用于各类便携式设备中。 近年来，随着电池供电的便携式设备，如手机、MP3 播放器、PDA 等性能的提高和功能的日趋丰富，对于开关电源的效率提出了越来越高的要求。

为提高效率和减少片外元器件， 目前应用的Buck变换器通常集成了功率开关和同步整流开关。 同时， 为减小片外电感元件的尺寸以适应便携式设备的应用，开关频率往往设置为几兆甚至更高的数量级。 由此带来的问题是，当变换器工作在轻载条件下， 开关损耗就变成了主要的功率损耗。 而便携式设备恰恰常工作于待机状态即轻载工作状态下，轻载效率对于延长电池的使用寿命至关重要。 因此，提高轻载效率的问题受到了高度关注。

解决上述问题的一种常见方法是在轻载情况下降低开关频率，从而使得变换器的效率保持在与重载近似的水平上。 这种技术有PFM/ PWM 多模式调制、共栅驱动等，但是它们有一个共同的缺点：开关频率随负载调制，这使片外滤波器的设计变得相当复杂。

本文提出的绿色模式降压型功率集成开关电源控制器芯片采用了Burst/ PWM 多模式调制技术，控制变换器在重载下以恒定频率工作在PWM 模式，而当负载降低到一定程度时，自动切换到Burst 模式并以降低的恒定频率工作。 其主要优点是减少了开关损耗， 又不增加片外滤波器的设计复杂度。 此外，Burst 模式还可以根据应用的需要，由用户控制使能或禁止。 并且在模式转换过程中，采用双基准法实现模式转换的平滑过渡和负载迟滞。 同时，芯片引入片上电流检测技术以取代传统的电阻电流检测， 在一定程度上减少了功耗。 功率开关和同步整流开关的集成也简化了片外应用电路的设计。
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