CN113098267B - 一种开关变换器、开关集成电路及其控制电路 - Google Patents

一种开关变换器、开关集成电路及其控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明给出了一种可兼容超级电容充电的开关变换器及控制电路。该控制电路包括误差放大电路、电流比较电路、时钟信号发生器和恒定关断时间产生电路。其中，当开关变换器的输出端耦接法拉级的超级电容时，由恒定关断时间产生电路产生恒定关断时间信号控制高侧开关的导通时刻；当开关变换器的输出端耦接小于法拉级的滤波电容时，由时钟信号发生器产生时钟信号控制高侧开关的导通时刻。该控制电路可以使得开关变换器兼容耦接普通滤波电容和超级电容以应对用户在不同场合的需求。

Description

一种开关变换器、开关集成电路及其控制电路
技术领域
本发明涉及电子电路，特别涉及一种开关变换器、开关集成电路及其控制电路。
技术背景
开关变换器广泛地应用于工业各领域，主要是通过控制开关的导通和关断，将电压和电流调节至负载端所需要的值。如图1中的第一开关变换器50所示，通常，第一开关变化器50会在输出端耦接微法或纳法级电容F-cap用于滤波。而在一些不间断供电的应用场合中，如图2所示的不间断供电***，第一开关变换器50可作为一个备用电源耦接在总线电压VBUS和储能电容S-cap之间。当总线电压VBUS正常时，总线电压VBUS为备用电源以及***中其它电路(如图2中的第二开关变换器和其他功率***)供电；当总线电压VBUS掉电或者电压过低时，备用电源用于输出供电电压为***中的其他电路供电，以使得***中的其他电路可以得到足够的电源进而安全地进行保存数据或者其它操作。和图1中的滤波电容F-cap不同，在图2所示的不间断供电***中，第一开关变换器50作为备用电源时耦接的储能电容S-cap为法拉级的超级电容。第一开关变换器50对超级电容充电遇到的问题与其耦接普通滤波电容需考虑的问题不一样。
因此，我们期望提供一种可以兼容耦接普通滤波电容和超级电容的开关变换器及控制电路和方法以应对用户在不同场合的需求。
发明内容
本发明一实施例提出了一种用于开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括高侧开关和低侧开关，通过控制高侧开关和低侧开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压，其中，所述控制电路包括：误差放大电路，接收电压参考信号和代表输出电压信号的电压反馈信号，并将电压参考信号和电压反馈信号的差值放大输出误差信号；电流比较电路，接收误差信号和代表流过开关变换器的电流的电流采样信号，并将误差信号与电流采样信号比较，输出比较信号，其中，所述比较信号用于控制高侧开关的关断时刻；时钟信号发生器；以及恒定关断时间产生电路；其中，当开关变换器的输出端耦接法拉级的超级电容时，时钟信号发生器不使能，恒定关断时间产生电路使能并产生恒定关断时间信号，所述恒定关断时间信号用于控制高侧开关的导通时刻；当开关变换器的输出端耦接小于法拉级的滤波电容时，恒定关断时间产生电路不使能，时钟信号发生器使能并产生时钟信号，所述时钟信号用于控制高侧开关的导通时刻。
本发明一实施例提出了一种开关变换器，包括：高侧开关和低侧开关，通过控制高侧开关和低侧开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压；以及如前所述的控制电路。
本发明一实施例提出了一种单片开关集成电路，包括：输入管脚，接收输入电压信号；输出管脚，接收输出电压信号；高侧开关和低侧开关；误差放大电路，接收电压参考信号和代表输出电压信号的电压反馈信号，并将电压参考信号和电压反馈信号的差值放大并输出误差信号；电流比较电路，接收误差信号和代表流至输出管脚的电流的电流采样信号，并将误差信号与电流采样信号比较，输出比较信号；时钟信号发生器；恒定关断时间产生电路，其中，当输出管脚耦接法拉级超级电容时，时钟信号发生器不使能，恒定关断时间产生电路使能并产生恒定关断时间信号；当输出管脚耦接小于法拉级的滤波电容时，恒定关断时间产生电路不使能，时钟信号发生器使能并产生时钟信号；以及逻辑电路，接收比较信号、时钟信号和恒定关断时间信号并对比较信号、时钟信号和恒定关断时间信号做逻辑运算，输出高侧开关控制信号和低侧开关控制信号，分别控制高侧开关和低侧开关。
根据本发明提供的开关变换器，一方面可用在耦接普通滤波电容的供电场合，另一方面又可以用在给超级电容充电的场合，用户可根据应用场合的不同灵活进行选择。
附图说明
为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述，这些附图仅用于示例。附图通常仅示出实施例中的部分特征，并且附图不一定是按比例绘制的。
图1所示为耦接普通滤波电容的开关变换器应用场合示意图。
图2所示为耦接超级电容的开关变换器应用场合示意图。
图3所示为根据本发明一实施例的开关变换器100的原理框图。
图4所示为根据本发明一个实施例的信号波形200的示意图。
图5所示为根据本发明一个实施例的图3中所示的恒定关断时间产生电路16的原理图。
图6所示为根据本发明一个实施例的图3中所示的逻辑电路17的原理图。
图7所示为根据本发明又一实施例的开关变换器300的原理框图。
图8所示为根据本发明一个实施例的图7中所示的最大下管导通时间产生电路19的原理图。
图9所示为根据本发明一个实施例的图7中所示的逻辑电路17的原理图。
不同示意图中的相同的附图标记表示相同或者相似的部分或特征。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本发明。在其它实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在本公开的说明书及权利要求书中，若采用了诸如“左、右、内、外、上、下、之上、之下”等一类词，均只是为了便于描述，而不表示组件/结构的必然或者永久的相对位置。本领域的技术人员应该理解这类词在合适的情况下是可以互换的，例如，以使的本公开的实施例可以在不同于本说明书描绘的方向下仍可以运作。在本公开的上下文中，将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者他们之间可以存在居中层/元件。此外“耦接”一词意味着以直接或者间接的电气的或者非电气的方式连接。“一个/这个/那个”并不用于特指单数，而可能涵盖复数形式。整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”不一定都指同一个实施例或者示例。本领域普通技术人员应该理解，在本公开说明书的一个或者多个实施例中公开的各个具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
图3所示为根据本发明一实施例的开关变换器100的原理框图。如图1所示，开关变换器100包括开关电路11、电感L、电容和控制电路。开关电路11包括高侧开关HS和低侧开关LS。控制电路通过控制高侧开关HS和低侧开关LS的导通和关断，将开关变换器100输入端接收的输入电压信号VIN转换为输出端的输出电压信号VOUT。电容耦接在开关变换器100的输出端，根据开关变换器100应用场合的不同，电容可以为小于法拉级的普通滤波电容F-cap，也可以为法拉级的超级电容S-cap。在一个实施例中，小于法拉级是指电容值为微法级、纳法级、皮法级或更小的值。在图1所示实施例中，开关电路10被示意为降压BUCK拓扑结构，本领域的一般技术人员可以理解，开关电路11还可以包括其他适合的变换拓扑结构，例如BOOST拓扑结构等等。虽然在图3所示实施例中，高侧开关HS和低侧开关LS均被示例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，在其他实施例中，高侧开关HS和低侧开关LS可以为任何可控半导体开关器件，如结型半导体场效应晶体管(JFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。
控制电路包括误差放大电路12、电流比较电路13、过零比较电路14、时钟信号发生器15、恒定关断时间产生电路16和逻辑电路17。
在图3所示实施例中，误差放大电路12具有第一输入端、第二输入端和输出端。电压误差放大电路12第一输入端接收代表输出电压信号VOUT的电压反馈信号VFB，第二输入端接收电压参考信号VREF，误差放大电路12比较电压反馈信号VFB与电压参考信号VREF并将其差值放大，在输出端输出误差信号EAO。在一个实施例中，误差放大电路12包括一个误差放大器121，具有同相输入端和反相输入端，其反相输入端接收反馈电压信号VFB，同相输入端接收参考电压信号VREF。
电流比较电路13具有第一输入端、第二输入端和输出端。电流比较电路13的第一输入端接收误差信号EAO，第二输入端接收代表流过开关变换器100的电流的电流采样信号VCS。在一个实施例中，电流采样信号VCS代表流过电感L的电流。电流比较电路13比较误差信号EAO与电流采样信号VCS，并在其输出端输出比较信号CAO。在一个实施例中，比较信号CAO包括一个高低逻辑电平信号。在一个实施例中，比较信号CAO决定高侧开关HS的关断时刻和低侧开关LS的导通时刻。例如，在一个实施例中，当比较信号CAO从逻辑低变为逻辑高时，高侧开关HS关断，低侧开关LS导通。在一个实施例中，电流比较电路13包括一个电压比较器131，具有同相输入端和反相输入端，其反相输入端接收误差信号EAO，同相输入端接收电流采样信号VCS。
过零比较电路14具有第一输入端、第二输入端和输出端。过零比较电路14的第一输入端接收过零阈值信号VZCD，第二输入端接收电流采样信号VCS。过零比较电路14比较过零阈值信号VZCD与电流采样信号VCS，并在其输出端输出过零指示信号ZCD。在一个实施例中，过零指示信号ZCD包括一个高低逻辑电平信号。在一个实施例中，过零指示信号ZCD用于在电感电流下降到过零阈值信号VZCD时关断低侧开关LS。例如，在一个实施例中，当过零阈值信号VZCD从无效状态(例如逻辑高)变为有效状态(例如逻辑低)时，低侧开关LS关断。在一个实施例中，过零比较电路14包括一个电压比较器141，具有同相输入端和反相输入端，其反相输入端接收过零阈值信号VZCD，同相输入端接收电流采样信号VCS。
在一个实施例中，当开关变换器100的输出端耦接普通滤波电容F-cap时，控制电路工作在模式一，此时，控制电路使能时钟信号发生器15，用于产生时钟信号CLK。其中，时钟信号CLK的频率决定了开关变换器100耦接普通滤波电容F-cap时的工作频率。在一个实施例中，时钟信号CLK决定高侧开关HS的导通时刻。
需要说明的是，当开关变换器100的输出端耦接普通滤波电容F-cap时，由于普通滤波电容F-cap的容值小，开关变换器100可在启动阶段(一般为几十毫秒)通过软启动电路调整误差放大电路12的参考电压信号VREF大小的方式来调整电感电流的大小，避免在启动阶段电流过大导致***损坏。
然而，当开关变换器100的输出端耦接超级电容S-cap时。由于超级电容S-cap的容值很大，同时，在备用电源的应用场合，***功率首先需要满足给***负载以及其它功率***供电，因此给超级电容S-cap充电的功率不会太高。因此对超级电容S-cap充电的时间持续很长。例如，在一个***电压为12V的场合，需要将一个7-10法拉的超级电容充至2.6V所需要的时间长达10～15分钟。在此充电期间，由于在很长一段时间内超级电容S-cap的电压都很低，因此给超级电容F-cap充电的电感电流上升斜率极快，而电感电流下降斜率非常低，持续时间仅几十毫秒的软启动电路并不能起到限流保护作用。因此，由固定频率的时钟信号来确定高侧开关HS的导通时间不适合用在超级电容的应用场合。
因此，当开关变换器100的输出端耦接超级电容S-cap时，控制电路工作在模式二，此时，时钟信号发生器15不使能，恒定关断时间产生电路16使能。当恒定关断时间产生电路16使能时，恒定关断时间产生电路16产生一个恒定关断时间信号TOFF。在一个实施例中，恒定关断时间信号TOFF包括一个高低逻辑电平信号。在一个实施例中，恒定关断时间信号TOFF用于控制高侧开关HS具有一段恒定的关断时间，也即是决定高侧开关HS的导通时刻。例如，在一个实施例中，当恒定关断时间信号TOFF从逻辑低变为逻辑高时，高侧开关HS导通。在一个实施例中，恒定关断时间信号TOFF在一个开关周期中的逻辑低状态的时长为其有效时长，该有效时长即为高侧开关HS恒定的关断时间。
逻辑电路17接收比较信号CAO、过零指示信号ZCD、时钟信号CLK和恒定关断时间信号TOFF。逻辑电路将对比较信号CAO、过零指示信号ZCD、时钟信号CLK和恒定关断时间信号TOFF做逻辑运算并在输出端输出高侧开关控制信号PWM-H和低侧开关控制信号PWM-L，分别控制高侧开关HS和低侧开关LS。
在一个实施例中，控制电路还包括模式选择电路18。模式选择电路18基于用户指令产生第一模式控制信号MOD1和第二模式控制信号MOD2。其中，第一模式控制信号MOD1用于控制时钟信号发生器15使能或不使能；第二模式控制信号MOD2用于控制恒定关断时间产生电路16使能或不使能。在一个实施例中，第一模式控制信号MOD1和第二模式控制信号MOD2为互补逻辑信号。也即是说：时钟信号发生器15使能时恒定关断时间产生电路16不使能，反之亦然。在一个实施例中，模式选择电路18包括一次性可编程(One TimeProgrammable，OTP)电路，用于用户一次性选择控制电路工作的模式。
在一个实施例中，除电容(滤波电容F-cap或超级电容S-cap)外，高侧开关HS、低侧开关LS、电感L、误差放大电路12、电流比较电路13、过零比较电路14、时钟信号发生器15、恒定关断时间产生电路16、逻辑电路17和模式选择电路18均可以被集成在同一集成电路中，该集成电路可为数字集成电路、模拟集成电路或数模结合的集成电路。在一个实施例中，该集成电路包括输入管脚IN接收输入电压信号VIN、输出管脚OUT提供输出电压信号VOUT和模式选择管脚MODE。在一个实施例中，模式选择电路18在集成电路内部耦接至模式选择管脚MODE，模式选择管脚MODE在集成电路外部耦接一个模式设置电阻。用户通过设置模式设置电阻的电阻值以控制第一模式控制信号MOD1和第二模式控制信号MOD2的状态。
图4所示为根据本发明一个实施例的信号波形200的示意图。在图2所示实施例中，信号波形图200示意出了开关变换器100中相关参数的波形，波形从上至下分别为：误差放大信号EAO-C的波形、电流采样信号VCS-C的波形、高侧开关控制信号PWM-C的波形、误差放大信号EAO-D的波形、电流采样信号VCS-D的波形、高侧开关控制信号PWM-D的波形、误差放大信号EAO-S的波形、电流采样信号VCS-S的波形、高侧开关控制信号PWM-S的波形以及超级电容电压信号VSCAP的波形。其中，误差放大信号EAO-C的波形、电流采样信号VCS-C的波形以及高侧开关控制信号PWM-C的波形为开关变换器100耦接滤波电容F-cap且工作在连续模式下瞬态时误差放大信号EAO、电流采样信号VCS及高侧开关控制信号PWM-H的波形示意图；误差放大信号EAO-D的波形、电流采样信号VCS-D的波形以及高侧开关控制信号PWM-D的波形为开关变换器100耦接滤波电容且工作在断续模式下瞬态时误差放大信号EAO、电流采样信号VCS及高侧开关控制信号PWM-H的波形示意图；误差放大信号EAO-S的波形、电流采样信号VCS-S的波形以及高侧开关控制信号PWM-S的波形为开关变换器100耦接超级电容S-cap时误差放大信号EAO、电流采样信号VCS以及高侧开关控制信号PWM-H的波形示意图。接下来，将结合图3所示电路图和图4所示波形图，对开关变换器100的工作原理进一步进行描述。
开关变换器100的输出端耦接普通滤波电容F-cap时，开关变换器100的开关频率是不变的，误差放大信号EAO随着输出电压VOUT的变化而变化。根据滤波电容F-cap耦接的负载不同，开关变换器100可工作在连续模式或断续模式下。在连续模式下，低侧开关LS的关断时刻由时钟信号决定；在断续模式下，低侧开关LS的关断时刻由过零指示信号ZCD决定。
开关变换器100的输出端耦接超级电容S-cap时，超级电容S-cap即为开关变化器100的负载，超级电容S-cap后不再耦接其他负载，电压反馈信号VFB即代表超级电容S-cap上的电压信号VSCAP。高侧开关HS的关断时间To不变，而开关变换器100的开关频率是变化的。由于超级电容S-cap的电容值很大，充电时间又很长，在超级电容S-cap充电的前期，由于超级电容的电压远低于预设的电压值，即电压反馈信号VFB远低于参考电压信号VREF，因此，误差放大信号EAO为一个固定高电压值。因此，整个电压环在超级电容S-cap充电的前期不参与环路的调节。同时，在给超级电容S-cap充电的初始过程中，超级电容的电压值VSCAP很低，几乎接近于零，因此电感电流下降地非常缓慢，很多时候在高侧开关HS固定关断时间段To内，电感电流并不能降低到零。为了防止电感电流在接下来的开关周期中上升的越来越高，同时，由于超级电容S-cap后并未接任何负载，电感电流不需要太大，因此开关变换器100将被控制工作在断续模式，低侧开关LS的关断时刻由过零指示信号ZCD决定。
图5所示为根据本发明一个实施例的图3中所示的恒定关断时间产生电路16的原理图。如图5所示，恒定关断时间产生电路16包括电流源161、节点162、充放电电容163、电压比较器164和复位开关165。电流源161和充放电电容163串联连接在供电电压信号VCC和参考地之间，且电流源161和充放电电容163的公共节点被示意为节点162。电压比较器164，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收参考电压信号VD-off，其第二输入端耦接至节点162接收充放电电容163两端的电压，电压比较器164比较参考电压信号VD-off和充放电电容163两端的电压，并产生恒定关断时间信号TOFF。复位开关165具有第一端、第二端和控制端，其第一端电连接节点162，其第二端电连接参考地，其控制端接收高侧开关控制信号PWM-H。在一个实施例中，当高侧开关控制信号PWM-H控制高侧开关HS关断时刻，高侧开关控制信号PWM-H控制复位开关163关断，电流源161提供电流信号ICH开始对充放电电容163充电。
图6所示为根据本发明一个实施例的图3中所示的逻辑电路17的原理图。在图6所示实施例中，逻辑电路17包括RS触发器171和与逻辑门172。
当开关变换器100的输出端耦接普通滤波电容F-cap时，即控制电路工作在模式一，RS触发器171的置位端S接收时钟信号CLK，RS触发器171的复位端R接收比较信号CAO，RS触发器171在第一输出端Q1输出高侧开关控制信号PWM-H，在第二输出端Q2输出控制信号CL。与逻辑门172接收控制信号CL和过零指示信号ZCD，并对控制信号CL和过零指示信号ZCD做逻辑与运算，产生低侧开关控制信号PWM-L。
当开关变换器100的输出端耦接超级电容S-cap时，控制电路工作在模式二，RS触发器171的置位端S接收恒定关断时间信号TOFF，RS触发器171的复位端R接收比较信号CAO，RS触发器171在第一输出端Q1输出高侧开关控制信号PWM-H，在第二输出端Q2输出控制信号CL。与逻辑门172接收控制信号CL和过零指示信号ZCD，并对控制信号CL和过零指示信号ZCD做逻辑与运算，产生低侧开关控制信号PWM-L。
如前所述，为了防止电感电流过流，低侧开关LS的关断是由过零指示信号ZCD决定的。在这种情况下，如果过零比较电路14由于本身的一些偏置量误差导致过零阈值信号VZCD变为负值，则低侧开关LS将一直保持关断直到电感电流反向增大到该过零阈值信号VZCD。然而，由于在超级电容初始充电过程中，超级电容的电压值VSCAP几乎接近于零，因此电感电流几乎不会反向流动并上升到过零阈值信号VZCD。这将导致即使高侧开关HS的恒定关断时间To已经结束，低侧开关LS依然不能被关断，整个充电状态停滞不前，***紊乱。因此本申请根据本发明又一实施例进一步公开了图7所示的开关变换器300的原理框图。
与图1所示开关变换器100相比，图7所示的开关变换器300的控制电路进一步包括最大下管导通时间产生电路19。当开关变换器100的输出端耦接超级电容S-cap时，控制电路工作在模式二，此时，最大下管导通时间产生电路19使能，并产生一个最大下管导通时间信号Tmax。在一个实施例中，最大下管导通时间信号Tmax包括一个高低逻辑电平信号。在一个实施例中，最大下管导通时间信号Tmax用于决定低侧开关LS的关断时刻。例如，在一个实施例中，当最大下管导通时间信号Tmax从无效状态(例如逻辑高)变为有效状态(例如逻辑低)时，低侧开关LS关断。在一个实施例中，最大下管导通时间信号Tmax在一个开关周期中的逻辑高状态的时长为其有效时长，也即是低侧开关LS的最大导通时长。在一个实施例中，当最大下管导通时间信号Tmax和过零指示信号ZCD任一一个有效时，低侧开关LS被关断。
在图7所示的开关变换器300中，由于最大下管导通时间产生电路19的存在，即使过零指示信号ZCD不能关断低侧开关LS，低侧开关LS依然可以由最大下管导通时间信号Tmax控制其关断。
与开关变换器100类似，高侧开关HS、低侧开关LS、电感L、误差放大电路12、电流比较电路13、过零比较电路14、时钟信号发生器15、恒定关断时间产生电路16、逻辑电路17和模式选择电路18和最大下管导通时间产生电路19均可以被集成在同一集成电路中，该集成电路可为数字集成电路、模拟集成电路或数模结合的集成电路。
图8所示为根据本发明一个实施例的图7中所示的最大下管导通时间产生电路19的原理图。如图8所示，最大下管导通时间产生电路19和恒定关断时间产生电路16的电路结构类似，由电流源191、充放电电容193、电压比较器194和复位开关195组成。最大下管导通时间产生电路19和恒定关断时间产生电路16的区别在于：电压比较器194将在正相输入端接收与参考电压信号VD-off不同值的参考电压信号VD-max。在一个实施例中，最大下管导通时间信号Tmax的有效时长小于恒定关断时间信号TOFF的有效时长。在一个实施例中，可通过设置参考电压信号VD-max的值小于参考电压信号VD-off的值，可使得最大下管导通时间信号Tmax的有效时长小于恒定关断时间信号TOFF的有效时长。
图9所示为根据本发明一个实施例的图7中所示的逻辑电路17的原理图。图9所示实施例中，逻辑电路17包括RS触发器171和与逻辑门172。与图6所示的逻辑电路相比，图9所示的逻辑电路中的逻辑门172进一步接收最大下管导通时间信号Tmax。
当开关变换器100的输出端耦接普通滤波电容F-cap时，即控制电路工作在模式一，RS触发器171的置位端S接收时钟信号CLK，RS触发器171的复位端R接收比较信号CAO，RS触发器171在第一输出端Q1输出高侧开关控制信号PWM-H，在第二输出端Q2输出控制信号CL。与逻辑门172接收控制信号CL和过零指示信号ZCD，并对控制信号CL和过零指示信号ZCD做逻辑与运算，产生低侧开关控制信号PWM-L。
当开关变换器100的输出端耦接超级电容S-cap时，控制电路工作在模式二，RS触发器171的置位端S接收恒定关断时间信号TOFF，RS触发器171的复位端R接收比较信号CAO，RS触发器171在第一输出端Q1输出高侧开关控制信号PWM-H，在第二输出端Q2输出控制信号CL。与逻辑门172接收控制信号CL、过零指示信号ZCD和最大下管导通时间信号Tmax，并对控制信号CL、过零指示信号ZCD和最大下管导通时间信号Tmax做逻辑与运算，产生低侧开关控制信号PWM-L。
上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本发明进行说明。这些实施例不是完全详尽的，并不用于限定本发明的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其它可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其它变化和修改并不超出本发明的精神和权利要求限定的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括高侧开关、低侧开关和电感，通过控制高侧开关和低侧开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压，其中，所述控制电路包括：
误差放大电路，接收电压参考信号和代表输出电压信号的电压反馈信号，并将电压参考信号和电压反馈信号的差值放大输出误差信号；
电流比较电路，接收误差信号和代表流过电感的电流的电流采样信号，并将误差信号与电流采样信号比较，输出比较信号，其中，所述比较信号用于控制高侧开关的关断时刻；
时钟信号发生器；以及
恒定关断时间产生电路；其中，
当开关变换器的输出端耦接法拉级的超级电容时，时钟信号发生器不使能，恒定关断时间产生电路使能并产生恒定关断时间信号，所述恒定关断时间信号用于控制高侧开关的导通时刻；
当开关变换器的输出端耦接小于法拉级的滤波电容时，恒定关断时间产生电路不使能，时钟信号发生器使能并产生时钟信号，所述时钟信号用于控制高侧开关的导通时刻。
2.如权利要求1所述的控制电路，还包括：
过零比较电路，接收过零阈值信号和电流采样信号，并将过零阈值信号与电流采样信号比较，输出过零指示信号，其中，所述过零指示信号用于控制低侧开关的关断时刻。
3.如权利要求2所述的控制电路，还包括：
最大下管导通时间产生电路，当开关变换器的输出端耦接法拉级超级电容时，最大下管导通时间产生电路使能并产生一个最大下管导通时间信号，其中，所述最大下管导通时间信号用于控制低侧开关的关断时刻。
4.如权利要求3所述的控制电路，其中，当最大下管导通时间信号和过零指示信号任一一个有效时，低侧开关关断。
5.如权利要求3所述的控制电路，还包括：
逻辑电路，接收比较信号、过零指示信号、时钟信号、恒定关断时间信号和最大下管导通时间信号，并对比较信号、过零指示信号、时钟信号、恒定关断时间信号和最大下管导通时间信号做逻辑运算，输出高侧开关控制信号和低侧开关控制信号，分别控制高侧开关和低侧开关。
6.如权利要求5所述的控制电路，其中，所述逻辑电路包括：
RS触发器，具有置位端、复位端和第一输出端和第二输出端，其中置位端接收时钟信号或恒定关断时间信号，复位端接收比较信号，第一输出端输出高侧开关控制信号，第二输出端输出第一低侧开关控制信号；以及
与逻辑门，接收第一低侧开关控制信号、过零指示信号和最大下管导通时间信号，并对第一低侧开关控制信号、过零指示信号和最大下管导通时间信号做逻辑与运算，产生低侧开关控制信号。
7.如权利要求1所述的控制电路，还包括：
模式选择电路，基于用户指令产生第一模式控制信号和第二模式控制信号，其中，第一模式控制信号用于控制时钟信号发生器使能或不使能，第二模式控制信号用于控制恒定关断时间产生电路使能或不使能。
8.一种开关变换器，包括：
高侧开关、低侧开关和电感，通过控制高侧开关和低侧开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压；以及
如权利要求1～7任一项所述的控制电路。
9.一种单片开关集成电路，包括：
输入管脚，接收输入电压信号；
输出管脚，提供输出电压信号；
高侧开关和低侧开关；
误差放大电路，接收电压参考信号和代表输出电压信号的电压反馈信号，并将电压参考信号和电压反馈信号的差值放大并输出误差信号；
电流比较电路，接收误差信号和代表流至输出管脚的电流的电流采样信号，并将误差信号与电流采样信号比较，输出比较信号；
时钟信号发生器；
恒定关断时间产生电路，其中，当输出管脚耦接法拉级超级电容时，时钟信号发生器不使能，恒定关断时间产生电路使能并产生恒定关断时间信号；当输出管脚耦接小于法拉级的滤波电容时，恒定关断时间产生电路不使能，时钟信号发生器使能并产生时钟信号；以及
逻辑电路，接收比较信号、时钟信号和恒定关断时间信号并对比较信号、时钟信号和恒定关断时间信号做逻辑运算，输出高侧开关控制信号和低侧开关控制信号，分别控制高侧开关和低侧开关。
10.如权利要求9所述的单片开关集成电路，还包括：
模式选择管脚，接收外部用户指令，并产生第一模式控制信号和第二模式控制信号，其中，第一模式控制信号用于控制时钟信号发生器使能或不使能，第二模式控制信号用于控制恒定关断时间产生电路使能或不使能。
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