[发明专利]具有电流抵消补偿的电压调节器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年5月24日提交的第60/802,949号临时申请的优先权，其 内容通过引用整体结合于本申请中。

技术领域

本发明涉及闭环电压调节器，尤其涉及用于改进瞬时响应的具有补偿网络的 转换调节器

背景技术

当为闭环电压调节器选择补偿分量值时，通常在允许对负载阶跃变化的良好 响应的值和允许对基准电压变化的良好响应的值之间存在折衷。即，当基准电压及 由此的输出电压变为一个新值时，对负载电流阶跃变化提供快速的稳定响应的分量 值可能引起无法接受的过冲电平。

图1示出典型的闭环脉宽调制DC-DC转换器100的示意图。在操作中，将基 准电压V_REF施加到误差放大器A1的非倒相输入。A1的输出，即节点COMP驱动 脉宽调制器PWM 125，其输出PWM_OUT由LF和CF滤波并变成跨越负载RL的转 换器的输出电压V_OUT。

V_OUT与节点COMP处的电压有一关系，通常为任意指定为K1的大于1的增 益加上某一电压偏移。V_OUT通过图1中示为电阻器RFB的反馈网络110反馈到示 为FB的节点，该节点与A1的倒相输入是共用的。以虚线限定的方框示出的另一 个反馈网络120应用于放大器A1的节点FB和节点COMB之间。图1中示出的反 馈网络120包括R1、C1、C_HF。反馈网络110和120设置转换器100的稳定性和 其它操作特性。一般而言，C_HF是比C1大很多的阻抗，并可在分析电路100的典 型操作时被忽略。

在稳定状态下，放大器A1将COMP节点驱动到V_COMP，从而驱动到V_OUT， 使得节点FB处的电压(V_FB)等于V_REF。除瞬时效应外，V_OUT等于V_REF并且V_FB与V_REF相等。可用具有相当长的RC时间常数的R1和C1值来最佳地补偿特定 PWM电路的负载电流变化。

然而，当响应于V_REF的变化时，长的RC时间常数一般产生V_OUT中无法接受 的过冲。参考图1和2，如果V_REF变化量为ΔV_REF，则A1将使V_COMP改变ΔV_COMP， ΔV_COMP进而驱动PWM，以使期望的V_OUTX和稳定状态中的电压V_FB也改变ΔV_REF。 注意，因为有通过PWM 125和包括LF和CF的低通滤波器的增益K1，所以ΔV_COMP等于ΔV_REF/K1。这导致跨越R1和C1的串联组合的电压变化为ΔV_REF和ΔV_REF/K1 之差。如果V_REF改变ΔV_REF，则跨越R1-C1的电压变为ΔV_REF-ΔV_REF/K1，或 ΔV_REF*(1-1/K1)。如果R1和C1的阻抗被指定为Z1，则产生等于ΔV_REF*(1-1/K1)/Z1 的电流I(R1-C1)。