[发明专利]在开关式调节器中的可变边沿调制

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种功率变换器，尤其涉及在开关式调节器中的可变边沿调制。

背景技术

[0002]功率变换器对很多现代电子装置来说是必不可少的。在其它的能力中，功率变换器能调低电压电平(降压变换器)或者调高电压电平(升压变换器)。功率变换器也可以将交流电(AC)变换为直流电(DC)，反之，也能将直流电变换为交流电。功率变换器通常通过一个或更多的开关装置来实施，例如晶体管，该开关装置被闭合和关断以输送功率到变换器的输出端。提供控制电路用来调节开关设备的闭合与关断，因此这些变换器被认为是“开关式调节器”或“开关式变换器”。功率变换器也包括一个乃至更多的电容器或电感器，用来交替地储存和输出能量。

[0003]脉冲宽度调制(PWM)是一种普遍运用在功率变换器中的技术，它在一个周期信号内改变脉冲的宽度，以闭合和关断开关装置。通过PWM控制的调节器，频率保持恒定，且改变每个脉冲的宽度，以形成固定频率、可变占空比的操作。PWM电路的输出被用来控制开关装置的开合。

[0004]大多数PWM开关调节器仅仅调制每个输出脉冲的一个边沿，而使每个脉冲的另一个边沿由固定时钟来决定(因此开关时间也同样如此)。一个典型的不足之处是，单边沿调制阻止双脉冲调制的发生，这是因为该调节器只能做一件事——关断或闭合输出。用于单边沿调制的两个方案，要么是上升沿调制，要么是下降沿调制，这取决于使用了每一个脉冲的哪一个边沿。当负载遭受大的瞬变时，这两种都不是理想的维持良好调制的方案。上升沿调制为轻负载条件(在这种情况下，正瞬变处于支配地位)提供了良好的性能。但是对于重负载条件(在这种情况下，负瞬变占支配地位)来说，情况就不一样了。或者，下降沿调制为重负载条件提供了良好的性能，但是对于轻负载条件来说，情况就不一样了。

[0005]PWM开关式调节器中使用的另一个方案是双边沿调制。在双边沿调制中，正如其名字所说的那样，脉冲信号的每个边沿都被调制。这通常是通过将误差信号与三角波比较来实现的。另外，双边沿调制要求双脉冲保护，这是通过让三角波上每一个斜边只允许一次状态改变来实现的。换句话说，在每半个周期内，该调制器能将开关闭合但不能将其关断。在另半个周期内，该调制器能将开关关断但不能将其闭合。因此，与上升沿调制相比，双边沿调制对正负载瞬变在某种程度上表现差一些，但是对于负负载瞬变表现则好很多。与下降沿调制相比，双边沿调制对正负载瞬变表现要好很多，但是对负负载瞬变在某种程度上则表现差一些。

[0006]由此可见，没有一项已有的用于开关式调节器的技术能在所有的瞬变条件下都取得最适宜的响应。

发明内容

[0007]根据本发明的一个实施例，在具有负载的功率变换系统里，提供了一种方法用来改变用于脉冲宽度调制(PWM)信号的调制类型。该方法包含如下内容：监测该功率变换系统的负载；在轻负载条件下对PWM信号使用上升沿调制；以及在重负载条件下对PWM信号使用下降沿调制；从而使功率转换系统的操作最优化。

[0008]根据本发明的另一个实施例，功率转换系统包括供电给负载的输出端。该系统还包括功率开关，对于该功率开关产生脉冲宽度调制(PWM)，用于输送功率到负载。耦合到输出端的监测电路以监测负载。耦合到监测电路的其它电路，在轻负载条件下产生用于PWM信号的上升沿调制，且在重负载条件下产生用于PWM信号的下降沿调制，从而使功率变换系统的操作最优化。

[0009]通过以下的附图、描述和权利要求，对本领域技术人员来说，本发明的重要技术优点是显而易见的。

附图说明

[0010]为了更完整地理解本发明及其进一步的特征和优点，以下的附图以及相对应的描述将联系在一起作为参考。

[0011]图1A-1C是在本发明的实施例中运用的多种调制技术的波形图。

[0012]图2是根据本发明一个实施例的用于具有可变边沿调制的功率变换系统的具体方式的示意图。

[0013]图3是根据本发明一个实施例的用于带控制的振荡器电路的具体方式的示意图。

[0014]图4是根据本发明另一个实施例的用于具有可变边沿调制的功率变换系统的具体方式的示意图。

具体实施方式

[0015]通过参照图1A到图4，本发明的具体实施例和它们的优点将会得到最佳体现。不同图中的相同及相应部件使用相同的数字标记。