[发明专利]具有与占空比无关的电流限制的电源调节器系统及其调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路，并且更具体地涉及电源调节器的与占空比无关的电流限制。

背景技术

线性电压调节器和开关模式电压调节器构成今天电源管理集成电路(IC)的基本构件(building block)。一种此类型的调节器被称为开关调节器或开关电源，其通过控制耦合到负载的一个或多于一个电源开关的开关占空比控制负载的电流量。作为一个示例，开关调节器可以位于集成电路(IC)中，以便外反馈电阻器和外感应电源被耦合到开关调节器以在电感器输出上提供稳定/已调整电势。

典型的开关变压器执行脉冲宽度调制(PWM)以控制耦合到负载的一个或多于一个电源开关的占空比。作为一个示例，误差放大器为比较器提供对应于参考电压和反馈电压之间差异的信号，其中比较器将限定激活和未激活占空比的交流(AC)开关信号输出到一个或多于一个电源开关。为了保护电源系统不电流过载，可以限制通过一个或多于一个电源开关的电流。作为一个示例，通过限制误差放大器最大输出电压的电压钳可以限制通过一个或多于一个电源开关的电流。然而，对于使用斜率补偿减轻占空比次谐不稳定性的电源调节器，对一个或多于一个电源开关的电流限制一般取决于开关信号的占空比。作为一个示例，在典型的增压调节器中，通过一个或多于一个电源开关的电流限制可以随着占空比的增加而减小。此外，几乎没有对所需输入和输出电压的各种范围内提供的最大电流量的控制，该控制是可以展示的。

发明内容

本发明的一个实施例包括一种电源调节器系统。该系统包括误差放大器，该误差放大器基于参考电压和与电源调节器系统的输出电压相关的反馈电压的比较提供误差电压。该系统还包括脉冲宽度调制(PWM)比较器，脉冲宽度调制比较器被配置为产生开关信号，该开关信号控制激活和停用至少一个电源开关。PWM比较器基于误差电压限定开关信号的占空比。该系统进一步包括电流限制电路，该电流限制电路被配置为一旦误差电压超过电压限制，则箝位(clamp)误差电压，以提供基本固定与占空比无关的预定电流限制，其中该电压限制的大小作为占空比的函数变化。

本发明的另一个实施例包括一种提供通过电源调节器中至少一个电源开关的基本恒定电流限制的方法。该方法包括产生误差电压，该误差电压的大小基于电源调节器的输出电压和参考电压的相对值的比较。该方法还包括比较PWM电压与误差电压，其中PWM电压与流过至少一个电源开关的电流成比例。该方法还包括基于PWM电压和误差电压的比较产生具有占空比的开关信号，该占空比控制激活和停用至少一个电源开关。该方法还包括产生电压限制以提供基本恒定电流限制，因为被固定与占空比无关；其中该电压限制的大小作为占空比函数变化。该方法进一步包括一旦误差电压超过电压限制则箝位误差电压。

本发明的另一个实施例包括一种电源调节器系统。该系统包括用以产生误差电压的装置，该误差电压的大小是基于电源调节器系统的输出电压和参考电压的相对值的比较。该系统还包括用以产生第一斜坡波形的装置和产生第二斜坡波形的装置；其中该第一斜坡波形的普通锯齿形状和峰值作为电源调节器的占空比函数变化，第二斜坡波形基本复制第一斜坡波形。该系统还包括用以比较脉冲宽度调制(PWM)电压与误差电压以产生开关信号的装置，该开关信号根据电源调节器系统的占空比控制激活和停用至少一个电源开关。PWM电压可以是第一斜坡波形和与流过至少一个电源开关的电流成比例的感测电压的和值。该系统还包括用以提供电压限制的装置，该电压限制是预定设置电压限制与第二斜坡波形的峰值电压的和，其中预定设置电压限制对应于通过至少一个电源开关的预定电流限制。该系统进一步包括用以一旦误差电压超过电压限制则箝位误差电压以提供预定电流限制的装置，以便流过至少一个电源开关的电流被限制为与电源调节器系统的占空比无关的预定电流限制。

附图说明

图1根据本发明的一方面图示说明电源调节器的一个示例。

图2根据本发明的一方面图示说明时序图的一个示例。

图3根据本发明的一方面图示说明电源电路的一个示例。

图4根据本发明的一方面图示说明电源调节器的一部分的一个示例。

图5根据本发明的一方面图示说明包络检波器的一个示例。

图6根据本发明的一方面图示说明一种提供通过电源调节器中电源开关的恒定电流限制的方法的一个示例。

具体实施方式