[发明专利]一种数字控制开关电源跨时钟域控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种数字控制开关电源跨时钟域控制器，与开关电源连接，其特征是控制器包括分压网络H_sense、模数转换器ADC、误差电压信号处理模块、占空比控制信号处理模块、数字脉宽调制电路DPWM、时钟逻辑电路和驱动电路，占空比控制信号处理模块包括数字补偿器和D触发器组成的寄存器，开关电源输出端信号V_out(t)经分压网络H_sense分压后被模数转换器ADC采集并量化得到数字信号V_o[n]，数字信号V_o[n]与预设离散基准电压V_ref[n]输入误差电压信号处理模块，两者在误差电压信号处理模块中相减得到误差电压信号e[n]，误差电压信号e[n]输入数字补偿器中进行数据处理，输出的d_c[n]再经数字脉宽调制电路DPWM调制，并由驱动电路放大后产生开关电源的电压控制信号d(t)，其中时钟逻辑电路提供控制器各部分的同步时钟信号syn(t)。

2.根据权利要求1所述的数字控制开关电源跨时钟域控制器，其特征是时钟逻辑电路由若干D触发器、与门、非门组成，通过复用DPWM的计数器得到时钟脉冲发生电路，计数器输出信号经过第一D触发器延时后再反馈到计数器输入端，同时计数器输出信号取反后送入第二D触发器，第二D触发器反相端信号接入第三D触发器的输入端，其中第二D触发器和第三D触发器的同相输出端送入一个两输入与门，所述两输入与门的输出即为同步时钟信号。

3.权利要求1或2所述的数字控制开关电源跨时钟域控制器的控制方法，其特征是控制器在开关电源每个开关周期调节一次占空比的大小，并同时完成误差电压信号和占空比控制信号的更新：控制器由同一个时钟信号syn(t)进行时序控制，在时钟信号的上升沿到来时，ADC启动工作，进行数据采集处理，同时更新误差信号处理模块的数据，时钟信号的下降沿到来时，触发占空比控制信号处理模块的数据更新，并将最新的占空比控制信号d[n]传递给DPWM进行实时处理，其中同步时钟信号syn(t)被设置为一个占空比很小的窄脉冲信号，所述窄脉冲信号的大小与模数转换器ADC及数字补偿器的工作时钟有关，为ADC的处理时间和数字补偿器的计算时间之和，在一个开关周期内，利用syn(t)信号作为选择信号，用DPWM实际输出和电源电压V_DD作为二选一选择器的被选信号，当syn(t)信号为高电平时，令DPWM输出与电源电压接通，即强制使得输出的PWM信号为高电平，同步时钟信号syn(t)下降沿之后再使用该开关周期实际产生的占空比控制信号d[n]控制DPWM的输出信号dpwm(t)的占空比大小，保证DPWM在每个开关周期输出的PWM信号是对该开关周期的系统误差电压信号进行调节。