[发明专利]谷值电流模式控制的DC至DC转换器的CCM和DCM之间的干净转换

说明书

技术领域

本发明涉及使用谷值电流模式控制的DC至DC转换器。

背景技术

切换DC至DC转换器可以通过利用开关网络周期性地在规定的工作周期(占空比)期间将能量传送入电感来调整输出电压。尽管在负载和/或输入电压上有变化，可以调节工作周期(占空比)以使输出电压保持不变。

电流模式控制已被用于调节工作周期(占空比)。一种类型的电流模式控制被称为谷值电流模式控制。电流感应可能发生在电流通过电感或Bottom MOSFET(底部金属氧化物半导体场效应管)的下降斜率的时间间隔期间。

控制器可以在有些时候使得DC至DC转换器工作在连续电流模式(“CCM”)，在所述连续电流模式期间电流可以一直流过电感。控制器可以在另一些时侯使得DC至DC转换器工作在非连续电流模式(“DCM”)，在所述非连续电流模式期间电流可能在每个周期的一部分期间停止流过电感。DC至DC转换器是工作在CCM模式还是工作在DCM模式可取决于负载、输入电压和所希望的输出电压之间的差值、以及其它因素。

这两种工作模式之间的转换可能导致转换器输出的不稳定和相关的噪声。

发明内容

谷值电流模式DC至DC转换器可包括电感，所述电感具有第一和第二连接点；电容，所述电容连接至电感的第二连接点并被设置成在第二连接点处过滤电压；电子开关系统，所述电子开关系统连接至电感的第一连接点并被设置成可控制地将第一连接点连接至电压源；以及电子控制系统。

所述电子控制系统可被设置成控制电子开关系统并且使得电子开关系统促使DC至DC转换器在某些条件下工作在连续电流模式并在某些其它条件下工作在非连续电流模式。

所述电子控制系统可包括电流感应系统，所述电流感应系统被设置成感测通过电感的电流；双阈值发生器，所述双阈值发生器被设置成产生第一和不同的第二阈值；和比较器系统，所述比较器系统被设置成当DC至DC转换器工作在连续电流模式时将由电流感应系统感测的电流与第一阈值进行比较，而当DC至DC转换器工作在非连续电流模式时将由电流感应系统感测的电流与第二阈值进行比较。

上述以及其它部件、步骤、特征、目的、益处和优势，会通过参见下文详细描述的示例性实施例、附图和权利要求而变得更为清楚。

附图说明

附图披露了示例性实施例。附图并没有描绘所有的实施例。可以另外使用或替换使用其它的实施例。显而易见或不是必要的细节可能被省略，以便节省篇幅或以便进行更有效地描述。相反地，在没有使用所有披露的细节的情况下也可以实施一些实施例。当相同的附图标记出现在不同的附图中时，其表示相同或相似的部件或步骤。

图1示出了使用谷值电流模式控制的现有技术的DC至DC转换器。

图2示出了当DC至DC转换器工作在连续电流模式时(例如当转换器上的负载为重负载时)可流过图1所示DC至DC转换器中的电感的电流。

图3示出了当DC至DC转换器工作在非连续电流模式时(例如当转换器上的负载为轻负载时)可流过图1所示DC-至-DC转换器中的电感的电流。

图4示出了当DC-至-DC转换器处于连续电流模式和非连续电流模式之间的转换(过渡)时(例如当转换器上的负载为中等负载时)可流过图1所示DC至DC转换器中的电感的电流。

图5示出了使用谷值电流模式控制并根据DC至DC转换器的工作模式改变反向电流比较系统中的阈值的DC至DC转换器。

图6示出了当DC-至-DC转换器从连续电流模式向非连续电流模式转换时(例如当转换器上的负载减轻时)可流过图5所示DC至DC转换器中的电感的电流。

具体实施方式

现在讨论示例性实施例。可以使用其它实施例作为补充或替换。显而易见或不是必要的细节可能被省略以便节省篇幅或以便更有效的演示。相反地，在没有使用所披露的所有细节的情况下可以实施一些实施例。

图1示出了使用谷值电流模式控制的现有技术的DC至DC转换器。

如图1所示，现有技术的DC至DC转换器可包括电感101，电容103，可包括电子开关105和107的电子开关系统，可包括电流感应系统的电子控制系统(其中所述电流感应系统可包括电阻109和计数器(scaler)111)，可包括正向电流比较器113和反向电流比较器117的比较器系统，和脉宽调制器123。如图1所示，现有技术的DC至DC转换器可包括其它部件，例如可提供网络补偿的部件。

电子开关105可被设置成可控制地将电感101连接至电压源121。电子开关107可被设置成可控制地将电感101连接至接地。