[发明专利]用于开关调节器的数字控制的方法和装置

说明书

分案中请说明

本申请是题为“用于开关调节器的数字控制的方法和装置”的母案申请(申请日为2006年8月25日、申请号为200610125658.0)的分案申请。

技术领域

本发明的实施例一般涉及电源，更准确地说，本发明实施例涉及电源输出的调整。

背景技术

电子设备利用稳压电源工作。由于其高效率和良好的输出功率调整的缘故，在许多现代电子设备中通常使用开关式电源。在已知的开关式电源中，利用开关式电源控制电路把低频(例如，50或60Hz基频)、高压交流(AC)转换成高频(例如，30至300KHz)AC。这种高频、高压AC加到变压器上转换成电压(通常转换成较低电压)，并提供安全隔离。变压器的输出被整流以便提供调节的直流输出，所述直流输出可以用来驱动电子设备。开关式电源控制电路通常通过检测输出并在闭环中控制它来提供输出调整。

开关式电源可以包括集成电路开关调节器，所述开关调节器可以包括耦合到变压器初级绕组的电源开关或晶体管。通过以由开关调节器控制的方式接通和断开功率晶体管而把能量传送给变压器的次级绕组，以便在直流输出端提供纯净和稳定的功率源。

在已知的开关调节器中，例如，在San Jose，California的Power Integration的美国专利No.6,226,190中描述的开关调节器的实施例中，对来自电源直流输出的输出端的反馈电流采样。当反馈电流低于调整阈值时，以恒定频率切换电源开关。当反馈电流高于调整阈值时，开关调节器截止，产生电源开关的跳跃(skipped)周期。在这种情况下，对于低功率解决方案，使用降低较少数目部件的电源有可能允许成本效益高的电源。所描述的电源实施例提供可以在不损失输出调整的情况下快速响应负载瞬变的电源。

但是如上所述，当开关调节器跳跃周期时，降低了开关调节器的结果工作频率。这样，开关调节器的工作频率随着开关周期跳跃周期而变化，以便调整电源的直流输出，同时，工作频率随着耦合到直流输出端的负载的减小而降低。一般地说，当这种类型的电源工作频率降低到声频范围内的频率(例如，20至20KHz)时，电源变压器可能产生不希望有的声频噪声。

为了解决这个问题，San Jose，California的Power Integration引入电源调节器，例如，在San Jose，California的Power Integration的美国专利No.6,525,514中描述的实施例，所述实施例利用接通/断开通过调整开关调节器的限流值来控制和降低轻负载时的声频噪声。在一个实施例中，所描述的开关调节器包括状态机，所述状态机根据驱动信号的前N个周期内来自电源输出端的反馈信号值模式(pattern)，调整开关调节器的限流值。所述状态机把轻负载下的限流值调整为较低，使得开关周期不被跳跃而把开关调节器的工作频率降低到声频范围，一直到通过变压器的通量密度足够低，足以降低声频噪声的产生。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电源调节器，包括：端子，用于接收表示电源的输出端处的输出电平的反馈信号；元件，被连接成组合所述反馈信号和调制信号来生成经调整的反馈信号；比较器，被连接成接收所述经调整的反馈信号和阈值信号来提供反馈状态信号，该反馈状态信号具有表示所述经调整的反馈信号在阈电平以上的第一反馈状态以及表示所述经调整的反馈信号在所述阈电平以下的第二反馈状态；状态机和调制源，被连接成：响应于当前的反馈状态和先前的反馈状态，生成所述调制信号；以及控制电路，被连接成：响应于所述反馈状态信号，控制开关的切换来调节所述电源的所述输出电平。

根据本发明的另一个方面，提供了另一种电源调节器，包括：端子，用于接收表示电源的输出端处的输出电平的反馈信号；元件，被连接成组合所述反馈信号和调制信号来生成经调整的反馈信号；比较器，被连接成接收所述经调整的反馈信号和阈值信号来提供反馈状态信号，该反馈状态信号具有表示所述经调整的反馈信号在阈电平以上的第一反馈状态以及表示所述经调整的反馈信号在所述阈电平以下的第二反馈状态；状态机和调制源，被连接成生成所述调制信号，其中当所述反馈信号减小为使得所述反馈状态信号从低状态变化为高状态时，如果所述减小不足以将所述反馈状态信号保持在高状态，所述调制信号将所述反馈状态信号反转为它的前一个低状态；以及控制电路，被连接成：响应于所述反馈状态信号，控制开关的切换来调节所述电源的所述输出电平。