[发明专利]一种电压转换电路以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率电路领域，具体的但不限于涉及一种电压转换电路及控制方法。

背景技术

开关电源被广泛用于现代电子产品中。传统的开关电源多采用脉宽调制模式（PWM）控制模式来调整电源的输出。这样的模式通常会使得电路结构复杂，瞬态响应慢，因此，在大电流应用中性能不佳。

相比PWM控制模式，脉宽调制控制模式（PFM），主要包括恒定导通时间控制模式，恒定关断时间控制模式和滞环控制模式等等，在电路设计上，以及瞬态响应性能上占据优势。图1示出了现有技术中一种恒定导通时间的电压转换电路10。电压转换电路10主要包含直流-直流（DC-DC）降压转换器101和控制器102。在控制器102中，一个比较器105将一个误差信号VEAO和一个斜坡信号VRAMP进行比较，其中，VEAO由跨导运算放大器（OTA）根据一参考信号VREF和一个输出电压反馈信号VFB之间的误差产生。当斜坡信号VRAMP低于误差信号VEAO时，一个脉冲信号会被传送到计时器103，使主开关管M1导通，同步整流开关管M2断开。经过一个恒定时间T1后，导通计时器103使主开关管M1断开，同步整流开关M2导通。在开关M1和M2的互补动作下，输入电压VIN被转换成输出电压VOUT。

当发生瞬态的负载阶跃跳变时，误差信号VEAO往往反应迟缓。这样，如果要让转换电路10具有较快的瞬态响应，就需要斜坡信号VRAMP的峰-峰值幅度变得很小。然而，斜坡幅度较小会带来两个问题。第一，转换电路10的噪声容限会随之变得很小。当转换电路10工作在一个嘈杂的环境中时，这一特性会带来很大风险。第二，为了适应幅度较小的斜坡信号，其它电路单元例如比较器要消耗更大的功率以达到需要的速度。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明提供了一种电压转换电路以及控制方法。

在本发明的一个方面，提出了一种电压转换电路，一种电压转换电路，用于将一输入电压转换成一输出电压，所述电压转换电路包含：主开关管；误差放大器，具有两输入端和一输出端，其中所述两输入端分别接收一输出电压反馈信号和一参考信号，所述输出端产生一误差信号；比例放大电路，具有两输入端和一输出端，其中所述两输入端分别接受所述输出电压和所述误差信号，所述输出端产生一个增益信号；第一比较器，具有两输入端和一输出端，其中所述两输入端分别接受所述增益信号和一个比较信号，所述输出端产生一个脉冲信号；以及计时器，具有一输入端和一输出端，其中所述输入端耦接到所述第一比较器的输出端，所述输出端产生一个计时信号，指示电压转换电路的导通时间和关断时间；其中，所述增益信号和所述比较信号中的至少一个信号包含有斜坡成分，所述电压转换电路的导通时间恒定。

在本发明的另一方面，提出了一种使用电压转换电路将输入电压转换成输出电压的方法，包含：根据一个反馈信号和一个参考信号产生一个误差信号；输入所述误差信号和所述输出电压到一比例放大电路，产生一个增益信号；将所述增益信号与一个比较信号进行比较，产生一个脉冲信号；根据所述脉冲信号，产生一个计时信号，决定电压转换电路的导通时间和关断时间，其中导通时间为一个常数；其中，所述增益信号和所述比较信号中，至少一个具有斜坡成分。

利用本发明实施例，可有效提高电压转换电路的瞬态响应性能。

附图说明

下列附图涉及有关本发明非限制性和非穷举性的实施例的描述。除非另有说明，否则同样的数字和符号在整个附图中代表同样或相似的部分。附图无需按比例画出。另外，图中所示相关部分尺寸可能不同于说明书中叙述的尺寸。为更好地理解本发明，下述细节描述以及附图将被提供以作为参考。

图1示出了现有技术中一种恒定导通时间的电压转换电路10的电路示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的转换电路20的电路示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的图2所示的电压转换电路20的工作波形图；

图4示出了根据本发明一个实施例的电压转换电路20同现有技术中电压转换电路10的瞬态响应波形的比较示意图；

图5示出了根据本发明另一实施例的电压转换电路50的电路示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的图5所示的电压转换电路50的工作波形示意图；

图7示出了根据本发明又一实施例的电压转换电路70的电路示意图；

图8示出了根据本发明再一实施例的电压转换电路80的电路示意图；

图9示出了根据本发明一个实施例的一种控制电压转换电路的方法的流程示意图。