[发明专利]用于低负载DC/DC变换器的最小接通时间控制

说明书

本发明涉及用于低负载DC/DC变换器的最小接通时间控制。本发明的各个方面提供一种DC/DC变换器(400)，其与电源电压连用且可操作以驱动负载，其中，DC/DC变换器(400)包括V_输入节点(134)、V_输出节点(108)、切换元件(422)、滤波器(101)、比较器(406)、电流检测元件(420)和控制元件(414)。V_输入节点(134)能够接收电源电压，V_输出节点(108)能够提供输出电压以驱动负载。滤波器(101)电连接切换元件(422)和V_输出节点。比较器(406)能够基于输出电压生成比较信号。电流检测元件(420)能够检测从滤波器(101)朝向V_输出节点(108)的方向上的电流何时减小到零。控制元件(414)能够控制切换元件(422)，以便在非连续导通模式下在V_输出节点(108)处提供输出电压从而驱动负载。

技术领域

本发明一般涉及用于DC/DC变换器的切换控制方法。

背景技术

DC/DC变换器用于许多应用，但是在主要由电池供给电力的便携式电子设备(如移动电话、平板电脑和笔记本电脑)中尤其重要。DC/DC变换器常规上使用DC输入电压的切换，产生较低的DC输出电压来驱动其负载，并使用反馈回路来调节切换参数，以保持输出电压处于所选平均电压附近的范围内。常见的常规DC/DC变换器在反馈回路中使用锯齿波形和比较器以用于脉冲宽度调制(PWM)，从而通过在调节脉冲宽度时保持脉冲的频率恒定，控制平均电压。然而，这种类型的DC/DC变换器通常不被选择用于低负载变换器，因为其在低负载处的低效率，并且由于有其他更简单的设计可用。这种更简单的设计方法之一是恒定接通时间(COT)DC/DC变换器，其使用单发(single shot)固定脉冲宽度脉冲发生器和可变脉冲频率调节反馈回路。另一个适于低负载应用的设计是双阈值迟滞变换器，其使用输出电压和双参考电压阈值的比较。然而，COT类型和双阈值类型DC/DC变换器二者，当通用于低负载应用时，具有要求常规复杂补偿技术的稳定性问题。

使用常规低负载COT型DC/DC变换器作为示例，下面讨论运行和稳定性。

图1示出一种DC/DC变换器100，其为常规恒定接通时间(Constant On-Time，COT)迟滞低负载DC/DC变换器，其使用单发脉冲生成。

如图所示，DC/DC变换器100包括滤波器101、接地层106、V_输出节点108、负载110、电阻梯112、加法器114、加法器输入端116、仿真纹波发生器(Emulated Ripple Generator，ERG)120、迟滞比较器122、参考电压128、单发脉冲发生器/驱动器130、开关132、V_输入节点134和二极管136。滤波器101包括电感器102和电容器104。迟滞比较器122具有比较器输入端124和比较器输入端126。

电感器102布置在开关132和电容器104之间。电容器104被布置为连接在接地层106和电感器102之间。负载110被布置为连接在电容器104和接地层106之间。V_输出节点108被布置为电感器102、电容器104、负载110和电阻梯112的公共连接点。开关132布置在V_输入节点134与二极管136和电感器102的公共连接点之间。二极管136布置在开关132和接地层106之间。输出纹波电压116被布置为电阻梯112和加法器114的公共连接点。ERG 120被布置为连接到加法器114。仿真纹波电压118被布置为ERG 120和加法器114的公共连接点。加法器114被布置为连接到迟滞比较器122的比较器输入端124。参考电压126被布置为连接到迟滞比较器122的比较器输入端128。迟滞比较器122被布置为连接到单发脉冲发生器/驱动器130。单发脉冲发生器/驱动器130被布置为连接到开关132。