[发明专利]直流变换器及其控制电路和方法

说明书

本申请公开了一种直流变换器及其控制电路和方法。所述直流变换器，包括：功率开关电路，接收输入电压，提供输出电压；暂态反应单元，接收表征流过功率开关电路的电流的采样信号，产生暂态电流信号；比较电路，接收参考电压、表征输出电压的反馈电压、斜坡补偿信号和瞬态电流信号，产生置位信号；逻辑控制电路，接收置位信号，产生开关控制信号，用以控制功率开关电路的运行。所述直流变换器消除了系统暂态过程中输出电压的过冲。

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种直流变换器及其控制电路和方法。

背景技术

大多数电子产品如笔记本电脑、台式电脑、PDA等，需要直流(DC)电源向各个功能模块提供经过调节的功率。采用恒定导通时间控制(constant on time，COT)的直流变换器具有瞬态响应速度快、结构简单等优点，在上述领域得到了广泛的应用。COT直流变换器通常需要斜坡补偿，以稳定输出电压。

在现有技术中，斜坡补偿信号具有固定的斜率。在变换器的主功率开关导通时，斜坡补偿信号被复位为零，随后以固定斜率上升；当输出电压降至斜坡补偿信号和参考电压之和时，斜坡信号被重新复位为零。如此周而复始地变化。

然而，当负载跳变时，输出电压将急剧下降，并在短时间内下降至参考电压之下。图1示出了采用现有斜坡补偿技术的直流变换器在负载突然跳变为重载时的时序波形图(电感电流I_L、开关控制信号PWM、输出电压V_O、斜坡信号V_SL、参考电压V_REF、输出电流I_O)。如图1所示，此时斜坡信号V_SL短时间内被多次复位为零，开关控制信号PWM产生一系列脉冲。该一系列脉冲使电感电流I_L急剧上升，从而当输出电压V_O开始稳住该负载跳变时，电感上存储的能量将大于实际所需。该多余的能量在输出电流I_O平衡后将给输出电容充电，使得输出电压V_O被泵高，产生过冲现象。在某些最坏的情况下，甚至产生输出电压回振(ring back)。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的直流变换器及其控制电路和方法。

根据本发明的实施例，提出了一种直流变换器，包括：输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；功率开关电路，耦接在输入端口和输出端口之间；暂态反应单元，接收表征流过功率开关电路的电流的采样信号，产生暂态电流信号；比较电路，接收参考电压、表征输出电压的反馈电压、斜坡补偿信号和瞬态电流信号，产生置位信号；逻辑控制电路，接收置位信号，产生开关控制信号，用以控制功率开关电路的运行。

根据本发明的实施例，还提出了一种用于直流变换器的控制电路，所述直流变换器包括功率开关电路，接收输入电压、提供输出电压，所述控制电路包括：电阻，具有第一端和第二端，其第一端接收表征流过功率开关电路的电流的采样信号；电容，耦接在电阻的第二端和参考地之间，所述电容两端电压为稳态电流信号；比较电路，接收参考电压、表征输出电压的反馈电压、斜坡补偿信号、采样信号和稳态电流信号，产生置位信号；逻辑控制电路，接收置位信号，产生开关控制信号，用以控制功率开关电路的运行。

根据本发明的实施例，还提出了一种直流变换方法，用于直流变换器，所述直流变换器包括功率开关电路，接收输入电压、产生输出电压，所述方法包括：提供表征输出电压的反馈电压、表征流过功率开关电路的电流的采样信号；当所述直流变换器处于稳态时，比较斜坡信号和参考电压两者之和与反馈电压的大小，并基于比较结果产生置位信号；当所述直流变换器处于暂态时，产生表征采样信号暂态信息的暂态电流信号，比较斜坡信号和参考电压两者之和与反馈电压和暂态电流信号两者之和的大小，并基于比较结果产生置位信号；响应置位信号产生开关控制信号，用以控制功率开关电路的运行。