[发明专利]一种设备、电子装置及控制电流模式调节器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及调节器领域，尤其涉及一种设备、电子装置及控制电流模式调节器的方法。

背景技术

在电池充电器系统中，可取决于操作条件来对于多个操作模式中的每一个包括多个控制环路。可提供第一模式以控制输出电压，可提供第二模式以控制电池充电电流，且可提供额外模式以控制输入电流或输入电压中的一个。电池充电器系统可并入有转换器，可根据降压式转换器、升压式转换器或降压-升压式转换器来实施转换器。每一操作模式适用于该等转换器类型中的一个。为控制环路中的每一个提供环路补偿以在提供足够的瞬态速度时维持稳定性。在给定时间仅一个控制环路模式在作用中，其中系统响应于操作条件的对应改变而在不同操作模式之间改变。

比例及积分补偿器在控制系统中是常用的。可根据稳定性与负载瞬态速度之间的取舍来设定比例补偿器及积分补偿器两者的增益。举例而言，高增益可提供对输出负载瞬态的极快速响应，但亦可能引起控制系统的不稳定性，而低增益可提供较大稳定性，但提供对负载瞬态的不充分回应。在电池充电器组态中，当在操作模式之间改变时，应用于比例补偿器及积分补偿器的误差信号可能改变。若比例增益过高，则其在从一个控制环路切换至另一控制环路时可能引起“颤动(chatter)”。颤动问题，即系统在多个操作模式之间弹动，从而导致系统不稳定性。可限制比例增益以避免颤动问题，但可能导致不充分的瞬态响应。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种设备、电子装置及控制电流模式调节器的方法，解决了控制环路切换时的颤动问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种设备，包含：一比例增益电路，其将一比例增益应用于一误差信号以提供一比例增益信号；一积分增益电路，其将一积分增益应用于该误差信号以提供一积分增益信号；一限制电路，其提供一受限比例增益信号，该受限比例增益信号追随该比例增益信号升至一量值，且当该比例增益信号的一量值大于该量值时，应用一限制函数以将该受限比例增益信号限制于该量值；一增益提升器电路，其在应用该限制函数的同时，使至少该积分增益信号的增益增大；及一组合器，其组合该受限比例增益信号与该积分增益信号，以在控制该调节器之操作的一控制节点上提供一控制信号。

依据本发明的再一个方面，提供了一种电子装置，其包含：一系统负载；一输入节点，其用于接收一转接器电压且用于产生一输入电压；一电池节点，其用于接收一电池电压；一调节器，其耦接至该输入节点及该电池节点，且将一输出电压提供至该系统负载，该调节器包含：一转换器，其基于一脉冲控制信号来将该输入电压转换成该输出电压；一环路选择器，其监测包括一输入电压误差、一输出电压误差、一输入电流误差及一电池电流误差的多个环路误差信号，且选择该多个环路误差信号中之一个以提供一所选误差信号。

依据本发明的一个方面，提供了一种控制电流模式调节器的方法，其包含：将一比例增益应用于一误差信号以提供一比例增益信号；将一限制函数应用于该比例增益信号以提供一受限比例增益信号，该受限比例增益信号追随该比例增益信号升至一量值，且接着当该比例增益信号大于该量值时限于该量值；将一积分增益应用于该误差信号以提供一积分增益信号；在应用该限制函数的同时，使至少该积分增益信号的增益增大以提供一经放大积分增益信号；及组合该受限比例增益信号与该经放大积分增益信号，以提供控制该电流模式调节器的操作的一控制信号。

本发明的实施例的有益效果是：

本发明通过限制比例补偿器增益，且在限制条件期间使比例补偿器增益及积分补偿器增益中的一个或两个增大。以此方式，调节器达成快速瞬态响应，同时在不同控制模式之间切换时避免模式振荡或颤动来允许平滑模式转变。

附图说明

图1为包括根据本发明的一个具体实例所实施的调节器的电子装置的简化方块图；

图2为根据一个具体实例的图1的调节器的更详细示意性方块图，其中调节器耦接在功率转接器与系统负载之间且进一步耦接至电池；

图3为说明根据本发明的一个具体实例的可使用于图2的电流模式控制器内以基于误差电压VERR来产生控制电压VC之补偿系统的方块图；

图4为说明图3的补偿系统的响应于所选环路误差信号的大步阶增大而产生控制电压的转移特性的简化图表的集合；

图5为说明根据一个具体实例的实施图3的补偿系统以基于所选环路误差信号来产生控制电压的补偿电路的示意性方块图；