[发明专利]具有功率转换器电路的电源和功率转换器电路的控制方法

说明书

本发明公开了具有功率转换器电路的电源和功率转换器电路的控制方法。电源包括参考电压发生器电路、斜坡发生器电路和控制电路系统。在操作期间，参考电压发生器电路将所接收到的输出电压反馈信号的幅度与所接收到的参考电压进行比较。基于该比较，参考电压发生器电路产生变化的参考电压并将其输出至斜坡发生器电路。顾名思义，变化的参考电压的幅度随时间而变化。斜坡发生器电路产生斜坡电压信号，斜坡电压信号的幅度被偏移变化的参考电压。为了将电源的输出电压维持在调节范围内，控制电路系统接收变化的参考电压并且基于斜坡电压信号和电源的输出电压反馈信号的比较来控制功率转换器电路的激活以向负载供电。

技术领域

本公开涉及一种具有功率转换器电路的电源和功率转换器电路的控制方法。

背景技术

传统的多相电源可以包括一个或更多个DC至DC转换器以产生相应输出电压来向负载供电。多相电源中的任意数量的相可以并行操作以产生向负载供电的输出电压。

一种类型的DC-DC转换器是单级功率转换器系统。顾名思义，在单级功率转换器系统中，每个相包括用于将输入电压例如12V DC(伏特直流)转换成相应目标输出电压例如1伏特DC来向负载供电的单个功率转换器。

所谓的恒定接通时间(COT)降压开关稳压器具有固定的脉宽调制器接通时间，并且使用关断时间脉宽调制(PWM)来调整输出电压。

众所周知，由于各个输出电容器中的等效串联电阻(ESR)，开关电源中的开关机构在输出电压反馈感测点中引入纹波电压。降压稳压器的输出电压基于输出反馈电压中的纹波而被调整。在很多应用中，希望将输出电压中的纹波最小化。然而，这会导致纹波幅度太小而不能实现无抖动PWM。抖动会降低效率并会导致系统不稳定。

在某些传统的电源系统中，人造斜坡用于补偿低纹波解决方案。

发明内容

上述技术问题的一个解决方案是测量电感器纹波电流并将其与反馈电压相加以模拟输出电压纹波。为了实现这，可以在电感器两端连接RC(电阻器-电容器)滤波器。这种方法的缺点是：1)电感器串联电阻必须相对恒定；2)需要额外的部件，这增加了相应稳压器的复杂度和成本。

与传统方法相比，本文的实施方式包括提供更精确的电压调整、更高的转换效率、减小的抖动等的新颖方式。

更具体地，本文的实施方式包括参考电压发生器电路、斜坡发生器电路和电源控制电路系统。

在操作期间，参考电压发生器电路接收输出电压反馈信号和参考电压。参考电压发生器电路将输出电压反馈信号的幅度与所接收到的参考电压进行比较。基于该比较，参考电压发生器电路产生变化的参考电压(可变的偏移电压)并将其输出至斜坡发生器电路。顾名思义，变化的参考电压的幅度随时间而变化。

斜坡发生器电路产生斜坡电压信号，斜坡电压信号的幅度被偏移变化的参考电压的幅度。在一个实施方式中，变化的参考电压是与斜坡电压信号相加的地面电压。因此斜坡电压信号相对于地面电压而偏移。

为了将输出电压维持在调节范围内，控制电路系统接收变化的参考电压并基于斜坡电压信号(被偏移变化的参考电压)与电源的输出电压反馈信号的比较来控制功率转换器电路的激活以向负载供电。

根据另外的实施方式，输出电压反馈信号表示由功率转换器电路产生以向负载供电的输出电压(或输出电压的派生特征)。例如，与电源相关联的参考电压发生器电路(或其他适当的电路)可以被配置成从由功率转换器电路生成的相应输出电压导出输出电压反馈信号。输出电压反馈信号可以是诸如由分压器或其他适当电路产生的实际输出电压的任何期望的比率。

在一个实施方式中，斜坡电压信号模拟在由功率转换器电路生成以向负载供电的输出电压上出现的纹波电压。控制电路系统将斜坡电压信号与输出电压反馈信号进行比较以确定将功率转换器电路中的高侧开关激活成接通状态的时序。