[发明专利]电源、电压控制方法和存储介质

说明书

公开了了一种电源、用于控制电压的方法和存储介质。该电源包括功率转换器、参考电压发生器和控制器。在工作期间，功率转换器产生输出电压以向负载供电。参考电压发生器(例如电压模式放大器电路)生成下限参考电压，该下限参考电压的大小根据输出电压误差而变化。控制器将(从输出电压得到的)输出电压反馈信号与下限参考电压进行比较，以产生控制输出来控制激活功率转换器中的开关的定时，从而将输出电压保持在期望的电压范围内。

相关申请的交叉引用

本申请与和本申请同日提交的题为“REFERENCE VOLTAGE CONTROL IN A POWERSUPPLY”的美国专利申请(代理人案卷第2018P50179号)相关，其全部教示通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容一般地涉及电源，更具体地涉及电源中的参考电压控制。

背景技术

常规电源可以包括一个或更多个DC至DC转换器来产生相应的输出电压以给负载供电。一种类型的DC至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，每相包括单个功率转换器，用于将输入电压例如12V DC(直流电压)转换成相应的目标输出电压例如1伏DC以向负载供电。

一种类型的功率转换器是降压转换器。所谓的恒定接通时间(COT)开关降压稳压器具有固定的接通时间，并且使用关断时间脉冲宽度调制(PWM)来调节输出电压。通常，为了将输出电压保持在期望范围内，降压转换器比较所生成的输出电压的大小以控制相应的开关电路(例如，控制开关和同步开关)。

发明内容

诸如具有有源误差控制(下限(floor))参考电压的基于斜坡的架构的电源架构可以提高经调节的输出电压的精度。这在2017年6月6日提交的题为“POWER SUPPLY CONTROLAND USE OF GENERATED RAMP SIGNAL”(代理人案卷第IAM17-02(2017P50467US)号)的相关美国专利申请号15/614,799中描述，其全部教示通过引用并入本文。

为了获得高DC(直流)电压精度和稳定的工作点，可以使用具有高增益和极低带宽的电压模式放大器(例如下限放大器)来设置功率转换器的调节点。然后将所获得的参考电压——本文也称为下限参考电压或下限电压——例如直接地例如通过它们之间的比较结果作为用于调节输出电压的多个值之一，或者间接地例如通过用作斜坡电压的偏移来用于调节电源的输出电压。在给定配置中，可以将小信号斜坡添加到该参考电压Vfloor以形成偏移斜坡参考。然后将输出电压反馈信号与偏移斜坡参考进行比较，以将输出电压调节在期望的电压范围内。通常，斜坡参考的添加会提高信噪比并且减少控制回路输出中的抖动。

然而，可能存在与使用这种下限电压相关联的性能问题。例如，在启动期间，生成下限电压的相应放大器的慢响应会导致调节器输出电压的不期望的滞后。这在存在预先存在的电压(预偏置)的系统启动时是特别不期望的。当输出电压上升到调节电压时，例如在称为软启动(SS)的阶段期间，预期恒定接通时间(COT)转换器是可预测的和线性的，使得调节在编程时间内实现，而与预偏置无关。如果生成下限电压Vfloor的放大器在启动期间用于控制回路，并且如果存在预偏置，则放大器偏斜至其轨道或箝位电压，直到SS参考接近预偏置电压。当软启动(SS)信号参考达到预偏置电压时，该放大器基本上失控，然后转换器必须尝试赶上SS参考。这会导致非线性且延长的启动，在某些情况下会导致高的转换器电流。输出端处预偏置电压越大，启动时间越长。本文的某些实施方式解决该问题。