[发明专利]斜坡信号可调的功率转换器

说明书

一种功率转换器包括：串联连接在输入电源和地之间的第一开关和第二开关；连接在第一开关和第二开关的共同节点和输出电容之间的电感；包括反馈控制设备和斜坡信号发生器的控制设备，其中斜坡信号发生器被配置为基于不同运行状况动态地调整斜坡信号的幅度；导通时间控制设备；以及锁存器，所述锁存器具有被配置为接收控制设备的输出信号的置位输入端和被配置为接收导通时间控制设备的输出信号的复位输入端。

技术领域

本发明涉及功率转换器的控制方案，并且在实施例中，进一步涉及采用恒定开启时间控制方案的具有可调斜坡信号的功率转换器。

背景技术

随着技术进一步发展，诸如移动电话、平板PC、数码相机、MP3播放器和/或类似装置的各种电子装置变得普及。每个电子装置都需要大体上恒定电压的直流功率，其电压甚至在由电子装置汲取的电流可在较宽范围内变化时也可在指定公差内进行调节。为了使电压维持在指定公差内，耦合到电子装置的功率转换器(例如，切换dc/dc转换器)提供非常快速的瞬态响应，同时在各种负载瞬态下保持稳定的输出电压。

诸如恒定导通时间方案的基于滞后的功率转换器控制方案可使得功率转换器能够提供快速瞬态响应。采用恒定导通时间控制方案的降压式转换器可只包括反馈比较器和导通计时器。在操作中，功率转换器(例如，降压型功率转换器)的反馈电路将反馈信号与内部参考直接进行比较。当反馈信号下降为低于内部参考时，功率转换器的高压侧开关导通，并且由导通计时器控制其导通持续时间。作为高压侧开关导通的结果，功率转换器的电感电流上升。当导通计时器到期时，功率转换器的高压侧开关关闭，并且直到反馈信号再次下降为低于内部参考时才导通。总之，当在功率转换器中采用恒定导通时间控制方案时，通过导通计时器来终止功率转换器的高压侧开关的导通时间。通过反馈比较器来终止功率转换器的高压侧开关的关闭时间。

采用恒定导通时间控制方案的功率转换器设计简单。但是，恒定导通时间控制方案具有诸如在输出电压处具有次谐波振荡的不希望发生的不稳定问题。次谐波振荡可能是由于输出电容的ESR(等效串联电阻)不足引起的。次谐波振荡可在功率转换器的输出端生成过度纹波电压。此类过度纹波电压在许多应用中都不可取。

为了避免次谐波振荡，在反馈电路中注入斜坡电压以便解决这种不稳定问题。斜坡电压可作为诸如感应电流信号的内部斜坡信号或诸如通过用恒定电流源对斜坡电容充电生成的斜坡电压的外部斜坡信号来实现。

斜坡电压对功率转换器的操作具有显著影响。进一步地，大斜坡信号能够改善功率转换器的稳定性。另一方面，小斜坡信号有助于改善功率转换器的瞬态响应。

期待提供一种使得采用恒定导通时间控制方案的功率转换器能够具有合适的斜坡信号的设备和/或方法，以使其在各种运行状况下均可实现稳定操作和快速瞬态响应。

发明内容

在具体实施例中提供一种可在各种运行状况下实现快速瞬态响应和改善基于滞环控制的功率转换器的性能的控制方案。

根据一个实施例，一种装置包括：串联连接在偏置电压源和地之间的第一开关和第二开关；串联连接在所述第一开关和所述第二开关的共同节点与地之间的第一斜坡电阻、第一斜坡电容和第二斜坡电容；以及连接到所述第一斜坡电阻和所述第一斜坡电容的共同节点的斜坡信号调整设备，所述斜坡信号调整设备被配置为调整在所述第二斜坡电容两端的斜坡信号的幅度。

根据另一个实施例，一种方法包括：监测功率转换器的斜坡信号发生器的隔直电容的直流电压电平，所述功率转换器的斜坡信号在所述斜坡电容的两端生成；

当所述隔直电容的所述直流电压电平小于第一预定电压阈值时，提供从第一放大器的输出端流到所述隔直电容和所述斜坡电容的源电流；以及

当所述隔直电容的所述直流电压电平大于第二预定电压阈值时，提供从所述斜坡电容和所述隔直电容流到第二放大器的输出端的灌电流。