[发明专利]功率转换器的开关控制电路和方法

说明书

一种开关控制装置，包括：第一电压‑电流转换单元，被配置成接收斜坡信号；第二电压‑电流转换单元，被配置成接收与功率转换器的输出电压成比例的反馈信号；第三电压‑电流转换单元，被配置成接收误差放大器的输出信号的；以及具有第一输入端和第二输入端的比较器，所述比较器的第一输入端与所述第三电压‑电流转换单元的输出端连接，所述比较器的第二输入端通过第一加法器与所述第一电压‑电流转换单元的输出端与所述第二电压‑电流转换单元的输出端连接；由所述比较器的输出确定所述功率转换器的高压侧开关的导通。

技术领域

本发明涉及功率转换器的控制方案，并且在特定实施例中，涉及采用恒定导通时间控制方案的功率转换器。

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设定误差范围内进行调节。为了使电压维持在设定的误差范围内，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滞环功率转换器(hysteretic-based powerconverter)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转换器可只包括反馈比较器和打开计时器。在运行时，功率转换器(例如，降压转换器)的反馈电路将反馈信号与内部参考电压直接进行比较。当反馈信号下降至低于内部参考电压时，功率转换器的高压侧开关导通，并且在导通计时器的计时时间内保持导通。作为高压侧开关导通的结果，功率转换器的电感电流上升。当导通计时器计时时间结束时，功率转换器的高压侧开关关断，并且直到反馈信号再次下降至低于内部参考电压时重新导通。总之，当在功率转换器中采用恒定导通时间控制方案时，通过导通计时器来结束功率转换器的高压侧开关的导通时段。通过反馈比较器来结束功率转换器的高压侧开关的断开时段。

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存在使用者不希望得到的不稳定问题，例如在输出电压处具有次谐波振荡的。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是不合适的。

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的问题。斜坡电压可由诸如检测电流信号的内部斜坡或诸如通过用恒定电流源对斜坡电容充电而生成的斜坡电压的外部斜坡来实现。

斜坡电压对功率转换器的运行具有显著影响。更具体来说，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。

可通过直接在误差放大器的反馈输入端添加斜坡信号和反馈信号的方式，将斜坡信号注入到功率转换器的控制回路中。但是，将斜坡信号直接注入到控制回路中可造成诸如误差发生器的输入偏移等的一些不良效果。

期望提供用于将斜坡信号与反馈信号分离以便在各种操作状况下实现稳定操作和快速瞬态响应的设备和/或方法。

发明内容

在实施例提供一种可在各种运行状况下，实现快速瞬态响应并改善滞环功率转换器性能的控制方案。

根据一个实施例，一种开关控制装置包括：第一电压-电流转换单元，被配置成接收斜坡信号；第二电压-电流转换单元，被配置成接收与功率转换器的输出电压成比例的反馈信号；第三电压-电流转换单元，被配置成接收误差放大器的输出信号的；以及具有第一输入端和第二输入端的比较器，所述比较器的第一输入端与所述第三电压-电流转换单元的输出端连接，所述比较器的第二输入端通过第一加法器与所述第一电压-电流转换单元的输出端与所述第二电压-电流转换单元的输出端连接；由所述比较器的输出确定所述功率转换器的高压侧开关的导通。