[实用新型]用于调节脉冲宽度调制信号的设备

说明书

本公开的各实施例涉及一种用于调节脉冲宽度调制信号的设备，所述脉冲宽度调制信号旨在驱动电压降压开关模式电压调节器，所述设备包括：比较器，被配置为接收所述开关模式电压调节器的输入电压和阈值电压，并且被配置为将所述输入电压和所述阈值电压进行比较；以及控制器，被配置为当所述输入电压低于所述阈值电压时，降低所述脉冲宽度调制信号的频率，并且被配置为当所述输入电压不低于所述阈值电压时，不降低所述脉冲宽度调制信号的所述频率。

技术领域

本公开的各实施例涉及用于调节脉冲宽度调制信号的设备。

背景技术

通常地，如图1所示，常规的电压降开关模式电源1包括电压调节电路或电压调节器2，电压调节电路或电压调节器2包括：旨在接收输入电压Vin的输入3、具有闭合状态和打开状态的电源开关4、被配置为存储能量的电感器5、负载6和二极管7。

电压调节电路2被配置为将低于输入电压Vin的输出电压 Vout递送到负载。

当电源开关4处于闭合状态时，二极管7处于截止状态，并且流过电感器5的电流增加。

当电源开关4处于打开状态时，二极管7处于导通状态，并且流过电感器5的电流减小。

电源开关4和二极管7一般地由晶体管形成，这里例如由第一晶体管T1和第二晶体管T2形成。

第一晶体管T1的闭合/打开状态和第二晶体管T2的导通/截止状态由脉冲宽度调制信号Spwm驱动，该脉冲宽度调制信号 Spwm由用于控制开关模式电源1的控制电路8递送。

控制电路8旨在接收参考电压Vref，以便经由脉冲宽度调制信号Spwm来设置电压调节器2的输出电压Vout。

信号Spwm的频率或周期通常地由时钟信号Clk来指定。

如图2所示，信号Spwm的每个周期Tpwm包括具有持续时间D1的第一相位P1和具有持续时间D2的第二阶段P2，在持续时间D1中电源开关4处于闭合状态并且二极管7处于截止状态，以及在持续时间D2中电源开关4处于打开状态并且二极管7处于导通状态。

信号Spwm的占空比RC等于D1/Tpwm或1-D2/Tpwm，并且该占空比RC可以根据输入Vin和输出Vout电压而变化。

当在输入Vin和输出Vout电压之间仅存在低压差(例如低于 0.4V)时，开关模式电源以低压差电压模式来操作。

在这种情况下，信号Spwm保持高的占空比RC，即接近100 ％，以便维持电压降开关模式电源的功能。

然而，由于控制电路8在生成信号Spwm时仍然表现出本征延时，第二相位P2的持续时间D2因此不能完全被消除。因此，信号Spwm的占空比被延时所限制，故不能达到100％。

一种常规方案提出了限制电压降开关模式电源的输入电压 Vin，以便避免高占空比的约束。

然而，这样的方案实质上限制了电源的工作范围。

还有另一种寻求降低控制电路8的本征延时，以便增加占空比的常规方案。

然而，占空比RC的轻微改善，是以高复杂性以及实质上增加硅面积和功耗的代价而获得的。

因此，需要提供一种展示出低复杂性，低功耗和允许脉冲宽度调制信号的占空比的小的硅占用面积的技术方案，或者换言之，电压降开关模式电源的性能将在不限制其工作范围的情况下增加。

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