[发明专利]DC/DC电压转换器及增强负载瞬态响应的控制方法

说明书

本发明涉及了一种DC/DC电压转换器及增强负载瞬态响应的控制方法，该DC/DC电压转换器包括：瞬态增强控制环路，用于在输入电参数或输出电参数达到触发阈值时，控制反馈控制环路停止输出脉冲信号，并根据所采样的第一功率管的电流值，控制第一功率管导通以使第一功率管的电流达到电流设定值，或，控制驱动模块以峰值电流驱动第一功率管和第二功率管的脉冲式导通和关闭，直至输出电压达到基准电压值。实施本发明的技术方案，当负载由轻载向重载跳变时，输出电压的跌落电压和响应时间不再受本身开关频率以及脉冲能量包大小限制，实现了负载瞬态快速响应。

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其涉及一种具有快速负载瞬态响应的DC/DC电压转换器及增强负载瞬态响应的控制方法。

背景技术

随着物联网平台的发展，基于IOT技术的可穿戴式电子产品对为其供电的电源芯片的性能提出了更高的要求，DC/DC转换器的快速瞬态响应便是其关键性能指标之一。

图1A是现有的一种DC/DC转换器的电路图，结合图1B，当DC/DC转换器的负载由轻载向重载跳变时，其输出电流Io由Io1跳变为Io2，输出电压Vout也会小于设定的基准电压(Vref)，此时，在反馈控制环路A2中，比较器106会判断出输出电压Vout小于基准电压Vref，调制及控制模块107会根据比较结果向控制逻辑及驱动模块108输出脉冲信号，同时，功率管电流采样模块105会对功率管Mp的电流(Isense)进行采样，控制逻辑及驱动模块108根据脉冲信号及功率管电流控制功率管Mp(101)和Mn(102)快速周期性地开启，将输入能量以脉冲式形式转换到输出负载，当转换的能量满足负载的需求后，输出电压Vout便能逐渐回到基准电压(Vref)，此后DC/DC转换器进入稳态工作模式，通过反馈控制环路A2及控制逻辑及驱动模块108控制功率管Mp(101)和Mn(102)正常的开启和关闭。

在上述DC/DC转换器中，当发生轻载向重载跳变时，由于能量是以脉冲能量包的形式转换到输出的，所以输出电压从跌落(ΔV1)恢复到基准电压需要较长时间(ΔT1)，并且这个恢复时间受限于开关频率和每个脉冲能量包传递的能量。由于在可穿戴式电子产品中负载快速变化并且快速调压，因此迫切需要一种具有快速负载瞬态响应的DC/DC转换器。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在当发生轻载向重载跳变时瞬态响应较差的缺陷，提供一种具有快速负载瞬态响应的DC/DC电压转换器及增强负载瞬态响应的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有快速负载瞬态响应的DC/DC电压转换器，包括第一功率管、第二功率管、用于根据输出电压产生相应占空比的脉冲信号的反馈控制环路、及用于根据所述脉冲信号控制所述第一功率管及所述第二功率管的通断的驱动模块，所述DC/DC电压转换器还包括：

瞬态增强控制环路，用于在输入电参数或输出电参数达到触发阈值时，控制所述反馈控制环路停止输出脉冲信号，并根据所采样的所述第一功率管的电流值，控制所述第一功率管导通以使所述第一功率管的电流达到电流设定值，或，控制所述驱动模块以峰值电流驱动所述第一功率管和所述第二功率管的脉冲式导通和关闭，直至输出电压达到基准电压值。

优选地，所述输出电参数达到触发阈值包括：输出电压小于电压阈值，而且，

所述反馈控制环路包括：

输出电压检测模块，用于检测输出电压是否小于所述电压阈值，并在小于时输出电压异常信号；在不小于时，输出电压正常信号；

和/或，

所述输出电参数达到阈值包括：负载电流大于第一电流阈值；而且，

所述瞬态增强控制环路包括：

负载电流检测模块，用于检测负载电流是否大于所述第一电流阈值，并在大于时输出电流异常信号。

优选地，