[发明专利]用于在负载瞬变期间调节功率转换器的输出电压的方法和装置

说明书

本公开的实施例涉及用于在负载瞬变期间调节功率转换器的输出电压的方法和装置。提供了一种用于功率转换器的控制器，该控制器包括：估计器，被配置为在负载瞬变期间估计或计算功率转换器的输出电压的转换速率或误差电压的转换速率，该误差电压对应于输出电压与目标电压之间的差；以及调制器，被配置为基于所估计的转换速率或所计算的转换速率来修改输出电压的调节。还描述了一种对应的电压调节方法以及包括功率转换器的电子系统。

背景技术

功率转换器广泛用于调节电子负载的供电电压。电压调节通过将功率转换器的输出电压跟踪到目标电压来实现。在负载电流快速改变时的负载瞬变期间，输出电压偏离目标电压。对于其中负载电流快速上升的正负载电流阶跃，依据负载电流阶跃的幅度，与输出电压与目标电压之间的差相对应的误差电压可能会超过阈值。如果超过阈值，则通常实现诸如激活额外相之类的某种形式的非线性补偿来增加递送到负载的总电流。同样，对于其中负载电流迅速下降的负负载电流阶跃，依据负载电流阶跃的幅度，误差电压可能下降到阈值以下。作为响应，可以降低一个或多个相，以减小递送到负载的总电流。

如果输出电压或目标电压在负载瞬变期间不稳定，则用作电压调节过程的一部分的误差电压可能具有延迟。这可能导致PWM(脉冲宽度调制)高侧脉冲相加，或PWM在负载阶跃或负载释放之后进入三态(tri-state)，从而可能导致超过准许极限的电压欠冲或过冲状况。

一些功率转换器控制器以较高开关频率实现电压调节，使得可以使用较小输出电感，从而导致输出电压的较小过冲。与电感较高的较低开关频率相比较，电感较小的较高开关频率效率较低。然而，效率是选择功率转换器时关键参数。另一解决方案涉及添加更多的输出电容器，更多的输出电容器可以减少输出电压在负载瞬变期间的欠冲或过冲。然而，输出电容器越多就越会增加总体系统成本，并且需要附加面积。

因此，需要用于在负载瞬变期间调节功率转换器的输出电压的改进方法和装置。

发明内容

根据在负载瞬变期间调节功率转换器的输出电压的方法的实施例，该方法包括：在负载瞬变期间，估计或计算输出电压的转换速率或误差电压的转换速率，该误差电压对应于输出电压与目标电压之间的差；以及基于所估计的转换速率或所计算的转换速率来修改输出电压的调节。

根据用于功率转换器的控制器的实施例，该控制器包括：估计器，被配置为在负载瞬变期间估计或计算功率转换器的输出电压的转换速率或误差电压的转换速率，该误差电压对应于输出电压与目标电压之间的差；以及调制器，被配置为基于所估计的转换速率或所计算的转换速率来修改输出电压的调节。

根据电子系统的实施例，该电子系统包括：电负载；以及功率转换器，被配置为调节提供给电负载的输出电压，该功率转换器包括控制器，该控制器被配置为：在负载瞬变期间估计或计算输出电压的转换速率或误差电压的转换速率，该误差电压对应于输出电压与目标电压之间的差，并且基于所估计的转换速率或所计算的转换速率来修改输出电压的调节。

本领域技术人员在阅读以下详细描述并且在查看附图时将认识到附加特征和优点。

附图说明

附图的元件不必相对于彼此按比例绘制。相同的附图标记指定对应的相似部件。除非它们相互排斥，否则可以组合各种图示的实施例的特征。实施例在附图中进行了描绘，并且在以下描述中进行了详述。

图1图示了电子系统的实施例的框图，该电子系统包括负载以及功率转换器，该功率转换器被配置为调节提供给负载的输出电压。

图2图示了其中负载电流迅速增加的时间t1处的正负载电流瞬变之后不久是其中负载电流迅速减小的时间t2处的负负载电流瞬变的示例。

图3图示了与图2相同但是用于非零负载线的示例。

图4图示了功率调节器控制器中包括的转换速率估计器的实施例的框图，该转换速率估计器用于在负载瞬变期间估计或计算输出电压的转换速率或误差电压的转换速率。