[发明专利]跟踪电源转换器的模数转换器

说明书

本公开涉及跟踪电源转换器的模数转换器。用于功率转换器的跟踪模数转换器(ADC)包括第一跟踪环路和第二跟踪环路。第一跟踪环路被配置为使用一个或多个比较器跟踪输入到跟踪ADC的电压，并具有重新计时电路以减轻比较器输出亚稳态的影响，但引入了多周期延迟，其增加了由第一跟踪循环提供的电压跟踪的残余误差。第二跟踪环路被配置为补充由第一跟踪环路提供的电压跟踪，并针对电压输入处的动态变化减少电压跟踪的残余误差。第二跟踪环路具有单周期延迟，并使用对比较器亚稳态引起的逻辑误差不太敏感的逻辑来实现。还描述了相应的电压跟踪方法和电子系统。

技术领域

本公开涉及跟踪电源转换器的模数转换器。具体而已，本公开涉及本公开涉及跟踪电源转换器的模数转换器、相应的电压跟踪方法和电子系统。

背景技术

主动瞬态响应(ATR)是功率转换器控制器中用于识别电压过冲和欠冲条件的常见特征。ATRL事件表示转换器输出上的电压过冲，而ATRH事件表示转换器输出上的电压下降。

许多应用需要以高达500mV/us的电压转换速率以最小延迟来检测ATRL/ATRH事件。然而，测量功率转换器输出电压的传统电压跟踪电路在负载释放期间会遇到缓慢的ATRL(电压过冲)检测。缓慢跟踪环路带宽引起的抖动和相关亚稳态问题会导致控制器响应时间变慢，降低了动态响应期间的转换器性能，尤其是在非线性电压误差增强响应、如ATR的情况下，并导致过压和欠压条件的故障检测缓慢。

因此，需要用于功率转换器的改进的电压跟踪电路。

发明内容

根据跟踪模数转换器(ADC)的实施例，跟踪ADC包括:第一跟踪环路，被配置为跟踪输入到跟踪ADC的电压，所述第一跟踪环路具有多周期延迟，所述多周期延迟增加了由所述第一跟踪环路提供的电压跟踪的残余误差；第二跟踪环路，被配置为补充由所述第一跟踪环路提供的电压跟踪，并针对电压输入处的动态变化减少所述电压跟踪的残余误差，所述第二跟踪环路具有单周期延迟。

根据一种通过跟踪ADC跟踪电压的方法的实施例，该方法包括:通过跟踪ADC的第一跟踪环路跟踪输入到跟踪ADC的电压，第一跟踪环路具有多周期延迟，所述多周期延迟增加了由第一跟踪环路提供的电压跟踪的残余误差；以及通过跟踪ADC的第二跟踪环路补充由第一跟踪环路提供的电压跟踪，并针对在电压输入处的动态变化减少电压跟踪的剩余误差，第二跟踪环路具有单周期延迟。

根据电子系统的一个实施例，该电子系统包括：电路板；连接到电路板上的负载；被配置为向负载提供输出电压的功率转换器。功率转换器包括：至少一相，被配置为向负载提供相电流；以及控制器，被配置为控制所述至少一相的切换，其中所述控制器包括被配置为测量所述输出电压的跟踪模数转换器(ADC)，其中所述跟踪ADC包括：第一跟踪环路，被配置为跟踪输出电压，第一跟踪环路具有多周期延迟，所述多周期延迟增加了由第一跟踪环路提供的电压跟踪的残余误差；和第二跟踪环路，被配置为补充由第一跟踪环路提供的电压跟踪，并针对输出电压的动态变化减少电压跟踪的残余误差，第二跟踪环路具有单周期延迟。

本领域技术人员在阅读以下详细描述和查看附图后将认识到附加特征和优点。

附图说明

附图的元素不必相对于彼此成比例。相似的附图标记表示对应的相似部分。各种示出实施例的特征可以组合，除非它们彼此排斥。实施例在附图中被描绘并且在后续的描述中被详细描述。

图1示出了电子系统的实施例的框图，该电子系统包括附接到板上的负载和被配置为调节提供给负载的输出电压的功率转换器。

图2示出了包括在图1所示的功率转换器中的跟踪ADC的实施例的示意图。

图3至图7示出了与跟踪ADC的操作相关联的各种波形。

图8示出了由跟踪ADC实现的步长控制的实施例的状态机图。

图9示出了包括在跟踪ADC中的第一跟踪环路的比较器的实施例的示意图。