專利名稱：：具有省電的有限操作和克服振鈴的調(diào)節(jié)的功率變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及開關(guān)電源或變換器，包括有基于微處理器的變換器。
背景技術(shù)：
：電源接收電力，并且向其它設(shè)備例如計(jì)算機(jī)處理器，存儲(chǔ)器，計(jì)算器監(jiān)視器以及其它數(shù)字和模擬設(shè)備提供數(shù)量可控的電力(例如，穩(wěn)定的電壓)。然而，電源本身消耗功率，并且最好應(yīng)功效高。這在由電池供電的產(chǎn)品中是特別希望的。功效高的電源補(bǔ)充其它的省電技術(shù)，例如想要延長電池使用壽命的睡眠、低功率或待機(jī)模式。還希望解決在功率變換器中由寄生電容引起的振鈴。
發(fā)明內(nèi)容本部分概括了本發(fā)明的一些特征。其它特征在隨后的部分中祐L描述。本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定。本發(fā)明的一些實(shí)施例減少了為了監(jiān)控和調(diào)節(jié)輸出電壓而向控制電源輸出的控制器供電的時(shí)間，因而減少了調(diào)節(jié)所需要的功率。一些實(shí)施例最大化總的電源效率。在一些實(shí)施例中，變換器被數(shù)字電路例如用軟件編程的微處理器控制。在這樣的變換器中，電源的效率來源于驅(qū)動(dòng)器和連接到負(fù)載的濾波電路部件(驅(qū)動(dòng)器和濾波電路可包括晶體管，感應(yīng)線圈，電容器)的效率、使用它們的算法和運(yùn)行數(shù)字電路(例如微處理器)的開銷。眾所周知，輸出電壓可以在連續(xù)的采樣操作中被采樣，并且根據(jù)所采樣的輸出電壓來調(diào)節(jié)變換器。這些調(diào)節(jié)可包括調(diào)節(jié)變換器的占空比(dutycycle)(即，TP/T，其中Tp為在時(shí)間T內(nèi)變換器的輸出端連接至電源的時(shí)間長度)，或者該調(diào)節(jié)可包括調(diào)節(jié)其它參數(shù)。在一些實(shí)施例中，在至少一些時(shí)段，假如輸出電壓沒有變化或朝著目標(biāo)電壓移動(dòng)，那么即使輸出電壓偏離目標(biāo)，也不進(jìn)^f亍調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，變換器輸出電壓不允許保持偏離目標(biāo)超過預(yù)定的時(shí)間長度。這個(gè)預(yù)定的時(shí)間長度可能大于上述時(shí)間T。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路在筒單微處理器程序的控制下有效地使用，稱作非常簡(jiǎn)單比例回路(verysimpleproportionalloop，VSPL)。VSPL是比例控制回路，其專門以輸出電壓誤差信息工作，包括它的方向和大小。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，只有當(dāng)需要將輸出電壓保持在指定的"不工作區(qū)(deadband)"范圍內(nèi)時(shí)，微處理器才對(duì)所存儲(chǔ)的PWM(脈寬調(diào)制)時(shí)間進(jìn)行改變，并且這些改變與絕對(duì)誤差成比例。例如，在一些實(shí)施例中，如果輸出電壓偏離目標(biāo)但處于不工作區(qū)內(nèi)，那么不進(jìn)行改變。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，使用具有擴(kuò)展的不工作區(qū)范圍的VSPL技術(shù)來允許在更寬的操作范圍內(nèi)享有VSPL的低功率特性。在又一個(gè)實(shí)施例中，注意防止穩(wěn)定的偏離目標(biāo)情況比所期望的時(shí)間持續(xù)更久。[OOIO]在一些實(shí)施例中，考慮到可能的"振鈴"，即，在變換器中感應(yīng)電流的擴(kuò)大擺動(dòng)而執(zhí)行PWM控制。任何調(diào)節(jié)都使用最小電荷值來在期望的方向移動(dòng)輸出電壓，而不管振鈴。下面描述本發(fā)明的其它特征。本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定。圖1是才艮據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的降壓功率變換器的電路圖。圖2是在連續(xù)的線圈電流作用時(shí)變換器的感應(yīng)線圈電流的曲線圖。圖3是在不連續(xù)的線圈電流作用時(shí)變換器的感應(yīng)線圈電流的曲線圖。圖4是在臨界導(dǎo)電狀態(tài)下變換器的感應(yīng)線圏電流的曲線圖。圖5示出本發(fā)明一些實(shí)施例中的輸出電壓。圖6是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的用于控制變換器輸出電壓的方法的流程圖。圖7A是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的變換器輸出電壓的曲線圖。圖7B是圖7A的數(shù)據(jù)表。圖8A是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的變換器輸出電壓的曲線圖。圖8B是圖8A的數(shù)據(jù)表。圖9是沖艮據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的用于控制變換器輸出電壓以消除局部穩(wěn)定性的方法的流程圖。圖]0是帶有振鈴的變換器感應(yīng)線圈電流的曲線圖。圖ll是典型的非同步升壓功率變換器的電路圖。圖12是典型的降壓/升壓功率變換器的電路圖。圖13、圖14是線圈電流脈沖的曲線圖。具體實(shí)施例方式<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>參考圖1，降壓開關(guān)功率變換器的基本操作是在一段稱為"Tp"(圖2-4)的時(shí)間通過控制FET114的由一些電源98在輸入端100處4是供的輸入電壓"Vin"和線圏118之間的間斷式連接，此后FET114被關(guān)閉，并且同步FET116被接通一段稱為"Ts"的時(shí)間。這是由控制器112根據(jù)線路128和130上的Tp和Ts參數(shù)而產(chǎn)生合適的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的，該線路128和130與FETs114和116的柵極連接。這使電流"Icoil"流經(jīng)線圈118到達(dá)負(fù)載126。在輸出端122處測(cè)量的輸出電壓"Vo"由電容器C2變平滑。FET116可用二極管來代替以形成非同步的降壓電源，在這種情況下不需要線路130。在非同步布局中，Ts為當(dāng)FET114關(guān)閉后，來自線圈118的電流繼續(xù)流動(dòng)所經(jīng)過的時(shí)間。換句話說，它是當(dāng)Tp結(jié)束后，電流回到零值(圖3、圖4)或某個(gè)最小值(圖2)所需要的時(shí)間。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的4支術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的一些實(shí)施例可應(yīng)用于任何開關(guān)功率變換器布局，包括但不限于降壓、升壓和降壓/升壓，其中它們的任一個(gè)都可按同步或非同步i殳計(jì)來實(shí)現(xiàn)。Tp和Ts在一個(gè)時(shí)^殳Tn200期間-故計(jì)算，并且在下一個(gè)時(shí)段Tn+1202期間被應(yīng)用，如圖2、圖3和圖4中所舉例說明的。我們有時(shí)將T(n)寫為Tn,將T(n+1)寫為Tn+1,等等。在控制器112中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器112A在連續(xù)的電壓采樣操作中對(duì)電壓Vo進(jìn)行采樣和數(shù)字化，并且向一個(gè)微處理器(或一些孩i處理器)112M提供數(shù)字電壓。微處理器112M計(jì)算時(shí)間Tp和Ts,.并且在每個(gè)時(shí)段Tn內(nèi)在線^各128，130上產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。一些實(shí)施例使用在前述第10/296,000號(hào)美國專利申請(qǐng)或于2004年11月30日頒布給Kernahan等人的第6,825,644號(hào)美國專利(兩者在這里通過引用被并入)中描述的電路，但利用以軟件編程的微處理器112M來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在這樣的實(shí)施例中，ADC112A和DPC(^:字脈沖控制器)112D分別對(duì)應(yīng)于第10/296,000號(hào)申請(qǐng)的圖12A-12D中所示的ADC1206和DPC1201。本申請(qǐng)的圖1的微處理器112M控制DPC112D以產(chǎn)生線路128，130的信號(hào)。在第10/296,000號(hào)專利申請(qǐng)中，時(shí)間Tp、Ts的計(jì)算在和中央處理模塊(SYS)1205合作的REG1204中執(zhí)行。這些功能合并到被認(rèn)為是由本發(fā)明的圖1的控制器112所引起的操作中。第10/296,000號(hào)申請(qǐng)的REG和SYS才莫塊可為本申請(qǐng)的處理器塊112M的一部分。如第10/296,000號(hào)申請(qǐng)所描述的，DPC輸出可通過驅(qū)動(dòng)器與FETs114、116連接，在本申請(qǐng)的圖1中并沒有顯示。本發(fā)明不限于第10/296,000號(hào)申請(qǐng)或第6,825,644號(hào)美國專利的電路，或不限于可軟件編程的實(shí)現(xiàn)。降壓操作可被認(rèn)為具有兩種模式對(duì)線圈118的電流的連續(xù)線圈電流作用和不連續(xù)線圈電流作用。如圖2所示，連續(xù)線圈電流模式("CCM")被定義為其中始終有被線圏118傳送的電流的情況，雖然不必處于穩(wěn)定狀態(tài)的值。在不連續(xù)線圈電流模式("DCM")中，如圖3所示，來自線圈118的電流在每個(gè)工作周期事件(dutycycleevent)(即，每個(gè)時(shí)段Tn,Tn+1等等，其中Tp>0)期間返回到零。正當(dāng)另一個(gè)工作周期事件開始時(shí)，其中線圈118的電流返回到零的情況限定了在DCM下能傳送的最大電流，并被稱為圖4所示的"臨界導(dǎo)電狀態(tài)"。當(dāng)負(fù)載需求非常小時(shí)DCM發(fā)生變化，以使控制FET114所需要的脈沖窄到它不能有效地操作控制器112和4妄通及關(guān)閉FETs114和116。在這種情況下，一定凄史量的周期Tn被全部跳過，即，在Tn周期期間晶體管114保持關(guān)閉，但在工作周期事件中的脈寬Tp增大。這種操作被稱為"周期跳步模式"。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明適于DCM控制，無論有無周期跳步，并且還適于CCM。在DCM操作中，經(jīng)過線圈118的電流在一個(gè)時(shí)段T(其中T為周期Tn,Tn+1等等的一般符號(hào)，還表示每個(gè)周期的長度；在一些實(shí)施例中這些周期的長度相同)內(nèi)總是返回到零。因此，線圈118不合并來自先前工作周期事件的任何電流。沒有包含歷史記錄。因?yàn)榭删_計(jì)算傳送至線圏的電荷，也可知道平均電流。然而，DCM的難題是當(dāng)電流返回到零時(shí)出現(xiàn)的才展鈴。在圖10中，沖展鈴在1004處示出，其中線圈電流Icoil在Ts周期末端為負(fù)。振鈴由FET114和FETU6的輸出電容("Coss")產(chǎn)生而預(yù)防線圏118的電感。振鈴的大小可以相當(dāng)大，并且能引起非單調(diào)性響應(yīng)。換句話說，如果控制器112在一些周期Tn中增大占空比Tp/T,那么在下一個(gè)周期T(n+l)中流入線圈118的總電荷可能減少，或者反之亦然。這是振鈴與Icoil周期頻率異步的結(jié)果。因此，我們根本不能提前知道下一個(gè)工作周期在振鈴的相位中開始的確切地方。例如，考慮我們?cè)龃笳伎毡萒p/T的情況。我們期望在后面的周期T中電流增加。但是如果脈沖能量(或電荷)的遞增量小于纟展鈴能量的遞增量，并且如果下一個(gè)周期的上升沿在Icoil4展鈴的最差狀況計(jì)時(shí)期間(即，在區(qū)域1004的底部)開始，那么在下一個(gè)周期中電流的變化實(shí)際上可能在錯(cuò)誤的方向。因此，Vo可能減少，而不是增加。此外，如果控制器112響應(yīng)下降的Vo而持續(xù)增加占空比，以及所增加的占空比最終將Vo推到比期望更大的值，那么可能出現(xiàn)振蕩情況。這個(gè)問題的解決方案是始終使用具有比振鈴的最大反向脈沖1004更大的步長的誤差校正(即，遞增電荷)。這將確保校正總是在期望的方向，盡管可能超過所需要的量。對(duì)于給定的開關(guān)電源設(shè)計(jì)，最大功率情況是在CCM中。對(duì)于最4氐功率要求，可以-使用脈沖頻率4莫式("PFM，，)。對(duì)于在CCM和PFM之間的功率要求，可以使用根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的DCM模式。在一些實(shí)施例中，DCM控制回路專門使用如下描述的VSPL方法。當(dāng)DCM下的占空比達(dá)到臨界導(dǎo)電點(diǎn)(圖4)時(shí)，存在混合情況。如果占空比增大而超過臨界導(dǎo)電點(diǎn)，那么按照定義系統(tǒng)在CCM中，但通過繼續(xù)使用具有非常低的增益(即，對(duì)于Tp參數(shù)的非常低的增量值dTp,因此非常低的遞增電荷)的VSPL可節(jié)省功率。在一些實(shí)施例中，一旦啟動(dòng)VSPL，只要輸出Vo能維持在期望的范圍內(nèi)(例如見下面描述的圖5),我們就繼續(xù)使用它，當(dāng)輸出Vo不能維持時(shí)，才轉(zhuǎn)換到對(duì)CCM更合適的控制技術(shù)。圖5詳細(xì)^L明了Vo的不同電壓狀況。目標(biāo)輸出電壓為"Vtar"500。高不工作區(qū)極限為"Vdbh"502。低不工作區(qū)極限為"Vdbl"504?？偟牟还ぷ鲄^(qū)范圍為"Vdb"506,其等于(Vdbh-Vdbl)。在一個(gè)實(shí)施例中，Vtar=2.5V，Vdbh和Vdbl與Vtar相差2%，即50mV。在一些實(shí)施例中，相同的控制器112控制在系統(tǒng)中的多個(gè)不同的Vo電壓，其范圍從1.5V到12.5V,具有2jisec的相同T值。這些值是示例性的，而不是限制性的。其它實(shí)施例包括其它的電壓和定時(shí)值。在一個(gè)實(shí)施例中，不使用VSPL,直到Vo在Vdb506內(nèi)并且系統(tǒng)在DCM中，。為了啟動(dòng)VSPL，設(shè)計(jì)者可能希望強(qiáng)加其它要求，例如在某個(gè)時(shí)段處于平衡(平衡狀況意味著Icoil電流等于負(fù)載電流，因此Vo保持不變)、在某個(gè)時(shí)段保持在Vdb內(nèi)、低于某個(gè)dVo/dt,等等。為了這一描述，我們?cè)龠@里假定我們已經(jīng)在不工作區(qū)Vdb的范圍內(nèi)，并且決定^f吏用VSPL，正如設(shè)計(jì)者所定義的。有四種設(shè)計(jì)策略可被VSPL方法采用1.在一個(gè)實(shí)施例中，接受任何在不工作區(qū)內(nèi)穩(wěn)定的Vo值(并且因此不對(duì)Tp和Ts進(jìn)行改變)。也就是說，輸出Vo不必精確地等于Vtar。在另一個(gè)實(shí)施例中，不允許偏離目標(biāo)(Vtar)的但在不工作區(qū)內(nèi)的穩(wěn)定性持續(xù)超過某個(gè)時(shí)間界限。2.如果l俞出Vo在正確的方向移動(dòng)，那么不只于Tp和Ts進(jìn)4亍改變。3.對(duì)Tp和Ts的校正取決于Vo，并且可能取決于所測(cè)量的Vo值是否大于、等于或小于先前測(cè)量的Vo值，然而該;艮正不另外:f又決于Vo的變化率(dVo/dt)。4.充分地處理振鈴以確保單調(diào)性。上面的策略體現(xiàn)在圖6的流程圖中。這個(gè)流程圖示出，在工作周期T(n)期間由微處理器112M執(zhí)行操作以計(jì)算下一個(gè)工作周期的Tp和Ts，若沒有周期跳步，則下一個(gè)工作周期為周期T(n+l),若周期跳步有效，則下一個(gè)工作周期為某個(gè)隨后的周期。如下所述，由控制器處理的值T、Tp、Ts、Vo以及其它值以數(shù)字形式存儲(chǔ)于控制器的存儲(chǔ)器(未顯示)。在步驟600,我們檢^險(xiǎn)查看Vo是否等于先前所存儲(chǔ)的被稱為"VoSave"的Vo值(VoSave可被存儲(chǔ)在控制器112的存儲(chǔ)器內(nèi)，該存儲(chǔ)器未被示出)。如果Vo=VoSave，那么我們退出(保持Tp和Ts不變)。如果Vo不等于VoSave,那么我們?cè)诓襟E6024全驗(yàn)以確定Vo是否大于Vtar。如果Vo大于Vtar，我們轉(zhuǎn)到步驟604,并且比較Vo和VoSave。這將指示Vo是移向Vtar還是遠(yuǎn)離Vtar。如果Vo移向Vtar(在步驟604，Vo<VoSave),那么不采取行動(dòng)，除了將Vo的當(dāng)前值更新為VoSave(步驟614),并且退出循環(huán)。如果Vo遠(yuǎn)離Vtar移動(dòng)(在步驟604,Vo>VoSave)，那么我們移到步驟606來分別確定Tp和Ts所需要的調(diào)整dTp和dTs。這些調(diào)整能以不同的方法被確定，下面將結(jié)合等式(EQ7)來討論一個(gè)實(shí)施例。對(duì)于該實(shí)施例，dTp和dTs分別被計(jì)算為TpINC和TsINC的倍數(shù)，且TpINC和TsINC的值可在步驟606被計(jì)算，dTp和dTs的值可稍后纟皮確定。如果在步驟602我們發(fā)現(xiàn)Vo不大于Vtar,那么我們?cè)诓襟E6034企4全查看Vo是否小于Vtar。若否，那么我們從步驟602得知Vo—定等于Vtar,因此不需要改變Tp和Ts。我們?cè)诓襟E619更新VoSave并且退出。如果在步驟603Vo小于Vtar,則我們轉(zhuǎn)到步驟621,并^r-瞼Vo是否小于VoSave。若否，那么Vo在正確的方向移動(dòng)，且無需調(diào)整，因此再次在步驟619更新VoSave并且退出。然而，如果Vo小于VoSave,那么將需要增加Tp。在增加Tp之前，我們注意查看Tp是否需要被預(yù)處理以避免極限環(huán)問題。首先，如果VoSave小于Vtar(步驟618)，則我們沒有接近Vtar,因此不需要預(yù)處理；在步驟626將Vo保存為VoSave,并且轉(zhuǎn)到步驟606。如果在步驟618VoSave大于或等于Vtar,并且我們知道當(dāng)前的Vo小于Vtar,那么我們非常接近Vtar。通過在步驟622或624從Tp中減去一個(gè)單位(一個(gè)單位相當(dāng)于最小時(shí)間分辨率TimeRes=T/TimeSteps，其中TimeSteps為在時(shí)段T中數(shù)字單位的數(shù)量)，我們對(duì)Tp的增益減少一個(gè)單位。這種增益上的不對(duì)稱(與對(duì)Vo大于Vtar的增益比較)消除了極限環(huán)問題，并且還促使系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)。對(duì)于CCM和DCM,預(yù)處理是不同的。如果在CCM(步驟620)中，則我們對(duì)Tp減少一個(gè)單位，對(duì)Ts增加一個(gè)單位(步驟622)。如果我們接近CCM，則執(zhí)行相同的預(yù)處理。例如，"接近CCM"的情況可凈皮定義為Tp+Ts在總周期T的某個(gè)固定值內(nèi)的情況。例如見下面描述的等式[EQ5]。如果不在CCM中或不接近CCM,我們則對(duì)Tp和Ts都減少一個(gè)單位(步驟624)。在兩種情況下，我們都將Vo保存為VoSave(步驟626)，并且現(xiàn)在準(zhǔn)備找到對(duì)當(dāng)Vo大于Vtar時(shí)和當(dāng)Vo小于Vtar時(shí)的兩種情況的Tp和Ts的校正TpINC和TsINC。在步驟606,我們計(jì)算與誤差的大小(即Vo-Vtar)成比例的Tp和Ts的調(diào)整值TpINC和TsINC。例如見下面的等式[EQ4]。在步驟608，我們檢驗(yàn)查看是否周期跳步有效。若否，在步驟611,我們檢驗(yàn)查看我們是否在CCM中或接近CCM。這個(gè)計(jì)算可利用等式[EQ5]來進(jìn)行，Tp和Ts值可能在步驟622、624被修改。如果我們不在CCM中或不接近CCM,則我們?cè)贒CM中，因此移到步驟610。如果在CCM中，那么我們?cè)诓襟E613確定新的Tp值為Tp=Tp+dTp。利用步驟604的TpINC值，下面將結(jié)合等式[EQ6]來描述示例性計(jì)算。通過填充時(shí)段T，我們也計(jì)算新的Ts(Ts二T-Tp，見等式[EQ6])。這完成了對(duì)于Vo大于和小于Vtar的對(duì)CCM情況的下一個(gè)Tp和Ts的計(jì)算。如果在步驟608我們確定周期跳步有效，或在步驟611我們確定我們不在CCM中或不接近CCM,因此在DCM中，那么我們移到步驟610以計(jì)算DCM的Tp和Ts(根據(jù)下面描述的等式[EQ7])。在一些實(shí)施例中，無論在CCM還是DCM中(根據(jù)步驟613或610),為了更好的效率，我們轉(zhuǎn)到步驟615以進(jìn)一步調(diào)整Tp和Ts值(如前述的第11/030,729號(hào)美國專利申請(qǐng)中所描述的)。在發(fā)出Ts和Tp信號(hào)之前，我們?cè)诓襟E6304企驗(yàn)是否為如新的Tp和Ts值所確定(即Tp+Ts>T)的CCM。若在CCM中，那么在步驟632我們?cè)O(shè)置臨界導(dǎo)電狀態(tài)的Tp和Ts。Tp被設(shè)置為如下面的等式[EQ1],Ts被設(shè)置為T-Tp。最后，我們轉(zhuǎn)到步驟634,并且將Tp和Ts值傳遞到處理器112M中的REG才莫塊以^^在下一個(gè)工作周-期事件時(shí)使用。附錄l為實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)施例的C語言源碼的示例。在一些實(shí)施例中，不使用在步驟603的檢驗(yàn)，這意味著Vo-Vtar的情況按Vo<Vtar被處理。在一些其它實(shí)施例中，當(dāng)已經(jīng)完成對(duì)Tp的調(diào)整(在步驟606)時(shí)，Vo只#1存儲(chǔ)為VoSave,刪除了步驟614和步驟619。附錄2為實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)實(shí)施例的C語言源碼的示例。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)控Vo以確保不工作區(qū)內(nèi)的操:作。在DCM中，在具有工作周期事件的周期中只進(jìn)行校正，因此當(dāng)跳步計(jì)數(shù)變得較大時(shí)，VSPL的有效增益變得較小(有效增益為dTp/Tl,其中Tl為兩個(gè)連續(xù)的工作周期事件的起始點(diǎn)之間的時(shí)間，即Tl包括一個(gè)工作周期事件和隨后的跳步周期)。VSPL不知道時(shí)間，僅僅知道工作周期事件。在CCM中，如果使用VSPL,那么它沒有一個(gè)準(zhǔn)確的電流值，但是試圖利用非常低的增益來不斷地控制Vo回到Vtar?！┻M(jìn)入，VSPL就能將系統(tǒng)帶入CCM。在這種情況下，VSPL算法繼續(xù)運(yùn)行，但線圏118的電流決不回到零。雖然在CCM期間人們也可以使用不同的控制方法，但是只要Vo保持在Vdb內(nèi)，人們就可以選擇繼續(xù)使用VSPL。為了確定VSPL的初始Tp、Ts和VoSave值，首先得到臨界導(dǎo)電點(diǎn)的Tp:(我們的變量名稱不區(qū)分大小寫Vtar=VTAR,Vm=Vin,TP=Tp等等。)按大約85%的比例來估算Tp:[oooi]現(xiàn)在利用r,=K，)來計(jì)算Ts^，初始的周期跳步計(jì)數(shù)為0,因此我們初始化CS-l,其中CS為存儲(chǔ)比跳步計(jì)數(shù)大1的值的存儲(chǔ)單元。為了最終確定VSPL的初始條件，我們確定最小dTp和dTs增量為r尸ra尸丄Gai"=rai^Gd"和rsrai^G"/"=，溜扁*&。dTp和dTs的j直分別為TpVSPLGain和TsVSPLGain的4i"凄t,即dTp=TpINC*TpVSPLGain和dTs=TsINC*TsVSPLGain(在步驟610計(jì)算)。如下所述確定TpVSPLGain=VSPLGain?，F(xiàn)在我們初始化^&^=^朋。TpVSPLGain由設(shè)計(jì)者確定以確保在DCM中的線圏電流振鈴問題被克服。在確定TpVSPLGain的過程中，要考慮兩個(gè)問題(a)考慮到可能的振鈴而確保單調(diào)性的最小調(diào)整步長，以及(b)最大增益，超過其系統(tǒng)可能不穩(wěn)定。在其它實(shí)施例中，使用固定增益dTp。這是有效的，因?yàn)楫?dāng)使用VSPL方法時(shí)，假定Vo接近于Vtar。圖IO示出振鈴。脈沖1000的線圈電流被看到在振鈴。振鈴的能量(測(cè)量為電荷)由區(qū)域1004表示。在軸線lcoil=0下面的區(qū)域表示從負(fù)載126(圖1)中去除，即，從脈沖IOOO所提供的能量中減去的能量。脈沖1002表示下一個(gè)工作周期的電流脈沖，在這里凈皮示出疊加在脈沖1000的上方。兩條曲線之間的差別是由于在步驟610計(jì)算的調(diào)整；在這個(gè)例子中Tp調(diào)整為正。脈沖1002和脈沖1000之間的能量差為區(qū)域1006。注意，控制器112既不知在時(shí)間上任意一點(diǎn)處振鈴的相位也不知其大小。因此所調(diào)整的脈沖1002的起始點(diǎn)與振鈴不同步。如果進(jìn)行調(diào)整以^便區(qū)域1006小于區(qū)域1004，以及如果所調(diào)整的脈沖1002在纟皮示為點(diǎn)1008的時(shí)刻開始，那么脈沖1002中(因此，在電壓Vo中)作為結(jié)果的能量變化將為負(fù)(電荷的變化等于區(qū)域1006減去區(qū)域1004),盡管控制器系統(tǒng)期望增加。在一.些實(shí)施例中，設(shè)計(jì)者將TpVSPLGain設(shè)置為確保最小調(diào)整dTp保證在期望的方向產(chǎn)生變化的值。這確保了對(duì)于任意給定的調(diào)整，Vo響應(yīng)總是單調(diào)的。圖13為工作周期事件的理想化表示。標(biāo)號(hào)1502和1504表示在當(dāng)前工作周期中流過線圈的電流，其中功率時(shí)間和同步時(shí)間分別為Tp和Ts。標(biāo)號(hào)1506和1508表示對(duì)各自FET的驅(qū)動(dòng)時(shí)間Tp、Ts應(yīng)用調(diào)整dTp和dTs之后的電流。脈沖1506、1508被示出疊加在當(dāng)前脈沖1502、1504的上方。第二(所調(diào)整)脈沖的總時(shí)間為(Tp+Ts+dTp+dTs)。相對(duì)于第一脈沖，第二脈沖的增益為dTp。當(dāng)前脈沖的峰值電流Icoil被稱為"Ipk"。如圖13所示，兩個(gè)脈沖之間的電荷差等于它們各自曲線下方的區(qū)域差，忽略任何來自振鈴的影響。兩個(gè)脈沖之間的電荷差為區(qū)域Q11602(圖14中Ipk上方的區(qū)域)加上區(qū)域Q21604,或者<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>我們知道:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>通過代入，將[EQ2]重寫為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>，或者2乙振鈴的最大能量為儲(chǔ)存于FETs的Coss電容內(nèi)的能量，因此Qring=2CV0。其中C為Vo處的有效(電荷平均)Coss。因此確保單調(diào)性的最小時(shí)間增益(dTp)由下式得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>最小時(shí)間增益應(yīng)當(dāng)考慮到最差情況條件，其為最大Vo,最小Vin和最小Tp。同樣地，考慮到制造公差、部件老化、板上寄生現(xiàn)象等等，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)預(yù)先考慮L、C的最大值。增益dTp必須不超過不穩(wěn)定操作可能產(chǎn)生的值。標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性分析」技術(shù)例如波特圖(Bodeplots)可用于此目的。最差情況條件為具有小L、C值，低輸出電壓Vo和高負(fù)載電流，對(duì)該條件應(yīng)確定最大增益。因此TpVSPLGain由i殳計(jì)者確定，確保它大于[EQ3]的右邊式，并且還確保TpVSPLGain*TpINC小于由穩(wěn)定性分析確定的最大值。TpINC具有由下面等式[EQ4],即，ITpINCI《max{Vdbh-Vtar,Vtar-Vdbl}/VoltageRes確定的最大值。TpVSPLGain的最大值可以通過從穩(wěn)定性分析得到的最大增益除以TpINC的最大值而獲得。Vin和Vo之間的關(guān)系為('LA)因此，Vo可達(dá)到的最小變化為0/w(r尸Cow她+2"sCtw脅)其中TpCounts和TsCounts為以計(jì)數(shù)，即，以單位TimeRes=T/TimeSteps表示的時(shí)間Tp和Ts。對(duì)于最低功率操作，其中可找到解法使得Vo處于平衡狀態(tài)，AVo必須小于或等于一個(gè)ADC量(定義為ADC112A的數(shù)字輸出的一個(gè)最不重要的位或LSB的電壓值)。—旦初始條件實(shí)現(xiàn)并且VSPL運(yùn)行，我們就在每當(dāng)有工作周期事件時(shí)開始應(yīng)用VSPL。如果Vo正在變化，那么有四種可能性Vo大于/小于Vtar，以及對(duì)于這些情況的每一個(gè)Vo移向Vtar/遠(yuǎn)離Vtar。在這四種情況中，在Vo移向Vtar的兩種情況中，不進(jìn)行調(diào)整。所以現(xiàn)在我們減少到兩種情形大于和小于Vtar,都遠(yuǎn)離Vtar。對(duì)于Vo遠(yuǎn)離Vtar的兩種情況，我們現(xiàn)在在如下的步驟610得到脈沖調(diào)整。首先，我們計(jì)算步長為4/wc=rs薦=((70-)/歸卿Re。[EQ4]VoltageRes為測(cè)量Vo的裝置如ADC112A的分辨率。這在早些時(shí)候被定義為"量"。如果沒有周期跳步(步驟608),那么我們檢驗(yàn)是否在CCM中或接近CCM(步驟611)。對(duì)此的檢驗(yàn)為(7>+rs++g62)>=(r—7777me5fe戸)[EQ5]其中，gbl為FET114關(guān)閉和FET116接通之間的傳播延遲，gb2為相反情況的傳播延遲；TimeSteps為周期T中的數(shù)字時(shí)間單位的個(gè)數(shù)；因此T/TimeSteps為當(dāng)DPC112D改變Tp或Ts—個(gè)凄t字單位時(shí)可^f孚到的最小時(shí)間增量。如果在CCM中或接近CCM,那么在步驟613計(jì)算脈寬為r尸=r尸—(r尸/"c*v一—cc附—承(7V77附e5fe;w))和[EQ6]rs=r-r,。此處的"vspl—ccm—gain"為當(dāng)在CCM中時(shí)VSPLV吏用的增益步長(以TimeResIt量的計(jì)it),而不是VpVSPLGain。vspl—ccm—gain*T/TimeSteps的值為最小增益。在一些實(shí)施例中，它比在DCM期間被使用的VpVSPLGain小得多。建議大約(1/10)*VpVSPLGain的增益，即vsplccm—gain*T/TimeSteps=(1/10)*VpVSPLGain。對(duì)于DCM而不是接近CCM的情況(即，等式[EQ5]不成立)，我們得到H7P/"c*r尸和[EQ7]7;=7;,_7;/"c*rsmGaf"為了說明實(shí)現(xiàn)上面方法的策略，利用來自圖7B的數(shù)據(jù)和對(duì)圖6流程圖的參考，考慮圖7A所示的實(shí)例。注意，圖中的水平軸表示工作周期事件，不是時(shí)間的線性表示，因?yàn)閺囊粋€(gè)事件到另一個(gè)事件，周期跳步計(jì)數(shù)可能不同。因此，圖7B中"速度，，為每工作周期事件而不是每時(shí)間單位Vo的變化率。這種方法的一個(gè)結(jié)果是當(dāng)跳步計(jì)數(shù)增加時(shí)系統(tǒng)的有效增益減少。圖7B中"起始量"表示相對(duì)于Vtar的ADC可分辨的Vo最小增量單位的電壓(1的量相應(yīng)于上述電壓VoltageRes)。在數(shù)據(jù)點(diǎn)700處(工作周期事件0),以每工作周期事件2個(gè)量的速率減少的Vo比Vtar高2個(gè)量。為了說明，假定在此點(diǎn)處VoSave=Vo。因此步驟600指示我們退出，不采取進(jìn)一步的行動(dòng)。在下一個(gè)工作周期事件(#1)，數(shù)據(jù)點(diǎn)702，Vo處于Vtar。因此我們經(jīng)過步驟600、602、603、619而退出。在下一個(gè)工作周期事件，教:據(jù)點(diǎn)704,Vo與Vtar相差-2的量。注意，本算法并沒有考慮速度的大小，只考慮速度的符號(hào)和偏移Vo-Vtar的大小?，F(xiàn)在，步驟次序?yàn)?00、602、603、621、618、620、624、626、606。如上所述，假定我們不在CCM中或不接近CCM，在步驟624Tp和Ts被減'J、一個(gè)單位，然后在步驟626Vo被保存。在步驟606,我們根據(jù)等式[EQ4]計(jì)算2個(gè)量的4交正，當(dāng)在步驟634運(yùn)用新的Tp和Ts值時(shí)，這2個(gè)量將完全破壞Vo速度。正如圖7B的表格中所看到的，不需要進(jìn)一步的校正，如圖7A的數(shù)據(jù)點(diǎn)704之后的平直線所反映的。因此，每次迭代將只執(zhí)行步驟600，然后退出。另一個(gè)例子根據(jù)圖8B的數(shù)據(jù)表在圖8A中示出。在這個(gè)例子中，在點(diǎn)800處VoSave再次等于Vo，因此步驟600指示沒有^f交正。在下一個(gè)工作周期事件(#1,點(diǎn)802),Vo不等于VoSave，但能被看到移向Vtar，所以流程600、602、604、614以及退出指示沒有校正。在工作周期事件#2(點(diǎn)804)Vo此刻小于Vtar和VoSave。步驟600、602、603、621、618、620、624H艮定不在CCM中或不接近CCM)、626引導(dǎo)我們?cè)诓襟E606計(jì)算TpINC和TsINC。盡管Vo的速度為_2個(gè)量，但算法并不知道這些。因?yàn)闇y(cè)量出Vo比Vtar小1個(gè)量，所以才艮據(jù)等式[EQ4]在步驟606計(jì)算校正TpINC=+l。步驟634輸出校正的Tp和Ts以便DPC112D使用。Vo的速度現(xiàn)在為每工作周期事件-1個(gè)量。在下一個(gè)工作周期事件806,Vo以-1的速度低于Vtar2個(gè)量。圖6的流程通過TpINC=+2的量來4交正，導(dǎo)致Vo以每工作周期事件1個(gè)量的速率上升。在下兩個(gè)點(diǎn)處(808和810),Vo移向Vtar,所以不進(jìn)行校正。在工作周期事件#6(點(diǎn)812),Vo高于Vtar和高于VoSave,因此程序流程為600、602、604和606，其中計(jì)算TpINC=-1的量的校正。當(dāng)前現(xiàn)在Vo將穩(wěn)定(速度=0)在高于Vtar1個(gè)量處。顯然，Vo速度通常不為一個(gè)準(zhǔn)確的量的整數(shù)。更確切地，它取決于脈寬Tp、Ts，以及DPC112D和ADC112A或其它用于測(cè)量電壓的裝置的分辨率。Vo可能在Vtar附近跳動(dòng)。但是，當(dāng)電壓Vo改變和有效脈寬(Tp/Tl，其中Tl包括工作周期事件和隨后的跳步周期，如下所述)改變時(shí)，脈沖和振鈴之間的相位關(guān)系也變化。Vo可能最終為整數(shù)個(gè)量，并且VSPL將應(yīng)用一個(gè)導(dǎo)致平衡的校正因子TpINC。相對(duì)于控制器112所消耗的功率，這是最低功率狀況，因?yàn)樵诿總€(gè)工作周期期間的唯一的活動(dòng)為ADC轉(zhuǎn)換和步驟600。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，4吏用4支大的不工作區(qū)來擴(kuò)展可以使用VSPL的操作范圍。然而，設(shè)計(jì)者可能發(fā)現(xiàn)當(dāng)遠(yuǎn)離目標(biāo)(Vtar)—段延長的時(shí)段時(shí)，不需要Vo在不工作區(qū)內(nèi)穩(wěn)定。通過添加計(jì)數(shù)器112CNT(圖l)或一些其它超時(shí)裝置，可消除這個(gè)局部穩(wěn)定點(diǎn)，控制器112通過改變工作周期以使Vo在Vtar的方向移動(dòng)來響應(yīng)計(jì)數(shù)器112CNT或一些其它超時(shí)裝置。計(jì)數(shù)器112CNT可為處理器112可存取的存儲(chǔ)單元。超時(shí)可被實(shí)現(xiàn)為軟件環(huán)、事件計(jì)數(shù)器(對(duì)時(shí)鐘信號(hào)，或圖6的循環(huán)被執(zhí)行的次數(shù)，或一些其它事件計(jì)數(shù))、觸發(fā)一個(gè)觸發(fā)信號(hào)的RC時(shí)間常數(shù)電路，外部監(jiān)一見器(外部計(jì)時(shí)器或一些其它類型)等等。一種響應(yīng)技術(shù)的例子在圖9中被示為流程圖，其結(jié)果是當(dāng)Vo在Vtar上方穩(wěn)定超過某個(gè)時(shí)間界限時(shí)，將Vo從其局部穩(wěn)定點(diǎn)朝著Vtar移動(dòng)。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員應(yīng)理解，當(dāng)Vo在Vtar下方穩(wěn)定時(shí)，也可運(yùn)用相同的技術(shù)。參考圖9,我們首先考察步驟900以查看Vo是否沒有移動(dòng)，即，是否Vo=VoSave(dV=0)。如果Vo=VoSave,則"i殳置計(jì)凄t器112CNT為0(步驟905)并退出(步驟918)。計(jì)數(shù)器112CNT在控制器112初始化期間也被初始化為0。如果在步驟900Vo-VoSave，那么步驟901檢驗(yàn)查看Vo是否大于Vtar。若否，則i殳置計(jì)凄t器112CNT為0(步驟905)并退出(步驟918)。若Vo大于Vtar,那么在步驟902,我們^r^r計(jì)數(shù)器112CNT以查看其是否超出所要求的最大值。如果在步驟902計(jì)數(shù)器112CNT不大于最大值，那么我們?cè)诓襟E904遞增計(jì)數(shù)器(增加1)并退出(步驟918)。如果計(jì)數(shù)器大于所要求的最大值，那么我們?cè)诓襟E906將增益dTp、dTs設(shè)置為一些相應(yīng)的值VSPLTpGain、VSPLTsGain:dTp=VSPLTpGaindTs=VSPLTsGain這些值可為在設(shè)計(jì)時(shí)就確定的固定值，并且用來使Vo移向Vtar,消除局部穩(wěn)定性。在一些實(shí)施例中，VSPLTpGain、VSPLTsGain為上面描述的相應(yīng)值TpVSPLGain、TsVSPLGain的整數(shù)倍。在步驟卯8，我們通過檢驗(yàn)周期跳步計(jì)數(shù)是否為0,即CS=1(CS比跳步計(jì)數(shù)大1)來檢驗(yàn)我們接近于CCM條件的可能性。如果跳步計(jì)數(shù)為0，我們采取步驟910以降低dTp、dTs。在一個(gè)實(shí)施例中，dTp、dTs被右移一位，其為被2除的整數(shù)，或右移一些可為在設(shè)計(jì)時(shí)確定的預(yù)定數(shù)字的其它位數(shù)。無論跳步計(jì)數(shù)是否為0,控制都從步驟908、910傳遞至步驟912。在步驟912,我們檢查以確保步驟910沒有將dTp減少到?jīng)]有校正被進(jìn)行的程度。也就是說，如果我們首先確定應(yīng)當(dāng)進(jìn)行改變，那么我們通過在步驟914將增益TpINC重置為某個(gè)最小值來確保實(shí)際上一些事情確實(shí)發(fā)生變化。這個(gè)值被示為1,但可為TpVSPLGain或一些其它值。然后，在步驟916通過分別從Tp和Ts中減去增益值dTp、dTs來進(jìn)行對(duì)Tp和Ts的調(diào)整。同樣在步驟916,計(jì)數(shù)器112CNT被重置為0，然后我們退出(步驟918)。用于消除局部穩(wěn)定性的C語言源碼的例子在附錄3中被提供。本發(fā)明不限于特定的操作次序。圖6的方法可在每個(gè)時(shí)段T或每個(gè)工作周期中先于或后于圖9的方法執(zhí)行以確定下一個(gè)時(shí)段T或下一個(gè)工作周期的Tp和Ts。這些方法可以同時(shí)4丸行(例如，通過不同的孩i處理器電路)。值得注意的是，如果Vo-VoSave，那么圖6的方法將保持Tp和Ts不變，且根據(jù)圖9方法的任何變化因此不與圖6的方法的變化矛盾。反之也是正確的(如果Vo-VoSave)?？珊喜⑦@兩種方法。步驟900與步驟600完全相同。如果在步驟600Vo=VoSave，那么控制可傳遞到步驟901。如果Vo-VoSave,那么控制可傳遞到步驟602。—些實(shí)施例使用圖6的方法而不是圖9的方法，反之亦然。本發(fā)明適用于任何開關(guān)功率變換器布局，包括不同步的升壓或多個(gè)晶體管降壓/升壓電源，其中的例子在圖11和圖12中示出。對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員來說，這些標(biāo)準(zhǔn)的布局是公知的；不需要進(jìn)一步的解釋。在附錄中介紹的一些源碼使用整型數(shù)而不是浮點(diǎn)數(shù)。例如，時(shí),間以"計(jì)數(shù)"而不是秒表示。一個(gè)計(jì)數(shù)指DPC所使用的時(shí)段T的最小分疾。一個(gè)計(jì)數(shù)還可指被ADC的一個(gè)LSB表示的電壓。以時(shí)間為單位的Tp被轉(zhuǎn)換為每7>0/她=~^~~的計(jì)數(shù)，其77膨Rea中TimeRes=T/TimeSteps。在一個(gè)實(shí)施例中TimeSteps=210。電壓被轉(zhuǎn)換為每VoCounts=Vo/VoltageRes的計(jì)數(shù)。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。本發(fā)明包括計(jì)算才幾可讀存儲(chǔ)々某介，其包括有實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的微處理器112M的計(jì)算機(jī)指令。本發(fā)明包括計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其以載波形式實(shí)現(xiàn)并且包括實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的計(jì)算機(jī)指令?？刂破?12M的一些或所有功能可為硬線的而不是軟件可編程的。本發(fā)明不限于合并上面所描述的所有技術(shù)。一些實(shí)施例使用的技術(shù)少于上面所描述的所有技術(shù)。同樣，上面所描述的技術(shù)的一種或多種可與其它技術(shù)結(jié)合。本發(fā)明不限于任何特定的電路、電壓值和其它參數(shù)。本發(fā)明由所附附錄1VSPL程序C模型范例〃VSPL算法if(Vo!=VoSave)〃如果Vo變化if(Vo>Vtar)〃且Vo大于其目標(biāo)if((Vo-VoSave)>0)〃以及Vo上升flag—inc=l;〃那么調(diào)整Tp和Tsif(Vo<Vtar)〃如果Vo小于其目標(biāo)if((Vo-VoSave)O)〃且Vo下降flag—inc=l;〃那么調(diào)整Tp和Ts〃首先克服Coss振鈴if(VoSave>=Vtar)if((pTp+pTs+gbl+gb2)>=(T-T/TimeSteps)){〃如果我們?cè)贑CM中或接近CCMpTp-=T/TimeSteps;〃降低Tp增益pTs+=T/TimeSteps;elsepTp-=T/TimeSteps;〃降低Tp增益pTs-=T/TimeSteps;VoSave=Vo;〃此處改變VSPLPWMif(flag一inc)real—TTpINC=(Vo—Vtar)/VoltageRes;real—TTsINC=(Vo-Vtar)/VoltageRes;if((CS==1)&&(PFM==0))〃如果沒有周期跳步if((pTp+pTs+gb1+gb2)>=(T-T/TimeSteps))〃如果在CCM中或4妄近CCM;減少增益real一Tvspl—ccm_gain—4;if(vspl—rate3)vspl—ccm—gain=1;elseif(vspl—rate2)vspl—ccm—gain=2;elseif(vspl—rate1)vspl—ccm一gain=2;pTp—=TpInc*vspl—ccm—gain*T/TimeSteps;pTs=T—pTp;vspl—rate1=1;vspl一rate2=1;vspl—rate3=1;else〃在DCM中；使用高增益pTp-=TpInc*pTpVSPLGain;pTs-=TsInc*pTsVSPLGain;else〃按照定義周期跳步為DCMpTp-=TpInc*pTpVSPLGain;pTs-=TsInc*pTsVSPLGain;〃現(xiàn)在調(diào)整脈寬if((pTp+pTs)〉Thigh)if(CS〉1)pTp=pTp/sqrt(2.0);pTs=pTs/sqrt(2.0);CS=CS/2;elseif(((pTp+pTs)<Tlow)&&(PFM==0》pTp=pTp*sqrt(2.0》pTs=pTs*sqrt(2.0);CS=CS*2;if(CS>VSPLMaxCS)pTp=0;pTs=0;PFM=1;if((CS1)&&(PFM==O))〃如果沒有周期跳步if((TpInc<0)&&((pTp+pTs)>T》〃在CCM中？〃試圖從DCM轉(zhuǎn)換為CCM〃將PWM固定至臨界導(dǎo)電pTp=T*Vtar/Vin;pTs=T-pTp;〃發(fā)出所選擇的工作周期pTp=pTp-Tcorr;〃f交正任何定時(shí)問題pTs=pTs-(gb1+gb2);〃確保不重疊Tdc=T-pTp-pTs-(gb1+gb2);〃不工作時(shí)間？if(Tdc<0)Tdc=0;〃確保非負(fù)elseif(vspl—rate3)vspl—ccm—gain=0;elseif(vspl一rate2)vspl—ccm—gain=0;elseif(vspl一ratel)vspl—ccm—gain=0;〃退出附錄2VSPL程序C模型范例touched=0;if(VoCounts!=VSPLVoSave)〃如果Vo變化〃如果輸出電壓高于其目標(biāo)if(VoCounts>VtarCounts)〃如果輸出電壓的dv/dt為正〃那么調(diào)整脈沖Tplnc=VSPLTpMaxGainCounts*abs(VoCounts—VtarCounts);Tslnc=VSPLTsMaxGainCounts*abs(VoCounts-VtarCounts);if(Tplnc>VSPLTpMaxGainCoimts)Tplnc=VSPLTpMaxGainCoimts;Tslnc=VSPLTsMaxGainCounts;if(VSPLCS==1)Tplnc=Tplnc》VSPLCCMGainDiv;Tslnc=Tslnc》VSPLCCMGainDiv;VSPLpTpCoimts_=TpInc;VSPLpTsCounts-=TsInc;touched=lj〃如果輸出電壓小于其目標(biāo)elseif(VoCounts<VtarCounts)〃如果輸出電壓的dv/dt為負(fù)〃那么調(diào)整脈沖if(VoCounts<VSPLVoSave){Tplnc=VSPLTpMaxGainCounts*abs(VoCounts-VtarCounts);Tslnc=VSPLTsMaxGainCounts*abs(VoCounts—VtarCounts);if(Tplnc>VSPLTpMaxGainCounts)Tplnc=VSPLTpMaxGainCounts;Tslnc-VSPLTsMaxGainCoimts;if(VSPLCS==1)Tplnc=TplncVSPLCCMGainDiv;Tslnc=Tslnc》VSPLCCMGainDiv;VSPLpTpCounts+=TpInc;VSPLpTsCounts+=TsInc;〃通過克H良Coss振鈴來調(diào)整if(VSPLVoSave>=VtarCounts)VSPLpTpCounts-=1;VSPLpTsCounts-=1;touched=1;if(touched!,VSPLVoSave=VoCounts;.附錄3局部穩(wěn)定性消除的C模型〃消除Vtar上方的局部穩(wěn)定點(diǎn)if(touched==0)if(1VoutCounts==VoutCounts)if(VoutCounts>VtarCounts)if(VSPLcounter〉2)Tplnc=VSPLTpGainCounts;Tslnc=VSPLTpGainCounts;if(VSPLCS==l)Tplnc=VSPLCCMGainDiv;Tslnc=VSPLCCMGainDiv;if(Tplnc==0)Tplnc=l;Tslnc=l;VSPLpTpCounts—=TpInc;VSPLpTsCounts-=TsInc;touched=1;elseVSPLcounter++;if(touched!,VSPLVoutSave=VoutCounts;if、(touched!=0)VSPLcounter=0;權(quán)利要求1.一種用于調(diào)整功率變換器的輸出電壓的方法，所述方法包括為所述功率變換器中的第一電路生成一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)，所述第一電路根據(jù)所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)來控制所述輸出電壓，所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)而產(chǎn)生，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括(1)執(zhí)行連續(xù)的電壓采樣操作以對(duì)所述輸出電壓采樣；(2)響應(yīng)于所述電壓采樣操作，通過(i)計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)，或(ii)保持所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)不變，而不計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，來確定所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，其中對(duì)于在第一多個(gè)所述電壓采樣操作中的每個(gè)給定的電壓采樣操作，確定所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的步驟包括(2A)確定下面條件中的至少一個(gè)是否為真條件1在所述給定的電壓采樣操作中所采樣的所述輸出電壓大于在與所述給定的電壓采樣操作相關(guān)聯(lián)的較早的電壓采樣操作中獲得的電壓值，并且大于目標(biāo)值；條件2在所述給定的電壓采樣操作中所采樣的所述輸出電壓小于在所述相關(guān)聯(lián)的較早的電壓采樣操作中獲得的所述電壓值，并且小于所述目標(biāo)值；(2B)如果所述條件1和條件2中至少之一為真，那么計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)；(2C)如果所述條件1和條件2都不為真，那么保持所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)不變，而不計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)；(3)根據(jù)在所述操作(2)中確定的所述參數(shù)來生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整所述輸出電壓的步驟包括間斷地連接輸入電源以^是供電流來生成所述輸出電壓，以及計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以提供所述電流。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述參數(shù)計(jì)算由微處理器來執(zhí)行。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述連續(xù)的電壓采樣操作的順序中，每個(gè)所述較早的電壓采樣操作緊接地位于其相關(guān)聯(lián)的給定的電壓采樣才喿作之前。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述一個(gè)或更多個(gè)參^t的步驟進(jìn)一步包括測(cè)量自從檢測(cè)到條件3以來的時(shí)間，其中所述條件3為所述采樣的輸出電壓在連續(xù)的電壓采樣操作中保持不變；如果所述條件3持續(xù)少于預(yù)定的時(shí)間間隔，那么保持所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)不變，而不計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)；當(dāng)檢測(cè)到所述條件3持續(xù)超過所述預(yù)定的時(shí)間間隔時(shí)，就計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)以改變所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的所述至少一個(gè)。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷一樣大。7.—種用于調(diào)整功率變換器的輸出電壓的方法，所述方法包括為所述功率變換器中的第一電路生成一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)，所述第一電路根據(jù)所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)來控制所述輸出電壓，所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)^^艮據(jù)一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)而產(chǎn)生，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括(1)執(zhí)行連續(xù)的電壓采樣操作以對(duì)所述輸出電壓采樣；(2)響應(yīng)于所述電壓采樣操作，確定所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，其中確定所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的步驟包括(2A)測(cè)量自AM全測(cè)到預(yù)定的一個(gè)或更多個(gè)條件以來的時(shí)間，所述預(yù)定的一個(gè)或更多個(gè)條件包括條件所述采樣的輸出電壓在連續(xù)的電壓采樣操作中保持不變；(2B)如果所述預(yù)定的一個(gè)或更多個(gè)條件持續(xù)少于預(yù)定的時(shí)間間隔，那么保持所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)不變；(2C)當(dāng)檢測(cè)到所述預(yù)定的一個(gè)或更多個(gè)條件持續(xù)超過所述預(yù)定的時(shí)間間隔時(shí)，改變所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)；(3)根據(jù)在所述操作(2)中確定的所述參數(shù)來生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中調(diào)整所述輸出電壓的步驟包括間斷地連接輸入電源以提供電流來生成所述輸出電壓，且計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以提供所述電流。9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷的一樣大。10.—種用于調(diào)整功率變換器的輸出電壓的方法，所述方法包括(1)提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；(2)釆樣所述輸出電壓，且響應(yīng)于所述采樣的輸出電壓而確定是否調(diào)節(jié)所述電流脈沖，并且確定調(diào)節(jié)量；其中電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷一樣大。11.如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述功率變換器包括至少一個(gè)感應(yīng)線圏，所迷電流脈沖^皮"l是供到所述感應(yīng)線圈。12.—種功率變換器，包括用于執(zhí)行權(quán)利要求1的所述方法的電路。13.如權(quán)利要求12所述的功率變換器，其中調(diào)整所述輸出電壓的步,驟包括間斷地連接輸入電源以提供電流來生成所述輸出電壓，且計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以^提供所述電流。14.如權(quán)利要求12所述的功率變換器，其中所述參數(shù)計(jì)算由^t處理器來執(zhí)行。15.如權(quán)利要求12所述的功率變換器，其中在所述連續(xù)的電壓采樣操作的順序中，每個(gè)所述較早的電壓釆樣操作緊接地位于其相關(guān)聯(lián)的給定的電壓采樣操作之前。16.如權(quán)利要求12所述的功率變換器，其中確定所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括測(cè)量自從檢測(cè)到條件3以來的時(shí)間，其中所述條件3為所述采樣的輸出電壓在連續(xù)的電壓采樣操作中保持不變；如果所述條件3持續(xù)少于預(yù)定的時(shí)間間隔，那么保持所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)不變，而不計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)；當(dāng);f企測(cè)到所述條件3持續(xù)超過所述預(yù)定的時(shí)間間隔時(shí)，就計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)以改變所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的所述至少一個(gè)。17.如權(quán)利要求12所述的功率變換器，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷一樣大。18.—種功率變換器，包括用于執(zhí)行權(quán)利要求7的所述方法的電路。19.如權(quán)利要求18所述的功率變換器，其中調(diào)整所述輸出電壓的步驟包括間斷地連接輸入電源以提供電流來生成所述輸出電壓，以及計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以提供所述電流。20.如權(quán)利要求18所述的功率變換器，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè),信號(hào)的步驟包括提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷一樣大。21.—種功率變換器，包括用于執(zhí)行權(quán)利要求IO的所述方法的電路。22.如權(quán)利要求21所述的功率變換器，其中所述功率變換器包括至少一個(gè)感應(yīng)線圈，所述電流脈沖被提供到所述感應(yīng)線圈。23.—種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括用于根據(jù)權(quán)利要求1的所述方法來確定參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)指令。24.如權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中調(diào)整所述輸出電壓的步驟包括間斷地連接輸入電源以提供電流來生成所述輸出電壓，以及計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以提供所述電流。25.如權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中在所述連續(xù)的電壓采樣操作的順序中，每個(gè)所述較早的電壓釆樣才喿作緊接地位于其相關(guān)聯(lián)的給定的電壓采樣操作之前。26.如權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中確定所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括測(cè)量自從檢測(cè)到條件3以來的時(shí)間，其中所述條件3為所述采樣的輸出電壓在連續(xù)的電壓采樣梯:作中保持不變；如果所述條件3持續(xù)少于預(yù)定的時(shí)間間隔，那么保持所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)不變，而不計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)；當(dāng)檢測(cè)到所述條件3持續(xù)超過所述預(yù)定的時(shí)間間隔時(shí)，就計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)以改變所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的所述至少一個(gè)。27.如權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷一樣大。28.—種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括用于根據(jù)權(quán)利要求7的所述方法來確定參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)指令。29.如權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中調(diào)整所述輸出電壓的步驟包括間斷地連接輸入電源以提供電流來生成所述輸出電壓，以及計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以提供所述電流。30.如權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括4是供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷一樣大。31.—種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括用于根據(jù)權(quán)利要求10的所述方法來確定參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)指令。32.如權(quán)利要求31所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述功率變換器包括至少一個(gè)感應(yīng)線圈，所述電流脈沖一皮提供到所述感應(yīng)線圈。33.—種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其以載波形式實(shí)現(xiàn)并包括用于根據(jù)權(quán)利要求1的所述方法來確定參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)指令。34.如權(quán)利要求33所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中調(diào)整所述輸出電壓的步驟包括間斷地連接輸入電源以提供電流來生成所述輸出電壓，以及計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以提供所述電流。35.如權(quán)利要求33所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中在所述連續(xù)的電壓采樣操作的順序中，每個(gè)所述較早的電壓采樣操作緊接地位于其相關(guān)聯(lián)的給定的電壓采樣操作之前。36.如權(quán)利要求33所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中確定所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括—測(cè)量自從檢測(cè)到條件3以來的時(shí)間，其中所述條件3為所述采樣的輸出電壓在連續(xù)的電壓采樣操作中保持不變；如果所述條件3持續(xù)少于預(yù)定的時(shí)間間隔，那么保持所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)不變，而不計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)；當(dāng)檢測(cè)到所述條件3持續(xù)超過所述預(yù)定的時(shí)間間隔時(shí)，就計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)以改變所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的所述至少一個(gè)。37.如權(quán)利要求33所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與纟展鈴電荷一樣大。38.—種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其以載波形式實(shí)現(xiàn)并包括用于根據(jù)權(quán)利要求7的所述方法來確定參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)指令。39.如權(quán)利要求38所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中調(diào)整所述輸出電壓的步驟包括間斷地連接輸入電源以提供電流來生成所述輸出電壓，以及計(jì)算所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)的步驟包括計(jì)算確定一持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，在所述持續(xù)時(shí)間中，所述輸入電源被連接以提供所述電流。40.如權(quán)利要求38所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中生成所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的步驟包括提供來自輸入電源的連續(xù)電流脈沖以生成所述輸出電壓；如果所述一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)變化，那么改變所述電流脈沖中的電荷量，其中所述電荷量的每次變化在大小上至少與振鈴電荷一樣大。41.一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其以載波形式實(shí)現(xiàn)并包括用于根據(jù)權(quán)利要求10的所述方法來確定參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)指令。42.如權(quán)利要求41所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中所述功率變換器包括至少一個(gè)感應(yīng)線圈，所述電流脈沖被提供到所述感應(yīng)線圈。全文摘要為了在調(diào)節(jié)功率變換器的輸出電壓(V_o)時(shí)節(jié)省電力，假如輸出電壓沒有變化或朝著目標(biāo)電壓移動(dòng)，那么即使輸出電壓偏離目標(biāo)(V_tar)，也不對(duì)變換器的脈寬調(diào)制時(shí)間(T_p，T_s)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，不允許輸出電壓保持偏離目標(biāo)超過一段預(yù)定的時(shí)間長度。在一些實(shí)施例中，最小的調(diào)節(jié)通常大到足以克服振鈴。文檔編號(hào)G05F1/00GK101583918SQ200680007049公開日2009年11月18日申請(qǐng)日期2006年1月5日優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日發(fā)明者米爾頓·D·里貝羅,肯特·科納罕申請(qǐng)人:艾科嘉公司