專利名稱：開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源，更具體地涉及用于控制開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器及其控制方法。
背景技術(shù)：
通常，在開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓變化、內(nèi)部參數(shù)變化、外接負(fù)載變化的情況下，開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器通過(guò)被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開(kāi)關(guān)器件，使得開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓或電流等穩(wěn)定。
開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制米樣信號(hào)有輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸出電感電壓、開(kāi)關(guān)器件峰值電流。由這些信號(hào)可以構(gòu)成單環(huán)、雙環(huán)或多環(huán)反饋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、穩(wěn)流及恒定功率的目的，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)一些附帶的過(guò)流保護(hù)、抗偏磁等功能。如本領(lǐng)域所知的，典型地，開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器采用峰值電流模式(簡(jiǎn)稱電流模式)控制開(kāi)關(guān)電源。峰值電流控制方案從高輸入電壓產(chǎn)生低輸出電壓要使用到兩個(gè)環(huán)路，即外部電壓環(huán)路和內(nèi)部電流環(huán)路。在電流模式下，需要最小導(dǎo)通時(shí)間(min on time)來(lái)使電流感測(cè)環(huán)(currentsense ring)消隱，參見(jiàn)圖Ia所示。具體地，在電感電流檢測(cè)期間，測(cè)量電感電流之前需要一段消隱時(shí)間。這樣就限制了主開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間。主開(kāi)關(guān)上的電流感測(cè)信號(hào)由消隱時(shí)間和導(dǎo)通時(shí)間組成。消隱時(shí)間表示使用峰值電流模式控制的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器(例如降壓轉(zhuǎn)換器)中的主開(kāi)關(guān)能達(dá)到的最小導(dǎo)通時(shí)間。另外，在低占空比工作期間，也就是說(shuō)當(dāng)輸出與輸入相比非常小時(shí)，由于電流建立時(shí)間的約束，幾乎沒(méi)有時(shí)間留給電流感測(cè)，很難從較高的輸入電壓產(chǎn)生低占空比。因而，限制了小的輸出電壓的轉(zhuǎn)換。此外，如圖Ib所示，由于最小導(dǎo)通時(shí)間的影響，常規(guī)電流模式會(huì)導(dǎo)致負(fù)載瞬變(load transient)處的高過(guò)沖，引起嚴(yán)重的過(guò)沖瞬態(tài)變化。另一方面，對(duì)于輕負(fù)載狀態(tài)，在低占空比下電流感測(cè)信號(hào)小，導(dǎo)致對(duì)噪聲敏感，抗噪性差。因?yàn)殡姼刑幱谶B續(xù)儲(chǔ)能電流狀態(tài)，開(kāi)關(guān)器件的電流信號(hào)的上斜坡通常較小，電流信號(hào)上的較小的噪聲就容易使得開(kāi)關(guān)器件改變關(guān)斷時(shí)刻，使系統(tǒng)進(jìn)入次諧波振蕩。為了縮短最小導(dǎo)通時(shí)間，人們嘗試為開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器采用諸如電壓模式、谷值電流模式、仿電流模式(ECM)的其它控制模式。但是，這些模式在實(shí)施上較為復(fù)雜而難以應(yīng)用。另夕卜，在重負(fù)載狀態(tài)下，這些模式的動(dòng)態(tài)性能相比峰值電流模式下降。并且，仍存在輕負(fù)載狀態(tài)下噪聲抗擾度性能差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，做出本發(fā)明，以期克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題中的部分或全部。本公開(kāi)的發(fā)明人注意到傳統(tǒng)峰值電流模式的上述問(wèn)題均發(fā)生在小占空比和輕負(fù)載狀態(tài)下，主要是由于電流模式控制引入的消隱時(shí)間和小電流感測(cè)信號(hào)所導(dǎo)致的。0012]本發(fā)明的一個(gè)主要思路是使得峰值電流模式控制的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器在小占空比下運(yùn)行為電壓模式控制而不是電流控制模式。換言之，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器試圖采用混合模式控制，從而利用電壓模式控制和電流控制模式二者的優(yōu)點(diǎn)。如所知的，電壓模式?jīng)]有最小導(dǎo)通時(shí)間的限制，而電流模式具有快速響應(yīng)的性能。
總體上，本發(fā)明可以采用如下方式實(shí)施為電流感測(cè)信號(hào)添加斜坡電壓信號(hào)，在小占空比下斜坡電壓信號(hào)相對(duì)于電流信息占據(jù)主導(dǎo)地位。其中，斜坡電壓信號(hào)的斜率在占空比在預(yù)定閾值以下時(shí)增大。
根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供一種開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，包括模式轉(zhuǎn)換裝置，被配置為根據(jù)占空比轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式，使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器能夠以包括電流模式和電壓模式的混合控制模式工作。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該模式轉(zhuǎn)換裝置被配置為使得該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器隨著該占空比的降低從以電流模式工作轉(zhuǎn)換為以電壓模式工作。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該模式轉(zhuǎn)換裝置被配置在該占空比不大于預(yù)定閾值的情況下使得該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器以電壓控制模式工作。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該預(yù)定閾值根據(jù)該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期和在電流模式下的最小導(dǎo)通時(shí)間而確定。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該模式轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步包括電流感測(cè)裝置，被配置為產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)；斜坡補(bǔ)償裝置，被配置為產(chǎn)生與占空比相關(guān)的斜坡電壓信號(hào)；和求和裝置，被耦合為對(duì)該斜坡電壓信號(hào)和該電流感測(cè)信號(hào)求和。并且，該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器還包括誤差放大器，被耦合成接收基準(zhǔn)電壓信號(hào)并輸出用于與采樣控制信號(hào)進(jìn)行比較的比較電壓信號(hào)；比較裝置，被耦合為將該求和裝置所求和的信號(hào)作為該采樣控制信號(hào)與該比較電壓信號(hào)比較，并且，該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器被配置為根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果調(diào)節(jié)其輸出。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該電流感測(cè)裝置被配置為設(shè)置電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間，使得該建立時(shí)間相對(duì)于電流模式控制變緩。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該斜坡補(bǔ)償裝置進(jìn)一步包括基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生針對(duì)該電流模式的基礎(chǔ)斜坡補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)；第一注入電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生數(shù)值與該占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào)；電流組合裝置，被配置為對(duì)該基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和該第一注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及電流-電壓轉(zhuǎn)換裝置，被耦合成利用來(lái)自該電流組合裝置的所組合的信號(hào)產(chǎn)生該斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該斜坡補(bǔ)償裝置進(jìn)一步包括基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生針對(duì)該電流模式的基礎(chǔ)斜坡補(bǔ)償?shù)碾娏餍盘?hào)；第一注入電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生數(shù)值與該占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào)；第二注入電流產(chǎn)生裝置，被配置為通過(guò)利用該第一注入電流信號(hào)進(jìn)行充放電操作產(chǎn)生作為指數(shù)電流的第二注入電流信號(hào)；以及電流組合裝置，被配置為對(duì)該基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和該第二注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及電流-電壓轉(zhuǎn)換裝置，被耦合成利用來(lái)自該電流組合裝置的所組合的信號(hào)產(chǎn)生該斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。
優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置進(jìn)一步包括基礎(chǔ)電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器斷開(kāi)的情況下進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生基礎(chǔ)電壓；基礎(chǔ)開(kāi)關(guān)電容積分單元，被耦合成在該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器導(dǎo)通的情況下對(duì)該基礎(chǔ)電壓進(jìn)行積分運(yùn)算而產(chǎn)生積分后的基礎(chǔ)電壓；基礎(chǔ)電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成將該積分后的基礎(chǔ)電壓轉(zhuǎn)換為該基礎(chǔ)補(bǔ)償電流。優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié) 器中，該第一注入電流產(chǎn)生裝置進(jìn)一步包括第一電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器導(dǎo)通的情況下進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生第一注入電壓；第一開(kāi)關(guān)電容積分單元，被耦合成在該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器斷開(kāi)的情況下對(duì)該第一注入電壓進(jìn)行積分運(yùn)算而產(chǎn)生積分后的第一注入電壓；第一電壓-電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成將該積分后的第一注入電壓轉(zhuǎn)換為該第一注入電流。優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該第二注入電流產(chǎn)生裝置進(jìn)一步包括第二電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器斷開(kāi)的情況下利用該第一注入電流進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生第二注入電壓；第二電壓-電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器導(dǎo)通的情況下利用該第二注入電壓進(jìn)行放電操作而將該第二注入電壓轉(zhuǎn)換為該第二注入電流。優(yōu)選地，在上述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，該電流感測(cè)裝置進(jìn)一步被配置為檢測(cè)高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)和低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)；將高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間設(shè)置為不大于低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的消隱時(shí)間；在占空比大于該預(yù)定閾值的情況下采用高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生過(guò)流且持續(xù)到所設(shè)置的高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間的情況下，進(jìn)入打嗝模式；以及在占空比不大于該預(yù)定閾值的情況下采用低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生具有突波時(shí)間的過(guò)流的情況下，進(jìn)入打嗝模式。根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，提供一種開(kāi)關(guān)電源，其被配置為根據(jù)輸入電壓產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，并包括如上所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器根據(jù)本公開(kāi)的再一方面，提供一種開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制方法，包括執(zhí)行開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的混合控制模式，所述混合控制模式包括電流模式和電壓模式，以及根據(jù)所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的占空比轉(zhuǎn)換所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式。其中，在占空比大于預(yù)定閾值的情況下使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器以電流控制模式工作；在占空比不大于所述預(yù)定閾值的情況下使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器以電壓控制模式工作。優(yōu)選地，在上述方法中，該預(yù)定閾值根據(jù)該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期和在電流模式下的最小導(dǎo)通時(shí)間而確定。優(yōu)選地，在上述方法中，根據(jù)占空比轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)；產(chǎn)生與占空比相關(guān)的斜坡電壓信號(hào)；對(duì)該斜坡補(bǔ)電壓信號(hào)和該電流感測(cè)信號(hào)求和；以及通過(guò)所求和的信號(hào)控制該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式的轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，在上述方法中，產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括設(shè)置電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間，使得該建立時(shí)間相對(duì)于電流模式控制變緩。優(yōu)選地，在上述方法中，產(chǎn)生斜坡電壓信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生針對(duì)該電流模式的補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)斜坡電流信號(hào)；產(chǎn)生與數(shù)值該占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào)；對(duì)該基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和該第一注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及利用所組合的信號(hào)產(chǎn)生該斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。優(yōu)選地，在上述方法中，產(chǎn)生斜坡電壓信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生針對(duì)該電流模式的補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)斜坡電流信號(hào)；產(chǎn)生數(shù)值與該占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào)；通過(guò)利用該第一注入電流信號(hào)進(jìn)行充放電操作產(chǎn)生作為指數(shù)電流的第二注入電流信號(hào)；對(duì)該基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和該第二注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及通過(guò)利用所組合的信號(hào)產(chǎn)生該斜CN 102946195 A書明說(shuō)4/12 頁(yè)坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。
優(yōu)選地，在上述方法中，產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括檢測(cè)高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)和低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)；將高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間設(shè)置為不大于低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的消隱時(shí)間；在占空比大于該預(yù)定閾值的情況下采用高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生過(guò)流且持續(xù)到所設(shè)置的高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間的情況下，進(jìn)入打嗝模式；以及在占空比不大于該預(yù)定閾值的情況下采用低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生具有突波時(shí)間的過(guò)流的情況下，進(jìn)入打嗝模式。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開(kāi)的基于峰值電流模式的混合模式控制的實(shí)施例容易實(shí)施。本公開(kāi)的基于峰值電流模式的混合模式控制的實(shí)施例在重負(fù)載下具有較佳的動(dòng)態(tài)性倉(cāng)泛。
此外，本公開(kāi)基于峰值電流模式的混合模式控制的實(shí)施例能夠改進(jìn)小占空比狀態(tài)的抖動(dòng)，即抗噪性。


下面關(guān)于一些示例實(shí)施例的詳細(xì)描述在結(jié)合附圖來(lái)閱讀時(shí)將會(huì)更好理解。但是， 應(yīng)當(dāng)理解，示例實(shí)施例并不限于所示出的精確布置和手段。在附圖中，始終使用相似的數(shù)字來(lái)指示相似的元件。而且，結(jié)合附圖及前面的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)，隨后的詳細(xì)描述及所附 的權(quán)利要求將使其它所希望的特征和特性變得明顯。
為了圖示的簡(jiǎn)單和清晰起見(jiàn)，附圖示出了構(gòu)造的一般方式，并且可以省略關(guān)于眾所周知的特征和技術(shù)的描述和細(xì)節(jié)以避免不必要地使所示實(shí)施例的方面難以理解。另外， 在附圖中的元件并一定按比例畫出。例如，一些元件或區(qū)域的尺寸在一些附圖中可以相對(duì)相同的或其它附圖的其它元件或區(qū)域放大以幫助提高對(duì)示例實(shí)施例的理解。在附圖中
圖
圖
圖
圖的不意圖
圖
圖性結(jié)構(gòu)圖性結(jié)構(gòu)圖
。
圖Ila至圖Ild是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的斜坡電壓與占空比之間的關(guān)系的不意圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的電流感測(cè)裝置的電流感測(cè)信號(hào)Ia和圖Ib是示出現(xiàn)有技術(shù)的電流控制模式中的缺陷的示意圖；2是示出本發(fā)明的一般原理的示意圖；3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示圖；4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生的注入電流與占空比的關(guān)系5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的斜坡補(bǔ)償裝置的框圖；6是示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的斜坡補(bǔ)償裝置的框圖；7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的第一注入電流產(chǎn)生裝置的示意8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的第二注入電流產(chǎn)生裝置的示意9是示出產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的總斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)的處理的示意圖；10是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置的框8的設(shè)置的示意圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的控制方法的流程圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)工作的仿真示意圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的在輸入電壓變化的情況下線性瞬態(tài)性能的仿真示意圖；圖16是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的在負(fù)載變化的情況下負(fù)載瞬態(tài)性能的仿真示意圖。
具體實(shí)施例方式在描述本公開(kāi)的具體實(shí)施例之前，對(duì)本發(fā)明的總體思路或原理進(jìn)行如下解釋。一般地，工作在峰值電流模式控制下的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，尤其是在占空比大于50%時(shí)的不穩(wěn)定性將導(dǎo)致產(chǎn)生次諧波振蕩，進(jìn)而使平均輸出電流下降，輸出電流紋波增加。為了克服這個(gè)問(wèn)題，需要采用斜坡補(bǔ)償，通常是給電流感測(cè)信號(hào)增加一個(gè)外部斜坡。在本申請(qǐng)中還可以將用于產(chǎn)生上述針對(duì)電流模式的振蕩施加的外部斜坡的電流信號(hào)稱為基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)。本公開(kāi)的實(shí)施例可以使用為電流感測(cè)信號(hào)增加改進(jìn)的斜坡電壓信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的混合模式控制。參考圖2，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，斜坡電壓信號(hào)Vsl_與電流感測(cè)信號(hào)iJt)Ri相加之后與比較電壓Votp進(jìn)行比較。其中，使得斜坡電壓信號(hào)Vsltjpe的斜率在占空比較小時(shí)增大。從而使得斜坡電壓信息相對(duì)于電流感測(cè)信號(hào)占據(jù)主要地位，從而電流采樣信息實(shí)質(zhì)上對(duì)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制不起作用，即，從電流模式轉(zhuǎn)換為電壓模式。為了實(shí)現(xiàn)電壓模式控制和電流控制模式之間的平滑轉(zhuǎn)換，可以使得斜坡信號(hào)的斜率對(duì)占空比類似于拋物線在小占空比和大占空比下為大，在中等占空比下為小。另一方面，可以設(shè)置電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間，使得電流感測(cè)建立時(shí)間相對(duì)于常規(guī)電流模式控制變緩，從而減小甚至消除電流感測(cè)的消隱時(shí)間。因而，單位時(shí)間內(nèi)所采集的電流信息變少，并且隨著占空比變小而變少，從而在小占空比下實(shí)質(zhì)上無(wú)法采集到有效的電流信息。因而，促使開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器在小占空比從電流模式控制向電壓控制模式轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的實(shí)施例可以涉及開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器、開(kāi)關(guān)電源等。特別地，本發(fā)明優(yōu)選應(yīng)用于高輸入、低輸出的降壓型開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器或電力轉(zhuǎn)換器中。以下參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述意指作為一些示例實(shí)施例的描述，而不是要完整描述所有可能的實(shí)施例。也就是說(shuō)，在前面的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)或下面的示例實(shí)施例的詳細(xì)描述中給出的任意明示的或暗示的理論并沒(méi)有限定任何意圖。應(yīng)當(dāng)理解，相同的或等同的功能可以由不同的實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。在描述和權(quán)利要求中的詞語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(若存在)可以用于區(qū)分相似的元件而并不一定描述特定的順序或時(shí)間次序。應(yīng)當(dāng)理解，這樣使用的詞語(yǔ)在適當(dāng)?shù)那闆r下是可交換的使得在此所描述的實(shí)施例例如能夠按照與在此所示出的或另外描述的那些順序不同的順序來(lái)使用。而且，詞語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”及其任何變型，意指包含非排它的包括，使得包括、包含或具有一系列元件的過(guò)程、方法、物品或裝置并不一定限定于那些元件，而是可以包括沒(méi)有明確列出的或者該過(guò)程、方法、物品或裝置所固有的其它元件。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)視圖。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10可以包括基準(zhǔn)電壓源100、誤差放大器102、比較器104、振蕩器106、觸發(fā)器108、驅(qū)動(dòng)器110和電力級(jí)120。參考電壓VREF 被耦接到誤差放大器102的正輸入端。作為開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10的輸出的VOUT可以經(jīng)由電阻 150反饋至誤差放大器102的負(fù)輸入端。誤差放大器102的輸出端可以經(jīng)由反饋電阻160 耦接到其負(fù)輸入端。比較器104可以比較誤差放大器的輸出Vcomp與采樣控制信號(hào)進(jìn)行比較。在本實(shí)施例中，采樣控制信號(hào)可以采用電流感測(cè)信號(hào)Vcs和斜坡補(bǔ)償電壓Vsl_。開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10根據(jù)比較結(jié)果，控制對(duì)輸出VOUT的調(diào)節(jié)。電力級(jí)120可以包括電力開(kāi)關(guān)112和輸出濾波器114。在經(jīng)過(guò)輸出濾波器114的濾波處理之后，輸出穩(wěn)定的V0UT。
如圖所示，根據(jù)本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10還包括模式轉(zhuǎn)換裝置140。注意，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，在本實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器中，除了模式轉(zhuǎn)換裝置140之外，其它元件及其操作均可以采用本領(lǐng)域中的常規(guī)設(shè)計(jì)，而不限于所示出的示例。并且，為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，可能省略一些元件的詳細(xì)描述。
模式轉(zhuǎn)換裝置140被配置為根據(jù)占空比轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10的控制模式，使得開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10能夠以包括電流模式和電壓模式的混合控制模式工作。在本實(shí)施例中，模式轉(zhuǎn)換裝置140被配置為使得開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10隨著占空比的降低從以電流模式工作轉(zhuǎn)換為以電壓模式工作。并且，在占空比不大于預(yù)定閾值的情況下，模式轉(zhuǎn)換裝置140使得開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10 以電壓控制模式工作。在本申請(qǐng)中，占空比可以對(duì)應(yīng)于輸出電壓與輸入電壓的比值。該預(yù)定閾值可以根據(jù)具體需求來(lái)確定。例如，可以將開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10設(shè)計(jì)成在占空比不大于20% 的情況下以電壓模式工作，而大于20 %的情況下以電流模式工作。在希望盡可能地充分利用電流模式和電壓模式的優(yōu)點(diǎn)的情況下，該預(yù)定閾值可以根據(jù)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10的開(kāi)關(guān)周期和在電流模式下的最小導(dǎo)通時(shí)間而確定。例如，可以使得該預(yù)定閾值約為最小導(dǎo)通時(shí)間與開(kāi)關(guān)周期的比值。
作為示例，模式轉(zhuǎn)換裝置140可以包括斜坡補(bǔ)償裝置146。斜坡補(bǔ)償裝置146被配置為產(chǎn)生與占空比相關(guān)的斜坡電壓信號(hào)Vsl_。
模式轉(zhuǎn)換裝置140可以包括電流感測(cè)元件，例如感測(cè)電阻器130。感測(cè)電阻器130 被配置為形成電流感測(cè)信號(hào)，并且通過(guò)電流放大器142產(chǎn)生感測(cè)電壓Vcs。在本申請(qǐng)中，可以將感測(cè)電阻器130和電流放大器142統(tǒng)稱為電流感測(cè)裝置。
模式轉(zhuǎn)換裝置140還可以包括求和裝置148，例如加法器電路。求和裝置148被耦合為對(duì)斜坡補(bǔ)償裝置146產(chǎn)生的斜坡電壓信號(hào)Vsl_和電流感測(cè)裝置產(chǎn)生的電流感測(cè)信號(hào) Vcs求和，從而產(chǎn)生與比較電壓Vcomp進(jìn)行比較的補(bǔ)償信號(hào)。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10中產(chǎn)生的注入電流與占空比的關(guān)系的示意圖。如圖4所示，根據(jù)本實(shí)施例，斜坡補(bǔ)償裝置146被配置為產(chǎn)生電流值與占空比D 基本成反比的電流Iinjert。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10中的斜坡補(bǔ)償裝置146的框圖。如圖5所示，斜坡補(bǔ)償裝置146可以包括基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置12、第一注入電流產(chǎn)生裝置14、電流組合裝置16和電流-電壓轉(zhuǎn)換裝置20。
基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置12被配置為產(chǎn)生針對(duì)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10的電流模式的斜坡補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)。第一注入電流產(chǎn)生裝置14被配置為產(chǎn)生數(shù)值與占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào)。電流組合裝置16耦接至基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置12和第一注入電流產(chǎn)生裝置14，被配置為對(duì)來(lái)自基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置12的基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和來(lái)自第一注入電流產(chǎn)生裝置14的第一注入電流信號(hào)進(jìn)行組合。電流-電壓轉(zhuǎn)換裝置20耦接至電流組合裝置16，被配置為利用來(lái)自電流組合裝置16的所組合的信號(hào)產(chǎn)生根據(jù)本實(shí)施例的斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)Vsl_。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10中的斜坡補(bǔ)償裝置146’的框圖。如圖6所示，斜坡補(bǔ)償裝置146’與圖5所示的斜坡補(bǔ)償裝置146相比不同之處在于進(jìn)一步包括第二注入電流產(chǎn)生裝置18。第二注入電流產(chǎn)生裝置18耦接至第一注入電流產(chǎn)生裝置14，并被配置為通過(guò)利用來(lái)自第一注入電流產(chǎn)生裝置14的第一注入電流信號(hào)進(jìn)行充放電操作產(chǎn)生第二注入電流 信號(hào)。第二注入電流信號(hào)為指數(shù)電流，其數(shù)值隨占空比的增大而急劇減小(將在后文更加詳細(xì)地描述)。因而，在占空比增大的情況下，注入電流不會(huì)對(duì)電流感測(cè)信號(hào)過(guò)補(bǔ)償，從而不會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10的電流模式的性能產(chǎn)生不利影響。電流組合裝置16耦接至基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置12和第二注入電流產(chǎn)生裝置18，被配置為對(duì)來(lái)自基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置12的基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和來(lái)自第二注入電流產(chǎn)生裝置18的第二注入電流信號(hào)進(jìn)行組合。電流-電壓轉(zhuǎn)換裝置20耦接至電流組合裝置16，被配置為利用來(lái)自電流組合裝置16的所組合的信號(hào)產(chǎn)生根據(jù)本實(shí)施例的斜坡補(bǔ)償電壓信
Vslope0圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10中的第一注入電流產(chǎn)生裝置14的示意性結(jié)構(gòu)圖。注意，此處的第一注入電流產(chǎn)生裝置14的具體結(jié)構(gòu)和描述是示例性的，而非對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，第一注入電流產(chǎn)生裝置14可以采用各種其它結(jié)構(gòu)，只要能夠產(chǎn)生本公開(kāi)所要求的與占空比基本成反比的注入電流即可。如圖所示，第一注入電流產(chǎn)生裝置14包括晶體管202、晶體管204、電容器206、開(kāi)關(guān)208、開(kāi)關(guān)210、開(kāi)關(guān)212、電容器214、電容器216、運(yùn)算放大器218、和晶體管220。晶體管202和晶體管204耦合成電流鏡。例如，在晶體管202和204采用PMOS晶體管的情況下，晶體管202和204的柵極彼此耦合，晶體管202的源極和漏極中的一個(gè)與晶體管204的源極和漏極中的一個(gè)耦合。晶體管204的柵極還與其源極和漏極中的另一個(gè)耦合。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，諸如晶體管的半導(dǎo)體器件的源極和漏極是可以互換的，并且根據(jù)實(shí)際操作情況來(lái)確定。因此，在本申請(qǐng)中描述“源極和漏極中的一個(gè)”和“源極和漏極中的另一個(gè)”。晶體管202的源極和漏極中的另一個(gè)耦合至電容器206和開(kāi)關(guān)208、210。電容器206與開(kāi)關(guān)208、電容器214并聯(lián)耦合。開(kāi)關(guān)210和開(kāi)關(guān)212串聯(lián)耦合。在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10導(dǎo)通的情況下，開(kāi)關(guān)210閉合，開(kāi)關(guān)208和212斷開(kāi)，對(duì)電容器進(jìn)行充電。在本實(shí)施例中，電容器206、電容器214和開(kāi)關(guān)210還可以稱為第一電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10導(dǎo)通的情況下進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生第一注入電壓。運(yùn)算放大器218的正輸入端被耦合成接收基準(zhǔn)電壓VKEF。運(yùn)算放大器218的負(fù)輸入端與開(kāi)關(guān)212稱合。電容器216稱合在運(yùn)算放大器218的輸出端與負(fù)輸入端之間,用作積分電容器CINT。在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10斷開(kāi)的情況下，開(kāi)關(guān)210斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)208和212閉合，從而對(duì)第一注入電壓進(jìn)行積分運(yùn)算。在本實(shí)施例，運(yùn)算放大器218、電容器216、開(kāi)關(guān)208和212還可以稱為第一開(kāi)關(guān)電容積分單元，被耦合成在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10斷開(kāi)的情況下對(duì)第一注入電壓進(jìn)行積分運(yùn)算而產(chǎn)生積分后的第一注入電壓。晶體管220與運(yùn)算放大器218的輸出端耦合。晶體管220可以是跨導(dǎo)型的。例如，在晶體管220采用NMOS晶體管的情況下，晶體管220的柵極耦合至運(yùn)算放大器218的輸出端。晶體管220的源極和漏極中的一個(gè)與晶體管204的源極和漏極中的另一個(gè)耦合，并且與晶體管204的柵極耦合。晶體管220的源極和漏極中的另一個(gè)與電容器214耦合。來(lái)自第一開(kāi)關(guān)電容積分單元的積分后的第一注入電壓通過(guò)晶體管220轉(zhuǎn)換為第一注入電流IFB。流經(jīng)晶體管202和晶體管204構(gòu)成的電流鏡結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例，晶體管220、晶體管202和晶體管204還可以稱為第一電壓-電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成將積分后的第一注入電壓轉(zhuǎn)換為第一注入電流IFB。根據(jù)本實(shí)施例的第一注入電流產(chǎn)生裝置14產(chǎn)生與占空比成反比的第一注入電流 IFB。第一注入電流Ifb可以如下等式表示Ifb — Vrep X Cf21 X( I )其中，VREF為參考電壓，CF2I為電容器206的電容，fs為開(kāi)關(guān)頻率，D為占空比。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10中的第二注入電流產(chǎn)生裝置18的示意性結(jié)構(gòu)圖。類似地，此處的第二注入電流產(chǎn)生裝置18的具體結(jié)構(gòu)和描述是示例性的，而非對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，第二注入電流產(chǎn)生裝置18可以采用各種其它結(jié)構(gòu)，只要能夠產(chǎn)生本公開(kāi)所要求的作為指數(shù)電流的注入電流即可。如圖所示，第二注入電流產(chǎn)生裝置18包括電壓跟隨器303、電阻器301、電阻器302、電阻器304、開(kāi)關(guān)306、電容器308、和晶體管310。例如，電壓跟隨器303的正輸入端被耦合成接收來(lái)自第一注入電流產(chǎn)生裝置14的第一注入電流IFB。作為示例，電壓跟隨器303可以被耦合成從第一注入電流產(chǎn)生裝置14的晶體管220的源極和漏極中的一個(gè)接收第一注入電流IFB。電阻器301耦合至電壓跟隨器303的正輸入端。電壓跟隨器303的輸出端與其負(fù)輸入端耦合。電阻器302耦合至電壓跟隨器303的輸出端。電阻器302與電阻器304串聯(lián)耦合。電阻器304與電容器308的一端串聯(lián)耦合。開(kāi)關(guān)306耦合在電阻器302和電阻器304之間的節(jié)點(diǎn)與電容器308的另一端之間。晶體管310可以是跨導(dǎo)型的，其柵極與電容器308的一端耦合，晶體管310的源極和漏極中的一個(gè)與電容器308的另一端耦合。晶體管310的源極和漏極中的另一個(gè)耦合成輸出第二注入電流Iin_t。作為示例，晶體管310的源極和漏極中的另一個(gè)可以與第一注入電流產(chǎn)生裝置14的晶體管204的源極和漏極中的一個(gè)耦合。在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10斷開(kāi)的情況下，開(kāi)關(guān)306斷開(kāi)，利用來(lái)自第一注入電流產(chǎn)生裝置14的第一注入電流Ifb對(duì)電容器308進(jìn)行充電。在本實(shí)施例中，電壓跟隨器303、電阻器301、電阻器302、電阻器304、電容器308、和開(kāi)關(guān)306還可以稱為第二電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10導(dǎo)通的情況下進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生第二注入電壓。在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10導(dǎo)通的情況下，開(kāi)關(guān)306閉合，利用所產(chǎn)生的第二注入電壓進(jìn)行放電操作。由此，將第二注入電壓轉(zhuǎn)換為第二注入電流Iin_t，并從晶體管310輸出。在本 實(shí)施例中，晶體管310還可以稱為第二電壓-電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器10導(dǎo) 通的情況下進(jìn)行放電操作而將第二注入電壓轉(zhuǎn)換為第二注入電流Iin_t。 根據(jù)本實(shí)施例的第二注入電流產(chǎn)生裝置18產(chǎn)生作為指數(shù)電流的第二注入電流 IinJecto第二注入電流Iinjeet可以如下等式表示
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，包括模式轉(zhuǎn)換裝置，被配置為根據(jù)占空比轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式，使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器能夠以包括電流模式和電壓模式的混合控制模式工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換裝置被配置為使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器隨著所述占空比的降低從以電流模式工作轉(zhuǎn)換為以電壓模式工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換裝置被配置在所述占空比不大于預(yù)定閾值的情況下使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器以電壓控制模式工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述預(yù)定閾值根據(jù)所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期和在電流模式下的最小導(dǎo)通時(shí)間而確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，所述模式轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步包括電流感測(cè)裝置，被配置為產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)；斜坡補(bǔ)償裝置，被配置為產(chǎn)生與占空比相關(guān)的斜坡電壓信號(hào)；和求和裝置，被耦合為對(duì)所述斜坡電壓信號(hào)和所述電流感測(cè)信號(hào)求和，并且，所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器還包括誤差放大器，被耦合成接收基準(zhǔn)電壓信號(hào)并輸出用于與采樣控制信號(hào)進(jìn)行比較的比較電壓信號(hào)；比較裝置，被耦合為將所述求和裝置所求和的信號(hào)作為所述采樣控制信號(hào)與所述比較電壓信號(hào)比較，并且，所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器被配置為根據(jù)所述比較裝置的比較結(jié)果調(diào)節(jié)其輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述電流感測(cè)裝置被配置為設(shè)置電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間，使得所述建立時(shí)間相對(duì)于電流模式控制變緩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述斜坡補(bǔ)償裝置進(jìn)一步包括基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生針對(duì)所述電流模式的基礎(chǔ)斜坡補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)；第一注入電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生數(shù)值與所述占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào);電流組合裝置，被配置為對(duì)所述基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和所述第一注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及電流_電壓轉(zhuǎn)換裝置，被耦合成利用來(lái)自所述電流組合裝置的所組合的信號(hào)產(chǎn)生所述斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述斜坡補(bǔ)償裝置進(jìn)一步包括基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生針對(duì)所述電流模式的基礎(chǔ)斜坡補(bǔ)償?shù)碾娏餍盘?hào);第一注入電流產(chǎn)生裝置，被配置為產(chǎn)生數(shù)值與所述占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào);第二注入電流產(chǎn)生裝置，被配置為通過(guò)利用所述第一注入電流信號(hào)進(jìn)行充放電操作產(chǎn)生作為指數(shù)電流的第二注入電流信號(hào)；以及電流組合裝置，被配置為對(duì)所述基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和所述第二注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及電流_電壓轉(zhuǎn)換裝置，被耦合成利用來(lái)自所述電流組合裝置的所組合的信號(hào)產(chǎn)生所述斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述基礎(chǔ)補(bǔ)償電流產(chǎn)生裝置進(jìn)一步包括 基礎(chǔ)電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器斷開(kāi)的情況下進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生基礎(chǔ)電壓； 基礎(chǔ)開(kāi)關(guān)電容積分單元，被耦合成在所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器導(dǎo)通的情況下對(duì)所述基礎(chǔ)電壓進(jìn)行積分運(yùn)算而產(chǎn)生積分后的基礎(chǔ)電壓； 基礎(chǔ)電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成將所述積分后的基礎(chǔ)電壓轉(zhuǎn)換為所述基礎(chǔ)補(bǔ)償電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第一注入電流產(chǎn)生裝置進(jìn)一步包括 第一電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器導(dǎo)通的情況下進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生第一注入電壓； 第一開(kāi)關(guān)電容積分單元，被耦合成在所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器斷開(kāi)的情況下對(duì)所述第一注入電壓進(jìn)行積分運(yùn)算而產(chǎn)生積分后的第一注入電壓； 第一電壓-電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成將所述積分后的第一注入電壓轉(zhuǎn)換為所述第一注入電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述第二注入電流產(chǎn)生裝置進(jìn)一步包括 第二電流-電壓轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器斷開(kāi)的情況下利用所述第一注入電流進(jìn)行充電操作而產(chǎn)生第二注入電壓； 第二電壓-電流轉(zhuǎn)換單元，被耦合成在所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器導(dǎo)通的情況下利用所述第二注入電壓進(jìn)行放電操作而將所述第二注入電壓轉(zhuǎn)換為所述第二注入電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，其中，所述電流感測(cè)裝置進(jìn)一步被配置為 檢測(cè)高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)和低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)； 將高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間設(shè)置為不大于低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的消隱時(shí)間； 在占空比大于所述預(yù)定閾值的情況下采用高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生過(guò)流且持續(xù)到所設(shè)置的高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間的情況下，進(jìn)入打嗝模式；以及 在占空比不大于所述預(yù)定閾值的情況下采用低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生具有突波時(shí)間的過(guò)流的情況下，進(jìn)入打嗝模式。
13.—種開(kāi)關(guān)電源,被配置為根據(jù)輸入電壓產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，包括如權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所述的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器。
14.一種開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制方法，包括 執(zhí)行開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的混合控制模式，所述混合控制模式包括電流模式和電壓模式，以及 根據(jù)所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的占空比轉(zhuǎn)換所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式， 其中，在占空比大于預(yù)定閾值的情況下使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器以電流控制模式工作；并且 在占空比不大于所述預(yù)定閾值的情況下使得所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器以電壓控制模式工作。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述預(yù)定閾值根據(jù)所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期和在電流模式下的最小導(dǎo)通時(shí)間而確定。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，根據(jù)占空比轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)；產(chǎn)生與占空比相關(guān)的斜坡電壓信號(hào)；對(duì)所述斜坡補(bǔ)電壓信號(hào)和所述電流感測(cè)信號(hào)求和；以及通過(guò)所求和的信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制模式的轉(zhuǎn)換。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括設(shè)置電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間，使得所述建立時(shí)間相對(duì)于電流模式控制變緩。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生斜坡電壓信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生針對(duì)所述電流模式的補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)斜坡電流信號(hào)；產(chǎn)生與數(shù)值所述占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào)；對(duì)所述基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和所述第一注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及利用所組合的信號(hào)產(chǎn)生所述斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生斜坡電壓信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生針對(duì)所述電流模式的補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)斜坡電流信號(hào)；產(chǎn)生數(shù)值與所述占空比基本成反比的第一注入電流信號(hào)；通過(guò)利用所述第一注入電流信號(hào)進(jìn)行充放電操作產(chǎn)生作為指數(shù)電流的第二注入電流信號(hào);對(duì)所述基礎(chǔ)補(bǔ)償電流信號(hào)和所述第二注入電流信號(hào)進(jìn)行組合；以及通過(guò)利用所組合的信號(hào)產(chǎn)生所述斜坡補(bǔ)償電壓信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括檢測(cè)高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)和低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)；將高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間設(shè)置為不大于低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的消隱時(shí)間；在占空比大于所述預(yù)定閾值的情況下采用高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生過(guò)流且持續(xù)到所設(shè)置的高側(cè)電流感測(cè)信號(hào)的建立時(shí)間的情況下，進(jìn)入打嗝模式；以及在占空比不大于所述預(yù)定閾值的情況下采用低側(cè)電流感測(cè)信號(hào)，并在產(chǎn)生具有突波時(shí)間的過(guò)流的情況下，進(jìn)入打嗝模式。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例可以涉及開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器及其控制方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器試圖采用混合模式控制。為電流感測(cè)信號(hào)添加斜坡電壓信號(hào)，在小占空比下斜坡電壓信號(hào)相對(duì)于電流信息占據(jù)主導(dǎo)地位。本公開(kāi)的基于峰值電流模式的混合模式控制具有較佳的動(dòng)態(tài)性能。此外，能夠改進(jìn)抗噪性。
文檔編號(hào)H02M3/156GK102946195SQ201110232548
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者朱志杰, 王朗圓, 姚蘇毅, 虞海燕 申請(qǐng)人:美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司