專(zhuān)利名稱(chēng)：用于防止低占空比操作中控制器引發(fā)的脈沖跳過(guò)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電壓調(diào)節(jié)器，更具體地涉及包含PWM調(diào)制器的電壓調(diào)節(jié)器，其中該P(yáng)WM調(diào)制器在低占空比操作中通過(guò)所產(chǎn)生的PWM控制信號(hào)來(lái)防止脈沖跳過(guò)(pulse skipping)。背景具有占空比控制的模擬電壓調(diào)節(jié)器控制器產(chǎn)生經(jīng)脈寬調(diào)制的(PWM)輸出，該P(yáng)WM輸出驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的功率級(jí)的開(kāi)關(guān)晶體管，所述電壓調(diào)節(jié)器將輸入電壓轉(zhuǎn)換成經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。模擬電壓調(diào)節(jié)器控制器通過(guò)將控制輸入提供給PWM調(diào)制器而產(chǎn)生PWM信號(hào)。典型的PWM調(diào)制器由PWM比較器構(gòu)成。PWM比較器通過(guò)將控制信號(hào)與鋸齒斜坡電壓波形比較而產(chǎn)生PWM輸出控制信號(hào)。在低占空比操作中，控制信號(hào)(通常是誤差放大器的輸出)將工作在鋸齒波形的底部附近。在這種工作模式下，由于控制信號(hào)中的不理想波形、切換脈動(dòng)(switching ripple)以及模擬電路中可能存在的非線性，PWM調(diào)制器可能跳過(guò)PWM脈沖。脈沖跳過(guò)會(huì)造成可能違反電壓調(diào)節(jié)規(guī)范并同時(shí)導(dǎo)致不穩(wěn)定操作的較高輸出電壓脈動(dòng)。ー種能夠提供阻止控制信號(hào)工作在調(diào)制器斜坡底部附近的可變調(diào)制的斜坡特征并防止脈沖跳過(guò)的實(shí)施方式將是合需的。概述如本文披露和描述的那樣，本發(fā)明的ー個(gè)方面包括ー種裝置，該裝置包括響應(yīng)于輸入電壓和驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器。誤差放大器響應(yīng)于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓以及基準(zhǔn)電壓生成誤差電壓信號(hào)。PWM調(diào)制器響應(yīng)于誤差電壓信號(hào)、斜坡電壓以及基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)產(chǎn)生PWM控制信號(hào)。PWM調(diào)制器在低占空比狀態(tài)下防止所產(chǎn)生的PWM控制信號(hào)中的脈沖跳過(guò)。驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于PWM控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。


為了更全面地理解，現(xiàn)參照下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，在附圖中圖I示出根據(jù)本公開(kāi)的產(chǎn)生PWM信號(hào)的調(diào)制器；圖2示出包含可變高通濾波器的電壓調(diào)節(jié)器和控制器的實(shí)現(xiàn)；圖3示出用于補(bǔ)償圖I的PWM調(diào)制器的環(huán)路增益的方式的第一實(shí)施例；
圖4示出用于補(bǔ)償與圖I的PWM調(diào)制器關(guān)聯(lián)的環(huán)路增益的替代實(shí)施例；圖5示出用于補(bǔ)償圖I的PWM調(diào)制器所使用的環(huán)路增益的方式的又一實(shí)施例；以及圖6示出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例包括具有圖1-5的開(kāi)關(guān)電路的電子/電氣電路的電子/電氣系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記用來(lái)指代相同的元件，解說(shuō)和描述了用于防止在低占空比操作中控制器引發(fā)的脈沖跳過(guò)的系統(tǒng)和方法的多個(gè)視圖和實(shí)施例，還描述了其它可能的實(shí)施例。這些附圖不一定是按比例繪制的，而且僅為說(shuō)明目的起見(jiàn)，在某些實(shí)例中有幾處已將附圖放大和/或簡(jiǎn)化。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解基于以下可行實(shí)施例的示例的許多可能的應(yīng)用和變型。具有占空比控制的模擬電壓調(diào)節(jié)器控制器產(chǎn)生經(jīng)脈寬調(diào)制的(PWM)輸出，該P(yáng)WM輸出驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的功率級(jí)的開(kāi)關(guān)晶體管，所述電壓調(diào)節(jié)器將輸入電壓轉(zhuǎn)換成經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。模擬電壓調(diào)節(jié)器控制器通過(guò)將控制輸入提供給PWM調(diào)制器而產(chǎn)生PWM信號(hào)。典型的PWM調(diào)制器由PWM比較器構(gòu)成。PWM比較器通過(guò)將控制信號(hào)與鋸齒斜坡電壓波形比較而產(chǎn)生PWM輸出控制信號(hào)。在低占空比操作中，控制信號(hào)(通常是誤差放大器的輸出)將工作在鋸齒波形的底部附近。在這種工作模式下，由于控制信號(hào)中的不理想波形、切換脈動(dòng)以及模擬電路中可能存在的非線性，PWM調(diào)制器可能跳過(guò)PWM脈沖。脈沖跳過(guò)會(huì)造成可能違反電壓調(diào)節(jié)規(guī)范并同時(shí)導(dǎo)致不穩(wěn)定操作的較高輸出電壓脈動(dòng)。下面的實(shí)現(xiàn)使用一種調(diào)制器，該調(diào)制器提供將阻止控制信號(hào)工作在調(diào)制器斜坡底部附近并防止脈沖跳過(guò)的可變調(diào)制器斜坡特征。另外，用于補(bǔ)償由可變調(diào)制器斜坡特征產(chǎn)生的可變調(diào)制器増益的方法維持電壓調(diào)節(jié)器的理想動(dòng)態(tài)性能?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖1，圖I示出ー種PWM調(diào)制器100的方框圖，該P(yáng)WM調(diào)制器100限制或消除電壓調(diào)節(jié)器中的脈沖跳過(guò)事件。第一比較器102在其非反相輸入處接收斜坡電壓信號(hào)v_—EAMP。信號(hào)設(shè)定穩(wěn)態(tài)PWM切換頻率。當(dāng)該向下斜坡信號(hào)越過(guò)并低于VCOMP吋，PWM信號(hào)被導(dǎo)通。第一比較器102在其非反相輸入處另行接收誤差電壓信號(hào)νωΜΡ。比較器102的輸出被提供給脈沖發(fā)生電路104，該脈沖發(fā)生電路響應(yīng)于比較器102的輸出去往邏輯“高”電平而產(chǎn)生輸出脈沖。脈沖發(fā)生電路104的輸出連接于SR鎖存器106的S輸入。誤差電壓Votp也被施加于求和電路108的第一輸入。求和電路108的另ー輸入接收電流感測(cè)信號(hào)Ki X Iaveragetj該電流感測(cè)信號(hào)包括來(lái)自電流感測(cè)電路220 (圖2)的電流感測(cè)信號(hào)。通過(guò)求和電路108從誤差信號(hào)V·減去該電流感測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生信號(hào)Votpiij新信號(hào)Votpi被提供給第二比較器110的反相輸入。第二比較器110的非反相輸入接收在節(jié)點(diǎn)112產(chǎn)生的信號(hào)VUP—_。當(dāng)PWM信號(hào)導(dǎo)通吋，該Vup eamp信號(hào)開(kāi)始充電。當(dāng)Vup eamp信號(hào)越過(guò)并高于信號(hào)VCOMPl吋，PWM信號(hào)截止。Vup _是主斜坡信號(hào)，它確定控制信號(hào)COMP在何處エ作。因此，當(dāng)1/VREF乘數(shù)乘以標(biāo)稱(chēng)UP_RAMP轉(zhuǎn)換速率(Iupkamp _)吋，以下所討論的RAMP信號(hào)可被視為Vup eamp,因?yàn)榫褪荝AMP信號(hào)與1/VREF相乗。比較器110的輸出被提供給SR鎖存器106的R輸入。在節(jié)點(diǎn)112產(chǎn)生的Vup kamp信號(hào)是響應(yīng)于電流源114產(chǎn)生的，該電流源114響應(yīng)于電流控制信號(hào)Ibauice源入節(jié)點(diǎn)112。電流源114額外地響應(yīng)于乘法器電路116的輸出。乘
法器電路116將Iupeamp mi控制信號(hào)和基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)「相乗。Iupeamp n0M控制信號(hào)設(shè)定VUP—
RAMP信號(hào)的標(biāo)稱(chēng)電壓轉(zhuǎn)換速率。為了增大Vup kmp信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換速率，將標(biāo)稱(chēng)電流IUPEAMP—M控制信號(hào)乘以1/VKEF。這校正了 Vup kamp信號(hào)轉(zhuǎn)換速率以將Votp保持在同一控制信號(hào)電壓下。這些信號(hào)中的每ー個(gè)被施加于乘法器電路116并且乘法器電路的輸出作為又ー控制信
號(hào)被提供給電流源114。信號(hào)·^一是所產(chǎn)生的増益信號(hào)，該增益信號(hào)與標(biāo)稱(chēng)向上斜坡轉(zhuǎn)換
速率(1臟擊)相乗。隨著Vkef下降，標(biāo)稱(chēng)向上斜坡轉(zhuǎn)換速率將增加以將誤差電壓COMP信 號(hào)維持在基準(zhǔn)電壓工作范圍內(nèi)的同一 DC電平。因此，誤差電壓信號(hào)將充分地工作在調(diào)制器RAMP信號(hào)底部上方，即使在低占空比操作中亦是如此。這允許電壓調(diào)節(jié)器避免脈沖跳過(guò)情況。該電路限制或防止由于噪聲和其它非理想性而產(chǎn)生的錯(cuò)誤脈沖跳過(guò)。這發(fā)生在低占空比操作中，其中噪聲可將COMP信號(hào)推動(dòng)到斜坡底部周?chē)?。在從關(guān)聯(lián)的電壓調(diào)節(jié)器提供的輸出電壓工作在非常接近施加于PWM調(diào)制器100的斜坡信號(hào)的最小電壓電平的點(diǎn)的情形下，低占空比操作發(fā)生。當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓脈動(dòng)落在可接受窗限之外時(shí)，脈沖跳過(guò)問(wèn)題可能發(fā)生在PWM調(diào)制器100的輸出處。該電路在需要脈沖跳過(guò)以維持電壓調(diào)節(jié)的真實(shí)情形下不應(yīng)阻止脈沖跳過(guò)。真實(shí)脈沖跳過(guò)導(dǎo)致COMP信號(hào)落到斜坡的底部之下?？勺冃逼码妷簩⑹箍刂菩盘?hào)維持在基準(zhǔn)電壓范圍內(nèi)的同一 DC電平。電容器118連接在節(jié)點(diǎn)112和地面之間。開(kāi)關(guān)120響應(yīng)于SR鎖存器106的&輸出，并當(dāng)開(kāi)關(guān)閉環(huán)時(shí)將節(jié)點(diǎn)112連接于地面。在一替代實(shí)施例中，與其在所有情形下將倒數(shù)基準(zhǔn)電壓1/VKEF應(yīng)用于乘法器116，倒不如僅當(dāng)輸出電壓低于一些臨界閾值電平時(shí)才應(yīng)用1/VKEF的值。因此，Vkef存在臨界點(diǎn)，在該臨界點(diǎn)，當(dāng)輸出電壓低于電壓電平N時(shí),施加于Iupeampjoi的增益將是1/VKEF,而在輸出電壓高于電壓電平N的任何時(shí)候,施加于IUPEAmp—μ的增益為I?？砂葱柽x擇N的電壓值。較快的斜坡轉(zhuǎn)換速率將減小調(diào)制器100的總增益。為了補(bǔ)償減小的調(diào)制器増益，將可變高通濾波器插入到誤差放大器和PWM調(diào)制器100之間。這將在下文中更全面地討論。可變?cè)鲆娓咄V波器可包括數(shù)種不同配置，如圖3、圖4和圖5中更全面闡述的那樣?？勺?br> 増益高通濾波器的增益將等干^"。誤差電壓信號(hào)將保持在同一 DC電壓電平，而不會(huì)使動(dòng)
態(tài)響應(yīng)降級(jí)?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖2，圖中示出針對(duì)圖I描述的調(diào)制器100的方框圖，該調(diào)制器100具有插入到誤差放大器214和調(diào)制器100之間的可變?cè)鲆娓咄V波器204。通過(guò)將可變?cè)鲆娓咄V波器204插入到誤差放大器214和調(diào)制器100之間，由調(diào)制器100內(nèi)的較快斜坡轉(zhuǎn)換速率造成的增益減小由濾波器204補(bǔ)償。誤差電壓信號(hào)將保持在同一 DC電壓而不會(huì)使調(diào)制器100的動(dòng)態(tài)響應(yīng)降級(jí)。輸入電壓Vin被施加于輸入電壓節(jié)點(diǎn)202。第一開(kāi)關(guān)晶體管205的漏極/源極路徑連接在節(jié)點(diǎn)202和節(jié)點(diǎn)206之間。第二開(kāi)關(guān)晶體管208的漏極/源極路徑連接在節(jié)點(diǎn)206和地面之間。開(kāi)關(guān)晶體管205和208中的每ー個(gè)的柵極被連接以從驅(qū)動(dòng)器電路210接收控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器電路響應(yīng)于來(lái)自PWM調(diào)制器200的PWM控制信號(hào)產(chǎn)生對(duì)晶體管205的驅(qū)動(dòng)信號(hào)QU以及對(duì)晶體管208的驅(qū)動(dòng)信號(hào)QL。ニ極管仿真是通過(guò)當(dāng)負(fù)載電流被檢測(cè)為零時(shí)截止下端FET、第二開(kāi)關(guān)晶體管208來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)ー步包括連接在節(jié)點(diǎn)206和節(jié)點(diǎn)218之間的電感器216。電流傳感器220在節(jié)點(diǎn)218監(jiān)測(cè)流過(guò)電感器216的電流并在節(jié)點(diǎn)222產(chǎn)生Idkot電流感測(cè)信號(hào)至誤差放大器214的反相輸入。電容器224連接在節(jié)點(diǎn)218和地面之間。經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓Vtot從節(jié)點(diǎn)218提供。在節(jié)點(diǎn)218通過(guò)由電阻器226、228和電容器230構(gòu)成的RC電路監(jiān)測(cè)輸出電壓V·。電阻器226連接在節(jié)點(diǎn)218和節(jié)點(diǎn)222之間。與電阻器226并聯(lián)的是電阻器228和電容器230在節(jié)點(diǎn)222和節(jié)點(diǎn)218之間的串聯(lián)。誤差放大器214將監(jiān)測(cè)的輸出電壓Vott與基準(zhǔn)電壓Vkef比較，所述基準(zhǔn)電壓Vkef被施加于誤差放大器214的非反相輸入。反饋信號(hào)被提供在誤差放大器214的輸出和誤差放 大器214的由電容器232、234及電阻器236構(gòu)成的非反相輸入之間。電容器234連接在誤差放大器214的輸出和節(jié)點(diǎn)222處的非反相輸入之間。與電容器234并聯(lián)的是電容器232和電阻器236的串聯(lián)?？勺?cè)鲆娓咄V波器204可以任何數(shù)量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些實(shí)現(xiàn)中的若干實(shí)現(xiàn)結(jié)合圖3-5示出。在圖3的實(shí)施例中，可變?cè)鲆娓咄V波器204包括放大器304，該放大器304的非反相輸入被連接以從誤差放大器214接收誤差電壓信號(hào)(COMP)。放大器304的反相輸入連接于節(jié)點(diǎn)306。可變反饋電阻器308連接在放大器304的輸出和節(jié)點(diǎn)306處的反相輸入之間?？勺冸娮杵鞯闹凳歉鶕?jù)等式(1/VKEF_1) XRhpf2建立的。電阻器310和電容器312串聯(lián)在節(jié)點(diǎn)306和地面之間?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖4，圖4示出實(shí)現(xiàn)在電壓調(diào)節(jié)器中的可變?cè)鲆娓咄V波器的第二實(shí)施例。在該實(shí)施例中，可變?cè)鲆娓咄V波器204包括求和電路402，該求和電路402具有連接于節(jié)點(diǎn)404的第一輸入以及連接于放大器406的輸出的第二輸入。電容器408連接在節(jié)點(diǎn)404和地面之間。電阻器410連接在節(jié)點(diǎn)404和節(jié)點(diǎn)412之間。節(jié)點(diǎn)412連接于誤差放大器214的輸出以接收誤差電壓信號(hào)。電容器414連接在節(jié)點(diǎn)412和節(jié)點(diǎn)416之間。電阻器
418連接在節(jié)點(diǎn)416和地面之間。放大器406的輸入連接于節(jié)點(diǎn)416。放大器406接收「
的控制輸入。求和電路402的輸出連接于PWM調(diào)制器100的輸入。參照?qǐng)D5示出第三實(shí)施例。圖5的實(shí)現(xiàn)包括求和電路502，其輸出對(duì)PWM調(diào)制器100提供輸入。求和電路502的第一輸入連接于節(jié)點(diǎn)504。節(jié)點(diǎn)504被連接以從誤差放大器214的輸出接收誤差電壓信號(hào)。電容器506連接在節(jié)點(diǎn)504和節(jié)點(diǎn)508之間。電阻器510連接在節(jié)點(diǎn)508和地面之間。求和電路502的第二輸入連接于放大器512的輸出。放大器
512的輸入連接于節(jié)點(diǎn)508，并且放大器512也接收控制信號(hào)·^一作為控制輸入。p一
-I信號(hào)包括用于放大器512的增益控制信號(hào)。通過(guò)利用調(diào)制器100內(nèi)的可變向上斜坡轉(zhuǎn)換速率以及可變?cè)鲆娓咄V波器204，COMP電壓在輸出電壓范圍內(nèi)保持平坦。當(dāng)包括可變?cè)鲆娓咄V波器204吋，瞬變性能不存在降級(jí)。圖1-5的電路提供了用來(lái)限制或防止在低占空比操作中的控制器引發(fā)的脈沖跳過(guò)的一種簡(jiǎn)單方法。該電路也提供維持具有可變調(diào)制器増益的理想動(dòng)態(tài)性能的方式。這通過(guò)防止在低占空比操作中的脈沖跳過(guò)改善了電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)和穩(wěn)定性。該電路提供用于防止在低占空比操作下的控制器引發(fā)的跳過(guò)的ー種簡(jiǎn)單方法。提供這些能力的已有技術(shù)方案因?yàn)樵陔娐钒迳蠅埣恿擞糜诟纳频驼伎毡炔僮髦械恼{(diào)節(jié)的器件而增加了電壓調(diào)節(jié)器的BOM成本。根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器和相關(guān)電路可具體化為多種不同類(lèi)型的電子設(shè)備和系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理以及エ業(yè)系統(tǒng)和設(shè)備。更具體地，一些應(yīng)用可包括但不局限干，CPU功率調(diào)節(jié)器、芯片調(diào)節(jié)器、負(fù)載功率點(diǎn)調(diào)節(jié)器和存儲(chǔ)器調(diào)節(jié)器。圖6是ー種電子/電氣系統(tǒng)600的方框圖，該電子/電氣系統(tǒng)600包括電子/電氣電路/設(shè)備602，電子/電氣電路/設(shè)備602包括結(jié)合圖1-5描述的電壓調(diào)節(jié)電路604。電子/電氣電路/設(shè)備602包括用于執(zhí)行給定系統(tǒng)所需的各種功能的電路，例如在電子系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的情形下執(zhí)行具體軟件以執(zhí)行特定計(jì)算或任務(wù)。另外，電子/電氣系統(tǒng)600可包括ー個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備606,例如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)或觸摸板,所述輸入設(shè)備606稱(chēng)合于電子電路/設(shè)備602 以使操作者與系統(tǒng)交互。典型地，電子/電氣系統(tǒng)600也包括耦合于電子/電氣電路/設(shè)備602的ー個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備608,該輸出設(shè)備一般包括例如IXD顯不器的視頻顯不器。一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備610也通常耦合于電子/電氣電路/設(shè)備602以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)介質(zhì)檢取數(shù)據(jù)。典型的存儲(chǔ)設(shè)備610的示例包括磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、磁帶盒、緊湊盤(pán)只讀(CD-ROM)和緊湊盤(pán)(CD R/W)存儲(chǔ)器以及數(shù)字視頻盤(pán)(DVD)、閃存驅(qū)動(dòng)器等等。已從本公開(kāi)中獲益的本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將會(huì)理解，這種用于防止低占空比操作下的控制器引發(fā)的脈沖跳過(guò)的系統(tǒng)和方法提供了消除電壓調(diào)節(jié)器中的脈沖跳過(guò)的系統(tǒng)和方法。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中的附圖和詳細(xì)描述應(yīng)被認(rèn)為是解說(shuō)性而不是限制性的，而且不旨在受限于所公開(kāi)的特定形式和示例。反之，如所附權(quán)利要求所限定地，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，包括的是對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的任何進(jìn)ー步修改、變化、重新排列、替換、替代物、設(shè)計(jì)選擇以及實(shí)施例。因此，g在使所附權(quán)利要求被解釋為涵蓋所有這些進(jìn)一歩修改、變化、重新排列、替換、替代物、設(shè)計(jì)選擇以及實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.ー種裝置，包括 電壓調(diào)節(jié)器，用于響應(yīng)于輸入電壓和驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓； 誤差放大器，用于響應(yīng)于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓生成誤差電壓信號(hào)； PWM調(diào)制器，用于響應(yīng)于誤差電壓信號(hào)、斜坡電壓和基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)產(chǎn)生PWM控制信號(hào); 所述PWM調(diào)制器中的控制電路，用于將施加于所述PWM調(diào)制器的誤差電壓信號(hào)維持在基準(zhǔn)電壓工作范圍內(nèi)的基本上相同的DC電壓電平下，并使誤差電壓信號(hào)保持在斜坡電壓的最小值之上；以及 驅(qū)動(dòng)器電路，用于響應(yīng)于PWM控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括可變?cè)鲆娓咄V波器，所述可變増益高通濾波器以等于基準(zhǔn)電壓倒數(shù)的増益來(lái)放大所述誤差電壓信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在干，所述可變増益高通濾波器響應(yīng)于可變?cè)鲆婵刂菩盘?hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述可變増益高通濾波器將所述誤差電壓信號(hào)維持在相同的DC電壓電平。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述PWM調(diào)制器還包括 鎖存電路，用于響應(yīng)于脈沖輸出和第一控制信號(hào)而產(chǎn)生PWM控制信號(hào)； 第一比較器，用于響應(yīng)于斜坡電壓和誤差電壓信號(hào)的第一輸出； 脈沖發(fā)生器電路，用于響應(yīng)于所述第一輸出而產(chǎn)生脈沖輸出；以及 第二比較器，用于響應(yīng)于所述誤差電壓和電流感測(cè)信號(hào)的結(jié)合與第二斜坡信號(hào)的比較而產(chǎn)生第一控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述控制電路還包括 乘法器，用于將基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)與標(biāo)稱(chēng)向上斜坡轉(zhuǎn)換速率信號(hào)相乗；以及電流源，所述電流源響應(yīng)于平衡電流和所述乘法器的輸出，在與所述電流源關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生第二 RAMP信號(hào)。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括電流傳感器，所述電流傳感器用于產(chǎn)生被施加于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的電流感測(cè)信號(hào)。
8.一種產(chǎn)生PWM控制信號(hào)的方法，包括 將斜坡電壓與誤差電壓信號(hào)比較，并響應(yīng)于此產(chǎn)生脈沖信號(hào)； 響應(yīng)于電流感測(cè)信號(hào)修正所述誤差電壓信號(hào)； 響應(yīng)于所述基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)和標(biāo)稱(chēng)向上斜坡轉(zhuǎn)換速率信號(hào)而產(chǎn)生第一電壓； 將所述經(jīng)修正的誤差電壓信號(hào)與所述第一電壓比較以產(chǎn)生第一控制信號(hào)；以及 響應(yīng)于所述脈沖信號(hào)和第一控制信號(hào)而產(chǎn)生PWM控制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生第一電壓的步驟還包括 將所述標(biāo)稱(chēng)向上斜坡轉(zhuǎn)換速率信號(hào)與所述基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)相乘以產(chǎn)生第二控制信號(hào)；以及 響應(yīng)于所述第二控制信號(hào)和電流控制信號(hào)控制電流源以產(chǎn)生第一電壓。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括 將所述PWM控制信號(hào)施加于電壓調(diào)節(jié)器；響應(yīng)于所述PWM控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)； 響應(yīng)于輸入電壓和驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)生成經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓；以及 響應(yīng)于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓和所述基準(zhǔn)電壓來(lái)產(chǎn)生誤差電壓信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括用等于所述基準(zhǔn)電壓倒數(shù)的増益來(lái)放大所述誤差電壓信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述放大還包括響應(yīng)于可變?cè)鲆婵刂菩盘?hào)來(lái)放大所述誤差電壓信號(hào)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括 響應(yīng)于流過(guò)電壓調(diào)節(jié)器的電感器的電流而產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)；以及 將所述電流感測(cè)信號(hào)施加于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括將所述誤差電壓信號(hào)維持在基準(zhǔn)電壓的工作范圍內(nèi)的相同DC電壓電平下。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括 響應(yīng)于流過(guò)電壓調(diào)節(jié)器的電感器的電流而產(chǎn)生電流感測(cè)信號(hào)；以及 將所述電流感測(cè)信號(hào)施加于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。
16.一種產(chǎn)生用于電壓調(diào)節(jié)器的PWM控制信號(hào)的PWM控制器，包括 第一輸入，用于接收誤差電壓信號(hào)； 第二輸入，用于接收斜坡電壓信號(hào)； 第三輸入，用于接收倒數(shù)基準(zhǔn)電壓； 輸出，用于提供PWM控制信號(hào)； 調(diào)制器電路，用于響應(yīng)于誤差電壓信號(hào)、斜坡電壓信號(hào)和基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)產(chǎn)生PWM控制信號(hào)；以及 控制電路，用于將施加于所述調(diào)制器電路的誤差電壓信號(hào)維持在基準(zhǔn)電壓工作范圍內(nèi)的基本相同的DC電壓電平下，并使所述誤差電壓信號(hào)保持在斜坡電壓的最小值之上。
17.如權(quán)利要求16所述的PWM控制器，其特征在于，所述調(diào)制器電路還包括 鎖存電路，用于響應(yīng)于脈沖輸出和第一控制信號(hào)而產(chǎn)生PWM控制信號(hào)； 第一比較器，用于響應(yīng)于斜坡電壓和誤差電壓信號(hào)的第一輸出； 脈沖發(fā)生器電路，用于響應(yīng)于所述第一輸出而產(chǎn)生脈沖輸出；以及第二比較器，用于響應(yīng)于所述誤差電壓和電流感測(cè)信號(hào)的結(jié)合與第二斜坡信號(hào)的比較而產(chǎn)生第一控制信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的PWM控制器，其特征在于，所述控制電路還包括 乘法器，用于將基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)與標(biāo)稱(chēng)向上斜坡轉(zhuǎn)換速率信號(hào)相乗；以及 電流源，所述電流源響應(yīng)于平衡電流和所述乘法器的輸出，在與所述電流源關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生第二 RAMP信號(hào)。
19.如權(quán)利要求16所述的PWM控制器，其特征在于，所述調(diào)制器電路以所述基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)為因子減小所述PWM調(diào)制器的増益。
20.—種系統(tǒng),包括 電壓調(diào)節(jié)器，用于響應(yīng)于輸入電壓和驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)在輸出處產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓； 誤差放大器，用于響應(yīng)于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓生成誤差電壓信號(hào)；PWM調(diào)制器，所述PWM調(diào)制器響應(yīng)于誤差電壓信號(hào)、斜坡電壓和基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)產(chǎn)生PWM控制信號(hào)； 所述PWM調(diào)制器中的控制電路，用于將施加于所述PWM調(diào)制器的誤差電壓信號(hào)保持在基準(zhǔn)電壓工作范圍內(nèi)的基本上相同的DC電壓電平下，并使所述誤差電壓信號(hào)保持在斜坡電壓的最小值之上； 驅(qū)動(dòng)器電路，用于響應(yīng)于所述PWM控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；以及 負(fù)載，所述負(fù)載耦合于所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載是從包括處理器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備的組中選取的。
全文摘要
披露了一種用于防止低占空比操作中控制器引發(fā)的脈沖跳過(guò)的系統(tǒng)和方法，其中一種響應(yīng)于輸入電壓和驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器。誤差放大器響應(yīng)于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓生成誤差電壓信號(hào)。PWM調(diào)制器響應(yīng)于誤差電壓信號(hào)、斜坡電壓和基準(zhǔn)電壓的倒數(shù)產(chǎn)生PWM控制信號(hào)。PWM調(diào)制器中的控制電路將施加于PWM調(diào)制器的誤差電壓信號(hào)保持在基準(zhǔn)電壓工作范圍內(nèi)的基本上相同的DC電壓電平下，并使誤差電壓信號(hào)保持在斜坡電壓的最小值之上；驅(qū)動(dòng)器電路響應(yīng)于PWM控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M3/156GK102684489SQ20111041204
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者E·陳, M·J·休斯敦, 裘衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:英特賽爾美國(guó)股份有限公司