專利名稱：一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器廣泛應(yīng)用于給各種各樣的電系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓源。低電源設(shè)備中(如手提電腦、手機(jī)等)電池管理尤其需要高效率的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器(例如，直流-直流變換器)。開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器把輸入直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻率電壓，然后將高頻輸出電壓進(jìn)行濾波進(jìn)而轉(zhuǎn)換成直流輸出電壓。具體的說(shuō)，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器通常由功率級(jí)電路和控制電路兩部分組成?？刂齐娐返墓δ苁窃谳斎腚妷?、內(nèi)部參數(shù)和外接負(fù)載變化時(shí)，調(diào)節(jié)功率級(jí)電路中的開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，以使開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓或者輸出電流保持恒定。因此，在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)中，控制電路的選擇和設(shè)計(jì)對(duì)于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的性能來(lái)說(shuō)是十分重要的。采用不同的檢測(cè)信號(hào)和不同的控制電路會(huì)有不同的控制效果。
現(xiàn)有技術(shù)中，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方式有很多種，基本的包括定頻控制和變頻控制。定頻控制即開(kāi)關(guān)周期恒定不變，通過(guò)調(diào)整ー個(gè)周期內(nèi)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的寬度來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，即脈沖寬度調(diào)制(PWM)。變頻控制有恒定導(dǎo)通時(shí)間、恒定關(guān)斷時(shí)間和遲滯比較控制等幾種控制方式。但是，當(dāng)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的負(fù)載發(fā)生跳變時(shí)，如負(fù)載由輕載變?yōu)橹剌d，或者由重載變?yōu)檩p載，對(duì)于現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方式而言，由于控制電路通常需要ー個(gè)誤差放大器來(lái)放大主電路輸出電壓的采樣值和參考電壓值之間的誤差，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要合適的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并且，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能由于受到系統(tǒng)帶寬的限制，響應(yīng)速度較慢，需要較長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間。參考圖1，所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的ー種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器在負(fù)載發(fā)生跳變時(shí)的工作波形圖。可見(jiàn)，在tl時(shí)刻，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的負(fù)載瞬間由輕載變?yōu)橹剌d，輸出電流Iwt瞬間由I1增加為I2 ;此時(shí)，仍為PWM控制信號(hào)對(duì)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，電感電流ら緩慢上升，輸出電壓Vrat在經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間的恢復(fù)時(shí)間后，在t2時(shí)刻緩慢恢復(fù)至正常值。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路。依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路，通過(guò)對(duì)輸出電壓的實(shí)時(shí)檢測(cè)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載跳變狀態(tài)的判斷；并且，在發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，通過(guò)另ー調(diào)節(jié)效果較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)取代穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的控制信號(hào)，來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而使開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓能夠快速恢復(fù)至期望值。依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路，包括，負(fù)載跳變判斷電路，穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路和動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路，其中，所述負(fù)載跳變判斷電路用以根據(jù)檢測(cè)到的所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓和第一電壓預(yù)設(shè)值以及第ニ電壓預(yù)設(shè)值之間的關(guān)系來(lái)判斷負(fù)載跳變狀態(tài)；當(dāng)發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，產(chǎn)生ー跳變信號(hào)；所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路用以根據(jù)所述輸出電壓和所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電壓來(lái)產(chǎn)生一穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)；所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路用以根據(jù)所述輸出電壓來(lái)產(chǎn)生ー動(dòng)態(tài)控制信號(hào)；當(dāng)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的狀態(tài)，以使所述輸出電壓快速恢復(fù)；當(dāng)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器沒(méi)有發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的狀態(tài)，維持所述輸出電壓恒定。進(jìn)ー步的，所述負(fù)載跳變判斷電路包括第一比較器和第二比較器，所述第一比較器的兩個(gè)輸入端分別接收所述輸出電壓和所述第一電壓預(yù)設(shè)值，當(dāng)所述輸出電壓小于所述第一電壓預(yù)設(shè)值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生反向負(fù)載跳變； 所述第二比較器的兩個(gè)輸入端分別接收所述輸出電壓和所述第二電壓預(yù)設(shè)值，當(dāng)所述輸出電壓大于所述第二電壓預(yù)設(shè)值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生正向負(fù)載跳變。進(jìn)ー步的，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路包括谷值判斷電路，用以接收所述輸出電壓，以在所述輸出電壓到達(dá)谷值時(shí)產(chǎn)生一谷值信號(hào)；所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路還包括峰值判斷電路，用以接收所述輸出電壓，以在所述輸出電壓到達(dá)峰值時(shí)產(chǎn)生一峰值信號(hào)。所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路還包括ー邏輯電路，用以根據(jù)接收到的所述跳變信號(hào)和所述谷值信號(hào)或者所述峰值信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)；所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)的有效狀態(tài)區(qū)間為所述跳變信號(hào)的有效狀態(tài)的起始時(shí)刻至所述谷值信號(hào)或者所述峰值信號(hào)的有效狀態(tài)的起始時(shí)刻。依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路，不需要復(fù)雜的采樣電路、邏輯和時(shí)序，僅通過(guò)對(duì)輸出電壓的檢測(cè)和判斷，井根據(jù)檢測(cè)到的輸出電壓的變化趨勢(shì)和幅度，來(lái)產(chǎn)生ー調(diào)節(jié)效果較通常的PWM控制信號(hào)強(qiáng)的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)來(lái)控制負(fù)載跳變時(shí)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而使開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓能夠快速恢復(fù)至期望值，顯著提高了開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖I所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的ー種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器在發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)的工作波形圖；圖2所示為依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路的原理框圖；圖3A所示為依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路中的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的原理框圖；圖3B所示為圖3A所示的依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路中的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的第一狀態(tài)工作波形圖；[0025]圖3C所示為圖3A所示的依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路中的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的第二狀態(tài)工作波形圖；圖4所示為依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路中的谷值判斷電路的原理框圖；圖5所示為依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路中的峰值判斷電路的原理框圖；圖6所示為依據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路中的邏輯電路的原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。本實(shí)用新型涵蓋任何在本實(shí)用新型的精髄和范圍上做的替代、修改、 等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有徹底的了解，在以下本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。參考圖2，所示為依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，以開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的功率級(jí)電路204采用降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，功率級(jí)電路204包括功率開(kāi)關(guān)管S0,整流ニ極管Dtl，輸出電感Ltl和輸出電容Ctl,其連接方式和工作原理與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述。圖2所示的依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路包括負(fù)載跳變判斷電路201，穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路202和動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路203 ;其中， 所述負(fù)載跳變判斷電路201接收所述功率級(jí)電路204的輸出電壓Vrat ；當(dāng)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的負(fù)載205發(fā)生跳變時(shí)，所述負(fù)載跳變判斷電路201產(chǎn)生ー跳變信號(hào)Sltjad ；進(jìn)ー步的，所述負(fù)載跳變判斷電路201包括第一比較器和第二比較器；所述第一比較器的兩個(gè)輸入端分別接收所述輸出電壓和第一電壓預(yù)設(shè)值，當(dāng)所述輸出電壓小于所述第一電壓預(yù)設(shè)值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生反向負(fù)載跳變，產(chǎn)生第一跳變分信號(hào)Sltjadl。所述第二比較器的兩個(gè)輸入端分別接收所述輸出電壓和第二電壓預(yù)設(shè)值，當(dāng)所述輸出電壓大于所述第二電壓預(yù)設(shè)值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生正向負(fù)載跳變，產(chǎn)生第二跳變分信號(hào)sload2。第一跳變分信號(hào)Sltjadl和第二跳變分信號(hào)Slt5ad2表征負(fù)載的不同跳變，兩者共同作為跳變信號(hào)sload。當(dāng)所述輸出電壓大于第一電壓預(yù)設(shè)值而小于第二電壓預(yù)設(shè)值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器處于穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)。這里，所述第一預(yù)設(shè)值可以選擇為所述開(kāi)關(guān)型變換器的期望輸出電壓的90% — 95%。所述第一預(yù)設(shè)值可以選擇為所述開(kāi)關(guān)型變換器的期望輸出電壓的105%—
110% ο所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路202與所述負(fù)載跳變判斷電路201連接，以接收所述跳變信號(hào)SlMd，輸出電壓Vtjut和一基準(zhǔn)電壓VMf ；當(dāng)所述負(fù)載204沒(méi)有發(fā)生負(fù)載跳變吋，即跳變信號(hào)Sltjad無(wú)效時(shí)，所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路202根據(jù)所述輸出電Vwt和所述基準(zhǔn)電壓Vref，產(chǎn)生ー穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)Vetri s來(lái)控制所述功率級(jí)電路204的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以保證所述功率級(jí)電路204的輸出電壓Vtjut與所述基準(zhǔn)電壓VMf相等。所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路203與所述負(fù)載跳變判斷電路201連接，以接搜所述跳變信號(hào)Sltjad和輸出電壓Vtjut ;當(dāng)所述負(fù)載206發(fā)生負(fù)載跳變吋，即跳變信號(hào)Sltjad有效時(shí)，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路203根據(jù)所述輸出電壓Vtjut產(chǎn)生ー動(dòng)態(tài)控制信號(hào)Vetal t來(lái)控制所述功率級(jí)電路204的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以使所述功率級(jí)電路204的輸出電壓Vwt快速恢復(fù)至所述基準(zhǔn)電壓VMf ;此時(shí)，所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)Vrfri s不對(duì)功率級(jí)電路204進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。圖2所示的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路還可以包括選擇電路206，其分別接收跳變信號(hào)SlMd，穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)Vrtrt s和動(dòng)態(tài)控制信號(hào)Vrtrt t ;當(dāng)所述跳變信號(hào)Sltjad無(wú)效時(shí)，穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)V-—s傳遞至功率級(jí)電路204 ;當(dāng)所述跳變信號(hào)Sltjad有效時(shí)，動(dòng)態(tài)控制信號(hào)Vml t傳遞至功率級(jí)電路204。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，所述選擇電路可以為任何合適形式的電路，如包括由所述跳變信號(hào)も_控制的第一開(kāi)關(guān)SI和由所述跳變信號(hào)Sltjad的非信號(hào)&控制的第二開(kāi)關(guān)S2。所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路202可以為PWM控制電路，恒定時(shí)間控制電路或者任何合適的控制電路；所述功率級(jí)電路204可以為降壓型，升壓型，降壓-升壓型或者任何合適形式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？梢?jiàn)，采用圖2所示的依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路，通過(guò)對(duì)輸出電壓的檢測(cè)和判斷，井根據(jù)檢測(cè)到的輸出電壓的變化趨勢(shì)和幅度，來(lái)產(chǎn)生ー調(diào)節(jié) 效果較通常的PWM控制信號(hào)強(qiáng)的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)來(lái)控制負(fù)載跳變時(shí)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而使開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓能夠快速恢復(fù)至期望值，顯著提高了開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。參考圖3A，所示為依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路包括谷值判斷電路301，峰值判斷電路302和ー邏輯電路303。其中，谷值判斷電路301包括第一輸出電壓采樣電路304，第一電容電壓保持電路305和第一比較電路306 ；峰值判斷電路302包括第二輸出電壓采樣電路307，第二電容電壓保持電路308和第二比較電路309。在工作過(guò)程中，第一輸出電壓采樣電路304接收開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓V-，以獲得ー表征所述輸出電壓Vtjut的正值的第一米樣電壓Vsamplel ;然后第一電容電壓保持電路305接收第一采樣電壓Vsamplel和跳變信號(hào)Sltjad (如第一跳變分信號(hào)Sltjadl)，當(dāng)跳變信號(hào)Sltjad有效時(shí)，所述第一采樣電壓Vsamplel對(duì)所述電容電壓保持電路305中的電容進(jìn)行充電；當(dāng)所述跳變信號(hào)Sltjad無(wú)效吋，所述電容電壓保持電路305中的電容進(jìn)行放電，以在所述電容的第一端產(chǎn)生第一電容電壓Vcl ;在跳變信號(hào)Sltjad有效狀態(tài)區(qū)間內(nèi)，第一電容電壓Vcl跟隨第一米樣電壓Vsamplel;因此，由于電容對(duì)電壓的保持作用，當(dāng)?shù)谝徊蓸与妷篤samplel到達(dá)谷值后，第一電容電壓Vel將會(huì)大于第一米樣電壓Vsamplel,從而檢測(cè)到了第一米樣電壓Vsamplel的谷值，即輸出電壓Vtjut的谷值； 第一比較電路306分別接收第一電容電壓Vel和第一采樣電壓Vsamplel，在到達(dá)第一米樣電壓Vsamplel的谷值后,第一比較電路306的輸出通過(guò)一反相器產(chǎn)生谷值信號(hào)Vvalley?；诨鞠嗤墓ぷ髟?，第二輸出電壓采樣電路307接收開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓Vrat,以獲得一表征所述輸出電壓Vrat的第二采樣電壓Vsample2 ;然后第二電容電壓保持電路308接收第二采樣電壓Vsamplel和跳變信號(hào)Sltjad (如第二跳變信號(hào)SlMd2)，當(dāng)跳變信號(hào)SlMd有效時(shí)，所述第二采樣電壓Vsample2對(duì)所述電容電壓保持電路308中的電容進(jìn)行充電；當(dāng)所述跳變信號(hào)も-無(wú)效時(shí)，電容電壓保持電路308中的電容進(jìn)行放電，以在所述電容的第一端產(chǎn)生第二電容電壓\2 ;在跳變信號(hào)Sltjad有效狀態(tài)區(qū)間內(nèi)，第二電容電壓\2跟隨第一采樣電壓Vsample2 ;因此，由于電容對(duì)電壓的保持作用，當(dāng)?shù)诙蓸与妷篤sample2到達(dá)峰值后，第二電容電壓\2將會(huì)大于第二采樣電壓Vsamplが從而檢測(cè)到了第二采樣電壓Vsample2的峰值，即輸出電壓Vtjut的峰值；第二比較電路309分別接收第二電容電壓Ve2和第二采樣電壓Vsample2，在到達(dá)第二米樣電壓Vsample2的峰值后,第二比較電路306的輸出作為峰值信號(hào)Vpeak。以下結(jié)合圖3B所示的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路中的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的第ー狀態(tài)工作波形圖以及圖3C所示的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路中的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的第二狀態(tài)工作波形圖，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明采用圖3A所示的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的工作原理。在圖3B中，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的負(fù)載在tQ時(shí)刻由輕載變?yōu)橹剌d，即發(fā)生反向負(fù)載跳變，輸出電流し瞬間由I1上升至I2 ;輸出電壓Vwt開(kāi)始下降，當(dāng)在h時(shí)刻，輸出電壓Vwt下 降至第一電壓預(yù)設(shè)值Vthl時(shí)，跳變信號(hào)Sltjad (第一跳變分信號(hào)Sltjadl)由高電平變?yōu)榈碗娖?，?dòng)態(tài)控制信號(hào)Vmu由低電平變?yōu)楦唠娖?，電感電流開(kāi)始上升；此時(shí)，穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)Vrfrts不動(dòng)作；然后判斷輸出電壓Vtjut何時(shí)到達(dá)谷值；在t2時(shí)刻，輸出電壓Vtjut達(dá)到谷值，此吋，谷值信號(hào)Vvalley由低電平變?yōu)楦唠娖?；同時(shí)動(dòng)態(tài)控制信號(hào)Vm1 t由高電平變?yōu)榈碗娖?；穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)s開(kāi)始動(dòng)作，輸出電壓Vtjut持續(xù)上升；在t3時(shí)刻，輸出電壓Vtjut上升至第一電壓預(yù)設(shè)值Vthl，跳變信號(hào)Sltjad由低電平變?yōu)楦唠娖?；同時(shí)谷值信號(hào)Vvalley由高電平變?yōu)榈碗娖?。開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)由動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)態(tài)。在圖3C中，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的負(fù)載在t4時(shí)刻由重載變?yōu)檩p載，即發(fā)生正向負(fù)載跳變，輸出電流し瞬間由I3下降至I4 ;輸出電壓Vwt開(kāi)始上升，當(dāng)在t5時(shí)刻，輸出電壓Vwt上升至第二電壓預(yù)設(shè)值Vth2時(shí)，跳變信號(hào)Sltjad (第一跳變分信號(hào)Sltjadl)由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑒?dòng)態(tài)控制信號(hào)Vmu由低電平變?yōu)楦唠娖?，電感電流開(kāi)始下降；此時(shí)，穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)Vrfrts不動(dòng)作；然后判斷輸出電壓し何時(shí)到達(dá)峰值；在t6時(shí)刻，輸出電壓Vtjut達(dá)到峰值，此吋，峰值信號(hào)Vpeak由低電平變?yōu)楦唠娖?；同時(shí)動(dòng)態(tài)控制信號(hào)Vrfri t由高電平變?yōu)榈碗娖?；穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)Vrtll-s開(kāi)始動(dòng)作，輸出電壓Vrat持續(xù)下降；在t7時(shí)刻，輸出電壓Vrat下降至第二電壓預(yù)設(shè)值Vth2，跳變信號(hào)Sltjad由低電平變?yōu)楦唠娖?；同時(shí)峰值信號(hào)Vpeak由高電平變?yōu)榈碗娖?。開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)由動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)態(tài)。從圖3B和圖3C可以看出，采用依據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路，在發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，相較于現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，輸出電壓的最大變化率將減小30%左右，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間將減小50%左右；電壓變換率的減小使得發(fā)生負(fù)載跳變吋，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖電壓，避免損壞電路元器件，大大提高了開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性，以及動(dòng)態(tài)相應(yīng)性能。以下結(jié)合具體實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路中的谷值判斷電路、峰值判斷電路和邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方式。參考圖4，所示為依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路中的峰值判斷電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，第二輸出電壓采樣電路為由串聯(lián)連接的電阻Rl和電阻R2組成的電阻分壓電路，其接收輸出電壓Vtjut以在電阻Rl和電阻R2的公共連接點(diǎn)A處產(chǎn)
生第二采樣電壓Vsample2;[0050]電容Chtjld的充電操作由串聯(lián)連接在電容Ctold的第一端的開(kāi)關(guān)S3和ニ極管Dl控制，開(kāi)關(guān)S3的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由跳變信號(hào)Sltjad (第二跳變分信號(hào)Slt5ad2)控制；以跳變信號(hào)Sltjad低電平有效為例，跳變信號(hào)Sltjad經(jīng)過(guò)反相器IVl控制開(kāi)關(guān)S3的狀態(tài)；電容Ctold的充電操作由與其并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)S4控制；這里，跳變信號(hào)Sltjad直接控制開(kāi)關(guān)S4的狀態(tài)； 比較器CMP2的同相輸入端連接至電容Ctold的第一端，反相輸入端接收第二采樣電壓vs Pid，輸出端的輸出信號(hào)作為峰值信號(hào)VpMk。以下結(jié)合圖3C所示的依據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的工作波形圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明圖4所示的峰值判斷電路的工作原理。在工作過(guò)程中，當(dāng)負(fù)載發(fā)生反向跳變時(shí)，即跳變信號(hào)SlMd為低電平有效時(shí)，開(kāi)關(guān)S4斷開(kāi)，此時(shí)開(kāi)關(guān)S3閉合，第二采樣電壓Vsample2通過(guò)ニ極管Dl和開(kāi)關(guān)S3對(duì)電容Chtjld進(jìn)行充電，電容Chtjld的第一端B點(diǎn)處的第二電容電壓\2跟隨第二米樣電壓Vsample2 ；在輸出電壓Vwt到達(dá)峰值時(shí)，由于電容對(duì)電壓的保持作用，以及ニ極管的箝位作 用，使得B點(diǎn)處的第二電容電壓保持為一峰值，并輸入至比較器CMP2的同相輸入端；而比較器CMP2的反相輸入端的輸入信號(hào)Vsample2跟隨輸出電壓，因此，在時(shí)間區(qū)間t6-t7內(nèi)，第ニ米樣電壓Vsample2小于第二電容電壓\2，比較器CMP2的輸出信號(hào)在該時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持為高電平；當(dāng)跳變信號(hào)Sltjad在t7時(shí)刻變?yōu)楦唠娖絽迹_(kāi)關(guān)S3斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)S4閉合，電容Chtjld通過(guò)開(kāi)關(guān)S4放電,第二米樣電壓Vsample2大于第二電容電壓\2，峰值信號(hào)Vpeak由高電平變?yōu)榈碗娖?。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，基于相同的實(shí)用新型原理，可以得知本實(shí)用新型的峰值判斷電路不限于圖4所示的具體實(shí)施例，任何合適形式的峰值判斷電路均可適用于本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器。參考圖5，所示為依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路中的谷值判斷電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，第一輸出電壓采樣電路包括ー運(yùn)算放大電路，以將呈下降趨勢(shì)變化的輸出電壓Vtjut轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的呈上升趨勢(shì)變化的第一采樣電壓Vsamplel ;所述運(yùn)算放大電路包括運(yùn)算放大器EAl ;電阻R5和電阻R6串聯(lián)連接在一電壓源Vrefl和地之間，電阻R5和電阻R6的公共連接點(diǎn)C連接至運(yùn)算放大器EAl的同相輸入端；電阻R7和電阻R8串聯(lián)連接在輸出電壓Vwt和運(yùn)算放大器EAl的輸出端之間，電阻R7和電阻R8的公共連接點(diǎn)D連接至運(yùn)算放大器EAl的反相輸入端。電容Chtjldl的充電操作由串聯(lián)連接在電容Chtjldl的第一端的開(kāi)關(guān)Tl和ニ極管D2控制，開(kāi)關(guān)Tl的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由跳變信號(hào)Sltjad (第一跳變分信號(hào)Sltjadl)控制；以跳變信號(hào)Sltjad低電平有效為例，跳變信號(hào)Sltjad經(jīng)過(guò)反相器IV2控制開(kāi)關(guān)Tl的狀態(tài)；電容Chtjldl的充電操作由與其并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)T2控制；這里，跳變信號(hào)Sltjad直接控制開(kāi)關(guān)T2的狀態(tài)；比較器CMP3的同相輸入端連接至電容Chtjldl的第一端，反相輸入端接收第一采樣電壓Vsamplel,輸出端的輸出信號(hào)以作為谷值信號(hào)Vvalleytj以下結(jié)合圖3B所示的依據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路的工作波形圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明圖5所示的谷值判斷電路的工作原理。在工作過(guò)程中，當(dāng)負(fù)載發(fā)生反向跳變時(shí)，即跳變信號(hào)SlMd為低電平有效時(shí)，開(kāi)關(guān)T2斷開(kāi)，此時(shí)開(kāi)關(guān)Tl閉合，第一采樣電壓Vsamplel通過(guò)ニ極管D2和開(kāi)關(guān)Tl對(duì)電容Chtjldl進(jìn)行充電，電容Chtjldl的第一端E點(diǎn)處的第一電容電壓Vel跟隨第一米樣電壓Vsamplel ；[0061]在輸出電壓Vwt到達(dá)谷值時(shí)，由于電容對(duì)電壓的保持作用，以及ニ極管的箝位作用，使得E點(diǎn)處的第一電容電壓Vcl保持為ー對(duì)應(yīng)的峰值，并輸入至比較器CMP3的同相輸入端；而比較器CMP3的反相輸入端的輸入信號(hào)Vsamplel跟隨輸出電壓，因此，在時(shí)間區(qū)間t3-t4內(nèi)，第一米樣電壓Vsamplel小于第一電容電壓Vel,比較器CMP3的輸出信號(hào)在該時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持為高電平；當(dāng)跳變信號(hào)Sltjad在t4時(shí)刻變?yōu)楦唠娖絽?，開(kāi)關(guān)Tl斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)T2閉合，電容Choidl通過(guò)開(kāi)關(guān)T2放電,第一米樣電壓Vsamplel大于第一電容電壓Vel,谷值信號(hào)Vvalley由高電平變?yōu)榈碗娖?。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，基于相同的實(shí)用新型原理，可以得知本實(shí)用新型的谷值判斷電路不限于圖5所示的具體實(shí)施例，任何合適形式的谷值判斷電路均可適用于本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器。參考圖6，所示為依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路中的邏輯電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，邏輯電路包括跳變信號(hào)接收電路607，峰值和谷值信號(hào)接收電路608和邏輯電路606 ;其中，
跳變信號(hào)接收電路607包括或門601，反相器602和單脈沖發(fā)生電路603 ;或門601
的兩個(gè)輸入端接收第一跳變分信號(hào)Sltjadl和第二跳變分信號(hào)Slt5ad2 ；峰值和谷值信號(hào)接收電路608包括或門604和單脈沖發(fā)生電路605 ;或門604的
兩個(gè)輸入端分別接收峰值信號(hào)Vprak和谷值信號(hào)Vvalley;邏輯電路包括一 RS觸發(fā)器606，其置位端連接至單脈沖發(fā)生電路603，復(fù)位端連接至單脈沖發(fā)生電路605 ；以跳變信號(hào)為低電平時(shí)有效為例，在跳變信號(hào)有效時(shí)，通過(guò)反相器602和單脈沖發(fā)生電路603置位RS觸發(fā)器606的置位端，輸出端Q由低電平變?yōu)楦唠娖剑⒁恢背掷m(xù)至峰值信號(hào)或者谷值信號(hào)的有效狀態(tài)的起始時(shí)刻；峰值信號(hào)或者谷值信號(hào)通過(guò)單脈沖發(fā)生電路605復(fù)位RS觸發(fā)器606，輸出端Q由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑥亩谳敵龆薗獲得動(dòng)態(tài)控制信
ゥ.ゾCtrl—t °本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，基于相同的實(shí)用新型原理，可以得知本實(shí)用新型的邏輯電路不限于圖6所示的具體實(shí)施例，任何合適形式的邏輯均可適用于本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器。在該實(shí)施例中，峰值信號(hào)和谷值信號(hào)共用ー邏輯電路，但是同樣也可以分別利用ー邏輯電路。并且，本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路并不局限于上述邏輯和時(shí)序關(guān)系，如跳變信號(hào)的有效狀態(tài)可以為高電平等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，對(duì)于不同的邏輯關(guān)系，只需相應(yīng)的對(duì)峰值判斷電路，谷值判斷電路以及邏輯電路進(jìn)行相應(yīng)的更換即可。以上詳細(xì)介紹了依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)用新型原理的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路的模擬電路實(shí)現(xiàn)方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，基于相同原理的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)方式同樣可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。如采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的依據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字處理器等部分。模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收輸出電壓并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出電壓，然后經(jīng)過(guò)數(shù)字處理器的處理來(lái)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)控制信號(hào)。綜上所述，以上對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路進(jìn)行了詳盡描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員據(jù)此可以推知其他技術(shù)或者結(jié)構(gòu)以及電路布局、元件等均可應(yīng)用于所述實(shí)施例。穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)可以為PWM控制信號(hào)或者其他合適的控制信號(hào)，如恒定時(shí)間控制信號(hào)等；時(shí)序關(guān)系和邏輯關(guān)系可以不局限于本實(shí)用新型的實(shí)施例，任何合適的邏輯關(guān)系均可以適用于本實(shí)用新型。邏輯電路或者電容電壓保持電路可以為獨(dú)立的兩個(gè)電路來(lái)分別供峰值信號(hào)或者谷值信號(hào)利用，或者合并為ー単一的電路來(lái)供峰值信號(hào)或者谷值信號(hào)共用。本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。依照本實(shí)用新型的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本實(shí)用新型以及在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上的修 改使用。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
權(quán)利要求1.一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路，應(yīng)用于一開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中，其特征在于，包括負(fù)載跳變判斷電路，穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路和動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路，其中， 所述負(fù)載跳變判斷電路用以根據(jù)檢測(cè)到的所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓和第一電壓預(yù)設(shè)值以及第二電壓預(yù)設(shè)值之間的關(guān)系來(lái)判斷負(fù)載跳變狀態(tài)； 當(dāng)所述輸出電壓小于所述第一電壓預(yù)設(shè)值或者當(dāng)所述輸出電壓大于所述第二電壓預(yù)設(shè)值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生負(fù)載跳變，以產(chǎn)生一跳變信號(hào)； 所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路用以根據(jù)所述輸出電壓和所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電壓來(lái)產(chǎn)生一穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)； 所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路用以根據(jù)所述輸出電壓來(lái)產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)控制信號(hào)； 當(dāng)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的狀態(tài)，以使所述輸出電壓快速恢復(fù)； 當(dāng)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器沒(méi)有發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，所述穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的狀態(tài)，維持所述輸出電壓恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路包括谷值判斷電路，用以接收所述輸出電壓，以在所述輸出電壓到達(dá)谷值時(shí)產(chǎn)生一谷值信號(hào)；所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路還包括峰值判斷電路，用以接收所述輸出電壓，以在所述輸出電壓到達(dá)峰值時(shí)產(chǎn)生一峰值信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路還包括一邏輯電路，用以根據(jù)接收到的所述跳變信號(hào)和所述谷值信號(hào)或者所述峰值信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)；所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)的有效狀態(tài)區(qū)間為所述跳變信號(hào)的有效狀態(tài)的起始時(shí)刻至所述谷值信號(hào)或者所述峰值信號(hào)的有效狀態(tài)的起始時(shí)刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述谷值判斷電路包括第一采樣電路，第一電容電壓保持電路和第一比較電路；其中， 所述第一采樣電路用以采樣所述輸出電壓，并將其轉(zhuǎn)換為一正的采樣電壓； 所述第一電容電壓保持電路用以接收所述采樣電壓和所述跳變信號(hào)，當(dāng)所述跳變信號(hào)有效時(shí)，所述采樣電壓對(duì)所述電容電壓保持電路中的電容進(jìn)行充電；當(dāng)所述跳變信號(hào)無(wú)效時(shí)，所述電容電壓保持電路中的電容進(jìn)行放電，以在所述電容的第一端產(chǎn)生一電容電壓；所述比較電路分別接收所述電容電壓和所述采樣電壓，所述比較電路的輸出通過(guò)一反相器產(chǎn)生所述谷值信號(hào)； 所述峰值判斷電路包括第二采樣電路，第二電容電壓保持電路和第二比較電路；其中， 所述第二采樣電路用以采樣所述輸出電壓，并將其轉(zhuǎn)換為一采樣電壓； 所述第二電容電壓保持電路用以接收所述采樣電壓和所述跳變信號(hào)，當(dāng)所述跳變信號(hào)有效時(shí)，所述采樣電壓對(duì)所述電容電壓保持電路中的電容進(jìn)行充電；當(dāng)所述跳變信號(hào)無(wú)效時(shí)，所述電容電壓保持電路中的電容進(jìn)行放電，以在所述電容的第一端產(chǎn)生一電容電壓；所述比較電路分別接收所述電容電壓和所述采樣電壓，所述比較電路的輸出作為所述峰值信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)發(fā)生電路包括一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一數(shù)字處理器，其中， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用以將接收到的輸出電壓轉(zhuǎn)換為一數(shù)字輸出電壓；所述數(shù)字處理器接收所述數(shù)字輸出電壓，以在所述數(shù)字輸出電壓到達(dá)谷值或者峰值時(shí)，產(chǎn)生所述動(dòng)態(tài)控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為降壓型，升壓型或者升壓-降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路。所述控制電路當(dāng)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)控制信號(hào)來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的狀態(tài)，以使所述輸出電壓快速恢復(fù)；當(dāng)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器沒(méi)有發(fā)生負(fù)載跳變時(shí)，產(chǎn)生一穩(wěn)態(tài)控制信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的狀態(tài)，維持所述輸出電壓恒定，改善了開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
文檔編號(hào)H02M3/10GK202616996SQ201220221748
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者張曉峰 申請(qǐng)人:杭州樂(lè)圖光電科技有限公司