斜坡補償電壓生成電路及方法，開關調節器及電源技術

本發明專利技術涉及斜坡補償電壓生成電路及方法，開關調節器及電源。提供了一種斜坡補償電壓生成電路，其包括：充電電流生成電路，被配置成接收提供給所述充電電流生成電路的開關信號，所述開關信號具有頻率fs、占空比D和周期Ts，所述充電電流生成電路生成與成正比的充電電流；以及電壓生成電路，利用所述充電電流，生成二次曲線斜坡補償電壓。通過本發明專利技術產生適當的斜坡補償電壓，使得開關調節器能夠工作在較寬的占空比范圍上。所產生的斜坡補償電壓的幅值小，而所產生的補償斜率與目標補償斜率相一致，并盡可能地減小了對低占空比部分的過補償。

【技術實現步驟摘要】
斜坡補償電壓生成電路及方法，開關調節器及電源
本專利技術總體上涉及開關調節器，并且，更具體地，涉及用于開關調節器的斜坡補償電壓生成電路及斜坡補償電壓生成方法。
技術介紹
隨著科學技術的發展，對于PWM開關穩壓電源或穩流電源的要求也越來越高。開關調節器是PWM開關穩壓電源或穩流電源的重要組成部分。在PWM開關穩壓電源或穩流電源中，在輸入電壓變化、內部參數變化以及外接負載變化的情況下，通過反饋控制模式調節開關調節器的導通脈沖寬度，可以使得電源的輸出電壓或電流穩定。反饋控制模式包括電壓模式控制、峰值電流模式控制等等。在電壓模式控制中， 脈沖寬度調節具有較好的抗噪聲裕度；占空比調節不受限制；對于多路輸出電源，它們之間的交互調節效應較好，但是其對輸入電壓變化動態響應較慢；控制環設計較為復雜。而在峰值電流控制中，瞬態閉環響應較快，對于輸入電壓的變化和輸出負載的變化的瞬態響應較快；控制環易于設計。因而，峰值電流控制得以迅速推廣應用。然而在峰值電流模式的開關調節器中，當占空比大于50%時，會產生次諧波振蕩， 導致電感電流不穩定，從而使得輸出電壓不穩定。為了解決峰值電流模式中存在的上述問題，需要進行在開關調節器中進行斜坡補償。目前，常用的斜坡補償技術有三種(1)固定線性斜坡補償技術；(2)自適應線性斜坡補償技術；(3) 二次曲線斜坡補償技術。圖I示出了開關調節器的基本電路。對于各種補償技術，所希望得到的斜坡補償電壓的目標補償斜率為 權利要求1.一種斜坡補償電壓生成電路，其特征在于，包括充電電流生成電路，被配置成接收提供給所述充電電流生成電路的開關信號，所述開關信號具有頻率f s、占空比D和周期Ts，所述充電電流生成電路生成與^成正比的充電電流；以及電壓生成電路，利用所述充電電流，生成二次曲線斜坡補償電壓。2.根據權利要求I所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述充電電流生成電路包括第一電流電壓轉換部，具有與成正比的等效阻抗，生成第一電壓；fs積分部，與所述第一電流電壓轉換部耦接，對所述第一電壓進行積分，以提供第二電壓；第一電壓電流轉換部，與所述積分部耦接，將所述第二電壓轉換為所述充電電流；第二電流電壓轉換部，與所述第一電壓電流轉換部耦接，具有與f成正比的等效阻抗，接收所述充電電流，將所述充電電流轉換為第三電壓；第二電壓電流轉換部，與所述第二電流電壓轉換部和所述第一電流電壓轉換部耦接， 將所述第三電壓轉換為第一電流提供給所述第一電流電壓轉換部。3.根據權利要求I或2所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述電壓生成電路包括第一電容器和第二電容器，并且在所述第一電容器和所述第二電容器之間耦接有跨導部件， 所述第一電容器接收所述充電電流，并生成相應電壓由跨導部件進行接收，由跨導部件將該電壓轉換為電流對所述第二電容器進行充電，所述第二電容器生成生成所述二次曲線斜坡補償電壓。4.根據權利要求2所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述第一電流與(I-D)Ts成反比。5.根據權利要求2所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述積分部為開關電容積分器。6.根據權利要求2所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述第一電壓電流轉換部具有跨導性質、能將電壓轉換為電流的部件。7.根據權利要求2所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述第一電壓電流轉換部為 NMOS晶體管或PMOS晶體管。8.根據權利要求2所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述第二電壓電流轉換部為具有跨導性質、能將電壓轉換為電流的部件。9.根據權利要求I或2所述的斜坡補償電壓生成電路，其中所述斜坡補償電壓生成電路的帶寬小于或等于fs/12。10.一種開關調節器，包括根據權利要求1-9中任一項所述的斜坡補償電壓生成電路。11.一種電源，包括根據權利要求10所述的開關調節器。12.—種斜坡補償電壓生成方法,其特征在于,所述方法包括接收開關信號，所述開關信號具有頻率fs、占空比D和周期Ts ；生成與成正比的充電電流；以及利用所述充 電電流，生成二次曲線斜坡補償電壓。13.根據權利要求12所述的斜坡補償電壓生成方法，其中生成與成正比的充電電流包括以下步驟(1)利用第一電流電壓轉換部提供第一電壓，其中所述第一電流電壓轉換部具有與成正比的等效阻抗；fs(2)對所述第一電壓進行積分以提供第二電壓；(3)將所述第二電壓轉換為所述充電電流；(4)利用第二電流電壓轉換部接收所述充電電流，將所述充電電流轉換為第三電壓，其中所述第二電流電壓轉換部具有與成正比的等效阻抗；(5)將所述第三電壓轉換為第一電流提供給所述第一電流電壓轉換部；以及(6)重復以上步驟(I) (5)。14.根據權利要求12或13所述的斜坡補償電壓生成方法，其中利用所述充電電流生成二次曲線斜坡補償電壓的步驟包括提供兩個由電壓電流轉換部件連接的第一電容器和第二電容器，利用所述充電電流對第一電容器充電，以及利用第一電容器產生的電壓經過電壓電流轉換部件對第二電容器充電，以生成所述二次曲線斜坡補償電壓。15.根據權利要求13所述的斜坡補償電壓生成方法，其中所述第一電流與(I-D)Ts成反比。全文摘要本專利技術涉及斜坡補償電壓生成電路及方法，開關調節器及電源。提供了一種斜坡補償電壓生成電路，其包括充電電流生成電路，被配置成接收提供給所述充電電流生成電路的開關信號，所述開關信號具有頻率fs、占空比D和周期Ts，所述充電電流生成電路生成與成正比的充電電流；以及電壓生成電路，利用所述充電電流，生成二次曲線斜坡補償電壓。通過本專利技術產生適當的斜坡補償電壓，使得開關調節器能夠工作在較寬的占空比范圍上。所產生的斜坡補償電壓的幅值小，而所產生的補償斜率與目標補償斜率相一致，并盡可能地減小了對低占空比部分的過補償。文檔編號H02M3/157GK102938611SQ20111023170公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日專利技術者王朗圓, 姚蘇毅, 朱志杰, 虞海燕 申請人:美國亞德諾半導體公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種斜坡補償電壓生成電路，其特征在于，包括：充電電流生成電路，被配置成接收提供給所述充電電流生成電路的開關信號，所述開關信號具有頻率fs、占空比D和周期Ts，所述充電電流生成電路生成與成正比的充電電流；以及電壓生成電路，利用所述充電電流，生成二次曲線斜坡補償電壓。FDA0000083104200000011.tif

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王朗圓，姚蘇毅，朱志杰，虞海燕，
申請(專利權)人：美國亞德諾半導體公司，
類型：發明
國別省市：