專利名稱：具有快速過載反饋控制的直流－直流轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路，尤其涉及一種具有控制回路來跟蹤負(fù)載瞬變的直流-直流轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
直流-直流電源轉(zhuǎn)換器在為電子設(shè)備提供電源方面得到廣泛應(yīng)用，比如在計算機(jī)中、打印機(jī)中等等?？梢詫@些直流-直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行各種各樣的配置以轉(zhuǎn)換源電壓而提供所需的輸出電壓。例如，加減電壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品，它的輸出電壓低于源電壓。一個典型的降壓轉(zhuǎn)換器包括至少一個電源開關(guān)和一個脈寬調(diào)制電路，脈寬調(diào)制電路與電源開關(guān)相連以選擇性地將源電壓與一個導(dǎo)體相連，從而向負(fù)載供電。
不幸的是，高速變化的負(fù)載條件可能引起輸出電壓的瞬變。換句話說，當(dāng)負(fù)載的阻抗高速變化時，直流-直流轉(zhuǎn)換器的控制電路很難向負(fù)載提供所需的電壓。過去，使用大容量的濾波電容器或電容器組，或更加昂貴的高品質(zhì)電容器來對輸出電壓濾波。Jochum等人的已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利US 5926384，揭示了一種選擇將電流提供給負(fù)載或從負(fù)載接收電流，以減少對濾波電容器的需要的方法。
Borghi等人的專利US 5617016，揭示了一種包含一個PWM調(diào)節(jié)回路和一個滯后控制回路的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中PWM調(diào)節(jié)回路和滯后控制回路交替地作為負(fù)載水平的函數(shù)。當(dāng)負(fù)載下降到低于當(dāng)前限度時，轉(zhuǎn)換器由PWM控制回路模式轉(zhuǎn)變成滯后控制回路模式。因此，在低負(fù)載水平下的運(yùn)行周期中轉(zhuǎn)換損失將減少。
Wallace等人的專利US 6052298，揭示了一個用于直流-直流轉(zhuǎn)換器的包含了多個并行反饋回路的噪聲抑制電路。第一回路設(shè)置恒穩(wěn)態(tài)的輸出電壓。第二反饋回路與第一回路配合以努力使輸出電壓不超過某個高電壓水平。第三反饋回路與第一回路配合以努力使輸出電壓不下降得低于某個低電壓水平。第二和第三回路每一個都和第一控制回路一起以線性模式工作。因此，盡管轉(zhuǎn)換器可以處理較快的負(fù)載瞬變，它仍然不夠充分快以跟隨快負(fù)載瞬變，如可能發(fā)生在向特定的高速變換負(fù)載供電時的負(fù)載瞬變，比如那些與處理器和計算機(jī)相關(guān)的。

發(fā)明內(nèi)容
由于前述的背景，因此本發(fā)明的目標(biāo)就是提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換器及相關(guān)的方法以在經(jīng)歷較快的負(fù)載瞬變時，保持一個相對不變的輸出電壓。
與本發(fā)明相關(guān)的這個及其它的目標(biāo)、特性和優(yōu)點通過一個直流-直流轉(zhuǎn)換器來提供，此直流-直流轉(zhuǎn)換器包含一個脈寬調(diào)制(PWM，pulse width modulation)電路和與之協(xié)作的至少一個電源開關(guān)，該電源開關(guān)用于在一個下限和一個上限之間從電源向負(fù)載供電，從而為負(fù)載控制輸出電壓。特別地，轉(zhuǎn)換器包含一個主反饋控制回路，與PWM電路協(xié)作來在一般情況下，基于輸出電壓，在一個下限和上限的范圍內(nèi)為負(fù)載提供電源。轉(zhuǎn)換器還可以包含至少一個過載反饋控制回路(override feedback control loop)，與PWM電路協(xié)作來替換主反饋控制回路并在一個相應(yīng)的較快負(fù)載瞬變條件下，基于輸出電壓，在上限和下限其中之一上為負(fù)載提供電源。因此，較快的負(fù)載瞬變可以被轉(zhuǎn)換器跟隨。
所述的至少一個的過載反饋控制回路可以基于輸出電壓定義至少一個跳轉(zhuǎn)點(trip point)，用以替換主反饋控制回路，并在上限和下限其中之一為負(fù)載提供電源。在某些優(yōu)越的實施例中，這些至少一個的跳轉(zhuǎn)點是可選的。例如，轉(zhuǎn)換器可能處于集成電路的形式，并包含一個集成電路襯底。PWM電路的至少一部分、主反饋控制回路、及所述至少一個的過載反饋控制回路因此就可以制作在集成電路的襯底中。在這個實施例中，所述的至少一個跳轉(zhuǎn)點可以通過集成電路襯底上的外部元件而成為可選的。較少數(shù)量的引腳可以很方便的用作這種可選擇性的選項。
所述至少一個的跳轉(zhuǎn)點可以以輸出電壓的改變量為基礎(chǔ)。或者，所述至少一個的跳轉(zhuǎn)點可以以輸出電壓的改變率為基礎(chǔ)。在其它變化下，這些至少一個的跳轉(zhuǎn)點最好同時以輸出電壓的改變量和輸出電壓的改變率為基礎(chǔ)。
所述至少一個的過載反饋控制回路可以包括一個正過載反饋控制回路，用以在輸出電壓瞬變增加的基礎(chǔ)上，在下限點上向負(fù)載提供電源。換句話說，當(dāng)負(fù)載所需的電源下降，而輸出電壓上升時，正過載反饋控制回路將在下限點上為負(fù)載提供電源。例如，下限可以是至少一個電源開關(guān)的完全關(guān)閉。相反地，這些至少一個的過載反饋控制回路可以包括一個負(fù)過載反饋控制回路，用以在輸出電壓瞬變減小的基礎(chǔ)上，在上限點上向負(fù)載提供電源。當(dāng)然，本發(fā)明的其它實施例還可以同時提供這兩種過載反饋控制回路。
所述至少一個的過載反饋控制回路可以包括一個濾波器和一個與濾波器相連的比較器。比較器具有與濾波器相連的第一和第二輸入端，第一輸入端還接收一個基于輸出電壓的信號。比較器還可以包括一個向PWM電路提供過載反饋控制回路信號的輸出端。另外，濾波器還可以包含一個連接在第一和第二輸入端之間的電阻，和連接在第二輸入端和參考電壓之間的電容。比較器的第二輸入端還可以與一個恒流電路相連。因此，用來實現(xiàn)快速瞬變反饋控制的電路是比較簡單的。
本發(fā)明的另一部分涉及一種操作直流-直流轉(zhuǎn)換器的方法。轉(zhuǎn)換器包括至少一個電源開關(guān)，一個PWM電路與所述至少一個的電源開關(guān)協(xié)調(diào)工作來從電源向負(fù)載供電，一個主反饋控制回路與PWM電路協(xié)調(diào)工作來在一般情況下，基于輸出電壓在下限和上限之間向負(fù)載供電。本方法還包括在一個相應(yīng)的較快的負(fù)載瞬變情況下，基于輸出電壓用至少一個過載反饋控制回路來代替主反饋控制回路而在下限和上限其中之一上向負(fù)載供電。


圖1是一個與本發(fā)明相關(guān)的直流-直流轉(zhuǎn)換器的示意方框圖。
圖2是一個如圖1所示的具有正、負(fù)過載反饋控制環(huán)路的實施例的更詳細(xì)電路圖。
圖3是一個在首先經(jīng)歷一次負(fù)瞬變，然后再經(jīng)歷一次正瞬變的情況下，圖1和2的電路中的電壓變化的示意曲線圖。
圖4是一個在一般情況下，圖1和2的電路中的電壓變化的示意曲線圖。
圖5是一個用于本發(fā)明的另一個直流-直流轉(zhuǎn)換器實施例的負(fù)過載反饋控制回路的示意電路圖。
圖6是一個在經(jīng)歷一次負(fù)瞬變的情況下，圖5的電路中的電壓變化的示意曲線圖。
圖7是一個在一般情況下，圖5的電路中的電壓變化的示意曲線圖。
圖8是一個與本發(fā)明相關(guān)的方法的流圖。
具體實施例方式
參考顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖，本發(fā)明將在這里被更加詳細(xì)的描述。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式進(jìn)行嵌入，并且不能被解釋為僅限于在這里提出的實施例。相反，這些實施例所提供出來是為了徹底和全面的公開，并將本發(fā)明的范圍向本領(lǐng)域中的技術(shù)人員進(jìn)行說明。本文中相同的數(shù)字代表相同的元件，基本符號用于替換的實施例。
首先參考圖1，我們將描述與本發(fā)明相關(guān)的直流-直流轉(zhuǎn)換器20。直流-直流轉(zhuǎn)換器20示例性的包括一個脈寬調(diào)制(PWM)電路21，與用于從電壓源提供電源的一個上部電源開關(guān)22和一個下部電源開關(guān)23合作工作，以從一個電壓源Vsource向負(fù)載25供電。負(fù)載25可能是一個可以產(chǎn)生較快瞬變的計算機(jī)或微處理器負(fù)載，此時需要電源電壓保持在一個較窄的范圍內(nèi)，這很容易被本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所理解。
直流-直流轉(zhuǎn)換器20還包含一個與負(fù)載25并聯(lián)的輸出電容Cout和一個與負(fù)載串聯(lián)的輸出電感Lout，這同樣可以被本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所理解。由電阻R1和R2所構(gòu)成的分壓器生成了一個受監(jiān)控的電壓Vm，Vm是一個與輸送給負(fù)載25的輸出電壓的Vout成比例的量。
轉(zhuǎn)換器20包括一個主反饋控制回路30，它與PWM電路21和電源開關(guān)22、23一起，在一般的負(fù)載瞬變情況下，基于輸出電壓Vout，在下限和上限之間為負(fù)載25供電。如所示例的實施例所示，監(jiān)控電壓Vm輸入給一個誤差放大器31的反向輸入。誤差放大器31的輸出反過來輸入給PWM電路21的圖解說明性的初級輸入33。誤差放大器31的非反向輸入接收一個參考電壓Vref，Vref設(shè)置了所需的操作電壓，這很容易被本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所理解。
轉(zhuǎn)換器20還示例性的包括一對過載反饋控制回路40、50，它們與PWM電路21和電源開關(guān)22、23一起工作而代替主反饋控制回路30，從而在相應(yīng)的下限點或上限點上為負(fù)載25供電。因此，相對較快的負(fù)載瞬變可以被轉(zhuǎn)換器20所跟隨。
正過載反饋控制回路40示例性的連接一個輸入來接收與輸出電壓成比例的監(jiān)控電壓Vm，這可以被本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所理解。另外，正過載反饋控制回路40具有一個輸出，用來向PWM電路21的圖解說明性的下限輸入34發(fā)送邏輯信號VFL2。類似的，負(fù)過載反饋控制回路50也具有一個接收監(jiān)控電壓Vm的輸入，和一個向PWM電路21的圖解說明性的上限輸入35發(fā)送邏輯信號VFL1的輸出?！罢北硎菊^載反饋控制回路用于正向的或增加的電壓瞬變，而“負(fù)”表示負(fù)向的或降低的電壓瞬變。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2和3，我們將描述過載反饋控制回路40、50的細(xì)節(jié)和操作。正過載反饋控制回路40包括一個由電阻R3和電容C2構(gòu)成的低通RC濾波器。比較器COMP2與此濾波器相連。比較器COMP2示例性的包含與濾波器相連的第一和第二輸入(非反向和反向)端。第二或反向輸入端連接在串聯(lián)的電容C2和電阻R3之間的節(jié)點上。電阻R3的另一端與監(jiān)控電壓Vm相連，即連接到比較器COMP2的第一或非反向輸入端。電容C2的另一端接地。一個恒流電路，以恒流源CC2的形式表示，連接在電源Vdd和比較器COMP2的第二或反向輸入端之間。
類似的，負(fù)過載反饋控制回路50包括一個有電阻R4和電容C1構(gòu)成的RC濾波器，以及與之相連的比較器COMP1。比較器COMP1包含與濾波器相連的第一和第二輸入(此例中反向和非反向)端。第二或非反向輸入端連接在串聯(lián)的電容C2和電阻R3之間的節(jié)點上。電阻R4的另一端與監(jiān)控電壓Vm相連，即連接到比較器COMP1的第一或反向輸入端。電容C1的另一端接地。一個恒流電路，以恒流源CC1的形式表示，連接在比較器COMP1的第二或非反向輸入端和地之間。比較器COMP2的第一或非反向輸入端也示例性的與比較器COMP1的第一或反向輸入端相連。
現(xiàn)在考慮負(fù)過載反饋控制回路50的運(yùn)行，通過恒流源CC1的電路在電阻R4上產(chǎn)生了一個壓降。因此在平穩(wěn)狀態(tài)的條件下，電壓VRC1與監(jiān)控電壓Vm相比有一個固定的負(fù)偏移。這一點可以從圖3中從時刻t0到t1之間，信號VRC1和Vm的曲線圖的左半部分中看出。
其后，當(dāng)監(jiān)控電壓Vm開始下降時，由于與低通RC濾波器相關(guān)的延時作用，電壓VRC1將會落后。如果監(jiān)控電壓Vm變化的足夠快而降落到電壓VRC1之下，則比較器COMP1的輸出VFL1將改變狀態(tài)。在所示例的實施例中，變化從一個低邏輯值變到一個高邏輯值，但本領(lǐng)中的技術(shù)人員應(yīng)理解本發(fā)明也可以預(yù)期的具有一個相反的結(jié)構(gòu)。這個跳轉(zhuǎn)點顯示在曲線圖3的左半部分，此時為電壓Vm和VRC1第一次相交的t2時刻。作為對信號VFL1的狀態(tài)變化的響應(yīng)，PWM電路21轉(zhuǎn)換到它的上限，以使上面的開關(guān)22完全打開，并且下面的開關(guān)23完全關(guān)閉，例如，直到監(jiān)控電壓Vm上升并在時刻t3與電壓VRC1再次相交。注意，在時刻t3和t4之間電壓VRC1返回到它低于監(jiān)控電壓Vm的正常偏移。
正過載反饋控制回路40的運(yùn)行與此類似。當(dāng)監(jiān)控電壓Vm開始升高時，由于與低通RC濾波器相關(guān)的延時作用，電壓VRC2將會落后。如果監(jiān)控電壓Vm變化的足夠快而升高到電壓VRC2之上，則比較器COMP2的輸出VFL2將改變狀態(tài)。這個顯示在曲線圖3的右半部分，此時為電壓Vm和VRC1第一次相交的t5時刻。作為對信號VFL2的狀態(tài)變化的響應(yīng)，PWM電路21轉(zhuǎn)換到它的下限，以使下面的開關(guān)23完全打開，例如，直到監(jiān)控電壓Vm下降并在時刻t6與電壓VRC2再次相交。
總之，每一個過載反饋控制回路40、50都基于輸出電壓Vout(由監(jiān)控電壓Vm所復(fù)制)定義了一個相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)點，來替換主反饋控制回路30。負(fù)過載反饋控制回路50在上限上向負(fù)載25供電，正過載反饋控制回路40在下限上向負(fù)載25供電。
與轉(zhuǎn)換器20的優(yōu)越的實施例相關(guān)的這些跳轉(zhuǎn)點是可選的。例如，轉(zhuǎn)換器20可能是集成電路的形式，并包括一個集成電路襯底，如圖2中虛線55的圖解所示。PWM電路21的至少一部分、主反饋控制回路30、和過載反饋控制回路40、50可能制作到集成電路襯底55之中。跳轉(zhuǎn)點可以通過集成電路襯底55的外部元件來選擇。在所示例的實施例中，電容C1、C2和電阻R3、R4可以由外部來提供。換句話說，僅僅需要集成電路的兩個附加引腳，并且此實施例只需要四個外部元件。
現(xiàn)在參考圖4，我們將描述直流-直流轉(zhuǎn)換器20的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。在此例中，監(jiān)控電壓Vm在時間上變換比較緩慢。初級控制回路30能夠跟隨負(fù)載的瞬變。因此，濾波器電壓VCR1和VCR2各自不會落后到與監(jiān)控電壓相交。因此，比較器COMP1和COMP2都不會觸發(fā)，這可以從輸出VFL1和VFL2無變換中得到理解。
同樣，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，跳轉(zhuǎn)點是基于輸出電壓Vout變換的幅度和輸出電壓的變化率的。當(dāng)然，在其它的實施例中，跳轉(zhuǎn)點可以只由變化的幅度或速率來決定。
在直流-直流轉(zhuǎn)換器20的其它實施例中，過載反饋控制回路40、50都可能是不必要的。這可以參考圖5-7來理解，只使用了一個負(fù)過載反饋控制回路50’。在這個可選實施例中的元件和信號由基本符號來表示，這些元件和信號與上面所討論的那些是相似的。所以，為了解釋的簡潔和清楚，在此這些信號和元件將不再給出進(jìn)一步的討論。單個負(fù)反饋控制回路50’帶來的好處只是，僅需要兩個引腳和兩個附加元件以為用戶提供可選性。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員還可以知道，在其它的實施例中，僅一個正負(fù)載反饋控制回路所帶來的好處。當(dāng)然，正和負(fù)反饋控制回路40、50所能帶來的好處就是可以用于負(fù)和正的負(fù)載瞬變，這也可以被本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所理解。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8的流圖60，我們將描述本發(fā)明的方法方面的問題及與之相關(guān)的運(yùn)行直流-直流轉(zhuǎn)換器20的方法。在開始點(方框62)，轉(zhuǎn)換器20在方框64處使用初級控制回路30來運(yùn)行。監(jiān)控電壓Vout在方框66處被監(jiān)視。在方框68處，判斷負(fù)跳轉(zhuǎn)點是否已達(dá)到。如果沒有，則輸出電壓仍然被監(jiān)視(方框66)。如果在方框68處判斷出跳轉(zhuǎn)點已達(dá)到，負(fù)過載反饋控制回路50運(yùn)行以將PWM電路21切換到上限(方框70)。此后，電壓在方框72處被監(jiān)視，在它返回到正常值的情況下，即當(dāng)濾波器電壓VRC1和監(jiān)控電壓Vm再次相交時，在方框74處被判斷，控制返回到主反饋控制回路30(方框64)。
現(xiàn)在看流圖60的右半部分，如果在方框76處判斷出達(dá)到了正跳轉(zhuǎn)點，那么正過載反饋控制回路40導(dǎo)致PWM電路21轉(zhuǎn)向方框78處的下限。電壓在方框80處被監(jiān)視，作為它回到正常狀態(tài)(方框82)的響應(yīng)，轉(zhuǎn)換器20再次在方框圖64處使用主反饋控制回路而運(yùn)行。
盡管此處所描述的實施例主要是單相位加減電壓轉(zhuǎn)換器，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以想到，例如升壓轉(zhuǎn)換器、和/或多相位轉(zhuǎn)換器也是本發(fā)明所期望的。例如在Walters等人的專利US 6278263B1中揭示了一種多相位轉(zhuǎn)換器。此專利通過參考全部被引用。
本領(lǐng)域中的技術(shù)人員同樣會理解，例如，一個電流控制回路也可以與示例性說明的主反饋電壓控制回路一起使用。當(dāng)然，在得到了前面的描述和相關(guān)附圖的指導(dǎo)而獲得收益后，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可能會想到本發(fā)明的許多修改或其它實施例。因此，本發(fā)明并不局限于所揭示的特定實施例，其它的修改和實施例都試圖被包括在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，包含至少一個電源開關(guān)；一個脈寬調(diào)制(PWM)電路，與所述至少一個電源開關(guān)協(xié)作來在一個上限和下限的范圍內(nèi)從電源向負(fù)載供電，從而為負(fù)載控制一個輸出電壓；一個主反饋控制回路，與所述PWM電路協(xié)作來在一般情況下，基于輸出電壓在上限和下限之間為負(fù)載供電；至少一個過載反饋控制回路，與所述PWM電路協(xié)作來在一個相應(yīng)的快速負(fù)載瞬變情況下，基于輸出電壓在上限和下限之一上代替所述主反饋控制回路而為負(fù)載供電。
2.如權(quán)利要求1所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路基于輸出電壓定義了至少一個跳轉(zhuǎn)點，用于代替所述主反饋控制回路而在上限和下限之一上為負(fù)載供電。
3.如權(quán)利要求2所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中的至少一個的跳轉(zhuǎn)點是可選的。
4.如權(quán)利要求3所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，還包含一個集成電路襯底，其中所述PWM電路的至少一部分、所述主反饋控制回路和所述至少一個過載反饋控制回路制作在所述集成電路襯底中；并且其中所述的至少一個跳轉(zhuǎn)點通過所述集成電路襯底上的外部元件而成為可選的。
5.如權(quán)利要求2所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中的至少一個跳轉(zhuǎn)點是基于輸出電壓的變化幅度的。
6.如權(quán)利要求2所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中的至少一個跳轉(zhuǎn)點是基于輸出電壓的變化率的。
7.如權(quán)利要求2所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中的至少一個跳轉(zhuǎn)點是同時基于輸出電壓的變化幅度和輸出電壓的變化率的。
8.如權(quán)利要求1所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個基于輸出電壓的瞬變增加而在下限點上為負(fù)載供電的正過載反饋控制回路。
9.如權(quán)利要求1所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個基于輸出電壓的瞬變降低而在上限點上為負(fù)載供電的負(fù)過載反饋控制回路。
10.如權(quán)利要求1所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個基于輸出電壓的瞬變增加而在下限點上為負(fù)載供電的正過載反饋控制回路；一個基于輸出電壓的瞬變降低而在上限點上為負(fù)載供電的負(fù)過載反饋控制回路。
11.如權(quán)利要求1所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個濾波器；一個比較器，其第一和第二輸入端與所述濾波器相連，第一輸入端也接收一個基于輸出電壓的信號，所述比較器也具有一個輸出端，用以向所述PWM電路提供一個過載反饋控制回路信號。
12.如權(quán)利要求11所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的濾波器包括一個連接在第一和第二輸入端之間的電阻，和一個連接于第二輸入端和一個參考電壓之間的電容。
13.如權(quán)利要求11所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，還包括一個與第二輸入端相連的恒流電路。
14.一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，包含一個脈寬調(diào)制(PWM)電路，與至少一個電源開關(guān)協(xié)作來在一個上限和下限的范圍內(nèi)由電源向負(fù)載供電，從而為負(fù)載控制一個輸出電壓；一個主反饋控制回路，與所述PWM電路協(xié)作來基于輸出電壓在上限和下限之間為負(fù)載供電；至少一個過載反饋控制回路，與所述PWM電路協(xié)作來在相應(yīng)的快速的負(fù)載瞬變情況下，基于輸出電壓在上限和下限之一上代替所述主反饋控制回路而為負(fù)載供電；所述的至少一個過載反饋控制回路基于輸出電壓定義了至少一個可選跳轉(zhuǎn)點，用以代替所述主反饋控制回路而在上限和下限之一上為負(fù)載供電。
15.如權(quán)利要求14所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，還包含一個集成電路襯底，其中所述PWM電路的至少一部分、所述主反饋控制回路和所述至少一個的過載反饋控制回路制作在所述集成電路襯底中；并且其中至少一個的跳轉(zhuǎn)點通過所述集成電路襯底上的外部元件而成為可選的。
16.如權(quán)利要求14所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中的至少一個跳轉(zhuǎn)點是基于輸出電壓的變化幅度以及輸出電壓的變化率的。
17.如權(quán)利要求14所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個基于輸出電壓的瞬變增加而在下限點上為負(fù)載供電的正過載反饋控制回路。
18.如權(quán)利要求14所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個基于輸出電壓的瞬變降低而在上限點上為負(fù)載供電的負(fù)過載反饋控制回路。
19.如權(quán)利要求14所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中說述的至少一個過載反饋控制回路包括一個濾波器；一個比較器，其第一和第二輸入端與所述濾波器相連，第一輸入端也接收一個基于輸出電壓的信號，所述比較器也具有一個輸出端，用以向所述PWM電路提供過載反饋控制回路信號。
20.如權(quán)利要求19所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的濾波器包括一個連接第一和第二輸入端之間的電阻，和一個連接于第二輸入端和一個參考電壓之間的電容；還包括一個與第二輸入端相連的恒流電路。
21.一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，包含一個脈寬調(diào)制(PWM)電路，與所述至少一個電源開關(guān)協(xié)作來在一個上限和下限的范圍內(nèi)由電源向負(fù)載供電，從而為負(fù)載控制一個輸出電壓；一個主反饋控制回路，與所述PWM電路協(xié)作，基于輸出電壓在上限和下限之間為負(fù)載供電；至少一個過載反饋控制回路，與所述PWM電路協(xié)作來在一個相應(yīng)的快速負(fù)載瞬變情況下，基于輸出電壓在上限和下限之一上代替所述主反饋控制回路而為負(fù)載供電；所述的至少一個過載反饋控制回路基于輸出電壓的變化幅度和變化率定義了至少一個可選跳轉(zhuǎn)點，用以代替所述主反饋控制回路而在上限和下限之一上為負(fù)載供電。
22.如權(quán)利要求21所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中的至少一個的跳轉(zhuǎn)點是可選的。
23.如權(quán)利要求22所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，還包含一個集成電路襯底，其中所述PWM電路的至少一部分、所述主反饋控制回路和所述的至少一個過載反饋控制回路制作在所述集成電路襯底中；并且其中所述的至少一個跳轉(zhuǎn)點通過所述集成電路襯底上的外部元件而成為可選的。
24.如權(quán)利要求21所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個基于輸出電壓的瞬變增加而在下限點上為負(fù)載供電的正過載反饋控制回路。
25.如權(quán)利要求21所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個基于輸出電壓的瞬變降低而在上限點上為負(fù)載供電的負(fù)過載反饋控制回路。
26.如權(quán)利要求21所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的至少一個過載反饋控制回路包括一個濾波器；一個比較器，其第一和第二輸入端與所述濾波器相連，第一輸入端也接收一個基于輸出電壓的信號，所述比較器也具有一個輸出端，用以向所述PWM電路提供過載反饋控制回路信號。
27.如權(quán)利要求26所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中所述的濾波器包括一個連接第一和第二輸入端之間的電阻，和一個連接于第二輸入端和一個參考電壓之間的電容，還包括一個與第二輸入端相連的恒流電路。
28.一種操作直流-直流轉(zhuǎn)換器的方法，直流-直流轉(zhuǎn)換器包括至少一個電源開關(guān)，一個與所述的至少一個電源開關(guān)協(xié)作以在一個下限和上限的范圍內(nèi)從電源向負(fù)載供電的脈寬調(diào)制電路(PWM)，和一個與所述PWM電路協(xié)作以在一個下限和上限的范圍內(nèi)基于輸出電壓向負(fù)載供電的主反饋控制回路，此方法包括監(jiān)視輸出電壓；在一個相應(yīng)的快速負(fù)載瞬變情況下，用至少一個過載反饋控制回路代替所述主反饋控制回路，以基于輸出電壓在上限和下限之一上為負(fù)載供電。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述的代替包括基于輸出電壓定義至少一個跳轉(zhuǎn)點，以代替主反饋控制回路而在上限和下限之一上為負(fù)載供電。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，還包括選擇所述的至少一個跳轉(zhuǎn)點。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中的直流-直流轉(zhuǎn)換器還包含一個集成電路襯底，其中PWM電路的至少一部分、主反饋控制回路和至少一個的過載反饋控制回路制作在所述集成電路襯底中；并且所述的選擇方法包括通過所述集成電路襯底上的外部元件來對至少一個的跳轉(zhuǎn)點進(jìn)行選擇。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述的至少一個跳轉(zhuǎn)點是基于輸出電壓的變化幅度的。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述的至少一個跳轉(zhuǎn)點是基于輸出電壓的變化率的。
34.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述的至少一個跳轉(zhuǎn)點是同時基于輸出電壓的變化幅度和輸出電壓的變化率的。
35.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述的代替包括基于輸出電壓的瞬變增加而在下限點上供電的正向代替。
36.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述的代替包括基于輸出電壓的瞬變降低而在上限點上供電的負(fù)向代替。
全文摘要
一種直流－直流轉(zhuǎn)換器，包括一個與至少一個的電源開關(guān)協(xié)作，以在一個上限和下限的范圍內(nèi)由電源向負(fù)載供電，從而為負(fù)載控制輸出電壓的脈寬調(diào)制電路(PWM)。此直流－直流轉(zhuǎn)換器還包括一個與此PWM電路協(xié)作，在一般的負(fù)載瞬變情況下，基于輸出電壓在上限和下限之間為負(fù)載供電的主反饋控制回路。此直流－直流轉(zhuǎn)換器還包括與此PWM電路協(xié)作來在一個相對較快的負(fù)載瞬變情況下，基于輸出電壓，而在上限和下限之一上代替所述主反饋控制回路而為負(fù)載供電的至少一個過載反饋控制回路。因此，較快的負(fù)載瞬變也可以被轉(zhuǎn)換器跟隨。
文檔編號H02M3/04GK1448819SQ0310723
公開日2003年10月15日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月18日
發(fā)明者馬修·B·哈里斯, 羅伯特·H·伊斯?jié)h姆 申請人:英特塞爾美國公司