專利名稱：補(bǔ)償開關(guān)電源控制器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子學(xué)，尤其是涉及形成半導(dǎo)體器件的方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
過去，半導(dǎo)體工業(yè)利用各種方法和結(jié)構(gòu)來形成將電源電壓調(diào)節(jié)到 期望電壓值的開關(guān)電源控制器。這些電源控制器用于向不同的應(yīng)用系 統(tǒng)包括微處理器系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)的電源電壓。在這些應(yīng)用 系統(tǒng)中，在負(fù)載需要的負(fù)載電流的值改變時維持調(diào)節(jié)是重要的，該負(fù) 載使用電源電壓。例如，負(fù)載可能要求負(fù)栽電流的增加，以便負(fù)載執(zhí) 行特定的任務(wù)或者在特定的任務(wù)完成后負(fù)載可以有降低的負(fù)載電流。 通常，這些負(fù)載電流改變或瞬變使輸出電壓的值超過期望的最大值或
低于期望的最小值。這些上沖(overshoot)或下沖(undershoot)消極地影 響使用電源電壓的系統(tǒng)的操作。
因此，期望有一種電源控制器，其對于負(fù)栽需要的電流量的變化， 將輸出電壓值的變化降至最小。


圖1簡要示出根據(jù)本發(fā)明的包括多通道電源控制器的多通道電 源系統(tǒng)的一部分的實(shí)施例；
圖2是具有曲線的圖表，這些曲線示出根據(jù)本發(fā)明的圖1的多通 道電源控制器的一些信號；
圖3簡要示出根據(jù)本發(fā)明的圖l的多通道電源控制器的一部分的 實(shí)施例；
圖4簡要示出根據(jù)本發(fā)明的包括多通道電源控制器的另一實(shí)施 例的另一多通道電源系統(tǒng)的一部分的實(shí)施例；和
圖5簡要示出根據(jù)本發(fā)明的包括圖1的多通道電源控制器的半導(dǎo) 體器件的放大平面圖。
為了說明的簡潔和清楚，附圖中的組成部分不一定按比例繪制， 不同圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的組成部分。此外，為了描述的簡 要而省略了公知的步驟和組成部分的說明與詳述。如這里所使用的栽 流電極表示器件的一個組成部分，其承載通過該器件如mos晶體管 的源極或漏極、或雙極晶體管的集電極或發(fā)射極、或二極管的陰極或 陽極的電流；控制電極表示器件的一個組成部分，其控制通過該器件 如mos晶體管的柵極或雙極晶體管的基極電流。雖然這些器件在這 里被解釋為某個n通道或p通道器件，但技術(shù)領(lǐng)域里一般技術(shù)人員應(yīng) 該認(rèn)識到，依照本發(fā)明，互補(bǔ)器件也是可能的。技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人 員應(yīng)認(rèn)識到，這里使用的詞"在...的期間、在…同時、當(dāng)...的時候"不是 意味著一個行為和初始行為同時發(fā)生的準(zhǔn)確術(shù)語，而是在有初始行為 啟始的反應(yīng)行為之間可能有一些小而合理的延遲，如傳播延遲。
具體實(shí)施例方式
圖1簡要示出包括多通道電源控制器35的示例性形式的多通道 電源系統(tǒng)10的實(shí)施例的一部分。系統(tǒng)IO接收電壓輸入端子11和電 壓返回端子12之間的電力并在輸出13和端子12之間提供調(diào)節(jié)的輸 出電壓。負(fù)載21—般連接在輸出13和端子12之間，以接收在輸出 13上形成的輸出電壓并接收負(fù)載電流20。多通道電源控制器35補(bǔ)償 控制器35的誤差信號，以便最小化輸出電壓的上沖和下沖，例如可 能由負(fù)栽21需要的電流量的變化而產(chǎn)生的輸出電壓的上沖和下沖。
系統(tǒng)IO包括多個輸出通道，每個通道提供輸出電流，該輸出電 流在輸出30上被加在一起以提供輸出電壓和負(fù)載電流20。所述多個 輸出通道的第一輸出通道包括電感器16和電流感測電阻器17，所述 多個輸出通道的第二輸出通道包括電感器18和電流感測電阻器19， 及所述多個輸出通道的第三輸出通道包括電感器22和電流感測電阻
器23。存儲電容器26通常連接在輸出13和端子12之間。反饋網(wǎng)絡(luò) 可連接在輸出13和端子12之間，以便在電阻器27和28之間的反饋 (FB)節(jié)點(diǎn)處提供代表輸出電壓的FB信號。
控制器35接收電壓輸入36和電壓返回37之間的電力?？刂破?35包括多個開關(guān)通道，例如開關(guān)通道或開關(guān)電路40、 54和66，以便 系統(tǒng)10的每個通道大致有一個開關(guān)通道。雖然控制器35顯示有三個 開關(guān)控制通道，控制器35和系統(tǒng)IO可有多于或少于三個的通道?？?制器35通常還包括斜波發(fā)生器或斜波83、補(bǔ)償控制電路或補(bǔ)償控制 器92、加法電路86以及包括誤差放大器88及加法電路41、 55和67 的誤差信號發(fā)生器電路或誤差信號發(fā)生器。誤差放大器88通常為包 括阻抗如輸入阻抗Zl和反饋?zhàn)杩筞2的運(yùn)算放大器，所述阻抗用于控 制放大器88的增益并向包括放大器88的控制回路提供頻率補(bǔ)償。參 考電路或參考85通常用于提供被放大器88使用的參考電壓?？刂破?35 —般還包括內(nèi)部調(diào)節(jié)器80，其從輸入36接收電壓并在輸出81上 提供用于操作控制器35的元件如斜波83、放大器88和控制器92的 內(nèi)部操作電壓。開關(guān)控制電路40通常包括斜波比較器43、功率開關(guān) 如功率晶體管45、功率開關(guān)驅(qū)動器44、同步整流二極管47和電流感 測放大器46。類似地，開關(guān)控制電路54包括斜波比較器57、功率開 關(guān)如功率晶體管59、開關(guān)驅(qū)動器58、同步整流二極管61和電流感測 放大器60，及第三開關(guān)控制電路66包括斜波比較器69、功率開關(guān)如 功率晶體管71、開關(guān)驅(qū)動器70、同步整流二極管73和電流感測放大 器72。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，二極管47、 61和73可由用作同步 整流器的晶體管代替。
斜波83—般提供三個自由的連續(xù)斜波信號(Rl、 R2和R3)， 以便控制器35的每個開關(guān)信號都接收一個斜波信號。斜波83配置成 形成以不同相角但基本相等的振幅來操作的斜波信號，以使控制器35 的三個通道基本上也以這三個不同的相角操作。斜波83 —般包括振 蕩器和在斜波信號之間提供相位分離的各種邏輯電路。這樣的多相位 斜波信號對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。2006年4月發(fā)布給
Benjamin Rice的美國專利號7， 023， 188公開了多相位斜波信號的 一個例子，其在此并入作為參考。
每個開關(guān)控制電路如電路40、 54和66從各自的加法電路接收各 自的斜波信號和誤差信號，并在各自的比較器輸出上形成開關(guān)控制信 號，該比較器用于驅(qū)動各自的電力開關(guān)以調(diào)節(jié)輸出電壓的值。例如， 電路40從加法電路41接收斜波信號Rl和誤差信號。如果誤差信號 的值大于R1的值，則比較器43輸出上的開關(guān)控制信號51為高，這 使晶體管45能夠通過輸出48提供輸出電流以形成負(fù)載電流20。當(dāng)輸 出電流流經(jīng)電阻器17時，在電阻器17兩端形成被放大器46在電流 感測輸入49和50之間接收的電流反饋信號(CS1)。控制器35通過 反饋輸入78接收反饋(FB )信號，且放大器88的誤差信號發(fā)生器在 輸出91上形成補(bǔ)償偏移信號，其表示輸出電壓自輸出電壓期望值的 偏移。加法電路41將來自輸出91的補(bǔ)償偏移信號和通道40的電流 感測信號加在一起，并在誤差節(jié)點(diǎn)42上形成誤差信號。
類似地，除了從放大器60接收通道54的電流感測信號以外，加 法電路55還從輸出91接收補(bǔ)償偏移信號，并將補(bǔ)償偏移信號和電流 感測信號加在一起以在誤差節(jié)點(diǎn)56上形成第二誤差信號。比較器57 接收第二誤差信號和斜波R2，并響應(yīng)性地形成用于控制晶體管59的 開關(guān)控制信號64，以將輸出電流提供到輸出62。輸出電流流經(jīng)電感 器18和感測電阻器19以幫助形成電流20。放大器60在輸入63和 50之間接收電流感測信號并形成與補(bǔ)償偏移信號相加的電流感測信 號。以類似的方式，加法電路67接收來自輸出91的補(bǔ)償偏移信號和 來自放大器72的電流感測信號，并在誤差節(jié)點(diǎn)68上形成第三誤差信 號。比較器69接收第三誤差信號和斜波R3，并響應(yīng)性地形成用于控 制晶體管71的第三開關(guān)控制信號76，以通過輸出74提供輸出電流。 來自晶體管71的輸出電流流經(jīng)輸出74、電感器22和電阻器23以幫 助形成電流20。放大器72在輸入75和50之間接收電流感測信號， 并響應(yīng)性地形成被電路67接收的第三電流感測信號。本領(lǐng)域技術(shù)人 員應(yīng)認(rèn)識到，電流感測信號通常用于在每個通道中平衡負(fù)載電流20， 以使電路40、 54和66的輸出電流接近于相同的值。在一些實(shí)施例中， 電流感測信號可以不被使用，而來自放大器88的補(bǔ)償偏移信號可變 成用于每個通道的誤差信號。
圖2是具有曲線的圖表，這些曲線表示在控制器35的操作期間 的各種信號。橫坐標(biāo)表示時間而縱坐標(biāo)表示所示信號的增加值。曲線 100表示負(fù)載電流20的相對值。曲線IOI表示一個斜波信號，例如來 自斜波83的Rl。曲線102表示開關(guān)控制電路如電路40的誤差信號， 所述開關(guān)控制電路響應(yīng)于曲線101的斜波信號。曲線104表示在控制 器92的輸出上形成的補(bǔ)償信號97。曲線106表示來自相同的開關(guān)控 制電路的開關(guān)控制信號如開關(guān)控制信號51。曲線107表示輸出13和 端子12之間的輸出電壓，及曲線108表示沒有控制器92的輸出電壓。 本說明書參考圖l和圖2。
補(bǔ)償控制電路或補(bǔ)償控制器92形成用于調(diào)節(jié)誤差信號值的補(bǔ)償 信號97，以便最小化輸出電壓的上沖和下沖。補(bǔ)償控制器92從每個 通道例如從誤差節(jié)點(diǎn)42、 56和68接收誤差信號，并將誤差信號一起 求平均以形成平均誤差信號。補(bǔ)償發(fā)生器93接收平均誤差信號，并 形成基本等于平均誤差信號值的補(bǔ)償控制信號94，只要平均誤差信號 的值不大于斜波信號的峰值(Rpk)且只要平均誤差信號不小于斜波 信號的最小值(Rmin)。如果平均誤差信號的值等于或大于Rpk， 則發(fā)生器93配置成形成基本等于Rpk的信號94，及如果平均誤差信 號的值等于或小于Rmin，則發(fā)生器93配置成形成基本等于Rpk的 信號94。在一些實(shí)施例中，發(fā)生器93還可從斜波83接收參考斜波信 號，以便幫助設(shè)定Rpk和Rmin邊界。從平均誤差信號中減去補(bǔ)償控 制信號94以形成補(bǔ)償信號97。補(bǔ)償放大器96接收平均誤差信號和補(bǔ) 償控制信號94，并形成補(bǔ)償信號97。優(yōu)選地，對于不大于Rpk和不 小于Rmin的平均誤差信號值，補(bǔ)償信號97基本上等于零。在圖1 所示的實(shí)施例中，為了形成信號97以使誤差信號的降低可減少信號 87的值，形成放大器96以提供由偏移31所示的偏移電壓，且放大器 96的輸出在該偏移電壓附近變化。這由曲線104示出。曲線104中的
直線表示來自放大器96的輸出的偏移電壓，而曲線104的負(fù)偏移表 示平均誤差信號小于Rmin的量。對于圖1所示的實(shí)施例，偏移31 的恒定值是信號97的一部分。因此，如果平均誤差信號的值大于Rpk， 則補(bǔ)償信號97基本上等于平均誤差信號和Rpk之間的差值加上偏移 31的恒定值。同樣，如果平均誤差信號小于Rmin，則放大器96形成 基本上等于平均誤差信號和Rmin之間的差值加上偏移31的恒定值的 補(bǔ)償信號97。因此可以看到，補(bǔ)償信號97的偏移表示平均誤差信號 超過Rpk或少于Rmin的量。對于圖l所示的示例性實(shí)施例，由于誤 差信號中的變化，補(bǔ)償信號97在偏移31的值附近變化。例如，如果 誤差信號增加而超過Rpk,則信號97也增加。信號97的這些變化或 偏移表示出現(xiàn)在控制回路中的上沖或下沖的相應(yīng)的量，其是以輸出電 壓值的變化為基礎(chǔ)。注意，偏移31的值在信號87中被偏移32的值 抵消。在其它實(shí)施例中，放大器96的輸出可直接表示偏移，且放大 器96的輸出可以不在恒定值如偏移31的值附近擺動。
加法電路86從被誤差信號發(fā)生器接收的信號增加信號97的這些 偏移，以便減少上沖或下沖的量。加法電路86還從偏移32接收偏移 電壓。來自偏移32的偏移電壓的值基本等于來自偏移31的偏移電壓。 加法電路86從輸入信號減去偏移32的偏移電壓，以便抵消增加到信 號97的偏移電壓。電路86使信號97與FB信號相加并減去偏移32 的偏移電壓以形成被補(bǔ)償?shù)男盘?7。因此，由信號97表示的誤差信 號偏移從FB信號中抵消。放大器88接收被補(bǔ)償?shù)男盘?7并響應(yīng)性 地形成用于在節(jié)點(diǎn)42、 56和68上形成誤差信號的補(bǔ)償偏移信號。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，對于平均誤差信號的特定值，目的是 形成為恒定值的、且優(yōu)選地為零的補(bǔ)償信號。然而，正如本領(lǐng)域中公 知的，總有較小的變化阻止信號完全恒定或完全為零。在本領(lǐng)域中充 分證實(shí)，直到約百分之十(10%)的變化祐j人為是偏離完全為零或完 全相等的理想目標(biāo)的合理變化。同樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，平均 電路95可為任何一種對多個信號一起求平均的公知電路，如電阻器 網(wǎng)絡(luò)。補(bǔ)償發(fā)生器93可為任何一種傳遞信號的公知電路，該信號在信號值的范圍的上限和下限之間。例如，發(fā)生器93可為箝位電路， 其將信號固定到最小和最大值并傳遞在最小和最大值之間的信號值。
在例如負(fù)載21需要較低值或較高值的電流21時可能會發(fā)生的輸 出電壓的值降低或增加的情況下，用補(bǔ)償信號97調(diào)節(jié)誤差信號允許 控制器35更快地恢復(fù)和重新啟動以提供輸出脈沖。例如參考圖2，誤 差信號由曲線102示出，而虛曲線103表示沒有使用補(bǔ)償控制器92 的誤差信號的值。類似地，曲線107示出輸出電壓，而虛曲線108表 示沒有使用補(bǔ)償控制器92的輸出電壓的值。例如假定在時刻Tl電流 20降低。如曲線102所示，誤差信號開始降低，以及開關(guān)控制信號(曲 線106)的脈沖變得較窄，直到誤差電壓基本上等于Rmin,如曲線 102在時刻T2所示。當(dāng)誤差信號的值降低到Rmin以下時，補(bǔ)償信號 97降低到偏移電壓以下，如曲線104所示。電路86使補(bǔ)償信號97與 FB信號相加并減去偏移32的偏移電壓以形成被補(bǔ)償?shù)男盘?7。信號 87被誤差信號發(fā)生器接收，并最小化誤差信號值的偏移，如在時刻 Tl和T2之間曲線102和103之間的差值所示。在開關(guān)信號沒有控制 器92而停止的時間之前，誤差信號的減少阻止了開關(guān)控制信號，因 而使輸出電壓的上沖最小化。在時刻T3，輸出電壓降低且誤差信號 增加到Rmin，如曲線102所示。因?yàn)檎`差信號不降低并低于一個低 值，控制器35開始提供開關(guān)控制信號以調(diào)節(jié)輸出電壓，因而使輸出 電壓的下沖最小化。曲線106的一部分是虛線，以顯示沒有控制器92 和信號97就不被提供的開關(guān)脈沖。輸出電壓的下沖的減少由時刻T3 之后曲線107和108之間的差值示出。因此，控制器35更快地響應(yīng) 于負(fù)載電流20的變化并減少輸出電壓的上沖和下沖。
沒有控制器92和信號97，誤差信號將在時刻T2下降，這可導(dǎo) 致輸出電壓的下沖。在時刻T3之后需要額外的時間來再繼續(xù)形成開 關(guān)控制脈沖。作為沒有開關(guān)控制脈沖的結(jié)果，輸出電壓將下降并花較 長的時間來恢復(fù)回期望值，如時刻T3之后虛曲線108所示。
為了促進(jìn)控制器35的這個功能，調(diào)節(jié)器80連接在輸入36和返 回37之間。反饋輸入78連接到電路86的第一輸入。電路86的輸出 連接到阻抗Zl的第一端子，阻抗Zl有一個通常與放大器88的反向 輸入和阻抗Z2的輸入連接的輸出。參考85的輸出與放大器88的非 反向輸入連接。放大器88的輸出通常連接到阻抗Z2的第二端子、電 路67的第一輸入、電路55的第一輸入和電路41的第一輸入。電路 41的輸出連接到節(jié)點(diǎn)42和比較器43的非反向輸入。比較器43的反 向輸入與斜波83的第一輸出連接以接收斜波Rl。比較器43的輸出 連接到驅(qū)動器44的輸入，驅(qū)動器44有一個連接到晶體管45的柵極 的輸出。晶體管45的漏極連接到輸入36，而源極通常連接到輸出48 和二極管47的陰極。二極管47的陽極與返回37連接。放大器46的 反向輸入連接到輸入49，而非反向輸入連接到輸入50。放大器46的 輸出與電路41的第二輸入連接。電路55的輸出連接到節(jié)點(diǎn)50和比 較器57的非反向輸入。比較器57的反向輸入與斜波83的第二輸出 連接以接收斜波信號R2。比較器57的輸出連接到驅(qū)動器58的輸入， 驅(qū)動器58有一個連接到晶體管59的柵極的輸出。晶體管59的漏極 連接到輸入36而源極通常連接到輸出62和二極管61的陰極。二極 管61的正極與返回37連接。放大器60的反向輸入連接到輸入63而 放大器60的非反向輸入連接到輸入50。放大器60的輸出與電路55 的第二輸入連接。電路67的輸出連接到節(jié)點(diǎn)68和比較器69的非反 向輸入。比較器69的反向輸入與斜波83的笫三輸出連接以接收斜波 信號R3。比較器69的輸出連接到驅(qū)動器70的輸入，驅(qū)動器70有一 個連接到晶體管71的柵極的輸出。晶體管71的漏極連接到輸入36 而源極通常連接到輸出74和二極管73的陰極。二極管73的正極與 返回37連接。放大器72的反向輸入連接到輸入75而非反向輸入連 接到輸入50。放大器72的輸出與電路67的第二輸入連接。電路95 的第一輸入連接到節(jié)點(diǎn)42，電路95的第二輸入連接到節(jié)點(diǎn)56，以及 電路95的第三輸入連接到節(jié)點(diǎn)68。電路95的輸出通常連接到發(fā)生器 93的輸入和放大器96的非反向輸入。發(fā)生器93的第二輸入被連接以 從斜波83接收參考信號。發(fā)生器93的輸出與放大器96的反向輸入 連接。放大器96的輸出連接到電路86的第二輸入。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，信號97可通過基本上等于Zl的另 一阻抗連接到放大器88的反向輸入，而不是將信號97加入到電路86 中。此外，在圖l所示的實(shí)施例中，放大器96具有單位增益，在其 它實(shí)施例中，放大器96可有不同的增益及誤差信號97可形成為與平 均誤差信號和Rmin或Rpk之間的差值成比例。
圖3簡要示出控制器92、加法電路86、參考85、偏移31和放 大器88的配置的實(shí)施例的一部分，放大器88幫助形成在圖1和圖2 的說明中描述的被補(bǔ)償?shù)男盘?7和補(bǔ)償偏移信號91。放大器96和 88都從偏移31接收偏移電壓。偏移32沒有被使用。放大器96具有 兩個非反向輸入和一個反向輸入。放大器96將來自偏移31的偏移電 壓加到平均誤差信號和信號94之間的差值以形成信號97。放大器88 還接收偏移31的偏移電壓并將其從自電路86接收的信號減去，從而 抵消來自補(bǔ)償偏移信號91的偏移電壓。加法電路86將補(bǔ)償信號97 和FB信號加在一起。電路86還在反向輸入端從參考85接收參考信 號并從相加的FB信號和信號97減去該參考信號。
圖4簡要示出包括多通道電源控制器121的示例性實(shí)施例的多通 道電源控制系統(tǒng)120的實(shí)施例的一部分。系統(tǒng)120是系統(tǒng)10的可替 換的實(shí)施例，及控制器121是圖1和圖2的說明中描述的控制器35 的可替換的實(shí)施例?？刂破?21類似于控制器35，然而為了控制輸出 電壓的值，控制器121不感測來自每個通道的電流?？刂破?21利用 反饋(FB )信號來調(diào)節(jié)輸出電壓，而不是利用來自每個通道的用于形 成負(fù)載電流20的電流的值。
控制器121包括補(bǔ)償控制電路或補(bǔ)償控制器122，其為控制器92 (圖l)的可替換的實(shí)施例?？刂破?22類似于控制器92且以類似的 方式運(yùn)行，只是控制器122將放大器88的輸出接收為誤差信號，而 不是對加起來的三個誤差信號求平均以提供平均誤差信號。因此，控 制器22使用來自放大器88的誤差信號。同樣，每個通道40、 54和 66利用來自放大器88的誤差信號作為各自的比較器的誤差信號，而 不是將來自放大器88的信號和電流源信號加在一起。
圖5簡要示出在半導(dǎo)體管芯(die)131上形成的半導(dǎo)體器件或集成 電路130的實(shí)施例的一部分的放大平面圖。控制器35在管芯131上 形成。作為選擇，控制器121也可在管芯131上形成。管芯131還可 包括其它在圖5中為制圖簡單而沒有示出的電路?？刂破?5和器件 或集成電路130通過半導(dǎo)體制造技術(shù)在管芯131上形成，這些技術(shù)對 技術(shù)領(lǐng)域的人員來講是公知的，
鑒于上述內(nèi)容，顯然公開的是一種新的裝置和方法。除了其它特 征，還包括的是配置開關(guān)電源控制器來使用誤差信號控制輸出電壓。 開關(guān)電源控制器還配置成形成通過使用誤差信號的值而產(chǎn)生的補(bǔ)償 信號，誤差信號的值在上限值和下限值之間。開關(guān)電源控制器還配置 成用補(bǔ)償信號調(diào)節(jié)誤差信號的值。調(diào)節(jié)誤差信號最小化了輸出電壓的 上沖和下沖，并改善了利用開關(guān)電源控制器的系統(tǒng)的操作。
雖然本發(fā)明的主題是用特定的優(yōu)選實(shí)施例來描述的，但顯然對半 導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員來說許多替換和變化是顯而易見的。例如，控制 器35和121顯示為具有三個通道，但是本發(fā)明也可適用于單個通道 或多個通道。另夕卜，用于形成補(bǔ)償信號94的斜波信號的Rpk和Rmin 值可由斜波信號的其它值代替。此外，為描述清楚而始終使用"連接" 這個詞，但是，詞"耦合，，被認(rèn)為具有相同的含義。相應(yīng)地，"連接"應(yīng) 被解釋為既包括直接連接也包括間接連接。
權(quán)利要求
1.一種電源控制器，包括開關(guān)控制電路，其耦合成接收誤差信號和斜波信號并響應(yīng)性地形成調(diào)節(jié)輸出電壓的開關(guān)控制信號；補(bǔ)償控制電路，其配置成接收所述誤差信號并對于在第一值和第二值之間的所述誤差信號值形成與所述誤差信號基本相同的補(bǔ)償控制信號，及當(dāng)所述誤差信號不小于所述第一值時，將所述補(bǔ)償控制信號限制到所述第一值，而當(dāng)所述誤差信號不大于所述第二值時，將所述補(bǔ)償控制信號限制到所述第二值，所述補(bǔ)償控制電路配置成形成補(bǔ)償信號，對于在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號值，所述補(bǔ)償信號是基本恒定的，及對于不小于所述第一值的所述誤差信號值，所述補(bǔ)償信號有基本等于所述誤差信號和所述第一值之間差值的變化，而對于不大于所述第二值的所述誤差信號值，所述補(bǔ)償信號有基本等于所述誤差信號和所述第二值之間差值的變化；第一加法電路，其配置成將所述補(bǔ)償信號與表示所述輸出電壓的反饋信號相加并形成被補(bǔ)償?shù)男盘?；和誤差信號發(fā)生器，其配置成接收所述被補(bǔ)償?shù)男盘?，其中所述電源控制器使用所述被補(bǔ)償?shù)男盘杹硇纬伤稣`差信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的電源控制器，其中所述第一值基本等于 所述斜波信號的峰值，及所述第二值基本等于所述斜波信號的最小 值。
3. 如權(quán)利要求1所述的電源控制器，其中所述電源控制器包括 多個通道和多個斜波信號，且其中每個通道接收所述多個斜波信號中 的一個斜波信號、形成所述通道的誤差信號和形成所述通道的開關(guān)控 制信號；以及其中所述補(bǔ)償控制電路配置成對來自所述多個通道的每 個誤差信號求平均并使用所述平均來形成所述被補(bǔ)償?shù)男盘枴?br> 4. 如權(quán)利要求3所述的電源控制器，進(jìn)一步包括所述補(bǔ)償控制 電路，所述補(bǔ)償控制電路配置成形成所述被補(bǔ)償?shù)男盘?，對于在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號的所述平均的值，所述被補(bǔ) 償?shù)男盘柺腔竞愣ǖ模皩τ诓恍∮谒龅谝恢档乃稣`差信號的 所述平均的值，所述被補(bǔ)償?shù)男盘栍谢镜扔谒稣`差信號的所述平 均和所述第一值之間差值的變化，而對于不大于所述第二值的所述誤 差信號的所述平均的值，所述被補(bǔ)償?shù)男盘栍谢镜扔谒稣`差信號 的所述平均和所述第二值之間差值的變化。
5. —種形成電源控制器的方法，包括配置所述電源控制器以接收表示輸出電壓的反饋信號，所述輸出 電壓被所述電源控制器控制；配置誤差信號發(fā)生器電路以使用所述反饋信號來形成誤差信號；配置所述電源控制器以形成補(bǔ)償信號，對于在第一值和第二值之 間的所述誤差信號的值，所述補(bǔ)償信號是基本恒定的，及對于基本上 不小于所述第一值的誤差信號值，所述補(bǔ)償信號有基本上等于所述誤 差信號和所述第一值之間差值的變化，而對于基本上不大于所述第二 值的誤差信號值，所述補(bǔ)償信號有基本上等于所述誤差信號和所述笫 二值之間差值的變化；和配置所述電源控制器以使用所述補(bǔ)償信號來調(diào)節(jié)所述誤差信號。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述配置所迷電源控制器以 形成所述補(bǔ)償信號的步驟，包括配置補(bǔ)償控制電路以接收所述誤差信 號、使用所述誤差信號來對于在所述第一值和所述第二值之間的所述 誤差信號的值形成基本上等于所述誤差信號的補(bǔ)償控制信號、以及從 所述誤差信號減去所述補(bǔ)償控制信號以形成所述補(bǔ)償信號。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，包括配置補(bǔ)償發(fā)生器以接收所述 誤差信號，并將所述補(bǔ)償發(fā)生器輸出的最大值限制到所述第一值，而 將所述輸出的最小值限制到所述第二值。
8. —種形成電源控制器的方法，包括配置所述電源控制器以接收表示輸出電壓的反饋信號，所述輸出 電壓被所述電源控制器控制；配置誤差信號發(fā)生器電路以使用所述反饋信號來形成誤差信號；配置所述電源控制器以對于在第一值和第二值之間的所述誤差 信號的值，在控制所述輸出電壓中基本上使用所述誤差信號，及對于 不小于所述第一值的所述誤差信號的值，用表示所述誤差信號和所述 第一值之間差值的信號來補(bǔ)償所述誤差信號，而對于不大于所述第二 值的所述誤差信號的值，用表示所述誤差信號和所述第二值之間差值 的信號來補(bǔ)償所述誤差信號。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述配置所述電源控制器以 對于在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號的值，在控制輸 出電壓中基本使用所述誤差信號，及對于不小于所述第一值的所述誤 差信號的值，用表示所述誤差信號和所述第一值之間差值的信號來補(bǔ) 償所述誤差信號，而對于不大于所述第二值的所述誤差信號的值，用 表示所述誤差信號和所述第二值之間差值的信號來補(bǔ)償所述誤差信 號的步驟，包括配置誤差放大器以使用表示所述誤差信號和所述第二 值之間所述差值的所述信號來使所述電源控制器形成所述誤差信號。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括耦合所述誤差放大器 以接收反饋信號和所述信號的總和而形成中間信號，以及將所述中間 信號與表示負(fù)栽電流的電流感測信號相加，所述負(fù)栽電流由所述電源 控制器提供。
全文摘要
補(bǔ)償開關(guān)電源控制器及其方法。在一個實(shí)施例中，多通道電源控制器調(diào)節(jié)誤差信號的值以在負(fù)載瞬變期間最小化上沖和下沖。
文檔編號H02M3/10GK101174790SQ20071015377
公開日2008年5月7日 申請日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者保羅·J·哈里曼 申請人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司