專利名稱:開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器及其混合模式控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。更具體的說(shuō),依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及功率調(diào)節(jié)和控制方法。
背景技術(shù):
電壓調(diào)節(jié)器,例如直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器,用于給各種不同的電子系統(tǒng)提供穩(wěn)定 的電壓。低功率設(shè)備(如便攜式筆記本、移動(dòng)電話等)的電池管理更需要高效的直流_直 流轉(zhuǎn)換器。開(kāi)關(guān)型電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻電壓,然后濾波該高頻電壓 從而獲得直流輸出電壓。更具體的說(shuō),開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器包括開(kāi)關(guān)、輸出濾波器和控制器。所述 開(kāi)關(guān)用以將輸入直流電壓源交替性的(如電池)連接和斷開(kāi)連接到負(fù)載(如集成電路); 所述輸出濾波器,通常包括電感和電容,其連接在輸入電壓源和負(fù)載之間,用以對(duì)開(kāi)關(guān)輸出 進(jìn)行濾波,進(jìn)而提供輸出直流電壓;所述控制器(如脈沖寬度調(diào)制器(PWM),脈沖頻率調(diào)制 器等)用以控制開(kāi)關(guān)以保持一相對(duì)恒定的直流輸出電壓。傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器利用跨導(dǎo)放大器或者運(yùn)算放大器作為誤差放大器以放大輸 出反饋值和基準(zhǔn)值之間的差值。為了穩(wěn)定調(diào)節(jié)回路,需要設(shè)計(jì)誤差放大器的傳遞函數(shù)以來(lái) 滿足通常的功率級(jí)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)和零點(diǎn)。但是,開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的功率級(jí)傳遞函數(shù)會(huì)隨著 工作狀態(tài)而變化(如輸入電壓、輸出電流等)。因此,對(duì)于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器,可以對(duì)其誤差放大 器的傳遞函數(shù)進(jìn)行合適的設(shè)計(jì)以在任何工作狀態(tài)下均能獲得較好的穩(wěn)定裕度,但是這種操 作會(huì)導(dǎo)致暫態(tài)響應(yīng)較差。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明的目的是提供一種具有快速暫態(tài)響應(yīng)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器, 以解決現(xiàn)有技術(shù)穩(wěn)定性能較差,暫態(tài)響應(yīng)較差的問(wèn)題。依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器包括第一反饋電路,用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出,并與調(diào)節(jié)參考值進(jìn)行比較,然后產(chǎn) 生控制信號(hào),所述控制信號(hào)用以在所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器 的輸出與所述調(diào)節(jié)參考值相匹配;第二反饋電路,用以檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的輸出 誤差,并據(jù)此產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào),所述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以提高所 述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器包括第一公共反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式來(lái)放大每一輸出端的輸出值和相應(yīng)的 調(diào)節(jié)參考值之間的輸出調(diào)節(jié)誤差,然后在所述分時(shí)復(fù)用的一預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生與每一路 輸出端相應(yīng)的一組控制信號(hào),并且持續(xù)至下一檢測(cè)周期,所述每一控制信號(hào)用以在開(kāi)關(guān)調(diào) 節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器使其每一路輸出端輸出與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值相匹配的輸出值;一組第二反饋電路,其與所述多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出端數(shù)目相匹配,用以 檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的每一路輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的誤差,并據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的一 調(diào)節(jié)信號(hào),所述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)相應(yīng)的所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào) 節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的另一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器包括分時(shí)復(fù)用電路,其分別與公共第一反饋電路和公共第二反饋電路連接,用以在不 同的時(shí)間區(qū)間內(nèi),分別將公共第一反饋電路和公共第二反饋電路與對(duì)應(yīng)的輸出端連接;公共第一反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式以在不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)來(lái)放大每一輸 出端的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出調(diào)節(jié)誤差,然后在所述分時(shí)復(fù)用的預(yù)設(shè)時(shí)間 間隔內(nèi)產(chǎn)生與每一路輸出端相應(yīng)的一組控制信號(hào),并且持續(xù)至下一檢測(cè)周期,所述每一控 制信號(hào)用以在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器使其每一路輸出端輸出與 相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值相匹配的輸出值;公共第二反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式以在不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)檢測(cè)所述開(kāi)關(guān) 型調(diào)節(jié)器的每一路輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的誤差,并據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的一調(diào)節(jié)信號(hào),所 述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)相應(yīng)的所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài) 響應(yīng)。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,包括以下步驟(1)使用第一反饋電路放大所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器輸出端的輸出值和調(diào)節(jié)參考值之間 的輸出誤差;(2)產(chǎn)生源自所述放大輸出誤差的控制信號(hào),以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀 態(tài);(3)使用第二反饋電路檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器輸出端的輸出值和所述調(diào)節(jié)參考值 之間的所述輸出誤差;(4)并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)所述控制信號(hào),以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié) 器的暫態(tài)響應(yīng)。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,包括以下步驟(1)采用分時(shí)復(fù)用的方式,將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間;(2)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用第一公共反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端 的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差;(3)根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至下 一檢測(cè)周期;(4)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)以在相應(yīng)的輸出端產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié) 參考值匹配的穩(wěn)定的輸出值。(5)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用與輸出端相應(yīng)的第二反饋電路,檢測(cè)輸出信號(hào)和所 述相應(yīng)的參考值之間的輸出誤差;(6)在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào),以調(diào) 節(jié)所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,包括以下步驟
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(1)采用分時(shí)復(fù)用的方式,將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間;(2)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用公共第一反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端 的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差;(3)根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至下 一檢測(cè)周期;(4)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)以在相應(yīng)的輸出端產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié) 參考值匹配的穩(wěn)定的輸出值。(5)在相同的相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用公共第二反饋電路,檢測(cè)輸出信號(hào)和所述相應(yīng) 的參考值之間的輸出誤差;(6)以在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào),以 調(diào)節(jié)所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以方便的實(shí)現(xiàn)具有改進(jìn)的暫態(tài)響應(yīng)的混合控制功率調(diào)節(jié) 器。優(yōu)選實(shí)施例使用第一反饋控制和第二反饋控制,所述第一反饋控制用于在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)和輸出調(diào)節(jié)。第一反饋控制響應(yīng)速度相對(duì)較慢,調(diào)節(jié)精度較高。第二反饋控制在 暫態(tài)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)相對(duì)較快的響應(yīng)控制。本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的 詳細(xì)描述顯而易見(jiàn)。
圖1A所示為一示例開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理框圖。圖1B所示為圖1A所示的調(diào)節(jié)器的一示例工作波形圖。圖2A所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理框圖。圖2B所示為圖2A所示為調(diào)節(jié)器的一示例工作波形圖,圖2C所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一示例非線性電路的原理框圖。圖2D所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二示例非線性電路的原理框圖。圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有兩路輸出的一示例調(diào)節(jié)器的原理框圖。圖3B所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有N路輸出的一示例調(diào)節(jié)器的原理框圖。圖3C所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例公共線性放大器的原理框圖。圖3D所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有N路輸出的第二示例調(diào)節(jié)器的原理框圖。圖4所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法流程圖。圖5所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法的流 程圖。圖6所述為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一示例多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法的 流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述,但本發(fā)明并不僅僅限于 這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方 案。為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解,在以下本發(fā)明優(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發(fā)明。另外,為了避免對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)造成不必要的混淆,并沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明眾所周知的方法、過(guò)程、流程、元件和電路等。在本應(yīng)用中,“電線”、“繞線”、“引線”、“信號(hào)”、“導(dǎo)線”和“總線”指的是任何已知的
結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、布局、技術(shù)、方法或者過(guò)程以用來(lái)在物理上把電路中的信號(hào)從一個(gè)點(diǎn)傳到另一 個(gè)點(diǎn)。除另有說(shuō)明否則使用文本的上下文中,通常情況下,“已知”、“固定”、“給定”、“肯定” 和“預(yù)定”指的是一個(gè)值另有說(shuō)明的除外;數(shù)量、參數(shù)、約束條件、條件、狀態(tài)、流程、過(guò)程、方 法、實(shí)施,或各種組合等在理論上是可變的,但是提前設(shè)定后,在后續(xù)使用中保持不變。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以方便的實(shí)現(xiàn)具有改進(jìn)的暫態(tài)響應(yīng)的混合控制的功率調(diào) 節(jié)器。優(yōu)選實(shí)施例具有第一反饋控制和第二反饋控制,所述第一反饋控制用于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下 的穩(wěn)定工作和輸出調(diào)節(jié)。第一反饋控制響應(yīng)速度相對(duì)較慢,調(diào)節(jié)精度較高。第二反饋控制 在暫態(tài)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)相對(duì)較快的響應(yīng)控制。進(jìn)一步,依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例采用誤差放大器以 在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下獲得穩(wěn)定的工作狀態(tài),非線性放大器或者其他的控制回路以在暫態(tài)狀態(tài)下獲 得較快的響應(yīng)。以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例從各個(gè)方面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。參考圖1A,示意圖100A所示為一示例開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理框圖。圖1B所示為圖 1A所示的調(diào)節(jié)器的示例工作波形圖100B。在恒定頻率工作模式時(shí),振蕩器114的時(shí)鐘(CLK) 通過(guò)R-S觸發(fā)器106和邏輯/驅(qū)動(dòng)電路108用于打開(kāi)上開(kāi)關(guān)(如晶體管MD以此開(kāi)始一個(gè) 開(kāi)關(guān)周期。檢測(cè)輸出電壓(如通過(guò)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)札和&),然后與調(diào)節(jié)參考值(如VKEF)進(jìn) 行比較后,再通過(guò)誤差放大器(EA)110產(chǎn)生誤差信號(hào)VTOMP。所述誤差信號(hào)輸入至比較器116 并與檢測(cè)電感電流(如通過(guò)電流探測(cè)器102和電流檢測(cè)放大器(CSA)104)和斜坡補(bǔ)償信號(hào) (SLP)的總和進(jìn)行比較。SLP可以是振蕩器114發(fā)生的與CLK相位相同的鋸齒波信號(hào)。如 果VSEN,即檢測(cè)電感電流和斜坡補(bǔ)償信號(hào)的總和,大于誤差信號(hào)VOTP,則上開(kāi)關(guān)Ml斷開(kāi),整流 器或者同步開(kāi)關(guān)M2導(dǎo)通電流直至下一個(gè)時(shí)鐘CLK到來(lái)。圖1A所示的示例開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器包括功率級(jí)、PWM控制/驅(qū)動(dòng)150和反饋控制152。 反饋控制152檢測(cè)輸出電壓VOTT,然后與調(diào)節(jié)參考值電壓VKEF比較以產(chǎn)生誤差信號(hào)(如 VC0MP)。VOTP輸入至PWM控制/驅(qū)動(dòng)150以產(chǎn)生功率開(kāi)關(guān)Mi和M2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。反饋控制152 包括具有相應(yīng)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的EA110(未在圖中標(biāo)示)以產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償來(lái)維持反饋回路的 穩(wěn)定性。但是,功率級(jí)傳遞函數(shù)跟隨工作狀態(tài)的不同而變化,所以僅僅補(bǔ)償設(shè)計(jì)是不能滿足 最壞狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定需求。因此,采用這種類型的控制模式其暫態(tài)響應(yīng)相對(duì)較慢。優(yōu)選實(shí)施 例為具有較好的穩(wěn)定性以及較快的暫態(tài)響應(yīng)的方法和電路。以下詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制電路包括第一反饋電路,用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出,并與調(diào)節(jié)參考值進(jìn)行比較,然后產(chǎn) 生控制信號(hào),所述控制信號(hào)用以在所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器 的輸出與所述調(diào)節(jié)參考值相匹配;第二反饋電路,用以檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的輸出 誤差,并據(jù)此產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào),所述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以提高所 述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。在下述示例中,所述第一反饋電路采用一線性電路(如線性放大器),所述第二反 饋電路采用非線性電路(如多閾值多比較器)。但是,所述第一反饋電路也可以是具有非線性傳遞函數(shù)的非線性電路,所述第二反饋電路也可以是具有線性傳遞函數(shù)的線性電路。參考圖2A,示意圖200A所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理 框圖。反饋控制模塊202包括線性電路和非線性電路兩部分,其中線性電路部分為一線性 放大部分(如包括誤差放大器EA208),用以獲得精確的直流信號(hào)或者穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)控制,非線 性電路204用以獲得暫態(tài)狀態(tài)下的快速響應(yīng)。線性放大器EA208用以放大直流輸出電壓VQUT 和調(diào)節(jié)參考值VKEF之間的差值以在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下獲得精確的和穩(wěn)定的調(diào)節(jié)VOT。例如,VEEF的 范圍可以為0. 1V-5V,或者系統(tǒng)中的最大電壓值,包括0. 6V。線性放大部分可以優(yōu)化來(lái)提高 穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)精度,響應(yīng)速度可以相對(duì)低一些。因此,圖2A所示的線性放大器部分相對(duì)容 易設(shè)計(jì)和實(shí)施。例如,簡(jiǎn)單的低帶寬積分器也是一種選擇實(shí)現(xiàn)方式。對(duì)比的,非線性電路204可以包括一些相對(duì)較快的子電路以控制負(fù)載的暫態(tài)狀 態(tài)。圖2A所示的特定實(shí)施例中,使用了兩個(gè)比較器(如254-1和254-2)。當(dāng)輸出反饋信號(hào) FB低于第一閾值時(shí)(如VKEF1),比較器254-1可以產(chǎn)生一正的輸出,并通過(guò)LIM252-1濾波, 然后通過(guò)加法電路206與VTOMP相加,即EA208的輸出。VKEF1可以設(shè)置為略低于VKEF,例如VKEF 的90% -98%,包括VKEF的97%。這使得控制信號(hào)VC0NT來(lái)增加功率級(jí)的占空比以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù) 載暫態(tài)階躍的快速響應(yīng)。類似的,當(dāng)FB大于第二閾值(VKEF2)時(shí),比較器254-2和LIM252-2 強(qiáng)制功率級(jí)的占空比減小,以獲得相對(duì)較好的輸出響應(yīng)。VKEF1可以設(shè)置為略大于VKEF,例如 VEEF 的 102% -110%,包括 103%。圖2B所示為圖2A所示的調(diào)節(jié)器的示例工作波形圖200B。在、時(shí)刻,輸出負(fù)載 從Ii增加到12,導(dǎo)致輸出電壓的下降,這種過(guò)程反應(yīng)在VFB上。線性放大器輸出VOTP反應(yīng)可 能慢一些,但是比較器254-1產(chǎn)生一正的脈沖VA1來(lái)增加占空比,并且通過(guò)較強(qiáng)的控制信號(hào) VTONT快速增加VOTT和VFB至穩(wěn)態(tài)數(shù)值。在時(shí)刻、,VFB在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)增加。非線性回路逐漸 的停止作用,線性放大器維持穩(wěn)態(tài)狀態(tài)調(diào)節(jié)。這樣的非線性電路204的工作持續(xù)時(shí)間通過(guò) LIM252-1 控制。類似的,當(dāng)負(fù)載從12下降至1:,比較器254-2和LIM252-2執(zhí)行非線性調(diào)節(jié)功能以 通過(guò)較強(qiáng)的控制信號(hào)VeQNT快速減小VQUT和VFB至穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。同樣,LIM252-1的輸出(如VA1) 和LIM252-2的輸出(如VA2)通過(guò)加法電路250相加以產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)V.。限制電路252可 以是任何合適的接收比較器254輸出的電路(如增益濾波器、持續(xù)時(shí)間限制器、幅值限制器 或者任何其他合適的限制器等)。進(jìn)一步,盡管該特定實(shí)施例僅僅采用了兩個(gè)閾值和兩個(gè)比 較器來(lái)實(shí)現(xiàn)非線性電路,但是任何合適數(shù)量(如多于兩個(gè)閾值和兩個(gè)比較器)均可以用來(lái) 進(jìn)一步加速暫態(tài)響應(yīng)。參考圖2C,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一示例非線性電路的原理框圖204C。這 種方法表征了非線性電路204的數(shù)字實(shí)現(xiàn)。這里,采樣FB和調(diào)節(jié)參考值VKEF之間的誤差信號(hào) (如通過(guò)跨導(dǎo)放大器260和電阻Rx),并將其轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號(hào)(如通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器262)。 數(shù)字濾波器264然后接收A/D轉(zhuǎn)換器262的數(shù)字輸出,并來(lái)計(jì)算調(diào)節(jié)信號(hào)VAW_D。然后,VADJ1 轉(zhuǎn)換回一模擬信號(hào)(如通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器266),將V胃與線性放大輸出相加以提供給PWM控 制。另一種方法,在某些控制結(jié)構(gòu)中,數(shù)字信號(hào)^^㈣輸入至驅(qū)動(dòng)邏輯(如108)以補(bǔ)充PWM 控制信號(hào),所述PWM控制信號(hào)用以控制有源開(kāi)關(guān)(如虬和禮)的占空比。另外,可以通過(guò)用 戶界面控制對(duì)數(shù)字濾波器264進(jìn)行編程或者重構(gòu)。參考圖2D,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二示例非線性電路的原理框圖204D。在
9該示例中,非線性電路204可以使用多個(gè)放大器實(shí)現(xiàn)。放大器290用于放大FB和第一閾值 VEEF1之間的差值以調(diào)節(jié)控制信號(hào)VroNT,然后輸入至PWM控制/驅(qū)動(dòng)模塊150。放大器292用 以放大FB和第二閾值VKEF2之間的差值,以調(diào)節(jié)控制信號(hào)VC0NT并輸入至PWM控制/驅(qū)動(dòng)模 塊150。另外,放大器290和放大器292的輸出通過(guò)加法電路294相加以提供調(diào)節(jié)信號(hào)VfflJ。 進(jìn)一步,任何合適數(shù)量的放大器和閾值(如具有不同傳遞函數(shù)的多于兩個(gè)的放大器和多于 兩個(gè)閾值)均可以用來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化穩(wěn)定性和暫態(tài)響應(yīng)。以下詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選多路輸出開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的控制結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中,一種多路輸出開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)控制器包括第一公共反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式來(lái)放大每一輸出端的輸出值和相應(yīng)的 調(diào)節(jié)參考值之間的輸出調(diào)節(jié)誤差,然后在所述分時(shí)復(fù)用的一預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生與每一路 輸出端相應(yīng)的一組控制信號(hào),并且持續(xù)至下一檢測(cè)周期,所述每一控制信號(hào)用以在開(kāi)關(guān)調(diào) 節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器使其每一路輸出端輸出與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值相 匹配的輸出值;一組第二反饋電路,其與所述多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出端數(shù)目相匹配,用以 檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的每一路輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的誤差,并據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的一 調(diào)節(jié)信號(hào),所述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)相應(yīng)的所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào) 節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。在下述一些示例中,所述第一反饋電路為一線性電路(如線性放大器),但是所述 第一反饋電路也可以是非線性電路,如比較器,或者線性和非線性電路的總和。參考圖3A,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有兩路輸出的一示例調(diào)節(jié)器的原理框圖 300A。這種非線性電路204的特別布置可以有效的提高多路輸出調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)速度, 并且通過(guò)共享相對(duì)較低的響應(yīng)電路使得硬件成本最小。在該示例中,0UT1 (如,包括非線性 電路204-1,加法電路206-1,控制有源開(kāi)關(guān)Ml和M2的PWM控制/驅(qū)動(dòng)電路150-1)的輸出 回路,和0UT2 (如,包括非線性電路204-2,加法電路206-2,控制有源開(kāi)關(guān)M12和M22的PWM 控制/驅(qū)動(dòng)電路150-2),共享一個(gè)相對(duì)較慢的公共線性放大器回路302以獲得精確和穩(wěn)定 的直流調(diào)節(jié)。由于公共的線性放大器302可能會(huì)相對(duì)較慢,時(shí)分多路復(fù)用(TDM)(如,通過(guò)時(shí)分 控制器310)可以通過(guò)在不同通道間復(fù)用輸入(如,和公共誤差放大器的輸出, 而產(chǎn)生每一路輸出(如,0^\和0肌2)的直流誤差信號(hào)(如通過(guò)時(shí)分控制器310)。例如, 在第一時(shí)間區(qū)間內(nèi),MUX306將跨導(dǎo)放大器304的輸出連接到第一補(bǔ)償電容Ca,通過(guò)MUX308 積分FB:和調(diào)節(jié)參考值VKEF之間的誤差。類似的,MUX306將跨導(dǎo)放大器304的輸出連接到 第二補(bǔ)償電容Ce2,通過(guò)MUX308積分FB2*Vkef之間的誤差。每一個(gè)補(bǔ)償電容上的電壓(如 Vomh和VTOMP2)用以獲得相應(yīng)的輸出(如0^\和0肌2)上的合適的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。在暫態(tài)工作狀 態(tài)下,非線性電路204檢測(cè)相應(yīng)的輸出電壓,并且調(diào)制電壓(如V.i和VAW2)以產(chǎn)生一相對(duì) 較快的控制電壓(如VroNT1和VroNT2)以改變相應(yīng)的功率級(jí)的占空比,并獲得較高的輸出暫態(tài) 響應(yīng)。參考圖3B,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有N路輸出的第一示例調(diào)節(jié)器的原理框 圖300B。該示例調(diào)節(jié)器包括功率級(jí)320 (如有源開(kāi)關(guān)Mi和M2、電感等),公共線性放大器 302,每一路輸出通道(如OUT” 0UT2. 0UTn)的PWM控制/驅(qū)動(dòng)150和每一通道的非線性電路204。參考圖3C,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例公共線性放大器的原理框圖302C。 在這樣的多輸出系統(tǒng)中,如果可以允許暫態(tài)速度較慢,則使用合適的時(shí)分和多路開(kāi)關(guān)
MUX330和MUX334以及誤差放大器EA332以在所有的通道間(如1,2,.....N)分享共用非
線性控制。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,包括分時(shí)復(fù)用的電路,其分別與公共第一反饋電路和公共第二反饋電路連接,用以在 不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi),分別將公共第一反饋電路和公共第二反饋電路與對(duì)應(yīng)的輸出端連接;公共第一反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式以在不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)來(lái)放大每一輸 出端的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出調(diào)節(jié)誤差,然后在所述分時(shí)復(fù)用的預(yù)設(shè)時(shí)間 間隔內(nèi)產(chǎn)生與每一路輸出端相應(yīng)的一組控制信號(hào),并且持續(xù)至下一檢測(cè)周期,所述每一控 制信號(hào)用以在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器使其每一路輸出端輸出與 相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值相匹配的輸出值;公共第二反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式以在不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)檢測(cè)所述開(kāi)關(guān) 型調(diào)節(jié)器的每一路輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的誤差,并據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的一調(diào)節(jié)信號(hào),所 述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)相應(yīng)的所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài) 響應(yīng)。參考圖3D,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二示例具多路路輸出的調(diào)節(jié)器的原理框 圖300D。在該示例中,公共模塊350可以包含不同類型的電路。例如,公共反饋控制模塊 340既可以包括線性放大器(如,對(duì)直流調(diào)節(jié)而言),也可以包括非線性電路(如,針對(duì)暫態(tài) /交流工作)。圖3D所示的特殊實(shí)施例可以最好的適用于低成本的應(yīng)用,其中這里由于暫態(tài) 響應(yīng)時(shí)間要求不會(huì)太嚴(yán)格,所示時(shí)分多路復(fù)用既可以用作直流調(diào)節(jié)也可以用作交流調(diào)節(jié)。圖3B和3D所示的實(shí)施例中討論的時(shí)分電路可以將一個(gè)檢測(cè)周期分成多個(gè)時(shí)間區(qū) 間,以在一個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)公共子電路作用于一路輸出。所述檢測(cè)周期可以為一開(kāi)關(guān)周期,被 分成與輸出通道數(shù)量相同數(shù)目的時(shí)間區(qū)間。如果公共子電路在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)只作用于一 個(gè)輸出通道,則所述檢測(cè)周期也可以為多個(gè)開(kāi)關(guān)周期。根據(jù)應(yīng)用需要,優(yōu)選實(shí)施例也可以用 其他的方法來(lái)劃分檢測(cè)周期。以下詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,包括以下步驟(1)使用第一反饋電路放大所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器輸出端的輸出值和調(diào)節(jié)參考值之間 的輸出誤差;(2)產(chǎn)生源自所述放大輸出誤差的控制信號(hào),以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀 態(tài);(3)使用第二反饋電路檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器輸出端的輸出值和所述調(diào)節(jié)參考值 之間的所述輸出誤差;(4)并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)所述控制信號(hào),以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié) 器的暫態(tài)響應(yīng)。參考圖4,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法流程圖 400,包括以下的步驟
402 流程開(kāi)始;404 放大輸出端和調(diào)節(jié)參考值之間的調(diào)節(jié)誤差;(例如通過(guò)圖2A中所示的誤差放大器208)406 根據(jù)經(jīng)放大后的所述調(diào)節(jié)誤差產(chǎn)生一控制信號(hào)(如VroNT)以獲得穩(wěn)態(tài)工作狀 態(tài)。408 使用另一不同的反饋電路檢測(cè)調(diào)節(jié)誤差(408);(例如,圖2A中所示的非線性電路204)410 產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)(如以調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)來(lái)獲得暫態(tài)工作狀態(tài);412 流程結(jié)束。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,包括以下步驟(1)采用分時(shí)復(fù)用的方式,將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間;(2)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用第一公共反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端 的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差;(3)根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至下 一檢測(cè)周期;(4)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)以在相應(yīng)的輸出端產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié) 參考值匹配的穩(wěn)定的輸出值。(5)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用與輸出端相應(yīng)的第二反饋電路,檢測(cè)輸出信號(hào)和所 述相應(yīng)的參考值之間的輸出誤差;(6)在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào),以調(diào) 節(jié)所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。參考圖5,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器一示例控制方法的 流程圖500。502 流程開(kāi)始;504 將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間,如通過(guò)時(shí)分控制器310 ;506:在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用第一公共反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端 的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差,如通過(guò)跨導(dǎo)放大器304 ;508 根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至 下一檢測(cè)周期;510 在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)((如VCQNT1,VCQNT2,. . . VC0NTN))以在相應(yīng) 的輸出端(如0UIV ... OUTn)產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值匹配的穩(wěn)定的輸出值。512 在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用一與輸出端相應(yīng)的第二反饋電路(如一組非線性 電路204-1. . . . 204-N),檢測(cè)輸出信號(hào)和所述相應(yīng)的參考值之間的輸出誤差;514:在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào)(如 ... VADJN),以調(diào)節(jié)所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。516:流程結(jié)束。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的另一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,包括以下步 驟(1)采用分時(shí)復(fù)用的方式,將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間;
(2)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用公共第一反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端 的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差;(3)根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至下 一檢測(cè)周期;(4)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)以在相應(yīng)的輸出端產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié) 參考值匹配的穩(wěn)定的輸出值。(5)在相同的相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用公共第二反饋電路,檢測(cè)輸出信號(hào)和所述相應(yīng) 的參考值之間的輸出誤差;(6)以在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào),以 調(diào)節(jié)所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。參考圖6,所示為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器一示例控制方法的 流程圖600。602:流程開(kāi)始;604 將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間,如通過(guò)時(shí)分控制器310 ;606:在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用第一公共反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端 的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差,如通過(guò)跨導(dǎo)放大器304 ;608 根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至 下一檢測(cè)周期;610 在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)((如VroNT1,VroNT2,. . . VC0NTN))以在相應(yīng) 的輸出端(如0UIV ... OUTn)產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值匹配的穩(wěn)定的輸出值。612 在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用一公共第二反饋電路,檢測(cè)輸出信號(hào)和所述相應(yīng) 的參考值之間的輸出誤差;614 在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào),以調(diào) 節(jié)所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。616:流程結(jié)束。如這里所示的不同的示例,調(diào)節(jié)器使用基于電感的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是, 任何合適類型的調(diào)節(jié)器(如線性調(diào)節(jié)器、基于變壓器的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器。充電泵調(diào)節(jié)器電路 拓?fù)?、升壓調(diào)節(jié)器、升降壓、反激等)也適用于特定實(shí)施例。另外,與只能應(yīng)用于恒定電壓的 應(yīng)用不同,這里所述的電路的控制方法適用于具有任何輸出信號(hào)(如恒流、交流電壓、交流 電流)的調(diào)節(jié)器。任何合適的輸入和調(diào)節(jié)輸出電壓均適用于特定實(shí)施例。例如,在降壓型調(diào)節(jié)器中, 輸入電壓的范圍約為2. 5V-5. 5V,例如,2. 7V-4. 2V,包括4. 2V。示例降壓調(diào)節(jié)器中的調(diào)節(jié)輸 出電壓范圍約為0. 8V-2. 2V,包括1V-1. 8V,更具體的約為1. 5V。例如,這樣的電壓適用于手 機(jī)應(yīng)用,可以應(yīng)用于主芯片電源、隨機(jī)存儲(chǔ)器電源,以及類似的。以上示例包括特定實(shí)施例的電路和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以推知其他 的拓?fù)浠蛘哒{(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)也適用,以及其他的器件電路布置、元件以及類似的同樣適用于實(shí) 施例。如上所述的控制電路可以包括與門(mén)、或門(mén)、RS觸發(fā)器、探測(cè)器、比較器以及放大器,特 定實(shí)施例也可以使用其他的電路元件。這里討論的方法和電路也可以使用不同的開(kāi)關(guān)器件 (如PM0S晶體管、BJT器件等),或者不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變換器(如前饋、半橋、全橋等)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的 細(xì)節(jié),也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式
。顯然,根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容,可作很多的 修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例,是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(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發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其 全部范圍和等效物的限制。
權(quán)利要求
一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,包括第一反饋電路,用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出,并與調(diào)節(jié)參考值進(jìn)行比較,然后產(chǎn)生控制信號(hào),所述控制信號(hào)用以在所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出與所述調(diào)節(jié)參考值相匹配;第二反饋電路,用以檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差,并據(jù)此產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào),所述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,所述第二反饋電路進(jìn)一 步包括一組比較電路,所述一組比較電路用以將所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出分別和一組閾值 進(jìn)行比較,并相應(yīng)的調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)信號(hào),每一相應(yīng)的調(diào)節(jié)具有不同的傳遞函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,所述第二反饋電路進(jìn)一 步包括放大器和數(shù)字電路,所述放大器用以放大所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出和調(diào)節(jié)參考值之 間的輸出誤差,所述數(shù)字控制電路用以將所述調(diào)節(jié)誤差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并根據(jù)所述數(shù)字 信號(hào)調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,所述第二反饋電路進(jìn)一 步包括一組放大器和一加法電路,所述每一放大器用以放大所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出和相 應(yīng)的一組閾值之間的誤差,以相應(yīng)的調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,所述第二反饋電路進(jìn)一 步包括一加法電路,所述加法電路將所述調(diào)節(jié)信號(hào)和在控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器輸出之前的 控制信號(hào)相加。
6.一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,包括第一公共反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式來(lái)放大每一輸出端的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié) 參考值之間的輸出調(diào)節(jié)誤差,然后在所述分時(shí)復(fù)用的一預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生與每一路輸出 端相應(yīng)的一組控制信號(hào),并且持續(xù)至下一檢測(cè)周期,所述每一控制信號(hào)用以在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器 的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器使其每一路輸出端輸出與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值相匹配 的輸出值;一組第二反饋電路,其與所述多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出端數(shù)目相匹配,用以檢測(cè) 所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的每一路輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的誤差,并據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的一調(diào)節(jié) 信號(hào),所述調(diào)節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)相應(yīng)的所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器 的暫態(tài)響應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,所述第一反饋 電路可以進(jìn)一步包括,誤差放大器、第一多路開(kāi)關(guān)、第二多路開(kāi)關(guān)和分時(shí)復(fù)用控制器,其中,分時(shí)復(fù)用控制器控制第一多路開(kāi)關(guān)和第二多路開(kāi)關(guān),以在不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)和誤差放 大器一起來(lái)實(shí)現(xiàn)放大每一輸出端的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出調(diào)節(jié)誤差,然后 產(chǎn)生與每一路輸出端相應(yīng)的一組控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,所述第二反饋 電路進(jìn)一步包括一組比較電路,所述一組比較電路用以將所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出分別和 一組閾值進(jìn)行比較,并相應(yīng)的調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)信號(hào),所述每一相應(yīng)的調(diào)節(jié)具有不同的傳遞函 數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,,所述第二反饋 電路進(jìn)一步包括放大器和數(shù)字電路,所述放大器用以放大所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出和調(diào)節(jié) 參考值之間的輸出誤差,所述數(shù)字控制電路用以將所述調(diào)節(jié)誤差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并根據(jù) 所述數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,所述第二反饋 電路進(jìn)一步包括一組放大器和一加法電路,所述每一放大器用以放大所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的 輸出和相應(yīng)的一組閾值之間的誤差,以相應(yīng)的調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)信號(hào)。
11.一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器,其特征在于,包括分時(shí)復(fù)用的電路,其分別與公共第一反饋電路和公共第二反饋電路連接,用以在不同 的時(shí)間區(qū)間內(nèi),分別將公共第一反饋電路和公共第二反饋電路與對(duì)應(yīng)的輸出端連接;公共第一反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式以在不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)來(lái)放大每一輸出端 的輸出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出調(diào)節(jié)誤差,然后在所述分時(shí)復(fù)用的預(yù)設(shè)時(shí)間間隔 內(nèi)產(chǎn)生與每一路輸出端相應(yīng)的一組控制信號(hào),并且持續(xù)至下一檢測(cè)周期,所述每一控制信 號(hào)用以在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),控制所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器使其每一路輸出端輸出與相應(yīng) 的調(diào)節(jié)參考值相匹配的輸出值;公共第二反饋電路,其采用分時(shí)復(fù)用的方式以在不同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào) 節(jié)器的每一路輸出和所述調(diào)節(jié)參考值之間的誤差,并據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的一調(diào)節(jié)信號(hào),所述調(diào) 節(jié)信號(hào)用以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)相應(yīng)的所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。
12.—種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,其特征在于,包括以下步驟(1)使用第一反饋電路放大所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器輸出端的輸出值和調(diào)節(jié)參考值之間的輸 出誤差;(2)產(chǎn)生源自所述放大輸出誤差的控制信號(hào),以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài);(3)使用第二反饋電路檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器輸出端的輸出值和所述調(diào)節(jié)參考值之間 的所述輸出誤差;(4)并產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)以在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)所述控制信號(hào),以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的 暫態(tài)響應(yīng)。
13.—種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,其特征在于,包括以下步驟(1)采用分時(shí)復(fù)用的方式,將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間;(2)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用第一公共反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端的輸 出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差;(3)根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至下一檢 測(cè)周期;(4)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)以在相應(yīng)的輸出端產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考 值匹配的穩(wěn)定的輸出值;(5)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用與輸出端相應(yīng)的第二反饋電路,檢測(cè)輸出信號(hào)和所述相 應(yīng)的參考值之間的輸出誤差;(6)在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào),以調(diào)節(jié)所 述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,進(jìn)一步包括,將所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期作為檢測(cè)周期,并劃分為所述一組時(shí)間區(qū)間,每一時(shí)間區(qū)間對(duì)應(yīng) 于一組輸出端中的一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,其特征在于,所述檢 測(cè)周期包括一組開(kāi)關(guān)時(shí)間周期,所述每一個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)間周期與相應(yīng)的輸出端相對(duì)應(yīng)。
16.一種多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,包括,(1)采用分時(shí)復(fù)用的方式,將檢測(cè)周期劃分為一組時(shí)間區(qū)間;(2)在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用公共第一反饋電路放大一組輸出端中每一輸出端的輸 出值和相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考值之間的輸出誤差;(3)根據(jù)所述輸出誤差,以在相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),并持續(xù)至下一檢 測(cè)周期;(4)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí),使用所述每一控制信號(hào)以在相應(yīng)的輸出端產(chǎn)生與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參考 值匹配的穩(wěn)定的輸出值;(5)在相同的相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi),使用公共第二反饋電路,檢測(cè)輸出信號(hào)和所述相應(yīng)的參 考值之間的輸出誤差;(6)以在所述相應(yīng)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生源自檢測(cè)到的輸出誤差的相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào),以調(diào)節(jié) 所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,進(jìn)一步包括,將所述 開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期作為檢測(cè)周期,并劃分為所述一組時(shí)間區(qū)間,每一時(shí)間區(qū)間對(duì)應(yīng) 于一組輸出端中的一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多路輸出開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的控制方法,其特征在于,所述檢 測(cè)周期包括一組開(kāi)關(guān)時(shí)間周期,所述每一個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)間周期與相應(yīng)的輸出端相對(duì)應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有快速暫態(tài)響應(yīng)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器和控制方法。在一個(gè)實(shí)施例中,開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器控制器包括(1)第一反饋電路,用以檢測(cè)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出,并與調(diào)節(jié)參考值進(jìn)行比較以產(chǎn)生控制信號(hào),所述控制信號(hào)用以在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí)使開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出與調(diào)節(jié)參考值匹配;(2)第二反饋電路,用以檢測(cè)輸出和調(diào)節(jié)參考值之間的調(diào)節(jié)誤差,并且根據(jù)調(diào)節(jié)誤差產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào),所述調(diào)節(jié)信號(hào)在暫態(tài)狀態(tài)下調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以提高所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的暫態(tài)響應(yīng)。
文檔編號(hào)H02M3/156GK101800474SQ20101012358
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者陳偉 申請(qǐng)人:杭州矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)有限公司;矽力杰公司