电源转换器及控制电源转换器的电路制造技术

本发明专利技术提供一种电源转换器及控制电源转换器的电路。控制电源转换器的电路包括：检测器，配置为检测电源转换器的输出电压中的电压瞬态事件，并基于检测的电压瞬态事件生成第一控制信号；斜波发生器，配置为接收输入信号，并基于输入信号生成斜波信号；比较器，包括接收斜波信号的第一输入端、接收第一控制信号的第二输入端和提供第二控制信号的输出端；脉冲发生器，配置为接收第一和第二控制信号，生成包括脉冲的脉冲信号，并基于第一和第二控制信号改变脉冲的至少一个特征；和控制逻辑电路，配置为接收脉冲信号，基于脉冲信号控制电源转换器中至少一个开关的操作。本发明专利技术能够在负载快速变化导致输出电压的瞬态事件时，提高电源转换器的性能。

Power converter and circuit for controlling power converter

The invention provides a power converter and a circuit for controlling the power converter. The control circuit of power converter comprises a detector, voltage output voltage for the detection of transient event configuration of the power converter, and the voltage transient event detection based on generating a first control signal; ramp generator configured to receive the input signal and ramp signal generated based on the input signal; comparator, including second input to receive a first input cable wave signal terminal, receiving a first control signal and the second control signal output end; pulse generator configured to receive the first and second control signals, including pulse signal generation, and based on the characteristics of at least one pulse change first and second control signals; and a control logic circuit configured to receive the pulse signal and the pulse signal to control at least one switch power converter based on the operation of. The invention can improve the performance of the power converter when the load changes rapidly and leads to the transient event of the output voltage.

【技术实现步骤摘要】
电源转换器及控制电源转换器的电路
本专利技术涉及在瞬态事件(transientevents)期间提高电源转换器(powerconverter)例如降压转换器(buckconverter)的性能。
技术介绍
电源转换器用来将电能从一种形式转换到另一种形式。降压转换器是一种其输出电压低于其输入电压的电源转换器。恒定导通时间(constanton-time)降压转换器在恒定导通时间内重复将其上部开关(high-sideswitch)切换为开，以达到所需的输出电压。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种电源转换器及控制电源转换器的电路，以解决传统的电源转换器无法跟上快速的负载变化的问题。根据至少一个实施方式，提供了一种控制电源转换器的电路，该电源转换器包括产生电感电流的电感器，该电路包括：检测器，被配置为检测该电源转换器的输出电压中的电压瞬态事件，并基于检测到的该输出电压中的电压瞬态事件生成第一控制信号；斜波发生器，被配置为接收输入信号，并基于该输入信号生成斜波信号；比较器，包括接收该斜波信号的第一输入端、接收该第一控制信号的第二输入端以及提供第二控制信号的输出端；脉冲发生器，被配置为接收该第一控制信号和该第二控制信号，生成包括脉冲的脉冲信号，并基于该第一控制信号和该第二控制信号改变该脉冲的至少一个特征；以及控制逻辑电路，被配置为接收该脉冲信号，并基于该脉冲信号控制该电源转换器中至少一个开关的操作。根据至少一个实施方式，提供了一种电源转换器，包括：电感器，具有第一端和第二端，该电感器的该第二端被配置为提供该电源转换器的输出电压；第一开关，具有控制端、第一端和第二端，该第一开关的第一端耦接到该电感器的第一端，该第一开关的第二端被配置为接收该电源转换器的输入电压；检测器，被配置为检测该电源转换器的输出电压中的电压瞬态事件，并基于检测到的该输出电压中的电压瞬态事件生成第一控制信号；斜波发生器，被配置为接收输入信号，并基于该输入信号生成斜波信号；比较器，包括接收该斜波信号的第一输入端、接收该第一控制信号的第二输入端以及提供第二控制信号的输出端；脉冲发生器，被配置为接收该第一控制信号和该第二控制信号，生成包括脉冲的脉冲信号，并基于该第一控制信号和该第二控制信号改变该脉冲的至少一个特征；以及控制逻辑电路，被配置为耦接至该第一开关的控制端，并且接收该脉冲信号，并基于该脉冲信号控制该第一开关的操作。根据至少一个实施方式，提供了一种控制电源转换器的电路，该电源转换器包括电感器，该电感器的一端通过开关耦接至输入电压，该电路包括：检测器，被配置为检测该电源转换器的输出电压中的电压瞬态事件，并基于检测到的该输出电压中的电压瞬态事件生成第一控制信号；控制信号发生器，被配置为接收该第一控制信号，并且基于该第一控制信号至少部分地通过在该电压瞬态事件期间改变该开关的导通时间以及当该检测器没有检测到电压瞬态事件时保持该开关的导通时间恒定，来控制该开关的操作。本专利技术的电源转换器和控制电源转换器的电路，能够在负载快速变化导致输出电压的瞬态事件时，可以提高电源转换器的性能。在阅读各个附图中例示的优选实施例的如下详细描述之后，本专利技术的这些和其他目的对本领域技术人员来说无疑将变得显而易见。附图说明图1根据一些实施方式示出了电源转换器系统的示意图。图2A至图2C根据一些实施方式示出了降压转换器系统的详细示意图。图3A至图3C根据一些实施方式示出了在不同的操作条件下脉冲信号的示例波形图。具体实施方式传统的恒定导通时间降压转换器通常比其他类型的电源转换器，如基于时钟(clock-based)的降压转换器提供更快的瞬态响应时间。然而，传统的恒定导通时间降压转换器可能仍然无法跟上快速的负载变化。本专利技术的专利技术人已经意识到，通过改变在瞬态事件期间上部开关的导通时间并且当瞬态事件结束时返回到恒定导通时间，恒定导通时间降压变换器的性能可以提高。图1根据一些实施方式示出了在瞬态事件期间改变上部开关的导通时间的电源转换器系统100的示意图。电源转换器系统100包括耦接到降压转换器102的控制电路112。降压转换器102接收输入电压Vin并提供小于输入电压Vin的输出电压Vout。降压转换器102包括上部开关104、下部开关106、电感器108和电容器110。电容器110的第一端耦接到电感器108的第二端，电容器110的第二端耦接到参考电位(如接地)。上部开关104包括被配置为接收输入电压Vin的第一端、耦接到电感器108的第一端的第二端、以及控制端。下部开关106包括耦接到电感器108的第一端的第一端、耦接到参考电位的第二端、以及控制端。控制电路112可以分别耦接到上部开关104的控制端和下部开关106的控制端，以控制施加到电感器108的第一端的电压，从而控制输出电压Vout。例如，控制电路112可以分别交替地将上部开关104和下部开关106导通和关闭，以在电感器108的第一端处产生其平均值低于输入电压Vin的方波电压。在此示例中，电感器108和电容器110共同作为低通滤波器，因而产生比输入电压Vin低的直流(DC)输出电压Vout。控制电路112包括瞬态检测器114和控制信号发生器113。瞬态检测器114接收降压转换器102的输出电压并且检测输出电压相对于参考电压Vref的变化。瞬态检测器114可以基于检测到的电压瞬变(voltagetransient)生成控制信号124(即，第一控制信号)并将控制信号124提供给控制信号发生器113。控制信号发生器113可以被配置为接收控制信号124并根据控制信号124控制上部开关104和/或下部开关106的操作。例如，控制信号发生器113可以改变在电压瞬态事件期间上部开关104的导通时间，并且当瞬态检测器114没有检测到瞬态事件时保持上部开关104的导通时间恒定。如图1所示，控制信号发生器113包括斜波发生器(rampgenerator)116、比较器118、脉冲发生器120、控制逻辑电路122。斜波发生器116基于其输入信号生成第一斜波信号126。下面将更详细地讨论，输入信号可以是来自控制电路112和/或降压转换器102的各种信号的任何一种。例如，输入信号可以是降压转换器102中电感器108的第一端处的电压。第一斜波信号126被提供至比较器118的反相端。比较器118的非反相端从瞬态检测器114接收控制信号124。比较器118将第一斜波信号126与控制信号124比较，以生成表示第一斜波信号126是否高于(或低于)控制信号124的输出信号。比较器118的输出信号可以是触发脉冲发生器120在脉冲信号130中开始脉冲的起始信号128(其中，该起始信号128也可称为第二控制信号)。例如，第一斜波信号126可以包括下降的斜波，当第一斜波信号126下降到低于控制信号124时，起始信号128可以触发脉冲发生器120生成脉冲。脉冲发生器120生成脉冲信号130，脉冲信号130用于操作(direct)控制逻辑电路122分别控制上部开关104和/或下部开关106的状态。脉冲发生器120除了从比较器118接收起始信号128外，还可以从瞬态检测器114接收控制信号124，并根据控制信号124和起始信号128生成脉冲信号130。在一些实施方式，脉冲信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电源转换器的电路，该电源转换器包括产生电感电流的电感器，该电路包括：检测器，被配置为检测该电源转换器的输出电压中的电压瞬态事件，并基于检测到的该输出电压中的电压瞬态事件生成第一控制信号；斜波发生器，被配置为接收输入信号，并基于该输入信号生成斜波信号；比较器，包括接收该斜波信号的第一输入端、接收该第一控制信号的第二输入端以及提供第二控制信号的输出端；脉冲发生器，被配置为接收该第一控制信号和该第二控制信号，生成包括脉冲的脉冲信号，并基于该第一控制信号和该第二控制信号改变该脉冲的至少一个特征；以及控制逻辑电路，被配置为接收该脉冲信号，并基于该脉冲信号控制该电源转换器中至少一个开关的操作。

【技术特征摘要】
2016.05.13 US 62/336,165;2016.08.05 US 15/229,5411.一种控制电源转换器的电路，该电源转换器包括产生电感电流的电感器，该电路包括：检测器，被配置为检测该电源转换器的输出电压中的电压瞬态事件，并基于检测到的该输出电压中的电压瞬态事件生成第一控制信号；斜波发生器，被配置为接收输入信号，并基于该输入信号生成斜波信号；比较器，包括接收该斜波信号的第一输入端、接收该第一控制信号的第二输入端以及提供第二控制信号的输出端；脉冲发生器，被配置为接收该第一控制信号和该第二控制信号，生成包括脉冲的脉冲信号，并基于该第一控制信号和该第二控制信号改变该脉冲的至少一个特征；以及控制逻辑电路，被配置为接收该脉冲信号，并基于该脉冲信号控制该电源转换器中至少一个开关的操作。2.根据权利要求1所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该斜波发生器的该输入信号是该电感器的第一端处的电压，并且该斜波发生器包括被配置为通过对该输入信号进行滤波以生成该斜波信号的低通滤波器。3.根据权利要求1所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该斜波发生器的该输入信号是该电感电流的幅度，并且该斜波发生器包括串联耦接的取样保持电路和放大器。4.根据权利要求3所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该斜波发生器进一步被配置为接收该脉冲信号，并基于该脉冲信号控制该取样保持电路。5.根据权利要求1所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该斜波发生器包括电容器、与该电容器并联耦接的开关、耦接至该电容器的第一端的电压源以及耦接至该电容器的第二端的电流源。6.根据权利要求5所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该斜波发生器的该输入信号是该脉冲信号，并且该斜波发生器进一步被配置为基于该脉冲信号控制该斜波发生器中的该开关的操作。7.根据权利要求1所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该脉冲发生器包括存储器，该存储器被配置为通过在至少两种状态间切换生成该脉冲信号。8.根据权利要求7所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该脉冲发生器进一步包括电流源、与该电流源串联耦接的电容器以及开关，该脉冲发生器中的该开关的第一端耦接在该电流源和该电容器之间，该开关的第二端耦接到参考电位。9.根据权利要求8所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该脉冲发生器进一步包括比较器，该脉冲发生器中的该比较器的第一输入端耦接至该脉冲发生器中的该开关的第一端，该脉冲发生器中的该比较器的第二输入端被配置为接收该第一控制信号。10.根据权利要求9所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该存储器是SR锁存器，并且包括被配置为接收该第二控制信号的设置端以及耦接到该脉冲发生器中的该比较器的输出端的重置端。11.根据权利要求10所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该SR锁存器进一步被配置为生成该脉冲信号的反向信号，并且该脉冲发生器进一步被配置为基于该脉冲信号的反向信号来控制该脉冲发生器中的该开关的操作。12.根据权利要求1所述的控制电源转换器的电路，其特征在于，该脉冲发生器进一步被配置为根据该第一控制信号和该第二控制信号改变该脉冲的宽度。13.一种电源转换器，包括：电感器，具有第一端和第二端，该电感器的该第二端被配置为提供该电源转换器的输出电压；第一开关，具有控制端、第一端和第二端，该第一开关的第一端耦接到该电感器的第一端，该第一开关的第二端被...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华强，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71