用于调节功率变换器中的一个或多个阈值的系统和方法技术方案

本公开涉及用于调节功率变换器中的一个或多个阈值的系统和方法。例如，该系统控制器包括：第一电流控制器，被配置为接收第一输入信号，并至少部分地基于第一输入信号生成第一输出信号；第二电流控制器，被配置为接收补偿信号和第二输入信号，并至少部分地基于第二输入信号生成第二输出信号；以及驱动信号生成器，被配置为接收第一输出信号和第二输出信号，至少部分地基于第一输出信号和第二输出信号生成第一驱动信号，并至少部分地基于第一输出信号和第二输出信号生成第二驱动信号。

System and method for regulating one or more thresholds in power converters

The present disclosure relates to a system and method for regulating one or more thresholds in a power converter. For example, the system controller includes: a first current controller configured to receive a first input signal and generate a first output signal at least partially based on the first input signal; a second current controller configured to receive a compensation signal and a second input signal, and at least partially generate a first output signal based on the second input signal A second output signal; and a drive signal generator configured to receive a first output signal and a second output signal, generate a first drive signal at least partially based on the first output signal and the second output signal, and generate a second drive signal at least partially based on the first output signal and the second output signal.

【技术实现步骤摘要】
用于调节功率变换器中的一个或多个阈值的系统和方法
本申请涉及集成电路领域。更具体地，涉及用于调节功率变换器中的一个或多个阈值的系统和方法。
技术介绍
本专利技术的一些实施例涉及集成电路。更具体地，本专利技术的一些实施例提供了一种用于调节一个或多个阈值以实现输入和输出功率平衡的系统和方法。仅仅通过示例，本专利技术的一些实施例已经被应用于降压变换器。但是将认识到，本专利技术具有更广泛的应用范围。近年来，随着集成电路和信息技术的发展，诸如，移动电话、数码相机、以及笔记本计算机之类的各种电池供电的便携式电子设备变得越来越流行。这些电池供电的便携式电子设备提升了对于低成本、高效率、以及高瞬态特性的高性能电源管理芯片的需求。在传统的电源管理芯片中，用于DC-DC功率变换器的芯片通常是最广泛使用的一种。降压变换器通常是一种类型的DC-DC功率变换器，并且已经被用来将高输入电压变换为低输出电压。存在各种类型的降压变换器，例如，电流模式降压变换器、电压模式降压变换器、以及磁滞模式降压变换器。图1是传统的电流模式降压变换器的简化示意图。电流模式降压变换器100包括误差放大器110、补偿网络112、比较器114、逻辑控制器120、SR触发器122、振荡器124、驱动器130和134、功率晶体管140和144、输出滤波电感器150、输出滤波电容器160、电阻器170和172、以及感测电路190。SR触发器122包括两个NOR门。例如，误差放大器110、补偿网络112、比较器114、逻辑控制器120、SR触发器122、振荡器124、驱动器130和134、感测电路190、以及功率晶体管140和144在芯片198上。在另一示例中，输出滤波电感器150、输出滤波电容器160、以及电阻器170和172不在芯片198上。如图1所示，晶体管140是包括漏极端子的PMOS晶体管，晶体管144是包括漏极端子的NMOS晶体管。PMOS晶体管140的漏极端子和NMOS晶体管144的漏极端子连接。电感器150包括两个端子。电感器150的一个端子连接到PMOS晶体管140的漏极端子和NMOS晶体管144的漏极端子，并且电感器150的另一端子处于输出电压182。输入电压180被电流模式降压变换器100接收，该电流模式降压变换器作为响应而生成输出电压182和输出电流188。输出电压182被包括电阻器170和172的分压器变换为反馈电压184，并且反馈电压184与输出电压182成比例。反馈电压184被误差放大器110的负输入端子接收，参考电压186被误差放大器110的正输入端子接收。误差放大器110与补偿网络112一起，至少部分地基于反馈电压184和参考电压186生成补偿电压111。补偿网络112执行环路相位补偿。如果反馈电压184增大并且参考电压186保持不变，则补偿电压111减小。另外，如果反馈电压184减小并且参考电压186保持不变，则补偿电压111增大。感测电路190检测流过功率晶体管140的电流，并且生成电流感测电压191。电流感测电压191代表流过功率晶体管140的电流的大小。另外，电流感测电压191和补偿电压111被比较器114接收，该比较器作为响应而生成比较信号115。另外，振荡器124生成时钟信号125。例如，时钟信号125决定功率晶体管140变为导通时的时间。时钟信号125被SR触发器122的设置端子接收，比较信号115被SR触发器122的重置端子接收。作为响应，SR触发器122生成脉宽调制信号123，并将脉宽调制信号123输出到逻辑控制器120。逻辑控制器120至少部分地基于脉宽调制信号123生成逻辑信号131和135。逻辑信号131被驱动器130接收，该驱动器作为响应而输出接通或关断功率晶体管140的驱动信号133。另外，逻辑信号135被驱动器134接收，该驱动器作为响应而输出接通或关断功率晶体管144的驱动信号137。例如，当功率晶体管140变为关断时，在预定死区时间段之后，功率晶体管144变为导通。在另一示例中，当功率晶体管144变为关断时，在另一预定死区时间段之后，功率晶体管140变为导通。在又一示例中，预定死区时间段的大小等于另一预定死区时间段的大小。在再一示例中，预定死区时间段的大小不等于另一预定死区时间段的大小。功率晶体管140和144影响流过输出滤波电感器150的电流151。当功率晶体管140接通并且功率晶体管144关断时，电流151等于流过功率晶体管140的电流，并且电流151的大小由电流感测电压191代表。当功率晶体管140关断并且功率晶体管144接通时，电流151等于流过功率晶体管144的电流。如图1所示，功率晶体管140是PMOS晶体管，并且功率晶体管144是NMOS晶体管。PMOS晶体管140的栅极端子连接到驱动器130，并且PMOS晶体管140的源极端子接收输入电压180。另外，NMOS晶体管144的栅极端子连接到驱动器134，并且NMOS晶体管144的源极端子偏置到地。另外，PMOS晶体管140的漏极端子和NMOS晶体管144的漏极端子都连接到输出滤波电感器150的一个端子。输出滤波电感器150的另一端子连接到输出滤波电容器160的一个端子，并且输出滤波电容器160的另一端子接地。图2是电流模式降压变换器100的简化传统时序图。波形225代表作为时间函数的时钟信号125，波形211代表作为时间函数的补偿电压111，并且波形291代表作为时间函数的电流感测电压191。另外，波形223代表作为时间函数的脉宽调制信号123，并且波形251代表作为时间函数的电流151。当功率晶体管140变为关断时，在预定死区时间段之后，功率晶体管144变为导通。例如，预定死区时间段相对较短，所以预定死区时间段的影响没有在图2中示出。另外，当功率晶体管144变为关断时，在另一预定死区时间段之后，功率晶体管140变为接通。在另一示例中，另一预定死区时间段较短，所以另一预定死区时间段的影响没有在图2中示出。在时间t1，时钟信号125如波形225所示从逻辑低电平变为逻辑高电平，并且脉宽调制信号123如波形223所示从逻辑低电平变为逻辑高电平。作为响应，在时间t1，功率晶体管144变为关断并且功率晶体管140变为导通，以向输出端供应能量。另外，在时间t1，电流感测电压191如波形291所示迅速升高。从时间t1到时间t2，电流感测电压191如波形291所示逐渐增大(例如，逐渐线性增大)，并且电流151也如波形251所示逐渐增大(例如，逐渐线性增大)。在时间t2，电流感测电压191达到或者超过补偿电压111，如波形291和211所示。作为响应，在时间t2，比较信号115从逻辑低电平变为逻辑高电平，使得脉宽调制信号123如波形223所示从逻辑高电平变为逻辑低电平。另外，在时间t2，功率晶体管140变为关断并且功率晶体管144变为导通，以允许输出滤波电感器150的惯性滑行。另外，在时间t2，电流感测电压191如波形291所示迅速下降，并且电流151如波形251所示逐渐减小(例如，逐渐线性减小)。如果输出电压182偏离期望大小，则补偿电压111也改变。补偿电压111的改变使得脉宽调制信号123的脉宽也改变，以将输出电压182调整为期望大小。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率变换器的系统控制器，所述系统控制器包括：第一电流控制器，被配置为接收第一输入信号，并至少部分地基于所述第一输入信号生成第一输出信号；第二电流控制器，被配置为接收补偿信号和第二输入信号，并至少部分地基于所述第二输入信号生成第二输出信号；以及驱动信号生成器，被配置为接收所述第一输出信号和所述第二输出信号，至少部分地基于所述第一输出信号和所述第二输出信号生成第一驱动信号，并至少部分地基于所述第一输出信号和所述第二输出信号生成第二驱动信号；其中：所述第一电流控制器被配置为，响应于所述第一输入信号变得等于或大于第一阈值，将所述第一输出信号从第一逻辑电平变为第二逻辑电平；所述第二电流控制器被配置为，响应于所述第二输入信号变得等于或小于第二阈值，将所述第二输出信号从所述第一逻辑电平变为所述第二逻辑电平；其中，所述驱动信号生成器被配置为：响应于所述第一输出信号处于所述第一逻辑电平并且所述第二输出信号处于所述第二逻辑电平，以第一延迟或没有所述第一延迟地生成处于第三逻辑电平的所述第一驱动信号；响应于所述第一输出信号处于所述第二逻辑电平并且所述第二输出信号处于所述第一逻辑电平，以第二延迟或者没有所述第二延迟地生成处于第四逻辑电平的所述第一驱动信号，所述第四逻辑电平不同于所述第三逻辑电平；其中，所述第二电流控制器进一步被配置为，在连续导通模式下：响应于所述补偿信号的大小增大，增大所述第二阈值的大小；并且响应于所述补偿信号的大小减小，减小所述第二阈值的大小。...

【技术特征摘要】
1.一种用于功率变换器的系统控制器，所述系统控制器包括：第一电流控制器，被配置为接收第一输入信号，并至少部分地基于所述第一输入信号生成第一输出信号；第二电流控制器，被配置为接收补偿信号和第二输入信号，并至少部分地基于所述第二输入信号生成第二输出信号；以及驱动信号生成器，被配置为接收所述第一输出信号和所述第二输出信号，至少部分地基于所述第一输出信号和所述第二输出信号生成第一驱动信号，并至少部分地基于所述第一输出信号和所述第二输出信号生成第二驱动信号；其中：所述第一电流控制器被配置为，响应于所述第一输入信号变得等于或大于第一阈值，将所述第一输出信号从第一逻辑电平变为第二逻辑电平；所述第二电流控制器被配置为，响应于所述第二输入信号变得等于或小于第二阈值，将所述第二输出信号从所述第一逻辑电平变为所述第二逻辑电平；其中，所述驱动信号生成器被配置为：响应于所述第一输出信号处于所述第一逻辑电平并且所述第二输出信号处于所述第二逻辑电平，以第一延迟或没有所述第一延迟地生成处于第三逻辑电平的所述第一驱动信号；响应于所述第一输出信号处于所述第二逻辑电平并且所述第二输出信号处于所述第一逻辑电平，以第二延迟或者没有所述第二延迟地生成处于第四逻辑电平的所述第一驱动信号，所述第四逻辑电平不同于所述第三逻辑电平；其中，所述第二电流控制器进一步被配置为，在连续导通模式下：响应于所述补偿信号的大小增大，增大所述第二阈值的大小；并且响应于所述补偿信号的大小减小，减小所述第二阈值的大小。2.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述第一电流控制器被配置为，响应于所述第一输入信号变得等于或大于所述第一阈值，将所述第一输出信号从所述第一逻辑电平变为所述第二逻辑电平；将所述第一输出信号保持在所述第二逻辑电平达预定时间段；以及将所述第一输出信号从所述第二逻辑电平变回所述第一逻辑电平。3.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述第二电流控制器进一步被配置为接收所述第一输出信号。4.如权利要求3所述的系统控制器，其中，所述第二电流控制器进一步被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海波，王发刚，罗强，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31