主动脉冲定位调制器制造技术

一种自适应脉冲定位调制器，包括：感测电路，其提供指示输出电压误差的补偿信号；滤波器电路，其具有接收所述补偿信号的输入端和提供调节信号的输出端；前沿斜坡电路，其提供重复的第一前沿斜坡信号，该第一前沿斜坡信号的斜率由调节信号调节；比较器电路，其当所述第一前沿斜坡信号到达所述补偿信号时提供第一开始触发信号，且当第一后沿斜坡信号到达所述补偿信号时提供第一结束触发信号；后沿斜坡电路，其当所述第一开始触发信号被提供时启动所述第一后沿斜坡信号的斜坡变化；以及脉冲控制逻辑，其基于触发信号在PWM信号上确立各个脉冲。

【技术实现步骤摘要】
主动脉冲定位调制器本申请是申请日为2009年8月5日、中国国家申请号为200910159281.4、题为“主动脉冲定位调制器”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2008年8月5日提交的美国临时专利申请S/N61/086,315的优先权，该申请的全部内容出于所有意图和目的通过引用结合于此。本申请与2008年11月18授权的美国专利No.7,453,250有关，该申请的全部内容出于所有意图和目的通过引用结合于此。附图说明本专利技术的益处、特征以及优点参考以下描述以及附图将能更好被理解，在附图中：图1是根据示例性实施例实现的采用单相电压模式控制器的示例性直流-直流降压转换器的框图；图2是根据示例性实施例通过利用双斜坡的双边沿调制方案实现的图1的单相电压模式控制器的示例性实施例的简化框图；图3是图2的振荡器的示例性实施例的简化示意性框图；图4是根据示例性实施例实现的采用两相电压模式控制器的示例性直流-直流降压转换器的框图；图5是根据示例性实施例通过利用双斜坡信号实现的图4的两相电压模式控制器的示例性实施例的简化框图；图6是根据示例性实施例的图9的上坡发生器的简化框图；图7是根据示例性实施例利用双斜坡信号实现的N相电压模式控制器的示例性实施例的简化框图；图8是一般示出针对单个信道或针对多相转换器的各个信道所描述的利用双斜坡的双边沿调制方案的操作的简化时序图；图9是绘出两信道方案的时序图，其包括用于第一信道的下坡DR1和PWM1信号、用于第二信道的下坡DR2和PWM2信号；图10是根据示例性实施例实现的用于示例性多相自适应脉冲定位(APP)系统的下坡发生器的示意性框图；图11是根据利用主斜坡发生器的图10的下坡发生器的替代实施例的斜坡时序发生器的简化示意性框图；图12是根据示例性实施例的根据APP方案实现的电压模式APP控制器的示例性实施例的简化框图；图13、14以及15是示出各种工作条件下的图12的APP控制器的操作的时序图；图16是示出根据示例性实施例的利用图10的下坡发生器和图12的APP控制器的4信道APP调节器的操作的时序图；图17是根据示例性实施例的代替图10的滤波器电路和组合器的加速滤波器电路的示意图；图18和19是示出根据示例性实施例的利用具有图17的加速滤波器电路的图10的下坡发生器、还利用图12的APP控制器的3信道APP调节器的操作的时序图。具体实施方式给出以下描述以使本领域普通技术人员能在特定应用及其需求的背景下实施和利用所提供的本专利技术。然而，优选实施例的多种修改对本领域普通技术人员将会很明显，而且可将本文所限定的一般原理应用于其它实施例。因此，本专利技术不旨在受限于本文中示出和描述的特定实施例，而应被给予与本文中公开的原理和新颖特征一致的最广范围。图1是采用了根据示例性实施例实现的单相电压模式控制器501的示例性直流-直流降压转换器500的框图。控制器501具有耦合至驱动器电路503的输入端的PWM引脚，其驱动电子开关Q1和Q2的栅极，电子开关Q1和Q2具有耦合在输入电压VIN与电源接地(PGND)之间的受控电流路径。开关Q1、Q2用附图标记Q指示，且被示意性地示为场效应晶体管(FET)的简化表示，其中应当理解的是，开关Q1、Q2可实现为任何合适的电子开关器件，诸如N沟道器件、P沟道器件、金属氧化物半导体FET(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)或本领域普通技术人员公知的任何其它电子开关配置。在此示例中，Q1的漏极耦合至VIN，且其源极耦合至相位节点PH，相位节点PH耦合至Q2的漏极。Q2的源极耦合至PGND。节点和它运载的信号采用同一名称，除非另外指明。PH节点耦合至输出电感器L的一端，电感器L的另一端耦合至输出电压节点VO(产生输出信号VO)。通过电感器L和电容器电路RC1对VO滤波，该电容器电路RC1耦合在VO与PGND之间的负载电阻器RL上。RC1内的电阻器是电容器的串联电阻器，而且被尽可能地最小化。VO通过电阻器R1反馈给控制器501的反馈引脚FB。另一电阻器-电容器电路RC2耦合在控制器501的FB引脚与补偿引脚COMP之间。频率设置电阻器RFS耦合在控制器501的频率设置引脚FS与信号接地(GND)之间。如本领域普通技术人员所能理解地，Q1接通同时Q2断开以将VIN通过电感器L耦合以产生输出信号VO，然后Q1断开Q2接通以将L耦合至GND，且如控制器501的PWM输出所控制地重复此开关过程。一般控制PWM循环的时钟信号频率如由电阻器RFS确定地可在特定范围内编程控制。频率设置功能仅仅是诸如例如内部基准信号(电流或电压)等之类的许多频率确定方法中的一种。内部基准信号可避免使用外部频率设置引脚FS。图2是根据示例性实施例通过利用双斜坡的双边调制方案实现的单相电压模式控制器501的示例性实施例的简化框图。FB引脚被提供给误差放大器(E/A)601的反相(-)输入端，在其非反相(+)输入端接收由基准电路603提供的基准电压VREF。COMP引脚耦合至E/A601的输出端，E/A601的输出端还耦合至第一比较器605的非反相(+)输入端和另一比较器607的反相(-)输入端。FB引脚产生指示输出电压VO的电压电平的FB信号或电压。E/A601放大FB与VREF之间的差值，并在COMP引脚上提供相应的COMP信号或电压。因此，COMP信号指示输出电压误差，或VO的实际电压电平与由VREF反映的其基准电压电平之间的差值。换言之，COMP响应于瞬态负载电流变化，因此COMP指示输出负载的瞬态变化。FS引脚耦合到振荡电路609，振荡电路609具有向比较器605的反相输入端提供下坡信号DR的第一输出端和向比较器607的非反相输入端提供上坡信号UR的第二输出端。产生“设置”信号CS的比较器605的输出被提供给R-S触发器611的设置输入端S，而产生“重置”信号CR的比较器607的输出被提供给R-S触发器611的重置输入端R。R-S触发器611的Q输出端产生被提供给控制器501的PWM引脚的PWM信号。R-S触发器611用作脉冲控制逻辑，以基于比较器605和607的输出控制PWM信号的状态。该PWM信号被内部反馈至振荡电路609。图3是根据示例性实施例的振荡电路609的简化示意性框图。振荡电路609包括用于产生下坡信号DR的第一斜坡电路706和用于产生上坡信号UR的第二斜坡电路708。对于第一斜坡电路706，电压源701向单刀单掷(SPST)开关S1的一个端子提供V1电压，开关S1的另一端子耦合至节点702，节点702产生被提供给比较器605的DR信号。节点702耦合至电容器CP1的一端，且耦合至电流吸收器IC1的输入端。电容器CP1的另一端和电流吸收器IC1的输出端分别耦合至GND。对于第二斜坡电路708，另一电压源703向另一SPST开关S2的一个端子提供V2电压，开关S2的另一端子耦合至节点704，节点704产生被提供给比较器607的UR信号。节点704耦合至电容器CP2的一端，且耦合至电流源IC2的输出端。电容器CP2的另一端和电流源IC2的输入端分别耦合至GND。时序控制电路705产生被提供给开关S1的控制输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应脉冲定位调制器，用于控制经调节的输出电压，包括：感测电路，其提供指示输出电压误差的补偿信号；滤波器电路，其具有接收所述补偿信号的输入端和提供调节信号的输出端；前沿斜坡电路，其提供具有一斜率的重复的第一前沿斜坡信号并基于所述调节信号调节所述斜率，所述斜率在所述补偿信号为稳定状态时处于标称水平；比较器电路，其当所述第一前沿斜坡信号达到所述补偿信号时提供第一起始触发信号，且当第一后沿斜坡信号达到所述补偿信号时提供第一结束触发信号；后沿斜坡电路，其当所述第一开始触发信号被提供时启动所述第一后沿斜坡信号的斜坡变化；以及脉冲控制逻辑，其当所述第一开始触发信号被提供时在第一脉宽调制(PWM)信号上启动各个脉冲，且当所述第一结束触发信号被提供时终止所述第一PWM信号上的各个所述脉冲。

【技术特征摘要】
2008.08.05 US 61/086,315;2009.06.26 US 12/492,3971.一种自适应脉冲定位调制器，用于控制经调节的输出电压，包括：感测电路，其提供指示输出电压误差的补偿信号；滤波器电路，其具有接收所述补偿信号的输入端和提供响应于输出负载瞬态而改变的调节信号的输出端；前沿斜坡电路，其提供具有一斜率的重复的第一前沿斜坡信号并基于所述调节信号调节所述斜率，所述斜率在所述补偿信号为稳定状态时处于标称水平；比较器电路，其当所述第一前沿斜坡信号达到所述补偿信号时提供第一开始触发信号，且当第一后沿斜坡信号达到所述补偿信号时提供第一结束触发信号；后沿斜坡电路，其当所述第一开始触发信号被提供时启动所述第一后沿斜坡信号的斜坡变化；以及脉冲控制逻辑，其当所述第一开始触发信号被提供时在第一脉宽调制PWM信号上启动各个脉冲，且当所述第一结束触发信号被提供时终止所述第一PWM信号上的各个所述脉冲。2.如权利要求1所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述感测电路包括误差放大器，其提供指示所述输出电压的误差的所述补偿信号。3.如权利要求1所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述前沿斜坡电路包括下坡发生器，且所述后沿斜坡电路包括上坡发生器。4.如权利要求1所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述滤波器电路控制所述调节信号，以响应于所述补偿信号的增大来增大所述斜率，且响应于所述补偿信号的减小来减小所述斜率。5.如权利要求4所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述滤波器电路防止所述斜率降落至预定最小电平以下。6.如权利要求1所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述前沿斜坡电路提供各具有所述斜率的N个重复前沿斜坡信号且根据所述调节信号调节所述斜率，当所述补偿信号是稳定状态时，所述斜率处于所述标称水平，其中N是大于1的整数，其中所述前沿斜坡电路使每一个所述前沿斜坡信号在一电压范围内从第一电压到第二电压以斜坡变化，并将每一个所述前沿斜坡信号重置回所述第一电压，而且其中所述前沿斜坡电路以循环次序以相距所述电压范围的1/N重置所述N个重复前沿斜坡信号。7.如权利要求6所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，还包括：所述比较器电路在所述N个重复前沿斜坡信号中的一个到达所述补偿信号时提供N个开始触发信号中相应的一个，且当N个后沿斜坡信号中的一个到达所述补偿信号时提供N个结束触发信号中相应的一个；所述后沿斜坡电路在所述N个开始触发信号中的一个被提供时启动所述N个后沿斜坡信号中相应的一个的斜坡变化；所述脉冲控制逻辑在所述N个开始触发信号中相应的一个被提供时在N个PWM信号中相应的一个上启动各个脉冲，且在所述N个结束触发信号中相应的一个被提供时结束所述相应的PWM信号上的各个脉冲；以及等待逻辑，其当所述N个PWM信号中的任一个在所述N个重复前沿斜坡信号中相应的一个的连续重置之间未被提供时暂停所述N个重复前沿斜坡信号中的每一个。8.如权利要求7所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述等待逻辑在所述补偿信号升至预定最小电平时恢复所述N个重复前沿斜坡信号中的每一个的斜坡变化。9.如权利要求8所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述脉冲控制逻辑保持所述循环次序。10.如权利要求7所述的自适应脉冲定位调制器，其特征在于，所述滤波器电路控制所述调节信号以响应于所述补偿信号的变化改变所述斜率，而且除了当所述等待逻辑暂停N个重复前沿斜坡信号中的每一个时，所述滤波器电路防止所述斜率降至预定最小电平之下。11.一种用于提供经调节的输出电压的电源转换器，包括：第一相电路，其由第一脉宽调制PWM信号上的脉冲控制，用于通过第一电感器将输入电压转换成所述输出电压；感测电路，其提供指示输出电压误差的补偿信号；滤波器电路，其具有接收所述补偿信号的输入端和提供响应于输出负载瞬态而改变的调节信号的输出端；以及自适应脉冲定位调制器，包括：前沿斜坡电路，其提供具有一斜率的重复的第一前沿斜坡信号并基于所述调节信号调节所述斜率，所述斜率在所述补偿信号为稳定状态时处于标称水平；比较器电路，其当所述第一前沿斜坡信号达到所述补偿信号时提供第一开始触发信号，且当第一后沿斜坡信号达到所述补偿信号时提供第一结束触发信号；后沿斜坡电路，其当所述第一开始触发信号被提供时启动所述第一后沿斜坡信号的斜坡变化；以及脉冲控制逻辑，其当所述第一开始触发信号被提供时在所述第一PWM信号上启动各个脉冲，且当所述第一结束触发信号被提供时终止所述第一PWM信号上的各个所述脉冲。12.如权利要求11所述的电源转换器，其特征在于，所述滤波器电路控制所述调节信号，以响应于所述补偿信号的增大来增大所述斜率，且响应于所述补偿信号的减小来减小所述斜率。13.如权利要求12所述的电源转换器，其特征在于，所述滤波器电路防止所述斜率降落至预定最小电平以下。14.如权利要求11所述的电源转换器，其特征在于，还包括：N个相电路，分别由N个PWM信号中相应的一个上的脉冲控制，用于通过N个电感器中相应的一个将所述输入电压转换成所述输出电压，其中N是大于1的整数；以及其中所述自适应脉冲定位调制器包括：所述前沿斜坡电路，其提供各具有所述斜率的N个重复前沿斜坡信号且根据所述调节信号调节所述斜率，当所述补偿信号是稳定状态时，所述斜率处于所述标称水平，其中所述前沿斜坡电路使每一个所述前沿斜坡信号在一电压范围内从第一电压到第二电压沿斜坡变化，并将每一个所述前沿斜坡信号重置回所述第一电压，而且其中所述前沿斜坡电路以循环次序以相距所述电压范围的1/N重置所述N个重复前沿斜坡信号；所述比较器电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·H·爱沙姆，裘卫红，
申请(专利权)人：英特赛尔美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US