本发明专利技术揭示一种用以使用选择性噪声消隐来控制峰值电流模式控制的功率转换器系统的设备及方法。所述使用选择性噪声消隐来控制所述峰值电流模式控制的功率转换器系统由硬件、软件及／或两者的组合实施以执行调整消隐时间及消隐时间周期以防止经脉冲调制波形产生器的输出在所述消隐时间处开始持续达所述消隐时间周期的改变。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字集成电路，且更明确地说，涉及一种。
技术介绍
峰值电流模式控制(PCMC)是功率转换器的理论上使得能够实现一些所要优点(如电压前馈、自动周期性即时电流限制及所属领域的技术人员已知的其它优点)的控制方案。为在实践中实施此PCMC控制方案，用以驱动功率转换器中的控制开关的精确控制的经脉冲宽度调制(PWM)波形是必要的。这些功率转换器通常在不具有或具有斜率补偿的情况下采用峰值电流参考。将峰值电流参考与在功率转换器的输出处所感测到的电流进行比较；所述比较的结果控制PWM波形。图1A描绘数控基于PCMC的功率转换器系统100的概念性框图。功率转换器102在其输入处接收来自源104的输入电压Vin且在其输出处将经调节电压Vtjut提供到负载106。为实现Vwt调节，将Vwt反馈提供到包括将V-反馈数字化的模/数(ADC)转换器的块108，所述Vwt反馈接着被提供到包括比较器及电压控制器(未展示)的块110的第一输入。将来自参考电压源112的数 字参考电压VMf提供到块110的第二输入。将经数字化Vwt d反馈与数字参考电压通过比较器进行比较且将所述比较的结果提供到电压控制器。基于所述比较，电压控制器产生电压V_p，所述电压V_p提供于电压控制器110的输出处且用于导出峰值电流参考信号IpMf。所属领域的技术人员众所周知，理论上，基于PCMC的功率转换器系统针对高于50%工作循环的操作具有稳定性问题及分谐波振荡。工作循环是PWM波形在活动状态中花费的时间。因此，基于PCMC的功率转换器系统可实施斜率补偿。斜率补偿可应用于峰值电流Ipeak，从而按斜坡递减峰值电流Ipeak,因此达到经斜率补偿的峰值电流参考信号IpMf。或者，可通过使峰值电流Ipeak保持恒定或按斜坡递增反馈电流Ifb而实现斜率补偿。如图1A中所描绘，取决于功率转换器的拓扑、控制转换器的手段及所属领域的技术人员已知的其它设计准则而在转换器102的节点处感测反馈电流If^以实例方式，反馈电流可为穿过负载106的电流，其可为穿过电感器的电流、变压器初级电流及所属领域的技术人员已知的其它节点。为不同方面的阐释的清晰起见，使用经斜率补偿的峰值电流参考信号Ipref ;然而，所揭示概念同样适用于其中将斜率补偿斜坡添加到反馈电流Ifb的情形。经斜率补偿的峰值电流参考信号Ipref的产生由块114及斜坡产生器实施，所述块包括用于将由电压控制器114提供的电压Vrat的数字表示转换成对应于峰值电流Ipeak的模拟表示的数/模(DAC)转换器，所述斜坡产生器在将峰值电流Ipeak的值作为斜坡产生器的初始值的情况下产生补偿斜率。将经斜率补偿的峰值电流参考信号Iimf提供到块116的第一输入。块116的第二输入具备对应于功率转换器102中的所感测电流的反馈电流If^块116包括比较器(未展示)，所述比较器将经斜率补偿的峰值电流参考信号Iimf与反馈电流Ifb进行比较，且所述比较的结果影响由块116的PWM产生器(未展示)产生的PWM波形PWM(I)到PWM (η)的各种属性且被提供到功率转换器102。尽管如上文所描述，块108、110、114、116及112构成数字PCMC控制器101，但所属领域的技术人员将理解，并非所有块均需要实施于数字PCMC控制器101中。以实例方式，斜率补偿(即，块114)可或可不实施于数字PCMC控制器101中。同样地，描述为块116的一部分的比较器可在数字PCMC控制器101的外部。数字PCMC控制器101可任选地与数字控制器117介接或存在于数字控制器117的内侧，例如，微控制器、数字信号处理器及所属领域的技术人员已知的任何其它数字控制器。可利用数字控制器117来编程PWM波形的各种属性及补偿斜率；因此，赋予系统较多智能及对用于最优数控基于PCMC的功率转换器系统100性能的变化条件适应性地进行调整的能力。数字PCMC控制器101的不同实施方案可根据特定数字PCMC控制器101的所建议使用而提供不同数目个PWM波形。然而，所属领域的技术人员将理解，并非所有波形均需要被产生且提供到功率转换器。因此，以实例方式，降压功率转换器可需要单个PWM波形，同步降压功率转换器可需要两个PWM波形，具有同步整流的经隔离相位移位的全桥式直流/直流(DC-DC)转换器可需要六个波形等等。图1B描绘关于块116的所关注的波形的随时间而变的振幅。为阐释的清晰起见且不失一般性地，仅考虑单个PWM波形；然而，所揭示方面同样适用于多个PWM波形。PWM周期在PWM产 生器116 (2)致使PWM波形118从第一值A1转变为第二值A2的时间h处开始。作为响应，功率转换器102导致反馈电流Ifb的流动，且提供到比较器116(1)的非反相输入的反馈电流IfbUO开始从值Ii增加。提供到比较器116(1)的反相输入的经斜率补偿的峰值电流参考信号IpMf122开始从值Ipeak减小。尽管经斜率补偿的峰值电流参考信号IpMf122描绘为线性地减小，但所属领域的技术人员将理解，非线性地减小的经斜率补偿的峰值电流参考信号IpMf122也在本专利技术的范围内。在时间tl处，穿过负载Ifb120的所感测电流的值及经斜率补偿的峰值电流参考信号Iimf 122的值变得相等，此导致比较器116 (I)的输出的改变，此又致使PWM产生器116(2)将PWM波形118从第二值A2转变为第一值Ap作为响应，反馈电流Ifb120开始减小。在时间t2处，PWM周期结束，并重复所述循环。数控基于PCMC的功率转换器系统100经受可预测噪声，例如，来自PWM波形的切换噪声、来自继电器的切换噪声、非切换数字噪声及由数控基于PCMC的功率转换器系统100产生的其它噪声。如所属领域的技术人员所较好地理解，切换噪声是信号从一个振幅到另一振幅的快速转变的结果。尽管可预测噪声影响数控基于PCMC的功率转换器系统100的所有电路，但包括经斜率补偿的峰值电流参考信号IpMf122的电路的适当设计及滤波将可预测噪声的电平减小到可忽略电平。然而，此滤波电平不能施加到反馈电流Ifb120，这是因为将可预测噪声的电平减小到可忽略电平将导致PWM波形的转变边缘的严重失真；因此，消积地影响数控基于PCMC的功率转换器系统100的性能。因此，实际上，可能存在一些可预测噪声。注意，在图1B中，经斜率补偿的峰值电流参考信号Ip,ef122及反馈电流Ifb120两者至少由于不存在可预测噪声而为理想化波形。因此，比较器116(1)的提供到PWM产生器116(2)的输出在PWM产生器116(2)的输出处产生正确定时的PWM工作循环122。工作循环是PWM波形在作为PWM周期的一小部分的活动状态(在此情形中，处于第二值A2)中花费的时间。如以上所描述且如图1C中所描绘，PWM波形118在PWM周期的开始处从第一值A1转变为第二值A2 ;因此，在PWM周期的开始处导致可预测切换噪声120(1)。在此噪声的量值大于或等于经斜率补偿的峰值电流参考信号Ipref122的情况下/时，比较器116(1)的输出改变(此反映于PWM产生器116(2)的输入上)且产生PWM产生器116的不正确定时的PWM波形118。因此，不正确功本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用以使用选择性噪声消隐来控制峰值电流模式控制的功率转换器系统的设备，其包括：控制器，其通信地连接到消隐电路，所述控制器经配置以调整消隐时间及消隐时间周期；经脉冲调制波形产生器；比较器，其通信地连接到所述经脉冲调制波形产生器；及所述消隐电路，其通信地连接到所述比较器或所述经脉冲调制波形产生器，经配置以防止所述经脉冲调制波形产生器的输出在所述消隐时间处开始持续达所述消隐时间周期的改变而不管所述比较器的输出的状态如何。
【技术特征摘要】
2013.02.23 US 13/775,1821.一种用以使用选择性噪声消隐来控制峰值电流模式控制的功率转换器系统的设备，其包括: 控制器，其通信地连接到消隐电路，所述控制器经配置以调整消隐时间及消隐时间周期； 经脉冲调制波形产生器； 比较器，其通信地连接到所述经脉冲调制波形产生器 '及 所述消隐电路，其通信地连接到所述比较器或所述经脉冲调制波形产生器，经配置以防止所述经脉冲调制波形产生器的输出在所述消隐时间处开始持续达所述消隐时间周期的改变而不管所述比较器的输出的状态如何。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器进一步经配置以: 监视所述峰值电流模式控制的功率转换器系统的操作条件或参数中的至少一者，及根据所述峰值电流模式控制的功率转换器系统的所述操作条件或所述参数中的至少一者的所述所监视到改变而调整所述消隐时间及所述消隐时间周期。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述消隐时间与噪声的开始一致或在噪声的开始之前。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述消隐时间周期与所述噪声的持续时间一样长或比所述噪声的持续时间长。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述消隐电路通信地连接于所述比较器与经脉冲宽度调制波形产生器之间。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述消隐电路通信地连接于所述比较器的输入处。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述噪声是可预测噪声。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述噪声是切换噪声。9.一种用于使用选择性噪声消隐来控制峰值电流模式控制的功率转...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫里什凯什·拉特纳卡·内妮，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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