开关模式电源控制制造技术

本公开的实施例涉及开关模式电源控制。控制信号被施加到脉冲生成电路，脉冲生成电路被配置为生成宽度被调制的脉冲。电路提供控制信号的斜坡补偿。该电路包括生成渐减的锯齿信号的数模转换器。触发电路操作以触发锯齿信号的步长并且重置锯齿信号。锯齿信号以宽度被调制的脉冲频率的节奏被重置。

【技术实现步骤摘要】
开关模式电源控制优先权声明本申请要求于2017年5月3日提交的法国专利No.1753897的优先权，其公开内容在此在法律允许的最大程度上通过引用整体合并于此。
本描述总体上涉及电子电路，并且更具体地涉及开关模式电源(SMPS)领域。本描述更具体地涉及一种用于控制开关模式电源的斜坡补偿的数模转换器。本描述还涉及一种可编程数模转换器和一种渐减的锯齿信号的可编程发生器。
技术介绍
在基于开关模式电源的原理的功率转换器中，输出电压对设定点值的闭环控制是通过调制用于斩波开关的控制信号的脉冲宽度来实现的，斩波开关用于开关向电感元件的能量传递。在本描述所针对的实现中，控制是数字的，并且脉冲的宽度使用其值与阈值进行比较的电流斜坡来获取。在某些情况下，当控制脉冲的占空比达到或大于50％时，系统变得不稳定。某些已知的解决方案使用存储在转换器中的值的表，其构成特别复杂的解决方案。本领域需要用于控制开关模式电源并且特别是控制斜坡补偿的数模转换器的斜坡补偿功能。
技术实现思路
结合使用用于开关模式电源的斩波开关控制电路，一个实施例提供了一种适用于斜坡补偿的数模转换器的控制的电路。一个实施例提供了一种可编程数模转换器，例如渐减的锯齿信号的可编程发生器。在一个实施例中，一种用于生成宽度被调制的脉冲的模块的控制信号的斜坡补偿的电路包括：用于生成锯齿信号的数模转换器；以及用于触发锯齿信号的步长和用于重置该信号的电路，该信号以宽度被调制的脉冲的第一频率的节奏被重置。根据一个实施例，触发电路是数字电路。根据一个实施例，触发电路包括：以高于脉冲的调制频率的第二频率的节奏递增的至少一个计数器；用于存储表示第一频率的周期的值的第一寄存器；以及比较计数器的值与第一寄存器的值的第一比较器，第一比较器提供用于重置锯齿信号的信号。根据一个实施例，触发电路还包括：其值在第二频率的节奏递增增量值的第二寄存器；以及计数器的值与第二寄存器的值的第二比较器，第二比较器提供用于触发锯齿信号的步长的信号。根据一个实施例，触发电路包括用于存储增量值的第三寄存器。根据一个实施例，锯齿信号具有渐减的斜率。根据一个实施例，锯齿信号具有渐增的斜率。在一个实施例中，一种用于控制开关模式电源的开关的电路包括：用于生成用于控制开关的脉冲的电路；用于基于表示由开关控制的电感元件中的电流电平的信息与阈值的比较来为电路生成触发信号的比较器；以及斜坡补偿电路。在一个实施例中，一种开关模式电源电路包括：用于开关电感式能量传递的斩波开关；以及控制电路。附图说明这些特征和优点以及其他特征和优点将结合附图在不以限制的方式呈现的特定实施例的以下描述中详细描述，在附图中：图1是用于所描述的实施例适用的类型的开关模式电源的架构的一个示例的非常示意性的部分表示；图2以框的形式示出了用于控制具有用于控制斩波开关的电流斜坡的斜坡补偿的数模转换器的电路的一个实施例；图3A、图3B、图3C和图3D通过时序图示出了图2中的电路的操作；图4是可编程数模转换器的一个实施例的框图；以及图5以框的形式示出了被设计成形成渐减的锯齿信号的可编程发生器的图4中的发生器的数字级的一个实施例。具体实施方式在各图中，相同的附图标记表示相同的元件。为了清楚起见，仅示出了用于理解将要描述的实施例的步骤和元件，并且将对其进行详细描述。特别地，开关模式电源的操作和能量转换本身的操作没有被详细描述，所描述的实施例与开关模式电源的常规操作兼容。除非另有说明，否则当提及两个元件连接在一起时，表示直接连接而没有除了导体之外的任何中间元件，并且当提及两个元件链接在一起时，表示这两个元件可以直接链接(连接)或经由一个或多个其他元件链接。在下面的描述中，当提及术语“近似”、“大约”和“……的数量级”时，表示精确到10％，优选地精确到5％。图1是用于所描述的实施例适用的类型的开关模式电源的控制电路1的一个实施例的框形式的示意表示。电路1被设计为控制斩波开关K(通常为MOS晶体管)以用于电感式能量传递。取决于实施例，该开关与电感元件和/或与续流二极管(未示出)并联或串联。开关K的控制是通过一系列具有可变宽度的脉冲来执行的，通常在固定频率(周期T)。脉冲的占空比根据负载的需求固定能量传递的持续时间，以便为该负载保持电源电压。脉冲序列由脉冲宽度调制(PWM)模块12提供，用于以时钟CK的频率生成脉冲。脉冲的宽度(占空比)根据负载的需求被闭环控制。例如，这些需求可以通过负载的电源电压的测量或者该负载或电感元件中的电流的测量而导出。在这两种情况下，与负载所需要的能量成比例的信息V(ILOAD)被测量，并且被提供在比较器14的输入处，比较器14将其与表示期望的设定点电压的阈值进行比较。比较器14的输出触发由模块12生成的电流斜坡被重置为零，因此触发每个周期的脉冲的结束。根据所示的实施例，用于比较器14的比较基准不是固定的，而是由包括由电路2(CTR)控制的数模转换器16(DAC)的斜坡补偿单元(SCU)电路18提供的，电路2用于触发由转换器16生成的锯齿信号S16的渐减步长。斜坡补偿单元18的作用是向比较器14提供是由模块12生成的斜率倒数的斜率作为基准信号。因此，即使在稳定的输出电压的情况下，也可能会导致由模块12生成的信号P的不稳定性，用作基准的值的减少避免了这种不稳定性。触发电路2的作用是向数模转换器16提供用于重置电压斜坡的信号R和用于触发斜坡的值的减小的信号S。换言之，信号R是频率与由模块12生成的脉冲P的频率相同的信号，并且信号S是用于转换器16的减量或步长信号。触发电路2是数字电路，换言之，它仅处理数字信号并且仅提供数字信号。图2是用于对用于生成宽度被调制的脉冲的模块12的控制信号进行斜坡补偿的单元18的数模转换器16的触发电路2的一个实施例的框图。重置信号R通过将以时钟CK'的节奏递增的计数器21(COUNTER)的值CNT与表示期望的重置周期的值VAL进行比较来生成。VAL值存储在寄存器22(REG1)中。在时钟信号CK'的每个周期(例如，在每个上升沿)，相应的值VAL和CNT由比较器23进行比较，比较器23的输出(信号R)在计数器的值达到VAL值时切换。计数器21在周期T的每个结束时(换言之，每次输出R切换到高状态时)被重置。为此，比较器23的输出连接到计数器21的重置输入RST。由转换器16生成的电流斜坡的减量或步长信号S由比较器24提供，比较器24被配置为将计数器21的值CNT与由寄存器25(REG2)提供的值ACT进行比较。包含在寄存器25中的值被加法器26递增了存储在寄存器27(REG3)中的增量值INC。当计数器21的值CNT达到在寄存器25中读取的当前值ACT时，值ACT被增加了在寄存器27中读取的值INC。在每个周期T，寄存器25的值ACT被重置为增量INC的值。选择器28(二合一多路复用器)在由信号R激活的输入上接收被包含在寄存器27中的值INC。在静态时，选择器28选择在加法器26的输出与寄存器25的输出之间的选择器29的输出(值ACT)。选择器29由信号S控制，并且在输出S的每个边沿处(换言之，在每个增量步长INC处)选择加法器26的输出。因此，每当计数器21到达与值INC相对应的递增步长时，输出S产生边沿。根据一个简化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调制电路的控制信号的斜坡补偿的电路，所述调制电路被配置为生成宽度被调制的脉冲，所述电路包括：数模转换器，被配置为生成锯齿信号；以及触发电路，被配置为触发所述锯齿信号的步长并且重置所述锯齿信号，其中所述锯齿信号以宽度被调制的所述脉冲的第一频率的节奏被重置。

【技术特征摘要】
2017.05.03 FR 17538971.一种用于调制电路的控制信号的斜坡补偿的电路，所述调制电路被配置为生成宽度被调制的脉冲，所述电路包括：数模转换器，被配置为生成锯齿信号；以及触发电路，被配置为触发所述锯齿信号的步长并且重置所述锯齿信号，其中所述锯齿信号以宽度被调制的所述脉冲的第一频率的节奏被重置。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述触发电路是数字电路。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述触发电路包括：以第二频率的节奏递增的计数器，其中所述第二频率高于所述第一频率；第一寄存器，被配置为存储表示所述第一频率的周期的值；以及第一比较器，被配置为将所述计数器的值与所述第一寄存器的值进行比较，并且响应于所述比较来生成用于重置所述锯齿信号的信号。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述触发电路还包括：第二寄存器，具有以所述第二频率的节奏递增增量值的值；以及第二比较器，被配置为将所述计数器的值与所述第二寄存器的值进行比较，并且生成用于触发所述锯齿信号的步长的信号。5.根据权利要求4所述的电路，其中所述触发电路包括第三寄存器，所述第三寄存器被配置为存储所述增量值。6.根据权利要求1所述的电路，其中所述锯齿信号具有渐减的斜率。7.根据权利要求1所述的电路，其中所述锯齿信号具有渐增的斜率。8.一种用于控制开关模式电源的开关的电路，包括：脉冲生成电路，被配置为生成用于控制所述开关的脉冲；比较器电路，被配置为基于表示由所述开关控制的电感元件中的电流的电平的信息与阈值的比较，来生成施加到所述脉冲生成电路的控制信号；以及斜坡补偿电路，包括：数模转换器，被配置为生成锯齿信号；以及触发电路，被配置为触发所述锯齿信号的步长并且重置所述锯齿信号，其中所述锯齿信号以用于控制所述开关的脉冲的第一频率的节奏被重置。9.根据权利要求8所述的电路，其中所述触发电路是数字电路。10.根据权利要求8所述的电路，其中所述触发电路包括：以第二频率的节奏递增的计数器，其中所述第二频率高于所述第一频率；第一寄存器，被配置为存储表示所述第一频率的周期的值；以及第一比较器，被配置为将所述计数器的值与所述第一寄存器的值进行比较，并且响应于所述比较来生成用于重置所述锯齿信号的信号。11.根据权利要求10所述的电路，其中所述触发电路还包括：第二寄存器，具有以所述第二频率的节奏递增增量值的值；以及第二比较器，被配置为将所述计数器的值与所述第二寄存器的值进行比较，并且生成用于触发所述锯齿信号的步长的信号。12.根据权利要求11所述的电路，其中所述触发电路包括第三寄存器，所述第三寄存器被配置为存储所述增量值。13.根据权利要求8所述的电路，其中所述锯齿信号具有渐减的斜率。14.根据权利要求8所述的电路，其中所述锯齿信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：JF·林克，V·昂德，
申请(专利权)人：意法半导体鲁塞公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR