开关调节器斜率补偿产生器电路制造技术

本发明专利技术提供一种在开关调节器中提供斜率补偿的斜率补偿电路。所述斜率补偿电路优选地适于从脉宽调制器振荡器接收振荡器脉冲串及从脉宽调制器接收调制器脉冲串。所述电路优选地包含响应于振荡器脉冲串的反馈回路。所述电路优选地提供“接通”及“断开”状态的斜率补偿脉冲串，其部分响应于反馈回路且部分响应于脉宽调制器开关脉冲串。本发明专利技术优选地通过将模拟反馈回路并入到ＰＷＭ系统中以优选地仅稍微先于ＰＷＭ开关断开之前开始斜率补偿来实现较低的最大斜率补偿电流。此优选地独立于ＰＷＭ工作循环而发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及开关调节器电路。更确切地说，本专利技术涉及用于优选地独立于调节 器的开关频率变化而维持开关调节器中的斜率补偿为恒量的电路及方法。
技术介绍
电压调节器的用途是向来自电源的负载提供预定及大致恒定的输出电压，其可 能是不太确定或上下浮动的。通常有两类调节器用于提供此功能线性调节器和开 关调节器。在典型的线性调节器中，通过控制从电源穿过通过元件到所述负载的电 流来调节输出电压。然而，在开关电压调节器中，从电源到负载的电流并不稳定，而是以离散电流 脉冲的形式。为创建离散电流脉冲，开关调节器通常采用与负载串行或并行耦合的 开关(例如功率晶体管)。然后，用感应存储元件将电流脉冲转换为稳定的负载电流。通过控制此开关的工作循环(也就是开关接通的时间相对于开关循环的总周期 的比率)，开关电压调节器可调节负载电压。在电流模式的开关电压调节器中(也就 是由调节器中的电流导出信号控制的开关调节器中)，当工作循环超过50% (也就是当开关在给定开关周期的大于50%的时间中处于接通状态时)存在固有不稳定性。稳定性通常通过用斜率补偿信号来调节用于控制调节器的电流导出信号而维持于这 种电流模式的开关调节器中，其中所述斜率补偿信号补偿以较高工作循环出现的不 稳定性。根据斜率补偿理论， 一般了解，仅在开关调节器开关断开的瞬间需要斜率 补偿信号。制造这种斜率补偿信号的一种方法是使用振荡器信号的一部分作为补偿信号。 振荡器信号可以是(例如)用于产生控制调节器的开关的时钟信号的斜坡信号。可 以通过将斜坡信号添加到电流导出信号或通过将其从控制信号中减去来应用斜率补 偿信号。通过从振荡调节器开关的信号导出斜率补偿信号，斜率补偿信号会与调节 器的开关同步。在图1中显示的常规电流模式开关调节器100中，针对50%或更高的操作工作 循环需要斜率补偿以避免亚谐波共振。开关调节器100优选地包含振荡器102、触发 器104、优选地包含经脉冲带宽调制的开关控制电路106、感应器108、根据电阻110 和112形成的电阻分压器、输出电容器114、电压反馈(或其他适合类型，例如电流 反馈)放大器118、反馈电容器120、及电流比较器122，所述电流比较器适于接收开关电流样本126和斜率补偿信号124，并用这些信号的和与来自电压反馈放大器118的信号进行对比。此例示性电路使用常见类型的开关调节器，其已知为脉宽调制(PWM)调节器。 所述PWM调节器依赖于脉宽调制器以产生具有不同振幅的输出信号。PWM开关调 节器改变其产生的输出信号的工作循环，以调整所施加的电流及维持于其一个或一个以上输出端处的电压电平。施加于这些调节器输出端处的电压可相依于开关脉宽 对开关脉冲周期的比率，较高的比率会产生较高的输出电压。图2中将振荡器102更详细显示为振荡器200。振荡器200优选地包含用于对 振荡器电容器204充电的充电源202、振#器开关206、振荡器电流比较器208、用 于对振荡器电容器204放电的放电电流槽210及向电压调节器100提供Vset信号的 第二比较器212 (图2中未显示)。通常，调节器使用在图2所示电路中导出且描绘为图3A所示信号300的振荡器 电压Vramp作为参考以产生斜率补偿。Vset指示分别被传输到电压调节器100的触 发器104的低信号Tl及高信号T2。图4A显示关于Vramp 404的所选部分的补偿曲线Sx 402。图4A的x轴显示开 关调节器的工作循环。y轴从O伏到l伏。为产生斜率补偿曲线Sx402，常规的开关 调节器使用图4B中显示的电路。此电路包含单位增益缓冲器406、 NPN晶体管408 和电阻器410。线性斜率补偿曲线Sx 402通常开始于50。/o工作循环处(如图4A中显示)且由 VB确定。于一特定情形中，VB可以等于0.5V (任选)。此外，Sx 402具有由电阻 器410确定的固定斜率。将振荡器斜坡电压Vramp馈送到单位增益缓冲器406的正输入端，并将VB和 电阻器410连接到负输入端。仅在Vramp高于VB时接通NPN晶体管408。晶体管 408的发射器电流由下式确定Res.410晶体管408的此发射器电流形成斜率补偿信号Sx402。VB确定斜率补偿曲线Sx 402开始点Ts如下<formula>formula see original document page 6</formula>且电阻器410确定曲线斜率如下式显示<formula>formula see original document page 6</formula>由于Vramp是线性斜坡，因此VB直接与工作循环正交。在一个例示性系统中，当 \^=0.5时，Ts对应于来自前述等式的50y。工作循环。与例示性现有技术配置相关联的一个问题是，由于斜率补偿曲线开始于50%处， 则其在最大工作循环100%处形成极高电平Smax。此高电平Smax可在调节器以高工作循环操作时导致问题，如下。由于在调节 器回路闭合时，当前比较器122的正输出端处的VC(显示为反馈放大器118的输出) 一般与开关电流样本与电流比较器122的负输出端处的斜率补偿信号的和具有相同 的值，则其通常用于指示输出电流负载电平。但在高工作循环处，斜率补偿根据50% 工作循环形成并在VC处引入高偏移，且VC将不会准确指示真正的输出负载电流。 由于以高工作循环形成的此高偏移，问题包括降低的电流限制电平。此问题在针对 电流限制使用固定VC电平的情况下尤其贴切。此外，在使用固定VC电平确定Burst ModeTM阈值的情况下，高度有效的Burst ModeTM阈值将以高负载情形偏移。与现有技术相关联的另一问题是在以高工作循环操作时电路不得不使用极高电 流来产生此高电平斜率补偿信号。因此，将需要提供不会使得电压调节器电路丢失在高工作循环处的真输出负载 电流指示的斜率补偿信号。还将需要限制以高工作循环产生高电平斜率补偿信号所需要的电流。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供不会使得电压调节器电路丢失在高工作循环处的真输 出负载电流指示的斜率补偿信号。本专利技术的另一目的是限制以高工作循环产生高电平斜率补偿信号所需要的电流 (如图4A的Smax所提供)。本文提供一种在开关调节器中提供斜率补偿的斜率补偿电路及方法。在本专利技术 的一个实施例中，斜率补偿电路优选地适于从脉宽调制器振荡器接收振荡器脉冲串 及从脉宽调制器接收调制器脉冲串。所述电路优选地包含可响应于振荡器脉冲串的反馈回路。所述电路优选地提供 具有接通("ON")及断开("OFF")状态的斜率补偿脉冲串，其可部分地响应于反 馈回路且部分地响应于脉宽调制器开关脉冲串。斜率补偿脉冲串的工作循环优选地 小于脉宽调制器开关脉冲串的工作循环。此外，斜率补偿脉冲串优选地稍微在PWM 开关断开瞬间之前接通，且优选地在PWM开关断开瞬间之后立即断开。所述斜率补偿电路还优选地包含在斜率补偿脉冲串接通时接通的开关，及在开关接通时通过开关提供电流的电流源。最后，所述斜率补偿电路优选地包含在开关 接通时产生斜率补偿电流的斜率补偿电流源。附图说明结合附图考虑下文详细说明，本专利技术的上述及其他优势将显而易见，其中通篇中相同的参考字符均涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斜率补偿电路，其在开关调节器中提供斜率补偿，所述斜率补偿电路包括：　脉宽调制器振荡器，其产生振荡器脉冲串；　脉宽调制器，其产生调制器脉冲串；　反馈回路，其响应于所述振荡器脉冲串；　接通及断开状态的斜率补偿脉冲串，其部分响应于所述反馈回路且部分响应于所述脉宽调制器开关脉冲串；　开关，其在所述斜率补偿脉冲串接通时接通；　电流源，其在所述开关接通时通过所述开关供应电流；及　斜率补偿电流源，其在所述开关接通时产生斜率补偿电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖介威，
申请(专利权)人：凌力尔特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]