带有改进型瞬态响应的直流／直流转换器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有改进型瞬态响应、精确性和稳定性的直流／直流转换器。该直流／直流转换器包括一个比较器，一个驱动器、至少一个开关和一个稳定性电路。稳定性电路接收一个电压信号，该电压信号根据检测上述至少一个开关中的一个而生成。该直流／直流转换器的配置中无需使用电流检测电阻，使得其实现更为简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系关于电压转换器，具体为一种具有改进型瞬态响应、精确性和稳定性的直流(DC)/直流(DC)转换器。
技术介绍
直流/直流转换器在电子领域中已熟知。这些电路或装置通常将一个直流电压电平转换为另一个直流电压电平。它们用于各种用途。例如，一些种类的转换器用来给微处理器的核提供电压。一种转换器称作固定频率转换器，又称作脉宽调制(PWM)转换器。脉宽调制转换器包括电压型转换器和电流型转换器。电压型脉宽调制转换器包括一个控制环，该控制环包括一个误差放大器；一个脉宽调制比较器；和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。该误差放大器将该转换器的输出电压与一个参考电压进行比较。该脉宽调制比较器接收该误差放大器的输出作为其第一输入，并接收由一个锯齿波或三角波信号作为其第二输入。脉宽调制比较器的输出为一个脉宽调制信号，且由驱动器放大后驱动电源开关。这种转换器的优点在于结构简单，精确度高。它的主要缺点是由于误差放大器所需的补偿而造成它对负载的瞬态响应缓慢。电流型脉宽调制转换器包括两个控制环一个内部电流环和一个控制该内部电流环的外部电压环。内部电流环包括一个电流放大器；一个比较器，该比较器采用一个来自该外部电压环的误差电压和电流放大器的输出作为输入；一个触发器，该触发器每次均由时钟信号设置、并由比较器的输出置位；和一个或多个驱动器。外部电压环包括一个电压误差放大器，该电压误差放大器将该转换器的输出电压和一个参考电压进行比较。该误差放大器的输出作为该内部电流环的一个参考信号。这种转换器的优点在于稳定性高、精确度高、并适用于多相结构。它的主要缺点是由于该外部电压环的补偿而造成它对负载的瞬态响应缓慢。另一种直流/直流转换器为一种导通时间固定的转换器(constant on timeconverter)，又称作脉冲频率调制(PFM)转换器。脉冲频率调制转换器包括一个控制环，该控制环包括一个误差放大器；一个比较器；和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。误差放大器将该转换器的输出电压与一个参考电压进行比较。该误差比较器的输出与一个参考值进行比较，从而获得一个单触发的触发信号，该触发信号设置固定的导通时间。这种转换器的优点在于结构简单、精确度高、和对负载的瞬态响应相对较快。它的主要缺点是频率不固定和不适用于多相应用。另一种直流/直流转换器为一种滞后转换器，该转换器包括电压型滞后转换器和电流型滞后转换器。电压型滞后转换器包括一个控制环，该控制环包括一个滞后比较器和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。具有滞后效应的比较器将该转换器的输出与一个参考电压进行比较。该比较器的输出作为驱动器的输入。这种转换器的优点在于结构简单、精确度高、和对负载的瞬态响应快速。它的缺点是频率不固定和不适用于多相结构。电流型滞后转换器包括一个控制环。该控制环包括一个电压误差放大器；一个滞后电流比较器；和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。该电压误差比较器将该转换器的输出电压与一个参考电压进行比较，从而提供一个偏置信号给该电流比较器。该比较器的输出作为该驱动器的输入。这种转换器的优点在于结构简单、精确度高。它的缺点是对负载的瞬态响应缓慢，频率不固定和不适用于多相结构。因此，直流/直流转换器需要一种更为简单和相对经济有效的解决方法，并具有对负载的瞬态响应快、精确度高、频率固定和适用于多相结构等特性。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种将输入电压转换为输出电压的直流/直流转换器。该直流/直流转换器包括一个比较器、一个驱动器、一个高端开关和一个稳定性电路。比较器被配置用于比较一个第一信号和第二信号并根据比较结果提供一个控制信号，第一信号具有一个直流偏置，该直流偏置至少部分由一个直流参考电源决定，第二信号代表该直流/直流转换器的输出电压。驱动器接收来自比较器的控制信号。高端开关接收输入电压。稳定性电路用于检测一个电压信号并向比较器提供上述第二信号，该电压信号表明流经高端开关的一个负载电流。驱动器用于驱动高端开关以控制直流/直流转换器的输出电压。本专利技术的另一实施例提供了一种将输入电压转换为输出电压的直流/直流转换器。该直流/直流转换器包括一个比较器、一个驱动器、至少一个开关、一个电感以及一个稳定性电路。比较器被配置用于比较一个第一信号和第二信号并根据比较结果提供一个控制信号，第一信号具有一个直流偏置，该直流偏置至少部分由一个直流参考电源决定，第二信号代表该直流/直流转换器的输出电压。驱动器接收来自比较器的控制信号。所述的至少一个开关连接到驱动器。所述的至少一个开关接收输入电压。电感连接到所述的至少一个开关。稳定性电路用于检测一个电压信号并提供第二信号给比较器，该电压信号表明了一个流经所述至少一个开关的电感电流。驱动器用于驱动所述的至少一个开关以控制直流/直流转换器的输出电压。附图说明后文对典型实施例的具体实施方式的描述结合下列附图进行，将使得本专利技术的优点显而易见。图1所示为本专利技术的一种瞬态响应快速的直流/直流转换器的一个实施例的电路图；图2所示为图1中的直流/直流转换器的一个典型应用的电路图；图3所示为一种两相直流/直流转换器的一个实施例的电路图，该两相直流/直流转换器与一个作用于该第二相的参考信号的电流平衡模块相连；图4所示为一种两相直流/直流转换器的另一个实施例的电路图，该两相直流/直流转换器与一个作用于该第二相的反馈部分的电流平衡模块相连；图5A所示为该直流/直流转换器的输出电压随着输入电压而变化的示意图；图5B所示为一种采用输入电压补偿输出电压的方法的示意图；图6所示为根据输入电压的变化而补偿输出电压的机理电路图；图7所示为当一个负载施加于一个两相直流/直流转换器或从该转换器移去时的输出电压、负载电流和脉宽调制信号的波形图；图8所示为一种具有一个精确性电路的示范性直流/直流转换器，该精确性电路作用于一个参考电压来改进该直流/直流转换器输出电压的精确性；图9所示为一种具有一个精确性电路的示范性直流/直流转换器，该精确性电路作用于一个反馈信号来改进该直流/直流转换器输出电压的精确性。图10所示为一种具有一个稳定性电路的示范性直流/直流转换器，该稳定性电路采用电感电流信息来改进该直流/直流转换器的稳定性； 图11所示为图10中的示范性直流/直流转换器，其中该稳定性电路包括一个电阻电容(RC)电路；图12所示为一种具有一个稳定性电路的示范性直流/直流转换器，该稳定性电路采用电感的交流(AC)电流信息来改进该直流/直流转换器的稳定性；图13所示为图12中的示范性直流/直流转换器，其中该稳定性电路包括一个放大器；图14为本专利技术提供的一种直流/直流转换器使用电感电流信息来提高稳定性的示意图；图15为图14中直流/直流转换器的电流吸入器(current sink)的典型配置。具体实施例方式图1所示为本专利技术的一种瞬态响应快速的直流/直流转换器100的电路图。通常，直流/直流转换器100根据比较器的输入端的参考信号使输出电压Vout112稳定。瞬态响应中，在从一个直流状态切换到另一个直流状态的过程中需要输出负载。直流/直流转换器100通过调整占空比有效地减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将输入电压转换成输出电压的直流／直流转换器，其特征在于，包括：一个比较器，所述比较器比较一个第一信号和第二信号并响应比较结果提供一个控制信号，第一信号具有一个直流偏置，所述直流偏置至少部分由一个直流参考电源决定，第二信号代表所述直流／直流转换器的输出电压；一个驱动器，用于接收来自比较器的控制信号；一个连接到驱动器的高端开关，所述高端开关接收输入电压；一个稳定性电路，用于检测一个电压信号并向比较器提供所述的第二信号，所述电压信号代表流经高端开关的一个负载电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王佛贤，拉兹洛利普赛依，黄晟，
申请(专利权)人：凹凸科技国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]