开关电源控制电路和利用开关电源控制电路的开关电源制造技术

本发明专利技术提供一种开关电源控制电路，该控制电路能够以高精度和高速度开关输出电压。控制电路包括：Ａ／Ｄ转换器３１，用于产生输出电压数字值Ｄ１以响应时钟信号ＣＬＫ１，数字值Ｄ１指出实际输出电压Ｖ＃－［０］；参考电压发生电路３２，用于产生参考电压数字值Ｄ２以响应时钟信号ＣＬＫ２，数字值Ｄ２指出输出电压的目标值；减法器３３，用于比较输出电压数字值Ｄ１和参考电压数字值Ｄ２，并基于比较结果产生误差电压数字值Ｄ３；锁存电路３４，用于读出误差电压数字值Ｄ３以响应时钟信号ＣＬＫ３，并基于电压数字值Ｄ３控制开关电路部件１０的工作；和算术电路３５。时钟信号ＣＬＫ１和时钟信号ＣＬＫ３的相位是显著移位的，且时钟信号ＣＬＫ２和时钟信号ＣＬＫ３的相位是显著移位的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源控制电路和利用开关电源控制电路的开关电源，本专利技术具体涉及完成开关电源数字控制的控制电路和利用开关电源数字控制电路的开关电源。
技术介绍
开关电源通常用于计算机，家用电器，汽车和各种其他的产品。典型的开关电源是这样一种单元(DC/DC变换器)，首先利用开关电路把DC输入转换成AC，然后把它转换回DC，因此，能够得到不同于输入电压的DC输出电压。在这种开关电源中，控制电路用于检测输出电压，并基于输出电压，开关电路控制开关工作。因此，开关电源给被驱动的负载提供稳定的工作电压。然而，近年来使用的中央处理器(CPU)或数字信号处理器(DSP)的时钟速度有了很大的提高，因此，CPU或DSP的功率消耗远远超过以往的功率消耗。在此背景下，减小CPU和DSP的功率消耗最近以来已成为一个重要的问题，作为解决这个问题的一种方法，有人建议根据工作状态改变所需工作电压的技术。所以，给这些类型CPU或DSP供电的开关电源必须能够快速地开关其输出电压。另一方面，为了实现这种低功率消耗，CPU和DSP的工作电压逐年来变得越来越低，因此，开关电源中容许的输出电压余量已变得极小。在此背景下，能够以高精度和高速度开关输出电压的开关电源近年来已变得十分诱人。
技术实现思路
所以，本专利技术的目的是提供一种开关电源控制电路，该控制电路能够以高精度和高速度开关输出电压。本专利技术的另一个目的是提供一种开关电源，该电源能够以高精度和高速度开关输出电压。因此，实现本专利技术目的是利用一种控制电路，该控制电路用于完成装有开关电路部件的开关电源的数字控制，包括第一装置，用于产生输出电压数字值以响应第一时钟信号，输出电压数字值指出开关电源的实际输出电压；第二装置，用于产生参考电压数字值以响应第二时钟信号，参考电压数字值指出开关电源的输出电压目标值；第三装置，用于比较输出电压数字值和参考电压数字值，并基于比较结果产生误差电压数字值；和第四装置，用于读出误差电压数字值以响应第三时钟信号，并基于误差电压数字值控制开关电路部件的工作，其中第一时钟信号和第三时钟信号的相位是显著移位的，且第二时钟信号和第三时钟信号的相位是显著移位的。在本专利技术的一个优选实施例中，第一时钟信号与第三时钟信号之间的相位差大于第一装置的工作时间延迟与第三装置的工作时间延迟之和。在本专利技术的另一个优选实施例中，第二时钟信号与第三时钟信号之间的相位差大于第二装置的工作时间延迟与第三装置的工作时间延迟之和。在本专利技术的另一个优选实施例中，第一时钟信号至第三时钟信号的频率是基本一致的。在本专利技术的另一个优选实施例中，第一时钟信号和第二时钟信号的相位是基本一致的。在本专利技术的另一个优选实施例中，第二装置包括包含各不相同数字值的多个存储器；和一个复用器，复用器用于选取多个存储器中的一个存储器以响应第二时钟信号，并输出包含在选取存储器中的数字值作为参考电压数字值。在本专利技术的另一个优选实施例中，第二装置包括寄存器，用于读出数字值以响应第二时钟信号，并输出这个数字值作为参考电压数字值。在本专利技术的另一个优选实施例中，第一装置是A/D转换器，而第三装置是逻辑电路。实现本专利技术目的还利用一种开关电源，开关电源包括开关电路部件，用于把DC输入电压转换成AC电压；输出电路部件，用于接收从开关电路部件输出的AC电压，并把它转换成DC电压；和控制电路，用于控制开关电路部件的工作，使输出电路部件的输出电压是确定值，其中开关电路部件包括第一装置，用于产生输出电压数字值以响应第一时钟信号，输出电压数字值指出开关电源的实际输出电压；第二装置，用于产生参考电压数字值以响应第二时钟信号，参考电压数字值指出开关电源的输出电压目标值；第三装置，用于比较输出电压数字值和参考电压数字值，并基于比较结果产生误差电压数字值；和第四装置，用于读出误差电压数字值以响应第三时钟信号，并基于误差电压数字值控制开关电路部件的工作，其中第一时钟信号和第三时钟信号的相位是显著移位的，且第二时钟信号和第三时钟信号的相位是显著移位的。在本专利技术的一个优选实施例中，第一时钟信号与第三时钟信号之间的相位差大于第一装置的工作时间延迟与第三装置的工作时间延迟之和，而第二时钟信号与第三时钟信号之间的相位差大于第二装置的工作时间延迟与第三装置的工作时间延迟之和。利用有上述结构的本专利技术，能够以高精度和高速度开关输出电压。根据以下的描述并结合附图，本专利技术的以上目的和特征以及其他目的和特征是显而易见的。附图说明图1是按照本专利技术优选实施例的开关电源电路图。图2表示一个例子中参考电压发生电路32的电路图。图3表示输出电压V0的开关工作时序图。图4表示另一个例子中参考电压发生电路32的电路图。具体实施例方式以下，参照附图详细地描述本专利技术的优选实施例。图1是按照本专利技术优选实施例的开关电源电路图。如图1所示，按照这个实施例的开关电源是由开关电路部件10，输出电路部件20和控制电路部件30组成的一种单元，该单元使输入电源端子1与2之间提供的DC输入电压Vin降压，并产生出现在输出电源端子3与4之间的DC输出电压V0。开关电路部件10是由输入电容器11和开关元件12和13组成的一种电路，该电路把输入电源端子1与2之间提供的DC输入电压Vin转换成AC电压。输入电容器11连接在输入电源端子1与2之间，其作用是稳定输入电压Vin。此外，开关元件12串联在输入电容器11与输出电路部件20之间，而开关元件13并联在开关元件12与输出电路部件20之间。这些开关元件12和13交替地接通，其规定的空载时间是在控制电路部件30的控制之下。输出电路部件20是由输出电抗器21和输出电容器22组成的一种电路，该电路接收开关电路部件10的AC输出，并把这个AC输出转换成DC。输出电抗器21串联在开关电路部件10与输出电源端子3之间，而输出电容器22连接在输出电源端子3与4之间。控制电路部件30是由模数(A/D)转换器31，参考电压发生电路32，减法器33，锁存电路34和算术电路35组成的数字控制电路。A/D转换器31是这样一种电路，该电路接收在输出电源端子3出现的输出电压V0，并把这个输出电压变换成数字值以响应时钟信号CLK1。在这个说明书中，A/D转换器31输出的数字值称之为“输出电压数字值D1”。参考电压发生电路32是这样一种电路，该电路产生对应于输出电压V0目标值的数字值，以下详细地给予描述，而在这个说明书中，参考电压发生电路32的输出值称之为“参考电压数字值D2”。减法器33是一种逻辑电路(逻辑门电路)，该电路用于从输出电压数字值D1中减去参考电压数字值D2，而在这个说明书中，这个输出称之为“误差电压数字值D3”。锁存电路34是多比特锁存电路，用于锁存误差电压数字值以响应时钟信号CLK3，而在这个说明书中，这个输出称之为“控制数字值D4”。算术电路35是这样一种电路，该电路接收从锁存电路34提供的控制数字值D4，并基于这个数字值控制开关元件12和13的开关工作。具体地说，沿正方向的控制数字值D4越大，即，输出电压数字值D1超过参考电压数字值D2越大，则控制开关元件12的运行时间就越短(控制开关元件13的运行时间就越长)。相反，沿负方向的控制数字值D4越大，即，参考电压数字值D2超过输出电压数字值D1越本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电路，用于完成装有开关电路部件的开关电源的数字控制，包括： 第一装置，用于产生输出电压数字值以响应第一时钟信号，输出电压数字值指出开关电源的实际输出电压； 第二装置，用于产生参考电压数字值以响应第二时钟信号，参考电压数字值指出开关电源的输出电压目标值； 第三装置，用于比较输出电压数字值和参考电压数字值，并基于比较结果产生误差电压数字值；和 第四装置，用于读出误差电压数字值以响应第三时钟信号，并基于误差电压数字值控制开关电路部件的工作，其中： 第一时钟信号和第三时钟信号的相位是显著移位的，且第二时钟信号和第三时钟信号的相位是显著移位的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：今井考一，上松武，
申请(专利权)人：TDK股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]