一种开关型调节器的控制电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种开关型调节器的控制电路。所述控制电路当所述开关型调节器发生负载跳变时，产生一动态控制信号来控制所述开关型调节器的状态，以使所述输出电压快速恢复；当所述开关型调节器没有发生负载跳变时，产生一稳态控制信号控制所述开关型调节器的状态，维持所述输出电压恒定，改善了开关型调节器的动态响应性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子
，尤其涉及一种开关型调节器的控制电路。
技术介绍
现有技术中开关型调节器广泛应用于给各种各样的电系统提供稳定的电压源。低电源设备中(如手提电脑、手机等)电池管理尤其需要高效率的开关型调节器(例如，直流-直流变换器)。开关型调节器把输入直流电压转换成高频率电压，然后将高频输出电压进行滤波进而转换成直流输出电压。具体的说，开关型调节器通常由功率级电路和控制电路两部分組成。控制电路的功能是在输入电压、内部參数和外接负载变化时，调节功率级电路中的开关系统的导通和关断时间，以使开关型调节器的输出电压或者输出电流保持恒定。因此，在开关型调节器的设计中，控制电路的选择和设计对于开关型调节器的性能来说是十分重要的。采用不同的检测信号和不同的控制电路会有不同的控制效果。现有技术中，开关型调节器的控制方式有很多种，基本的包括定频控制和变频控制。定频控制即开关周期恒定不变，通过调整ー个周期内开关导通的宽度来调节输出电压，即脉冲宽度调制(PWM)。变频控制有恒定导通时间、恒定关断时间和迟滞比较控制等几种控制方式。但是，当开关型调节器的负载发生跳变时，如负载由轻载变为重载，或者由重载变为轻载，对于现有的开关型调节器的控制方式而言，由于控制电路通常需要ー个误差放大器来放大主电路输出电压的采样值和參考电压值之间的误差，电路结构复杂，需要合适的补偿网络保证系统的稳定性；并且，动态响应性能由于受到系统带宽的限制，响应速度较慢，需要较长的恢复时间。參考图1，所示为采用现有技术的ー种开关型调节器在负载发生跳变时的工作波形图。可见，在tl时刻，开关型调节器的负载瞬间由轻载变为重载，输出电流Iwt瞬间由I1增加为I2 ;此时，仍为PWM控制信号对开关型调节器的开关状态进行调节，电感电流ら缓慢上升，输出电压Vrat在经过一段较长时间的恢复时间后，在t2时刻缓慢恢复至正常值。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供ー种新型的开关型调节器的控制电路。依据本技术的开关型调节器的控制电路，通过对输出电压的实时检测，不仅实现了对负载跳变状态的判断；并且，在发生负载跳变时，通过另ー调节效果较强的动态控制信号取代稳态状态的控制信号，来控制所述开关型调节器的开关状态，从而使开关型调节器的输出电压能够快速恢复至期望值。依据本技术一实施例的开关型调节器的控制电路，包括，负载跳变判断电路，稳态控制信号发生电路和动态控制信号发生电路，其中，所述负载跳变判断电路用以根据检测到的所述开关型调节器的输出电压和第一电压预设值以及第ニ电压预设值之间的关系来判断负载跳变状态；当发生负载跳变时，产生ー跳变信号；所述稳态控制信号发生电路用以根据所述输出电压和所述开关型调节器的期望输出电压来产生一稳态控制信号；所述动态控制信号发生电路用以根据所述输出电压来产生ー动态控制信号；当所述开关型调节器发生负载跳变时，所述动态控制信号控制所述开关型调节器的状态，以使所述输出电压快速恢复；当所述开关型调节器没有发生负载跳变时，所述稳态控制信号控制所述开关型调节器的状态，維持所述输出电压恒定。进ー步的，所述负载跳变判断电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的两个输入端分别接收所述输出电压和所述第一电压预设值，当所述输出电压小于所述第一电压预设值时，所述开关型调节器发生反向负载跳变； 所述第二比较器的两个输入端分别接收所述输出电压和所述第二电压预设值，当所述输出电压大于所述第二电压预设值时，所述开关型调节器发生正向负载跳变。进ー步的，所述动态控制信号发生电路包括谷值判断电路，用以接收所述输出电压，以在所述输出电压到达谷值时产生一谷值信号；所述动态控制信号发生电路还包括峰值判断电路，用以接收所述输出电压，以在所述输出电压到达峰值时产生一峰值信号。所述动态控制信号发生电路还包括ー逻辑电路，用以根据接收到的所述跳变信号和所述谷值信号或者所述峰值信号来产生所述动态控制信号；所述动态控制信号的有效状态区间为所述跳变信号的有效状态的起始时刻至所述谷值信号或者所述峰值信号的有效状态的起始时刻。依据本技术的开关型调节器的控制电路，不需要复杂的采样电路、逻辑和时序，仅通过对输出电压的检测和判断，井根据检测到的输出电压的变化趋势和幅度，来产生ー调节效果较通常的PWM控制信号强的动态控制信号来控制负载跳变时的开关型调节器的开关动作，从而使开关型调节器的输出电压能够快速恢复至期望值，显著提高了开关型调节器的动态响应速度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图I所示为采用现有技术的ー种开关型调节器在发生负载跳变时的工作波形图；图2所示为依据本技术第一实施例的一种开关型调节器的控制电路的原理框图；图3A所示为依据本技术第二实施例的一种开关型调节器的控制电路中的动态控制信号发生电路的原理框图；图3B所示为图3A所示的依据本技术第二实施例的一种开关型调节器的控制电路中的动态控制信号发生电路的第一状态工作波形图；图3C所示为图3A所示的依据本技术第二实施例的一种开关型调节器的控制电路中的动态控制信号发生电路的第二状态工作波形图；图4所示为依据本技术一实施例的动态控制信号发生电路中的谷值判断电路的原理框图；图5所示为依据本技术一实施例的动态控制信号发生电路中的峰值判断电路的原理框图；图6所示为依据本技术的一实施例的动态控制信号发生电路中的逻辑电路的原理框图。具体实施方式以下结合附图对本技术的几个优选实施例进行详细描述，但本技术并不仅仅限于这些实施例。本技术涵盖任何在本技术的精髄和范围上做的替代、修改、 等效方法以及方案。为了使公众对本技术有彻底的了解，在以下本技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本技术。參考图2，所示为依据本技术第一实施例的一种开关型调节器的控制电路的原理框图。在该实施例中，以开关型调节器的功率级电路204采用降压型拓扑结构为例来进行说明，功率级电路204包括功率开关管S0,整流ニ极管Dtl，输出电感Ltl和输出电容Ctl,其连接方式和工作原理与现有技术相同，在此不再赘述。图2所示的依据本技术的开关型调节器的控制电路包括负载跳变判断电路201，稳态控制信号发生电路202和动态控制信号发生电路203 ;其中， 所述负载跳变判断电路201接收所述功率级电路204的输出电压Vrat ；当开关型调节器的负载205发生跳变时，所述负载跳变判断电路201产生ー跳变信号Sltjad ；进ー步的，所述负载跳变判断电路201包括第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的两个输入端分别接收所述输出电压和第一电压预设值，当所述输出电压小于所述第一电压预设值时，所述开关型调节器发生反向负载跳变，产生第一跳变分信号Sltjadl。所述第二比较器的两个输入端分别接收所述输出电压和第二电压预设值，当所述输出电压大于所述第二电压预设值时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关型调节器的控制电路，应用于一开关型调节器中，其特征在于，包括负载跳变判断电路，稳态控制信号发生电路和动态控制信号发生电路，其中，所述负载跳变判断电路用以根据检测到的所述开关型调节器的输出电压和第一电压预设值以及第二电压预设值之间的关系来判断负载跳变状态；当所述输出电压小于所述第一电压预设值或者当所述输出电压大于所述第二电压预设值时，所述开关型调节器发生负载跳变，以产生一跳变信号；所述稳态控制信号发生电路用以根据所述输出电压和所述开关型调节器的期望输出电压来产生一稳态控制信号；所述动态控制信号发生电路用以根据所述输出电压来产生一动态控制信号；当所述开关型调节器发生负载跳变时，所述动态控制信号控制所述开关型调节器的状态，以使所述输出电压快速恢复；当所述开关型调节器没有发生负载跳变时，所述稳态控制信号控制所述开关型调节器的状态，维持所述输出电压恒定。

【技术特征摘要】
1.一种开关型调节器的控制电路，应用于一开关型调节器中，其特征在于，包括负载跳变判断电路，稳态控制信号发生电路和动态控制信号发生电路，其中， 所述负载跳变判断电路用以根据检测到的所述开关型调节器的输出电压和第一电压预设值以及第二电压预设值之间的关系来判断负载跳变状态； 当所述输出电压小于所述第一电压预设值或者当所述输出电压大于所述第二电压预设值时，所述开关型调节器发生负载跳变，以产生一跳变信号； 所述稳态控制信号发生电路用以根据所述输出电压和所述开关型调节器的期望输出电压来产生一稳态控制信号； 所述动态控制信号发生电路用以根据所述输出电压来产生一动态控制信号； 当所述开关型调节器发生负载跳变时，所述动态控制信号控制所述开关型调节器的状态，以使所述输出电压快速恢复； 当所述开关型调节器没有发生负载跳变时，所述稳态控制信号控制所述开关型调节器的状态，维持所述输出电压恒定。2.根据权利要求I所述的控制电路，其特征在于，所述动态控制信号发生电路包括谷值判断电路，用以接收所述输出电压，以在所述输出电压到达谷值时产生一谷值信号；所述动态控制信号发生电路还包括峰值判断电路，用以接收所述输出电压，以在所述输出电压到达峰值时产生一峰值信号。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述动态控制信号发生电路还包括一逻辑电路，用以根据接收到的所述跳变信号和所述谷值信号或者所述峰值信号来产生所述动态控制信号；所述动态控制信号的有效状态区间为所述跳变信号的有效状态的起始时刻至所述谷值信号或者所述峰值信号的有效状态的起始时刻。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓峰，
申请(专利权)人：杭州乐图光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：