一种可变频率调制器，包括：补偿网络、第一和第二脉冲控制网络和线性控制器。补偿网络被配置为提供表示输出负载情况的补偿信号。第一脉冲控制网络被配置为在脉冲控制信号上发起脉冲，并且基于所述补偿信号的变化而调节工作频率。第二脉冲控制网络被配置为基于预定定时参数而中止所述脉冲控制信号上的脉冲。线性控制器被配置为基于预定稳态操作频率和实际操作频率而调节所述脉冲的终止定时，以将调制器增益维持为恒定水平。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求提交时间为2011年11月21日的美国临时申请序列号61/562，028，的权益，上述申请整体结合在此做为参考并用于针对所有意图和目的。 附图的简要描述通过下文的文字描述和附图将更加容易理解本专利技术的所有好处、特征以及优点:附图说明图1是电子设备的简化框图，该电子设备配备有带有调节器的电源系统，该调节器进一步包括一根据本专利技术的一个实施例而实现的调制器；图2是调节器的简化示意框图，包括图1中的调制器的简化框图，该调制器包括根据本专利技术的一个实施例而实现的线性控制器；图3是调制器的示意框图，包括根据本专利技术的一个实施例而实现的线性控制器，其中该调制器被配置为一个可变频率双边缘占空比控制器，其可被用作为图1和图2中的调制器；图4是绘制出了图3中的调制器的信号的时序图，示出了示例性操作；图5是调制器的示意框图，包括有图3中的线性控制器，其中该调制器被配置为可变频率的双边缘占空比控制器，其可被用作为图1和图2中的调制器；图6是调制器的示意框图，包括有根据一个实施例而实现的线性控制器，其中该调制器被配置为可变频率双边缘占空比控制器，其可被用作为图1和图2中的调制器；以及图7是调制器的示意框图，包括有根据本专利技术的一个实施例而实现的线性控制器，其中该调制器被配置为可变频率峰值电流模式控制器，其可被用作为图1和图2中的调制器。 详细描述下文的描述使得本领域中的普通技术人员能够做出和使用本专利技术，一如在特定场合及其要求的背景下提供的那样。然而，对优选实施例的各种修改对于本领域熟练技术人员而言是轻而易举的，并且在此所定义的一般原则可以应用到其他实施例中。因此，本专利技术不限于此处所示和所述的特定实施例，而是应被赋予与在此所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。可变频率脉冲宽度调制器非常普及，因为相比于固定频率脉冲宽度调制器，可变频率脉冲宽度调制器可以提供快速的动态响应和高控制的环路带宽。然而，可变频率操作会导致普通运行条件下的非线性调制器增益。非线性调制器增益会带来若干调节器设计挑战，诸如:大过冲，从小负载到大负载步进的不一致动态响应、高频重复负载瞬变期间的不一致动态响应、非线性AC (交流电)的响应，等等。传统的可变频率调制器的增益随着开关频率的增加而增加，这会导致对于较大负载步进的大电压“回响”。相比于较小的负载步进，对于较大负载步进的回响会同比例增高。该调制器将在中等负载步进时饱和。传统的解决这些问题的尝试包括:施加取决于相位重叠或不重叠的固定倍数的斜坡转换速率。然而，在许多调节器中，这些传统的方法往往使问题变得更加糟糕。一些瞬态周期导致了显著相位重叠，而在其他周期中没有相位重叠。这导致在很宽的范围内将会发生动态响应和非线性行为。例如，在一个双斜坡系统中，已经确定在高频重复负载瞬态响应期间，基于相位重叠而调节上升斜坡信号可能导致严重的非线性行为，且相位重叠量是不一致的且随着负载周期的不同而不同。如本文所述的可变频率调制器包括线性控制器，该线性控制器响应于开关频率的变化而对增益进行补偿以保持增益线性度。在这种方式中，此处所描述的调节器设计挑战就被消除了，或者被最小化了。图1是根据本专利技术的一个实施例而实现的电子设备100的简化框图，电子设备100配置有电源系统101，电源系统101具有调节器102，调节器102进一步包括调制器103。电源系统101提供一个或者多个供电电压，该供电电压为电子设备100的其它系统设备供电。在图示的实施例中，电子设备100包括处理器107和外围系统109，两者耦合以从电源系统101经由总线105接收供电电压，纵向105包括电力和/或信号导体的任何组合。在图示的实施例中，外围系统109可包括系统存储器111的任何组合(例如，包括RAM和ROM类型的器件和存储控制器等等的任意组合)以及输入/输出(I/O)系统113，输入/输出(I/O)系统113可包括系统控制器等等，诸如:图形控制器、中断控制器、键盘和鼠标控制器、系统存储设备控制器(例如，用于硬盘驱动器的控制器等等)，等等。所示的系统仅仅是示范性的，因为许多处理器系统和支持设备可以被集成到处理器芯片上，一如本
技术人员可以理解到的。电子设备100可以是任何类型的计算机或计算设备，诸如:计算机系统(例如，笔记本计算机、台式计算机、上网本计算机，等等)，媒体面板设备(例如，苹果公司的iPad、Amazon, com公司的Kindle,等等),通信设备(例如,蜂窝电话、智能电话，等等)，以及其他类型的电子设备(例如，媒体播放器、记录装置，等等)。电源系统101可以被配置成包括电池(可充电的或不可充电的)和/或可以被配置为使用交流电(AC)适配器或相似物来工作。图2是根据本专利技术的一个实施例而实现的调节器102的简化的示意框图，调节器102包括调制器103的简化框图，调制器103包括线性控制器211。一对电子开关QU (上方的开关)和QL (下方的开关)的电流端子(例如，漏极和源极)被串连在输入电压VIN和公共参考电压COMM(例如，接地端或任何其它合适的正或负参考电压电平)之间。值得注意的是COMM 一般表示一个或更多参考节点，包括一个或多个接地电平或节点，诸如信号接地、电源接地、机壳接地，等等，或任何其他合适的参考电压电平。开关QU和QL在居间相节点201上耦合在一起，居间相节点201提供相电压PH，并且输出电感LO —端耦合到节点201且另一端耦合到输出节点203，输出节点203提供输出电压V0UT。输出电容器CO和负载205被耦合在输出节点203和COMM之间。第一阻抗ZFB耦合在VOUT和误差放大器(EA) 207的负(一)输入之间，且第二阻抗ZC耦合在误差信号放大器207的倒相输入和输出之间。基准电压VREF被提供在误差放大器207的正输入上，误差放大器207在其输出上产生补偿电压VC0MP，补偿电压VCOMP被提供给调制器103的输入。ZFB和ZC共同形成补偿电路，该补偿电路例如包括电阻器和电容器等等，一如本
普通技术人员都可以理解的。示出了电流传感器208，感测通过输出电感LO的电感电流IL，并提供电感电流信号或指示给下垂控制器202 (droopcontroller).虽然示出了电流传感器，但实际的电流传感器并不是必要的，因为电感器电流IL可被感测、模拟或以其他方式来合成以测量或估计IL。下垂控制器202提供下降电流ID到误差信号放大器207的负输入上的节点。电压下降是响应于输出负载的电平而对输出电压VOUT的有意调整，一如本
普通技术人员都可以理解的。调制器103发出脉冲控制信号PMW (脉冲宽度调制)到驱动模块209的输入，驱动模块209根据基于PWM信号的PWM控制来驱动开关QU和QL的控制输入(例如，栅极端子)。传统的调制器可具有非线性调制器增益，这正像前面所描述的那样，会带来若干调节器器设计方面的挑战。线性控制器211如本文中进一步描述的对调制器103的增益进行线性化，以最小化或消除由非线性增益引起的设计挑战。图3是根据本专利技术的一个实施例而实现的调制器300的示意框图，调制器300包括线性控制器311，其中调制器300可被用作为调制器103。在本实施例中，调制器300被配本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可变频率调制器，包括：补偿网络，被配置为提供一指示输出负载情况的补偿信号；第一脉冲控制网络，被配置为在脉冲控制信号上发起脉冲，其中所述第一调制控制网络被配置为基于所述补偿信号的变化而调节工作频率；第二脉冲控制网络，被配置为基于预定定时参数而中止所述脉冲控制信号上的脉冲；以及线性控制器，耦合到所述第二调制控制网络，并被配置为通过所述第二调制网络并基于预定稳态操作频率和实际操作频率而调节所述脉冲的终止定时，以将调制器增益维持为恒定水平。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·休斯敦，S·P·劳尔，R·S·A·菲尔布里克，
申请(专利权)人：英特赛尔美国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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