[發明專利]用于開關調節器中突發模式的可調峰值電感電流和滯后的電路和方法

有效

• 申請號: 200710143867.2
• 申請日: 2007-08-06
• 公開（公告）號: CN101123395A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: J·倫納德;J·M·埃斯特維斯
• 申請（專利權）人: 凌特公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M3/156
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 王維綺

技術領域

[0001]本發明涉及當運行在BURST?MODE(以下稱之為，＂突發模式＂)時，用于使用戶具有調節開關調節器的最小峰值電感電流水平和滯后的能力的電路和方法。

背景技術

[0002]本發明涉及電壓調節器。更具體地講，本發明涉及為電流模式DC-DC調節器(即，響應輸出電流或表示輸出電流的信號的測量結果的調節器)的突發模式提供調節最小峰值電感電流水平和滯后的能力的電路和方法。

[0003]電壓調節器是電源電路，采用閉環設計，以提供預定的和基本上穩定的輸出電壓，即使采用可能不適當規定或波動的輸入電壓源。另外，很多電子產品使用電壓調節器，以將輸入電壓轉變成穩定的輸出電壓，可能高于或低于輸入電壓。相應地，除了用作穩壓器外，電壓調節器還用作電壓轉換器。

[0004]有兩種主要類型的調節器：線性調節器和開關調節器。在通常的線性調節器中，輸出電壓通過調節無源元件(例如，可變電阻)進行調節，以控制電流從電壓源到負載的連續流動。

[0005]另一方面，開關調節器主要是DC-DC轉換器，通過將電流連通和斷開工作，以控制輸出電壓。開關電壓調節器通常采用一個或多個開關設備，連同電感和電容，以便儲存和傳遞能量到負載。所述調節器能夠通過轉動開關元件開(ON)和關(OFF)，調節輸送給負載的電壓，從而控制通過電感以不連續電流脈沖形式傳輸的電量。所述電感和電容將輸送的電流脈沖轉化成穩定的負載電流，以便調控負載電壓。最終，根據表示輸出電壓和負載電流的反饋信號通過調節開關ON-OFF(開關)的時間來實現調節輸出電壓。

[0006]以電流模式工作的開關調節器是特別理想的。它們提供良好的線和負載瞬態信號抑制，并且在故障狀態(例如，輸出短路)期間具有固有的限流能力。很多電流模式開關調節器監控電感電流，并且將它與峰值電感電流水平作比較，以確定何時適合斷開主開關元件，從而消除過量電流的輸送。

[0007]很多電流模式開關調節器電路包括以下部分：邏輯部分；由所述邏輯部分控制的輸出開關；用于提供周期性定時信號以開啟主開關的振蕩器；電流放大器，它根據電感電流中繼感測電壓；誤差信號放大器，它根據負載狀態調節其輸出電壓；和電流比較器，當感測電壓以預定的方式與來自誤差信號放大器的電壓作比較時，所述電流比較器產生一信號，導致所述邏輯部分斷開主開關。

[0008]通常以上述電流模式工作的具體類型的調節器是同步開關調節器。所述調節器具有主開關元件和同步開關元件，它們彼此之間是異相驅動的，以便向負載以穩定的電壓輸送電流。同步開關調節器與非同步開關調節器的差別在于，二極管被同步開關元件取代，其結果通常是減少了開關調節器的功率損耗。

[0009]開關調節器，如同步開關調節器的主要優點是，它們通常表現出比線性調節器更高的效率(其中，效率被定義為由調節器提供的電力與向調節器提供的電力之比)，從而使得不希望的熱消散顯著減少。結果，很多開關調節器可以取消等同的線性設計所需的散熱器的使用。

[0010]具體地講，采用MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)開關的同步開關調節器被廣泛應用于便攜式電池供電的電子產品，以及只能夠承受有限發熱的產品中。因為所述電壓調節器表現出更高的效率，它們提供幾乎不發熱的較長的電池壽命。由于上述原因，所述調節器通常被用于諸如移動電話，無繩電話，個人呼機，筆記本電腦，和無線調制解調器的系統中。

[0011]不過，開關調節器的效率并不總是最大的，并且與負載的大小成比例變化。它是輸出電流的函數，并且當開關調節器向負載提供少量電流時通常會減少。這是因為即使負載減少，固定量的功率被消耗在驅動電路中而不管負載的大小。

[0012]上述較輕負載下的效率損失在以強制的連續運行模式工作的開關調節器中是常見的。在強制的連續模式中，開關調節器在較輕負載下的效率損失變得更大，因為不管工作狀態主開關都是定期開和關。因此，所述調節器對于較小的負載可能變得效率低，因為不管負載狀態經常開/關主開關和同步開關需要以門極充電形式的能量。