[發(fā)明專利]帶有校準(zhǔn)電路的滯后功率變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110314822.3
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN102480222A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴嘉良;羅許·艾倫;索南·艾瑞克
• 申請（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;高雪琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及一種功率變換器，并且更具體地涉及一種滯后功率變換器。

背景技術(shù)

功率變換器(例如，直流(DC)變DC功率變換器)用于許多電路應(yīng)用中，例如，發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)電路。DC-DC功率變換器包括以參考電壓作為其輸入之一的滯后比較器。該功率變換器的受控電壓與滯后電平相比較，并且如果受控電壓電平低于低閾值點(diǎn)，就接通高壓側(cè)開關(guān)，而如果受控電壓電平高于高閾值點(diǎn)，就接通低壓側(cè)開關(guān)。

然而，滯后比較器的響應(yīng)時(shí)間和/或環(huán)路延遲使傳統(tǒng)的DC-DC功率變換器遭受到輸出偏移的問題，該問題造成輸出電流誤差。在集成電路中，電流誤差問題由于工藝、電壓和溫度(PVT)的變化而越發(fā)嚴(yán)重。例如，假設(shè)功率變換器的受控電壓的平均電平在兩個(gè)滯后閾值點(diǎn)之間，當(dāng)受控電壓電平超過相應(yīng)的閾值點(diǎn)的時(shí)候，高壓側(cè)或低壓側(cè)開關(guān)立即啟動(dòng)。

在實(shí)際的比較電路中，存在用于開關(guān)動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間，該響應(yīng)時(shí)間使相應(yīng)的閾值電平偏離。偏離程度取決于向比較器的輸入的轉(zhuǎn)換速率以及PVT。從與各個(gè)高壓側(cè)/低壓側(cè)開關(guān)相對(duì)應(yīng)的比較器輸出中所得到的總體的環(huán)路延遲也導(dǎo)致閾值電平隨著PVT的變化而變化。閾值的變化導(dǎo)致受控電壓和電流的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明提供了一種滯后功率變換器，包括：第一比較器；校準(zhǔn)電路，以及輸出節(jié)點(diǎn)，所述輸出節(jié)點(diǎn)布置為具有輸出電壓；其中，所述校準(zhǔn)電路配置為向所述第一比較器提供校準(zhǔn)電壓，并且所述第一比較器基于所述校準(zhǔn)電壓和代表至少一部分輸出電壓的反饋電壓來控制所述輸出電壓。

在該滯后功率變換器中，所述校準(zhǔn)電路包括：第二比較器，所述第二比較器配置為接收反饋電壓，將所述反饋電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并且提供校準(zhǔn)比較器輸出；以及電荷泵，其中，所述校準(zhǔn)比較器輸出配置為控制電荷泵，并且所述電荷泵配置為提供所述校準(zhǔn)電壓。

在該滯后功率變換器中，所述校準(zhǔn)電路進(jìn)一步包括：分壓器，所述分壓器配置為對(duì)電荷泵的輸出電壓進(jìn)行分壓，并且提供被分壓的輸出電壓作為所述校準(zhǔn)電壓；或者所述校準(zhǔn)電路進(jìn)一步包括電壓鉗位器，所述電壓鉗位器配置為限制所述校準(zhǔn)電壓；或者所述校準(zhǔn)電路進(jìn)一步包括：低通濾波器，所述低通濾波器配置為將所述反饋電壓平均；或者所述電荷泵包括至少一個(gè)開關(guān)和至少一個(gè)電流源。

該滯后功率變換器進(jìn)一步包括：第三比較器，所述第三比較器配置為接收第二參考電壓，并且與所述第一比較器一起，基于所述校準(zhǔn)電壓、所述反饋電壓、以及所述第二參考電壓來控制所述輸出電壓；以及兩個(gè)與所述第一比較器和所述第三比較器連接的鎖存器。

在該滯后功率變換器中，所述滯后功率變換器包括降壓變換器；或者所述滯后功率變換器包括升壓變換器。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種控制滯后功率變換器的方法，包括：將代表滯后功率變換器的至少一部分輸出電壓的反饋電壓提供給校準(zhǔn)電路；所述校準(zhǔn)電路向在所述滯后功率變換器中的第一比較器提供校準(zhǔn)電壓；所述第一比較器基于校準(zhǔn)電壓和至少一部分的輸出電壓來控制輸出電壓。

該方法進(jìn)一步包括：所述校準(zhǔn)電路中的第二比較器接收所述反饋電壓；所述第二比較器將所述反饋電壓與參考電壓進(jìn)行比較；并且提供校準(zhǔn)比較器輸出電壓，以及所述方法進(jìn)一步包括：根據(jù)所述校準(zhǔn)比較器輸出電壓控制在所述校準(zhǔn)電路中的電荷泵；以及所述電荷泵為所述校準(zhǔn)電壓提供電荷泵電壓，以及所述方法進(jìn)一步包括：在所述校準(zhǔn)電路中的分壓器對(duì)所述電荷泵電壓進(jìn)行分壓；以及提供被分壓的電荷泵電壓作為所述校準(zhǔn)電壓。

該方法進(jìn)一步包括在所述校準(zhǔn)電路中的電荷泵限制所述校準(zhǔn)電壓；或者所述方法進(jìn)一步包括在所述校準(zhǔn)電路中的低通濾波器對(duì)至少一部分輸出電壓進(jìn)行平均；或者所述方法進(jìn)一步包括：第二比較器接收參考電壓；并且所述第二比較器與所述第一比較器基于所述校準(zhǔn)電壓、所述反饋電壓、以及所述參考電壓來控制輸出電壓。