[發明專利]DC/DC降壓轉換器中用于負載電流的前饋控制的系統和方法

有效

• 申請號: 201210042097.3
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102684475A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: M·凱亞登;P·萊瑟姆
• 申請（專利權）人: 馬克西姆綜合產品公司
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

技術領域

本發明涉及用于供電的控制系統，尤其涉及在直流（DC）到直流的降壓轉換器中用于負載電流的前饋控制的系統和方法。

背景技術

本文所提供的背景技術說明主要為了說明本發明的發明背景。發明人的某些工作（即已在此背景技術部分中做出描述的工作）以及說明書中關于某些并非申請日之前的現有技術的內容，無論是以明確或隱含的方式均不被視為相對于本發明的現有技術。

電源輸出預設的電壓，可以用于為一個或者多個元件提供電能。比如，所述預設的電壓可以為一個集成電路（IC）的一個或者多個元件提供電能。不過，在一些情況中，低于所述預設電壓的另一電壓也許已經足夠為一個或者多個元件提供電能。所述較低的電壓可通過使用一個分壓電路從預設電壓中得到。但是，所述分壓電路是低效而且不精確的。

降壓轉換器可用于提供較低的電壓。在某些條件下，降壓轉換器通常比分壓電路更有效率且更為精確。一個降壓轉換器包括一個電感器、一個電容器、兩個開關和一個控制器。所述降壓轉換器在通過將電感器連接到預設電壓上給電感器充電的狀態和將電感器上的電荷釋放給負載的放電狀態之間交替變化。

發明內容

在直流（DC）到直流的轉換器中用于負載電流的前饋控制系統包括一電流歸一化模塊、一前饋生成模塊和一占空比生成模塊。所述電流歸一化模塊通過將測量的負載電流的增益和電感電流的增益匹配生成歸一化的負載電流。所述前饋生成模塊基于歸一化的負載電流生成負載電流前饋（LCFF）信號。所述占空比生成模塊基于指令的輸出電壓和LCFF信號生成用于DC/DC轉換器的占空比。

一種在直流（DC）到直流的轉換器中用于負載電流的前饋控制系統的方法包括：通過將測量的負載電流的增益和電感電流的增益匹配生成歸一化的負載電流，基于歸一化的負載電流生成負載電流前饋（LCFF）信號，以及基于指令的輸出電壓和LCFF信號生成用于DC/DC轉換器的占空比。

通過在下文中提供的具體描述，本發明適用性的另外一些方面會變得顯而易見。應該明白下述細節描述和具體實施例僅用于說明的目的，而并不限制本發明的保護范圍。

附圖說明

通過下述更詳細的描述及相關的附圖說明，可以更充分的理解本發明，其中：

圖1是本發明的一個實施例的DC/DC降壓轉換器的原理框圖；

圖2是本發明的一個實施例的DC/DC降壓轉換器的控制模塊的原理框圖；

圖3A是本發明的一個實施例的電流歸一化模塊和前饋生成模塊的原理框圖；

圖3B是說明本發明的一個實施例的DC/DC降壓轉換器中用于負載電流的前饋控制的第一種方法的步驟的流程圖；?

圖4A是本發明的另一實施例的電流歸一化模塊和前饋生成模塊的原理框圖；

圖4B是說明本發明的一個實施例的DC/DC降壓轉換器中用于負載電流的前饋控制的第二種方法的步驟的流程圖；

圖4C是DC/DC降壓轉換器中用于負載電流的前饋控制的第二種方法的模擬結果圖；

圖5A是根據本發明的另一實施例，基于歸一化的負載電流與電感電流和歸一化的負載電流之間的差值的乘積生成負載電流前饋（LCFF）信號的模塊的原理框圖；

圖5B是說明本發明的一個實施例的DC/DC降壓轉換器中用于負載電流的前饋控制的第三種方法的步驟的流程圖；

圖6是根據本發明的一個實施例同時降低反饋增益在DC/DC降壓轉換器中實施負載電流的前饋控制的模擬結果圖。

具體實施方式

以下的描述在其本質上僅僅是說明性的，并沒有任何限制本發明的應用或使用的傾向。出于清楚表述的目的，在附圖中同樣的附圖標記表示類似的元件。如在此使用的，短語A、B和C中的至少一個應該理解為一個邏輯（A或B或C），非獨占的邏輯“或”。應該明白方法中的步驟可以不同的順序執行，而無需改變本發明的原理。

這里使用的，術語“模塊”可以是以下實體的一部分或可將以下實體包括在內：特定用途集成電路（ASIC）；電子電路；組合邏輯電路；現場可編程門陣列（FPGA）；可運行代碼的處理器（共享的、專用的或者群組）；提供所述功能的其它合適的組件；或者以上所述組件中的一些或者全部的組合，比如片上系統。術語“模塊”還包括存儲供所述處理器執行的代碼的記憶體（共享的、專用的或者群組）。