[發明專利]開關調節器及其控制電路和控制方法

無效

• 申請號: 201210141619.5
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN102684491A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 徐鵬
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明主要涉及一種電子電路，尤其涉及開關調節器及其控制電路和控制方法。

背景技術

恒頻脈寬調制（pulse?width?modulation，PWM）開關調節器作為負載點（Point-of-load，POL）調節器，被廣泛應用于電源處理器、輸入/輸出邏輯芯片、存儲器、和/或其它數字電子元器件中。與其他類型的調節器相比，恒頻PWM開關調節器具有更高的功率轉換效率和更強的設計靈活性。例如，恒頻PWM開關調節器可以根據單路輸入電壓產生多路不同極性的輸出電壓。

大多數情況下，恒頻PWM開關調節器可以在穩定狀態令人滿意地工作。然而，數字電子元器件的功率管理變得范圍更加寬泛而且控制門限逐漸降低，其對POL調節器的瞬態性能要求也就更加嚴格。解決POL調節器瞬態性能的傳統控制策略一般基于變頻或者準定頻控制技術，這些技術與定頻的元器件和/或系統不兼容。因此，我們期望在保證穩態恒頻運行的同時，改善POL調節器的瞬態性能。

發明內容

針對現有技術中的一個或多個問題，本發明的目的是提供一種開關調節器及其控制電路和控制方法，其能快速響應瞬態變化，具有良好的瞬態性能。

為實現上述目的，本發明提供一種用于開關調節器的控制電路，其中開關調節器為負載提供輸出電壓，包括具有至少一個開關管的開關電路，該控制電路包括：電壓反饋電路，耦接至開關電路的輸出端，基于輸出電壓和參考電壓產生誤差信號；振蕩器，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至電壓反饋電路以接收誤差信號，振蕩器基于誤差信號，在輸出端產生時鐘信號；PWM控制器，耦接至電壓反饋電路和振蕩器以接收誤差信號和時鐘信號，基于誤差信號和時鐘信號控制開關電路中的至少一個開關管。

在本發明的另一個方面，提供一種開關調節器，包括上述述的控制電路。

在本發明的又一個方面，提供一種開關調節器的控制方法，其中開關調節器為負載提供輸出電壓，包括具有至少一個開關管的開關電路，該控制方法包括：基于輸出電壓和參考電壓產生誤差信號；基于誤差信號產生時鐘信號；基于誤差信號和時鐘信號控制開關電路中的至少一個開關管。

根據本發明實施例的開關調節器及其控制方法，在瞬態下通過改變時鐘信號的瞬時頻率和瞬時周期，從而快速地響應瞬態變化。

附圖說明

為了更好地理解本發明，將根據以下附圖對本發明進行詳細描述：

圖1是根據本發明一實施例的PWM開關調節器100的電路原理圖；

圖2是根據本發明一實施例的瞬態下表示誤差信號和時鐘信號的電壓分別隨時間變化的曲線圖；

圖3~5是根據本發明實施例的用于圖1所示PWM開關調節器的振蕩器的電路原理圖；

圖6是根據本發明一實施例的多相PWM開關調節器200的電路原理圖。

具體實施方式

下面將詳細描述本發明的開關調節器、控制方法的具體實施例，應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對于本領域普通技術人員顯而易見的是：不必采用這些特定細節來實行本發明。在其他實例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。

在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特征、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特征、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應當理解，當稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這里使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的項目的任何和所有組合。

圖1是根據本發明一實施例的PWM開關調節器100的電路原理圖。在以下描述中，將PWM開關調節器100描述為電流模式的PWM降壓變換器。然而，在其它實施例中，PWM開關調節器100可以是電壓模式和/或其他類型合適的PWM開關調節器。在進一步的實施例中，PWM開關調節器100也可以配置為升壓變換器、升-降壓變換器和/或其它類型合適的結構。