[發明專利]數字開關模式電壓調節器

有效

• 申請號: 201310257625.1
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103516216A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: U·S·維斯馬;S·伽德斯拉普
• 申請（專利權）人: 亞德諾半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉倜

1.一種開關模式電壓調節器電路，包括：

輸入端子，用于接收調節器輸入電壓，

輸出端子，能夠連接到輸出電容器，用于供應輸出電壓，

轉換器電感，被配置用于在第一調節器模式中通過第一半導體開關從調節器輸入電壓充能，以及用于在第二調節器模式中通過第二半導體開關將存儲的能量放電到所述輸出電壓，

開關驅動器，被配置為根據脈沖寬度或密度調制的驅動器控制信號供應開關控制信號到所述第一和第二半導體開關，

調節環路，耦接在所述輸出電壓和所述輸入驅動器之間，所述調節環路包括：

誤差信號發生器，操作耦接到所述輸出電壓和基準電壓中的一個，并被配置為供應表示在所述輸出電壓和所述基準電壓之間的電壓差的數字誤差信號，

線性數字濾波器，耦接用于接收所述數字誤差信號以提供線性濾波的數字誤差信號，

非線性數字濾波器，耦接用于接收所述數字誤差信號以提供非線性濾波的數字誤差信號，

數字加法器，耦接用于接收所述線性濾波的數字誤差信號和所述非線性濾波的數字誤差信號以提供組合數字誤差信號，

數字脈沖調制器，被配置來根據所述組合數字誤差信號產生脈沖寬度或脈沖密度調制的驅動器控制信號。

2.根據權利要求1的開關模式電壓調節器電路，其中所述誤差信號發生器包括模數轉換器，其耦接到所述輸出電壓和所述基準電壓以在轉換器輸出處產生所述數字誤差信號。

3.根據權利要求1的開關模式電壓調節器電路，其中所述誤差信號發生器包括：

模數轉換器，耦接到所述輸出電壓以產生表示所述輸出電壓的數字輸出電壓，

數字基準電壓，其表示所述基準電壓，

數字減法器，用于接收所述數字輸出電壓和所述數字基準電壓以產生所述數字誤差信號。

4.根據權利要求1的開關模式電壓調節器電路，其中所述誤差信號發生器包括：

模擬減法器，操作耦接到所述輸出電壓和所述基準電壓中的一個以產生模擬誤差信號，

模數轉換器，操作耦接到所述模擬誤差信號，并被配置來產生所述數字誤差信號。

5.根據權利要求1的開關模式電壓調節器電路，包括升壓轉換器、降壓轉換器、升壓-降壓轉換器中的至少一個。

6.根據權利要求1的開關模式電壓調節器電路，其中所述非線性數字濾波器包括非線性積分器；

所述非線性積分器的增益根據所述數字誤差信號的值而變化。

7.根據權利要求6的開關模式電壓調節器電路，其中所述非線性積分器包括計數器電路，所述計數器電路具有取決于所述數字誤差信號的值的計數器增益。

8.根據權利要求6或7的開關模式電壓調節器電路，其中對于小數值的所述數字誤差信號，所述計數器或所述非線性積分器的增益比對于大數值的所述數字誤差信號的增益小。

9.根據權利要求8的開關模式電壓調節器電路，其中所述計數器電路的增益被設置為在所述數字誤差信號的上閾值和下閾值之間的第一恒定增益值以及在所述數字誤差信號的所述上閾值和下閾值外的第二恒定增益值；

其中所述第一恒定增益值小于所述第二恒定增益值。

10.根據權利要求9的開關模式電壓調節器電路，其中圍繞所述數字誤差信號的所述上和下閾值繞所述數字誤差信號的預定值（諸如，零值）對稱地布置。

11.根據權利要求9的開關模式電壓調節器電路，包括數字閾值電路，其將所述數字誤差信號的值與所述上和下閾值中的至少一個進行比較；

所述數字閾值電路被配置為，對于位于所述上和下閾值之間的所述數字誤差信號的值，中斷所述計數器電路的計數。

12.根據權利要求7的開關模式電壓調節器電路，其中所述計數器電路包括可調節的時鐘劃分器，其供應具有可變時鐘頻率的時鐘信號到所述計數器電路的時鐘輸入。

13.根據權利要求1的開關模式電壓調節器電路，其中所述線性數字濾波器包括增益表，其將所述數字誤差信號的值映射到所述線性濾波的數字誤差信號的成比例的值。

14.根據權利要求1的開關模式電壓調節器電路，其中所述第一和第二半導體開關中的至少一個包括MOS或IGBT晶體管。