[發(fā)明專利]用于峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器中的選擇性及自適應(yīng)斜率補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410062161.3
• 申請(qǐng)日: 2014-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104009623B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赫里什凱什·拉特納卡·內(nèi)妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德州儀器公司
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00;H02M3/07
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 路勇

本發(fā)明揭示一種用于峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器中的選擇性及自適應(yīng)斜率補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備及方法。峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器中的所述選擇性及自適應(yīng)斜率補(bǔ)償由硬件、軟件及／或兩者的組合實(shí)施以執(zhí)行經(jīng)脈沖寬度調(diào)制周期的開(kāi)始及將斜率補(bǔ)償?shù)拈_(kāi)始從所述經(jīng)脈沖寬度調(diào)制周期的所述開(kāi)始延遲達(dá)第一時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字集成電路，且更明確地說(shuō)，涉及一種用于實(shí)施峰值電流模式控制的數(shù)字集成電路中的選擇性及自適應(yīng)斜率補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備及方法。

背景技術(shù)

峰值電流模式控制(PCMC)是功率轉(zhuǎn)換器的理論上使得能夠?qū)崿F(xiàn)一些所要優(yōu)點(diǎn)(如電壓前饋、自動(dòng)周期性即時(shí)電流限制及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員己知的其它優(yōu)點(diǎn))的控制方案。為在實(shí)踐中實(shí)施此PCMC控制方案，用以驅(qū)動(dòng)功率轉(zhuǎn)換器中的控制開(kāi)關(guān)的精確控制的經(jīng)脈沖寬度調(diào)制(PWM)波形是必要的。這些功率轉(zhuǎn)換器通常在不具有或具有斜率補(bǔ)償?shù)那闆r下采用峰值電流參考。將峰值電流參考與在功率轉(zhuǎn)換器的輸出處所感測(cè)到的電流進(jìn)行比較；所述比較的結(jié)果控制PWM波形。

圖1描繪數(shù)控基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的概念性框圖。功率轉(zhuǎn)換器102在其輸入處接收來(lái)自源104的輸入電壓V_in且在其輸出處將經(jīng)調(diào)節(jié)電壓V_out提供到負(fù)載106。為實(shí)現(xiàn)V_out調(diào)節(jié)，將V_out反饋提供到包括將V_out反饋數(shù)字化的模／數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器的塊108，所述V_out反饋接著被提供到包括比較器及電壓控制器(未展示)的塊110的第一輸入。將來(lái)自參考電壓源112的數(shù)字參考電壓V_ref提供到塊110的第二輸入。將經(jīng)數(shù)字化 反饋與數(shù)字參考電壓V_ref通過(guò)比較器進(jìn)行比較且將所述比較的結(jié)果提供到電壓控制器。基于所述比較，電壓控制器產(chǎn)生電壓V_comp，所述電壓V_comp提供于電壓控制器110的輸出處且用于導(dǎo)出峰值電流參考信號(hào)I_pref。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知，理論上，基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)針對(duì)高于50％工作循環(huán)的操作具有穩(wěn)定性問(wèn)題及分諧波振蕩。工作循環(huán)是PWM波形在與經(jīng)脈沖寬度調(diào)制周期成比例的活動(dòng)狀態(tài)中花費(fèi)的時(shí)間。因此，基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)可實(shí)施斜率補(bǔ)償。斜率補(bǔ)償可應(yīng)用于峰值電流I_peαk，從而按斜坡遞減峰值電流I_peαk，因此達(dá)到經(jīng)斜率補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏鲄⒖夹盘?hào)I_pref。或者，可通過(guò)使峰值電流I_peαk保持恒定或按 斜坡遞增反饋電流I_fb而實(shí)現(xiàn)斜率補(bǔ)償。

如圖1中所描繪，取決于功率轉(zhuǎn)換器的拓?fù)洹⒖刂妻D(zhuǎn)換器的手段及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員己知的其它設(shè)計(jì)準(zhǔn)則而在轉(zhuǎn)換器102的節(jié)點(diǎn)處感測(cè)反饋電流I_fb。以實(shí)例方式，反饋電流可為穿過(guò)負(fù)載106的電流，其可為穿過(guò)電感器的電流、變壓器初級(jí)電流及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員己知的其它節(jié)點(diǎn)。

為不同方面的闡釋的清晰起見(jiàn)，使用經(jīng)斜率補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏鲄⒖夹盘?hào)I_pref；然而，所揭示概念同樣適用于其中將斜率補(bǔ)償斜坡添加到反饋電流I_fb的情形。

經(jīng)斜率補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏鲄⒖夹盘?hào)I_pref的產(chǎn)生由塊114及斜坡產(chǎn)生器實(shí)施，所述塊包括用于將由電壓控制器114提供的電壓V_out的數(shù)字表示轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于峰值電流I_peαk的模擬表示的數(shù)／模(DAC)轉(zhuǎn)換器，所述斜坡產(chǎn)生器在將峰值電流I_peαk的值作為斜坡產(chǎn)生器的初始值的情況下產(chǎn)生補(bǔ)償斜率。