[發(fā)明專利]一種直流到直流轉(zhuǎn)換器及電源調(diào)制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611235674.5
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108258900B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡佳文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海甄平半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H03K4/06;H03K5/04;H03F3/45;H03F1/34
• 代理公司: 11243 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許靜;安利霞

本發(fā)明提供一種直流到直流轉(zhuǎn)換器及電源調(diào)制器，該直流到直流轉(zhuǎn)換器包括：控制電路，用于放大參考電壓輸入端輸入的參考電壓和電源輸出端輸出的第二直流電壓之間的差值，以輸出誤差電壓信號；脈沖寬度調(diào)制電路，用于根據(jù)電源輸入端輸入的第一直流電壓將誤差電壓信號轉(zhuǎn)換為具有預(yù)設(shè)占空比的數(shù)字控制電壓信號；開關(guān)電路，用于根據(jù)數(shù)字控制電壓信號的預(yù)設(shè)占空比將第一直流電壓轉(zhuǎn)換為開關(guān)電壓信號；第一電感和第一電容，第一電感和第一電容用于對開關(guān)電壓信號進(jìn)行低通濾波處理，得到第二直流電壓；該直流到直流轉(zhuǎn)換器在外圍無源器件不變的情況下，提高控制電路的速度，減少直流到直流轉(zhuǎn)換器輸出電壓趨近參考電壓所需的時間，提高轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種直流到直流轉(zhuǎn)換器及電源調(diào)制器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中直流到直流轉(zhuǎn)換器從電源輸入端獲取電能,輸出到電源輸出端。電源輸入端的電壓不等于電源輸出端的電壓。直流到直流轉(zhuǎn)換器的效率一般高于85％。直流到直流轉(zhuǎn)換器可以在輸出端產(chǎn)生一個與輸入端電壓不相等的電源。此外，直流到直流轉(zhuǎn)換器還可以抑制輸入電源的電壓波動，將穩(wěn)定的電源電壓提供給負(fù)載。

傳統(tǒng)的直流到直流轉(zhuǎn)換器由四個部分組成：PID控制器、脈沖寬度調(diào)制器、功率開關(guān)、以及外圍無源器件。其PID控制器基于PID控制原理，將目標(biāo)電壓減去輸出端的電壓，并將由此得到的誤差分別求積分、放大、和微分，并將上述三種操作的結(jié)果求和，而后輸出到脈沖寬度調(diào)制器。控制器的輸出由脈沖寬度調(diào)制器轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號，開關(guān)信號控制功率開關(guān)。由電感器和電容器組成的二階低通濾波器平滑開關(guān)信號，在電源輸出端生成一個穩(wěn)定的電源電壓。

綜上，傳統(tǒng)直流到直流轉(zhuǎn)換器使用PID控制器來控制輸出電壓，為了確保控制環(huán)路的穩(wěn)定性，PID控制器的速度需要比外圍無源器件的更低；PID控制器的速度決定了直流到直流轉(zhuǎn)換器輸出電壓趨近到目標(biāo)電壓所需的時間。在外圍無源器件不變的情況下，PID控制器的速度影響了直流到直流轉(zhuǎn)換器輸出電壓趨近到目標(biāo)電壓所需的時間，降低了直流到直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種直流到直流轉(zhuǎn)換器及電源調(diào)制器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于外圍無源器件的速度限制PID控制器的速度，從而影響了直流到直流轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例提供一種直流到直流轉(zhuǎn)換器，所述直流到直流轉(zhuǎn)換器包括參考電壓輸入端、電源輸入端以及電源輸出端，所述直流到直流轉(zhuǎn)換器包括：

控制電路，用于放大參考電壓輸入端輸入的參考電壓和電源輸出端輸出的第二直流電壓之間的差值，以輸出誤差電壓信號；

脈沖寬度調(diào)制電路，用于根據(jù)所述電源輸入端輸入的第一直流電壓將所述誤差電壓信號轉(zhuǎn)換為具有預(yù)設(shè)占空比的數(shù)字控制電壓信號；

開關(guān)電路，用于根據(jù)所述數(shù)字控制電壓信號的預(yù)設(shè)占空比將所述第一直流電壓轉(zhuǎn)換為開關(guān)電壓信號；

第一電感和第一電容，所述第一電感和第一電容用于對所述開關(guān)電壓信號進(jìn)行低通濾波處理，得到第二直流電壓。

其中，所述開關(guān)電壓信號與所述第一電感的第一端連接，所述第一電感的第二端與所述第一電容的第一端連接，所述第一電容的第二端接地；

所述第一電感和第一電容的連接處輸出所述第二直流電壓。

其中，所述開關(guān)電路包括：

跟隨器、第一反相器、第一開關(guān)以及第二開關(guān)；其中，

所述第一直流電壓連接所述第一開關(guān)的第一端，所述第一開關(guān)的第二端連接所述第二開關(guān)的第一端，所述第二開關(guān)的第二端接地；

所述數(shù)字控制電壓信號與所述跟隨器的輸入端連接，所述跟隨器的輸出端與所述第一開關(guān)的控制端連接；所述數(shù)字控制電壓信號還與所述第一反相器的輸入端連接，所述第一反相器的輸出端與所述第二開關(guān)的控制端連接；