[發(fā)明專利]直流變換器及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710751594.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN107612324B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉超;姜禮節(jié);歐陽(yáng)茜;吳小康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都芯源系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): H02M3/158;H02M1/34
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)公開了一種直流變換器及其方法。所述直流變換器，包括：功率開關(guān)電路、電流電壓轉(zhuǎn)換器、比例積分電路、電壓電流轉(zhuǎn)換器以及邏輯控制電路。所述直流變換器消除了系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程中輸出電壓的過(guò)沖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電子電路，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種直流變換器及其方法。

背景技術(shù)

大多數(shù)電子產(chǎn)品如筆記本電腦、臺(tái)式電腦、PDA等，需要直流(DC)電源向各個(gè)功能模塊提供經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的功率。采用恒定導(dǎo)通時(shí)間控制(constant on time，COT)的直流變換器具有瞬態(tài)響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在上述領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。COT直流變換器通常需要斜坡補(bǔ)償，以穩(wěn)定輸出電壓。

在現(xiàn)有技術(shù)中，斜坡補(bǔ)償信號(hào)具有固定的斜率。在變換器的主功率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，斜坡補(bǔ)償信號(hào)被復(fù)位為零，隨后以固定斜率上升；當(dāng)輸出電壓降至斜坡補(bǔ)償信號(hào)和參考電壓之和時(shí)，斜坡信號(hào)被重新復(fù)位為零。如此周而復(fù)始地變化。

然而，當(dāng)負(fù)載跳變時(shí)，輸出電壓將急劇下降，并在短時(shí)間內(nèi)下降至參考電壓之下。圖1示出了采用現(xiàn)有斜坡補(bǔ)償技術(shù)的直流變換器在負(fù)載突然跳變?yōu)橹剌d時(shí)的時(shí)序波形圖(電感電流I_L、開關(guān)控制信號(hào)PWM、輸出電壓V_O、斜坡信號(hào)V_SL、參考電壓V_REF、輸出電流I_O)。如圖1所示，此時(shí)斜坡信號(hào)V_SL短時(shí)間內(nèi)被多次復(fù)位為零，開關(guān)控制信號(hào)PWM產(chǎn)生一系列脈沖。該一系列脈沖使電感電流I_L急劇上升，從而當(dāng)輸出電壓V_O開始穩(wěn)住該負(fù)載跳變時(shí)，電感上存儲(chǔ)的能量將大于實(shí)際所需。該多余的能量在輸出電流I_O平衡后將給輸出電容充電，使得輸出電壓V_O被泵高，產(chǎn)生過(guò)沖現(xiàn)象。在某些最壞的情況下，甚至產(chǎn)生輸出電壓回振(ring back)。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，提出一種改進(jìn)的直流變換器及其方法。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種直流變換器，包括：功率開關(guān)電路，周期性地被導(dǎo)通和斷開以將輸入電壓轉(zhuǎn)化為輸出電壓，為負(fù)載供電；電流電壓轉(zhuǎn)換器，將電流采樣信號(hào)和電流補(bǔ)償信號(hào)的差值轉(zhuǎn)化為電壓補(bǔ)償信號(hào)，其中所述電流采樣信號(hào)表征流過(guò)功率開關(guān)電路的電流；比例積分電路，對(duì)所述電壓補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行積分得到積分信號(hào)；電壓電流轉(zhuǎn)換器，將積分信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述電流補(bǔ)償信號(hào)；邏輯控制電路，根據(jù)電壓補(bǔ)償信號(hào)和表征輸出電壓的差分電壓之和產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，以控制功率開關(guān)電路。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提出了一種直流變換器，包括：功率開關(guān)電路，周期性地被導(dǎo)通和斷開以將輸入電壓轉(zhuǎn)化為輸出電壓，為負(fù)載供電；電阻器，其中電流采樣信號(hào)和電流補(bǔ)償信號(hào)的差值流經(jīng)電阻器，其中所述電流采樣信號(hào)表征流過(guò)功率開關(guān)電路的電流；比例積分電路，對(duì)電阻器兩端的電壓進(jìn)行積分得到積分信號(hào)；電壓電流轉(zhuǎn)換器，將積分信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述電流補(bǔ)償信號(hào)；邏輯控制電路，經(jīng)由所述電阻器接收表征輸出電壓的差分電壓，產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，以控制功率開關(guān)電路。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提出了一種用于直流變換器的方法，所述直流變換器包括功率開關(guān)電路，接收輸入電壓、產(chǎn)生輸出電壓，以給負(fù)載供電，所述方法包括：提供表征輸出電壓的差分信號(hào)、表征流過(guò)功率開關(guān)電路電流的電流采樣信號(hào)；檢測(cè)直流變換器是否處于穩(wěn)態(tài)：如果直流變換器處于穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生與電流采樣信號(hào)相抵消的電流補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)差分信號(hào)控制功率開關(guān)電路；如果直流變換器處于暫態(tài)，根據(jù)差分信號(hào)和電流采樣信號(hào)之和控制功率開關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明各方面的上述直流變換器及其方法，消除了系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程中輸出電壓的過(guò)沖，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1示出了采用現(xiàn)有斜坡補(bǔ)償技術(shù)的直流變換器在負(fù)載突然跳變?yōu)橹剌d時(shí)的時(shí)序波形圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的直流變換器100的電路結(jié)構(gòu)示意圖；