[發明專利]電源、電壓控制方法和存儲介質

在審

• 申請號: 201910121947.0
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN110224596A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 保羅·西森;陳鏗
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

公開了了一種電源、用于控制電壓的方法和存儲介質。該電源包括功率轉換器、參考電壓發生器和控制器。在工作期間，功率轉換器產生輸出電壓以向負載供電。參考電壓發生器(例如電壓模式放大器電路)生成下限參考電壓，該下限參考電壓的大小根據輸出電壓誤差而變化。控制器將(從輸出電壓得到的)輸出電壓反饋信號與下限參考電壓進行比較，以產生控制輸出來控制激活功率轉換器中的開關的定時，從而將輸出電壓保持在期望的電壓范圍內。

相關申請的交叉引用

本申請與和本申請同日提交的題為“REFERENCE VOLTAGE CONTROL IN A POWERSUPPLY”的美國專利申請(代理人案卷第2018P50179號)相關，其全部教示通過引用并入本文。

技術領域

本公開內容一般地涉及電源，更具體地涉及電源中的參考電壓控制。

背景技術

常規電源可以包括一個或更多個DC至DC轉換器來產生相應的輸出電壓以給負載供電。一種類型的DC至DC轉換器是單級功率轉換器系統。顧名思義，在單級功率轉換器系統中，每相包括單個功率轉換器，用于將輸入電壓例如12V DC(直流電壓)轉換成相應的目標輸出電壓例如1伏DC以向負載供電。

一種類型的功率轉換器是降壓轉換器。所謂的恒定接通時間(COT)開關降壓穩壓器具有固定的接通時間，并且使用關斷時間脈沖寬度調制(PWM)來調節輸出電壓。通常，為了將輸出電壓保持在期望范圍內，降壓轉換器比較所生成的輸出電壓的大小以控制相應的開關電路(例如，控制開關和同步開關)。

發明內容

諸如具有有源誤差控制(下限(floor))參考電壓的基于斜坡的架構的電源架構可以提高經調節的輸出電壓的精度。這在2017年6月6日提交的題為“POWER SUPPLY CONTROLAND USE OF GENERATED RAMP SIGNAL”(代理人案卷第IAM17-02(2017P50467US)號)的相關美國專利申請號15/614,799中描述，其全部教示通過引用并入本文。

為了獲得高DC(直流)電壓精度和穩定的工作點，可以使用具有高增益和極低帶寬的電壓模式放大器(例如下限放大器)來設置功率轉換器的調節點。然后將所獲得的參考電壓——本文也稱為下限參考電壓或下限電壓——例如直接地例如通過它們之間的比較結果作為用于調節輸出電壓的多個值之一，或者間接地例如通過用作斜坡電壓的偏移來用于調節電源的輸出電壓。在給定配置中，可以將小信號斜坡添加到該參考電壓Vfloor以形成偏移斜坡參考。然后將輸出電壓反饋信號與偏移斜坡參考進行比較，以將輸出電壓調節在期望的電壓范圍內。通常，斜坡參考的添加會提高信噪比并且減少控制回路輸出中的抖動。

然而，可能存在與使用這種下限電壓相關聯的性能問題。例如，在啟動期間，生成下限電壓的相應放大器的慢響應會導致調節器輸出電壓的不期望的滯后。這在存在預先存在的電壓(預偏置)的系統啟動時是特別不期望的。當輸出電壓上升到調節電壓時，例如在稱為軟啟動(SS)的階段期間，預期恒定接通時間(COT)轉換器是可預測的和線性的，使得調節在編程時間內實現，而與預偏置無關。如果生成下限電壓Vfloor的放大器在啟動期間用于控制回路，并且如果存在預偏置，則放大器偏斜至其軌道或箝位電壓，直到SS參考接近預偏置電壓。當軟啟動(SS)信號參考達到預偏置電壓時，該放大器基本上失控，然后轉換器必須嘗試趕上SS參考。這會導致非線性且延長的啟動，在某些情況下會導致高的轉換器電流。輸出端處預偏置電壓越大，啟動時間越長。本文的某些實施方式解決該問題。