[發明專利]開關頻率控制設備及其控制方法

有效

• 申請號: 201910324860.3
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110504834B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 席小玉;楊勃;婁諾
• 申請（專利權）人: 來頡科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 李于明

一種開關頻率控制設備包括：耦合在偏置電壓和地之間的計時器,所述計時器包括被配置成接收斜坡信號的第一輸入端、被配置成接收閾值電壓的第二輸入端以及被配置成與PWM電路的輸入端連接的輸出端。所述計時器的輸出端用于設置功率轉換器的恒定導通時間或恒定關斷時間；以及耦合在偏置電壓和地之間的閾值電壓發生器，所述閾值電壓發生器被配置成接收功率轉換器的若干個控制信號并基于功率轉換器的占空比生成閾值電壓。

技術領域

本發明涉及功率轉換器的控制方案，并且在特定實施例中，涉及采用恒定導通時間控制方案或恒定關斷時間控制方案以在各種運行狀況下具有恒定開關頻率的功率轉換器。

背景技術

隨著技術進一步發展，諸如移動電話、平板PC、數碼相機、MP3播放器和/或類似裝置的各種電子裝置變得普及。每個電子裝置都需要大體上恒定電壓的直流功率，其電壓甚至在由電子裝置汲取的電流可在較寬范圍內變化時也可在指定公差內進行調節。為了使電壓維持在指定公差內，耦合到電子裝置的功率轉換器(例如，dc/dc開關轉換器)提供非常快速的瞬態響應，同時在各種負載瞬態下保持穩定的輸出電壓。

諸如恒定導通時間方案或恒定關斷時間方案的滯回功率轉換器控制方案可使得功率轉換器能夠提供快速瞬態響應。采用恒定導通時間控制方案的降壓轉換器可只包括反饋比較器和導通計時器。在運行時，功率轉換器(例如，降壓轉換器)的反饋電路將反饋信號與內部參考電壓直接進行比較。當反饋信號下降為低于內部參考電壓時，功率轉換器的高壓側開關導通，并且在導通計時器的持續時間中保持導通。作為打開高壓側開關的結果，功率轉換器的電感電流上升。當導通計時器計時結束時，功率轉換器的高壓側開關關斷，并且直到反饋信號再次下降為低于內部參考電壓時才導通。總之，當在功率轉換器中采用恒定導通時間控制方案時，通過導通計時器來結束功率轉換器的高壓側開關的導通時間。通過反饋比較器來結束功率轉換器的高壓側開關的關斷時間。類似地，采用恒定關斷時間控制方案的升壓轉換器可實現快速瞬態響應。

采用恒定導通時間控制方案或恒定關斷時間控制方案的功率轉換器設計簡單。但是，恒定導通時間控制方案和恒定關斷時間控制方案具有不期待發生的應用問題。在不同運行狀況下，恒定導通/關斷時間控制的功率轉換器的開關頻率在較寬范圍中變化。此類開關頻率變化在許多應用中都不可取。

期待提供用于使得采用恒定導通時間控制方案或恒定關斷時間控制方案的功率轉換器能夠在各種運行狀況下具有固定開關頻率的設備和/或方法。

發明內容

在特定實施例中，恒定導通/關斷時間控制的功率轉換器的控制方案可在各種運行狀況下實現固定開關頻率。

根據一個實施例，一種控制設備包括：耦合在偏置電壓和地之間的計時器，所述計時器包括：被配置成接收斜坡信號的第一輸入端、被配置成接收閾值電壓的第二輸入端以及被配置成與PWM電路的輸入端連接的輸出端，所述計時器的所述輸出端用于設置功率轉換器的導通時間或關斷時間；以及

耦合在所述偏置電壓和地之間的閾值電壓發生器，所述閾值電壓發生器被配置成接收所述功率轉換器的若干個控制信號并基于所述功率轉換器的占空比生成閾值電壓。

根據另一個實施例，一種控制方法包括：利用功率轉換器的偏置電壓生成斜坡信號；

生成與所述功率轉換器的占空比或1減去所述功率轉換器的占空比的差值成比例的閾值電壓；

利用比較器比較所述斜坡信號和所述閾值電壓；以及

基于由所述比較器生成的比較結果，終止或啟動所述功率轉換器的PWM信號。

根據又一個實施例，一種功率轉換器包括：串聯連接的高壓側開關和低壓側開關；

連接到所述高壓側開關和所述低壓側開關的共同節點的電感；以及

被配置成生成所述高壓側開關和所述低壓側開關的柵極驅動信號的控制設備，所述控制設備包括：