[發明專利]功率轉換器的開關控制電路和方法

有效

• 申請號: 201910497998.3
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110620508B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 席小玉;楊勃
• 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

一種開關控制裝置，包括：第一電壓?電流轉換單元，被配置成接收斜坡信號；第二電壓?電流轉換單元，被配置成接收與功率轉換器的輸出電壓成比例的反饋信號；第三電壓?電流轉換單元，被配置成接收誤差放大器的輸出信號的；以及具有第一輸入端和第二輸入端的比較器，所述比較器的第一輸入端與所述第三電壓?電流轉換單元的輸出端連接，所述比較器的第二輸入端通過第一加法器與所述第一電壓?電流轉換單元的輸出端與所述第二電壓?電流轉換單元的輸出端連接；由所述比較器的輸出確定所述功率轉換器的高壓側開關的導通。

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設定誤差范圍內進行調節。為了使電壓維持在設定的誤差范圍內，耦合到電子裝置的功率轉換器(例如，切換dc/dc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的滯環功率轉換器(hysteretic-based powerconverter)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打開計時器。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。當反饋信號下降至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計時時間內保持導通。作為高壓側開關導通的結果，功率轉換器的電感電流上升。當導通計時器計時時間結束時，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至低于內部參考電壓時重新導通。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段。通過反饋比較器來結束功率轉換器的高壓側開關的斷開時段。

采用恒定導通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存在使用者不希望得到的不穩定問題，例如在輸出電壓處具有次諧波振蕩的。次諧波振蕩可能是由于輸出電容的ESR(等效串聯電阻)不足引起的。次諧波振蕩可在功率轉換器的輸出端生成過度紋波電壓。此類過度紋波電壓在許多應用中都是不合適的。

為了避免次諧波振蕩，在反饋電路中注入斜坡電壓以便解決這種不穩定的問題。斜坡電壓可由諸如檢測電流信號的內部斜坡或諸如通過用恒定電流源對斜坡電容充電而生成的斜坡電壓的外部斜坡來實現。

斜坡電壓對功率轉換器的運行具有顯著影響。更具體來說，大斜坡信號能夠改善功率轉換器的穩定性。另一方面，小斜坡信號有助于改善功率轉換器的瞬態響應。

可通過直接在誤差放大器的反饋輸入端添加斜坡信號和反饋信號的方式，將斜坡信號注入到功率轉換器的控制回路中。但是，將斜坡信號直接注入到控制回路中可造成諸如誤差發生器的輸入偏移等的一些不良效果。

期望提供用于將斜坡信號與反饋信號分離以便在各種操作狀況下實現穩定操作和快速瞬態響應的設備和/或方法。

發明內容

在實施例提供一種可在各種運行狀況下，實現快速瞬態響應并改善滯環功率轉換器性能的控制方案。

根據一個實施例，一種開關控制裝置包括：第一電壓-電流轉換單元，被配置成接收斜坡信號；第二電壓-電流轉換單元，被配置成接收與功率轉換器的輸出電壓成比例的反饋信號；第三電壓-電流轉換單元，被配置成接收誤差放大器的輸出信號的；以及具有第一輸入端和第二輸入端的比較器，所述比較器的第一輸入端與所述第三電壓-電流轉換單元的輸出端連接，所述比較器的第二輸入端通過第一加法器與所述第一電壓-電流轉換單元的輸出端與所述第二電壓-電流轉換單元的輸出端連接；由所述比較器的輸出確定所述功率轉換器的高壓側開關的導通。