[發明專利]電源中的參考電壓控制

在審

• 申請號: 201910575376.8
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110661419A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 陳鏗;L·佩特魯茲
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/14
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 鄭立柱;崔卿虎

本文描述了電源中的參考電壓控制。一種電源包括參考電壓發生器、電源相和調節器。在操作期間，參考電壓發生器產生參考電壓。電源相根據參考電壓和從輸出電壓導出的輸出電壓反饋信號來產生輸出電壓，以向負載供電。調節器調整參考電壓的大小以維持相對于期望電壓設定點的輸出電壓的調節。

技術領域

本公開一般地涉及電源領域。

背景技術

傳統電源可以包括一個或多個DC-DC轉換器以產生相應輸出電壓以向負載供電。一種類型的DC-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，每個相包括單個功率轉換器以將諸如12V DC(伏特直流)等輸入電壓轉換成諸如1伏DC等相應目標輸出電壓以向負載供電。

一種類型的功率轉換器是降壓轉換器。所謂的恒定導通時間(COT)開關降壓調節器具有固定導通時間，并且使用關斷時間脈沖寬度調制(PWM)或頻率調制來調節輸出電壓。

如果期望，傳統功率轉換器可以被配置為在所謂的二極管仿真模式中工作，其中高側開關電路偶爾脈沖到導通狀態以維持輸出電壓的調節，同時對應的低側開關電路始終被禁用(關斷)。通常，為了將輸出電壓維持在期望范圍內，降壓轉換器比較所生成的輸出電壓的大小以控制相應開關電路(諸如控制開關和同步開關)。

發明內容

在二極管仿真模式中產生輸出電壓的傳統技術存在缺陷。例如，由于輸出電壓中存在高紋波電壓，在以所謂的二極管仿真模式操作時，通常更難以將輸出電壓維持在(DC電壓)調節內。

與傳統方法相反，本文中的實施例包括用于在一個或多個操作條件期間在開關電源中提供更準確的電壓調節的新穎方式。

更具體地，在一個實施例中，一種電源包括參考電壓發生器、電源相和調節器(也稱為調節器電路或調節器硬件)。通常，如本文中討論的每個電源部件(諸如參考電壓發生器、電源相、調節器電路等)采用為此目的而設計的電路的形式。但是，這些資源可以以任何合適的方式實例化。

在操作期間，顧名思義，參考電壓發生器產生參考電壓。控制器控制電源相以根據參考電壓和從輸出電壓導出的輸出電壓反饋信號來產生輸出電壓，以向負載供電。如果輸出電壓的大小落在可接受的電壓范圍之外，則調節器調整參考電壓的大小以維持相對于期望電壓設定點的輸出電壓的調節。

根據另外的實施例，電源包括用于產生誤差電壓的監測器，誤差電壓指示期望電壓設定點與輸出電壓的電流大小之間的差值。在這種情況下，調節器基于誤差電壓的大小來調整參考電壓的大小。在一個實施例中，對參考電壓的調整引起電源根據期望電壓設定點產生輸出電壓。

注意，作為測量輸出電壓的大小和其與期望電壓設定點的接近度的替代方案，本文中的實施例可以包括監測與輸出電壓相關聯的紋波電流，該輸出電壓將相應電流傳送到負載。例如，本文中的其他實施例包括用于檢測經由輸出電壓傳送到負載的紋波電流的大小的監測器。在這種情況下，調節器可操作為基于檢測到的紋波電流的量來調整參考電壓的大小，使得輸出電壓的大小(或平均大小)基本上等于期望電壓設定點。

根據另外的實施例，參考電壓是本底參考電壓。調節器根據期望電壓設定點來修改本底參考電壓以維持輸出電壓的大小。例如，在一個實施例中，調節器可操作為響應于檢測到輸出電壓的大小大于期望電壓設定點而減小本底參考電壓的大小。相反，調節器可操作為響應于檢測到輸出電壓的大小小于期望電壓設定點而增加本底參考電壓的大小。

本文中討論的電源可以以任何合適的模式操作。在一個實施例中，調節器以相應的二極管仿真模式操作以調整參考電壓的大小。二極管仿真模式是如下模式：其中在相中的高側開關電路(控制開關電路)在多個控制周期內偶爾脈沖到導通狀態以維持輸出電壓的調節，同時對應的低側開關電路(同步開關電路)始終禁用(關斷)。