[發(fā)明專利]開關穩(wěn)壓控制器動態(tài)輸出電壓調(diào)整裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010135957.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111654186B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 理查德·施密茨;林仲文;丹尼爾·愛德華·布朗
• 申請（專利權(quán)）人: 萬國半導體（開曼）股份有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M3/158
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;包姝晴

一種用于開關穩(wěn)壓器的控制器，包括配置一個誤差放大器，接收表示調(diào)制輸出電壓和參考電壓的反饋電壓，并且產(chǎn)生表示反饋電壓和參考電壓之間差值的誤差信號；配置一個回路運算器，根據(jù)誤差信號，產(chǎn)生輸出信號，開關穩(wěn)壓器使用輸出信號，產(chǎn)生調(diào)制輸出電壓，調(diào)制輸出電壓具有與參考電壓有關的電壓值；以及配置一個輸出電壓調(diào)節(jié)電路，接收表示流經(jīng)負載電流的感應電流信號，并且根據(jù)感應電流信號產(chǎn)生電壓調(diào)節(jié)信號，電壓調(diào)節(jié)信號用于產(chǎn)生與預設置電壓相關的參考電壓。

技術領域

本發(fā)明特別涉及一種開關穩(wěn)壓控制器動態(tài)輸出電壓調(diào)整裝置和方法。

背景技術

許多消費類電子設備，例如電視機頂盒、筆記本電腦、臺式電腦、游戲機、網(wǎng)絡處理器和遠程控制設備等，都在電子系統(tǒng)中引入了集成電路。傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)通常配有一個或多個直流到直流的轉(zhuǎn)換器，將來自系統(tǒng)電壓源的干路電流轉(zhuǎn)換成一個或多個電壓，用于作為負載驅(qū)動這些集成電路。

開關模式電壓源或開關穩(wěn)壓器，也被稱為直流到直流的轉(zhuǎn)換器，用于將一個輸入電壓源轉(zhuǎn)換成所需的輸出電壓，用于電子系統(tǒng)中適合集成電路的電壓水平。例如，一個用于電子系統(tǒng)的12伏特電壓源，必須降低至5伏特才能為I/O接口電路供電，如果是向核心數(shù)字邏輯電路供電，尤其是當核心數(shù)字邏輯電路是使用深亞微米集成電路配置的時候，就必須降至1伏特供電。開關穩(wěn)壓器通過電容器、電感器和變壓器等低損耗元件提供供電功能，電源開關接通和斷開，使得能量從離散數(shù)據(jù)包中的輸入端轉(zhuǎn)移到輸出端。反饋控制電路用于調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)移，在電路所需的負載極限內(nèi)保持穩(wěn)定的輸出電壓。

電子系統(tǒng)配置能量控制，以便優(yōu)化能量消耗。例如，負載為開關穩(wěn)壓器的控制器提供一個信號，使得控制器改變穩(wěn)壓輸出電壓的電壓值。因此，開關穩(wěn)壓器的輸出電壓會對負載的要求做出相應，以便優(yōu)化能量消耗。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種用于開關穩(wěn)壓器的控制器，配置該開關穩(wěn)壓器接收輸入電壓，在輸出端產(chǎn)生調(diào)制輸出電壓，用于驅(qū)動負載，其特征在于，該控制器包括：

一誤差放大器，用于接收一表示調(diào)制輸出電壓的反饋電壓和一參考電壓，并且產(chǎn)生一表示反饋電壓和參考電壓之間差值的誤差信號；

一回路運算器，用于根據(jù)誤差信號產(chǎn)生一輸出信號，開關穩(wěn)壓器使用該輸出信號，產(chǎn)生調(diào)制輸出電壓，所述調(diào)制輸出電壓具有與參考電壓相關的電壓值；以及

一輸出電壓調(diào)節(jié)電路，用于接收一表示流經(jīng)負載電流的感應電流信號，并且根據(jù)感應電流信號，產(chǎn)生一電壓調(diào)節(jié)信號，所述電壓調(diào)節(jié)信號用于產(chǎn)生與一預設置電壓相關的參考電壓。

對所述電壓調(diào)節(jié)信號與預設置電壓求和，以產(chǎn)生參考電壓。

所述的回路運算器被配置為根據(jù)誤差信號和感應電流信號，產(chǎn)生輸出信號。

所述的控制器還包括：

一第一模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦合接收來自誤差放大器的誤差信號，并產(chǎn)生數(shù)字化誤差信號，其中所述的回路運算器被配置為根據(jù)數(shù)字化誤差信號，產(chǎn)生輸出信號。

所述的輸出電壓調(diào)節(jié)電路包括：

一內(nèi)存存儲電流-電壓查找表，所述電流-電壓查找表包括一組電壓值，索引至相應的感應電流信號值，

其中所述電流-電壓查找表由感應電流信號值索引，以便提供輸出電壓值，作為電壓調(diào)節(jié)信號。

所述的控制器還包括：

一第二模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦合接收感應電流信號，產(chǎn)生數(shù)字化感應電流信號，其中所述電流-電壓查找表由數(shù)字化感應電流信號索引，以提供輸出電壓值。

所述的控制器還包括：

一界面，用于接收輸入數(shù)據(jù)，并根據(jù)輸入數(shù)據(jù)，更新電流-電壓查找表。

所述的輸出電壓調(diào)節(jié)電路包括：