CN102403901A - 用于功率转换器的控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于功率转换器的控制器及其控制方法。所述控制器包括第一放大级和连接至第一放大级的第二放大级。第一放大级根据功率转换器的输出信号在能量存储元件的第一端产生第一放大信号。第二放大级在能量存储元件的第二端产生第二放大信号，并针对输出信号的变化改变第二放大信号。第二放大级进一步根据第一放大信号减小第二放大信号的变化。本发明提供的控制器可以使得功率转换器的输出信号更加稳定，还可以降低放大信号对存在于所述输出信号中非必须噪声的敏感度，从而使得功率转换器能够利用具有相对高的增益的放大电路系统来调整输出信号并提高其调节精度。

Description

用于功率转换器的控制器及控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制器，特别是涉及一种用于功率转换器的控制器及控制方法。

背景技术

开关控制器用在直流/直流转换器中控制直流/直流转换器的输出。图1所示的是用于直流/直流转换器100的传统开关控制器102的电路示意图。如图1所示，控制器102包括脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称为PWM)信号产生器104和运算跨导放大器(Operational Transconductance Amplifier，简称为OTA)106。

PWM信号产生器104通过产生PWM信号打开或闭合开关110和开关112，以调整直流/直流转换器100的输出电压V_OUT。输出电压V_OUT由PWM信号的占空比决定。另外，PWM信号产生器104在电容器116上通过接收电压V₁₁₆来控制PWM信号的占空比。OTA_106通过比较参考电压V_R和与输出电压V_OUT成比例的反馈电压V_F来控制电容器116的充电和放电，以及由此控制电压V₁₁₆。如果反馈电压V_F小于参考电压V_R，OTA_106通过控制电压V₁₁₆使得输出电压V_OUT增大。如果反馈电压V_F大于参考电压V_R，OTA_106通过控制电压V₁₁₆使得输出电压V_OUT减小。因此，输出电压V_OUT可以调整至由参考电压V_R决定的预设水平。

然而，包括OTA_106和电容器116的放大电路的带宽没有足够宽，使得电压V₁₁₆对输出电压V_OUT的反应速度相对较慢。也就是说，控制器102需要用相对较长时间来改变针对输出电压V_OUT变化的PWM信号的占空比。

现有的用来加快放大电路反应速度的方法包括增大放大电路的带宽。然而，当放大电路的带宽增大时，将有更多的噪声转移至控制器102。控制器102对输出电压V_OUT中的非必须噪声比较敏感，所以输出电压V_OUT也可能不稳定。现有的解决方法是通过减小放大电路的增益来换取输出电压V_OUT的稳定性。显然，如果减小放大电路的增益，输出电压V_OUT的精确性会受到影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于功率转换器的控制器及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于功率转换器的控制器，包括：第一放大级，用来根据功率转换器的输出信号在能量存储元件的第一端产生第一放大信号；以及连接至第一放大级的第二放大级，用来在所述能量存储元件的第二端产生第二放大信号，根据所述输出信号的变化改变所述第二放大信号，并依据所述第一放大信号减小所述第二放大信号的变化。

本发明还提供一种控制功率转换器的输出信号的方法，其包括，根据所述功率转换器的输出信号在能量存储元件的第一端产生第一放大信号；在能量存储元件的第二端产生第二放大信号；根据所述输出信号的变化改变第二放大信号；以及依据第一放大信号减小第二放大信号的变化。

本发明还提供了一种用于功率转换器的控制器，其包括：控制电路，产生控制信号来控制功率转换器的输出信号；以及连接至控制电路的放大电路，根据输出信号在能量存储元件的第一端产生第一放大信号，在能量存储元件的第二端产生第二放大信号以控制控制信号的占空比，根据第二放大信号改变针对输出信号变化的占空比，以及根据第一放大信号减小占空比的变化。

本发明提供了用于功率转换器(例如，直流/直流转换器)的控制器。控制器包括放大电路系统，用来通过产生放大信号来控制直流/直流转换器的输出信号。放大信号根据直流/直流转换器的输出信号的反馈产生。有利的是，放大信号对直流/直流转换器的反应相对快速。另外，放大电路系统可以平缓放大信号的变化，从而平缓输出信号的调整。因此使得输出信号更加稳定。而且，由于平缓了放大信号的变化，所以放大信号对存在于输出信号中非必须噪声的敏感度降低。因此，可以利用具有相对高的增益的放大电路系统来调整输出信号并提高其调整精度。

附图说明

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

图1是根据一种现有技术提供的直流/直流转换器的电路示意图；

图2是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的电路示意图；

图4是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的信号波形图；

图5是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的电路示意图；

图6是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的电路示意图；

图7是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的控制器的操作流程图；以及

图8是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的操作流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。在以下对本发明的详细描述中，为了提供一个针对本发明的完全的理解，阐明了大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外的一些实例中，对于大家熟知的方案、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

本发明的实施例提供了用于功率转换器(例如，直流/直流转换器)的控制器。控制器包括放大电路系统，用来通过产生放大信号来控制直流/直流转换器的输出信号。放大信号根据直流/直流转换器输出信号的反馈产生。有利的是，放大信号对直流/直流转换器输出信号的响应相对快速。另外，放大电路系统可以平缓放大信号的变化，从而平缓输出信号的调整。因此，输出信号更加稳定。而且，由于平缓了放大信号的变化，所以放大信号对存在于输出信号中非必须噪声的敏感度降低。因此，放大电路系统可以具有相对高的增益从而更准确地调整输出信号。

而且，在一个实施例中，放大电路系统的增益可以由反馈电路决定。因此，直流/直流转换器的频率行为，例如，带宽和响应速度，也可以由反馈电路决定。通过控制反馈电路的参数，可以调整直流/直流转换器的频率行为和放大电路系统的增益。

图2是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器200的结构示意图，用来将输入电压V_IN转换成输出电压V_OUT。直流/直流转换器200包括控制器202、反馈电路260、能量存储元件(例如，电感器206)，以及滤波器元件(例如，电容器208)。

反馈电路260接收直流/直流转换器200的输出电压V_OUT，并对控制器202产生表示输出电压V_OUT的反馈电流I_FB。控制器202根据反馈电流I_FB控制输出电压V_OUT和流经电感器206的电感电流I_L。在一个实施例中，流经电感器206的电感电流I_L是一个波纹电流。电容器208通过过滤电感电流I_L在直流/直流转换器200的输出端提供一个直流输出(例如，直流电流或直流电压V_OUT)。

控制器202包括：输入端VIN，用来接收输入电压V_IN；控制端LX，用来控制输出电压V_OUT；以及反馈端FB，用来接收反馈电路260提供的反馈电流I_FB。在一个实施例中，控制电路202包括连接在输入端VIN与控制端LX之间的高端开关210，和连接在控制端LX与地之间的低端开关212。在另一个实施例中，低端开关212由二极管代替，二极管的阴极连接至控制端LX，阳极与地连接。控制器202还包括连接至高端开关210和低端开关212的控制电路系统(例如，PWM电路系统220)，以及包括连接在反馈端FB和PWM电路系统220之间的放大电路系统240。

在一个实施例中，放大电路系统240通过接收反馈电流I_FB产生放大信号V_EA2。PWM电路系统220接收放大信号V_EA2并根据放大信号V_EA2通过控制开关210和开关212来控制直流/直流转换器200的输出信号(例如，输出电压或电流)。举例而言，PWM电路系统220通过产生控制信号(例如，PWM信号)来闭合或打开开关210和开关212。直流/直流转换器200的输出信号由PWM信号的占空比决定。PWM电路系统220还根据放大信号V_EA2控制PWM信号的占空比。

更具体地，在一个实施例中，当PWM信号逻辑高时，高端开关210闭合，低端开关212断开。控制端LX连接至输入端VIN，因此，电感电流I_L增加。当PWM信号逻辑低时，高端开关210断开，低端开关212闭合。控制端LX与地连接，因此，电感电流I_L减小。正因如此，直流/直流转换器200的输出电流(例如，电感电流I_L的平均电流)通过增大PWM信号的占空比来增加，以及通过降低PWM信号的占空比来减小。正因放大信号V_EA2控制PWM信号的占空比，所以直流/直流转换器200可以通过控制放大信号V_EA2将输出电压或电流调整至目标水平。

有利的是，放大信号V_EA2可以相对快速地对直流/直流转换器的输出信号做出响应。例如，如果输出电压发生变化，放大电路系统240可以相对快速地改变放大信号V_EA2。而且，放大电路系统240通过减小放大信号V_EA2的变化来平缓直流/直流转换器输出信号的调整。因此，放大信号V_EA2和输出信号的调整可以更加稳定。

图3是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器300的电路示意图。与图2中标示相同的元件具有相似的功能。

如图3所示，PWM电路系统220包括斜坡信号发生器(Ramp Signal Generator，简称为RSG)324，以及反馈比较器(Feedback Comparator，简称为FBC)322。RSG_324产生斜坡信号V_RP(例如，具有稳定波纹幅度的波纹电压)。FBC_322从RSG_324接收斜坡信号V_RP，从放大电路系统240接收放大信号V_EA2，并通过比较斜坡信号V_RP和放大信号V_EA2的大小来产生PWM信号。在图3的实施例中，如果放大信号V_EA2大于斜坡信号V_RP，则PWM信号逻辑高；如果放大信号V_EA2小于斜坡信号V_RP，则PWM信号逻辑低。正因如此，放大信号V_EA2控制PWM信号的占空比。例如，放大信号V_EA2增大时PWM信号的占空比增大，放大信号V_EA2减小时PWM信号的占空比减小。

放大电路系统240包括第一放大级352和第二放大级354。第一放大级352包括误差放大器(Error Amplifier，简称为EA1)342和电阻元件(例如，电阻301)。第二放大级354包括误差放大器(Error Amplifier，简称为EA2)344和能量存储元件(例如，电容器348)。在一个实施例中，第一放大级352根据直流/直流转换器300的输出信号在电容器348的第一端产生第一放大信号V_EA1。第二放大级354根据第一放大信号V_EA1在电容器348的第二端产生第二放大信号V_EA2。另外，放大电路系统240针对直流/直流转换器300输出信号的变化修改第二放大信号V_EA2。

更具体地，如图3所示，反馈电路260包括电阻分压器(例如，串联连接的电阻302和电阻303)。第一放大级352中的电阻301包括连接至电阻302和电阻303之间结点的第一端，和连接至电容器348的第二端。在一个实施例中，EA1_342是一个运算放大器，将电阻301的第一端保持在参考信号V_REF的参考水平。举例来说，EA1_342通过它的反相输入端接收电阻301第一端的电压V_FB，并通过正相输入端接收参考电压V_REF。因此，得到以下等式：

V_FB＝V_REF                                                      (1)

另外，反馈电流I_FB由等式(2)得到：

I_FB＝(V_OUT-V_REF)/R₃₀₂-V_REF/R₃₀₃                                (2)

其中R₃₀₂和R₃₀₃分别代表电阻302和电阻303的阻抗。正因如此，反馈电流I_FB与输出电压V_OUT成比例。反馈电流I_FB通过流经电阻301来产生放大信号V_EA1。也就是说，电阻301在它的第二端提供放大信号V_EA1。放大信号V_EA1由等式(3)得到：

V_EA1＝V_REF-I_FB×R₃₀₁                                           (3)

其中R₃₀₁代表电阻301的阻抗，根据等式(2)和等式(3)，放大信号V_EA1由等式(4)得到：

V_EA1＝(1+R₃₀₁/R₃₀₂+R₃₀₁/R₃₀₃)×V_REF-(R₃₀₁/R₃₀₂)×V_OUT          (4)

正因如此，可以得到以下等式：

ΔV_EA1＝-(R₃₀₁/R₃₀₂)×ΔV_OUT                                   (5)

其中ΔV_OUT代表输出电压V_OUT的变化，以及ΔV_EA1代表针对输出电压V_OUT的变化ΔV_OUT的放大信号V_EA1的变化。因此，包括第一放大级352和反馈电路260的组合电路的增益g₁等于-(R₃₀₁/R₃₀₂)。当输出电压V_OUT减小时放大信号V_EA1增大，输出电压V_OUT增大时放大信号V_EA1减小。

另外，在一个实施例中，EA2_344是一个运算跨导放大器，通过比较放大信号V_EA1和参考信号V_REF的大小来控制电容器348的充电和放电。具体来说，EA2_344产生与参考信号和放大信号的差值成比例的控制电流I_COMP(例如，I_COMP∝V_REF-V_EA1)。在一个实施例中，如果放大信号V_EA1小于参考信号V_REF，EA2_344通过产生从EA2_344流到电容器348的控制电流I_COMP来增大放大信号V_EA2。如果放大信号V_EA1大于参考信号V_REF，EA2_344通过产生从电容器348流到EA2_344输出端的控制电流I_COMP来减小放大信号V_EA2。如果放大信号V_EA1等于参考信号V_REF，则控制电流I_COMP置为零来保持放大信号V_EA2不变。

在一个实施例中，放大电路系统240在稳定状态下操作。在稳定状态下，EA2_344的输入电压各自相等(例如，V_EA1＝V_REF)。根据等式(3)，在稳定状态下，反馈电流I_FB等于零。另外，放大信号V_EA2保持在V_SP水平，而且输出电压V_OUT保持在目标水平V_TARGET。

根据等式(4)，输出电压V_OUT的目标水平V_TARGET由等式(6)得到：

V_TARGET＝(1+R₃₀₂/R₃₀₃)*V_REF    (6)

相应地，控制器202将输出电压V_OUT调整至由参考信号V_REF和电阻R₃₀₂/电阻R₃₀₃的比率决定的预设水平V_TARGET。

在图3的实施例中，EA1_342和EA2_344接收同样的参考信号V_REF。然而，本发明不仅限于此。在另一个实施例中，EA1_342和EA2_344接收不同的参考信号V_REF。

在一个实施例中，电阻302和电阻301具有相同的阻值R(例如，R₃₀₂＝R₃₀₁＝R)。因此，等式(5)可以改写为：

ΔV_EA1＝-ΔV_OUT                (7)

在一个实施例中，如果输出电压V_OUT在目标水平V_TARGET上增加ΔV_OUT，那么放大信号V_EA1在参考信号V_REF上减小ΔV_OUT。放大信号V_EA1也在V_SP水平上减小ΔV_OUT。因此，可以通过减小PWM信号的占空比来减小输出电压V_OUT。类似地，如果输出电压V_OUT在目标水平V_TARGET上减小ΔV_OUT，那么放大信号V_EA1在参考信号V_REF上增加ΔV_OUT。放大信号V_EA1也在V_SP水平上增加ΔV_OUT。因此，可以通过增大PWM信号的占空比来增大输出电压V_OUT。相应地，根据第二放大信号V_EA2，EA2_344将第一放大信号V_EA1调整至参考信号V_REF，将输出电压V_OUT调整至目标水平V_TARGET。

有利的是，因为包括EA1_342和电阻302、电阻303和电阻301的组合电路的带宽相对较大，所以放大信号V_EA1对输出电压V_OUT的响应相对较快。因为经过电容器348的电压没有骤变，所以放大信号V_EA2对输出电压V_OUT的响应速度也较快。也就是说，放大电路系统240的响应速度也较快。因此，与图1中所示的传统控制器102相比，图2中的控制器202需要较少时间来改变针对输出电压V_OUT变化的PWM信号的占空比。

而且，如果放大信号V_EA1和参考信号V_REF的差值大于特定值(例如，零)，则EA2_344减小放大信号V_EA2的变化和PWM信号占空比的变化。特定值由EA2_344的内部属性决定。举例来说，如果放大信号V_EA1在参考信号V_REF上减小ΔV_OUT，EA2_344则对电容器348输出控制电流I_COMP，以便将放大信号V_EA2朝V_SP值的方向增加。类似地，如果放大信号V_EA1在参考信号V_REF上增加ΔV_OUT，EA2_344则从电容器348吸收控制电流I_COMP，以便将放大信号V_EA2朝V_SP值的方向减小。正因如此，EA2_344可以降低放大信号V_EA2的变化。也就是说，可以平缓将输出电压V_OUT调整至目标水平V_TARGET的过程。同样也可以平缓将放大信号V_EA1调整至参考信号V_REF的过程。有利的是，即使放大电路系统240具有相对快速的反应速度，输出电压V_OUT也相对稳定。而且，EA2_344具有相对高的增益，这样放大信号V_EA1可以更准确地调整至参考信号V_REF。因此，输出电压V_OUT也可以更准确地调整至目标水平V_TARGET。

在一个实施例中，直流/直流转换器300的频率行为(例如，带宽和响应速度)由反馈电路260决定。更具体地，包括反馈电路260和放大电路系统240的组合电路具有增益带宽积。组合电路的增益带宽积由等式(8)得到：

GBWP＝G×BW                          (8)

其中G和BW分别代表组合电路的增益和带宽。包括反馈电路260和放大电路系统240的组合电路的增益带宽积具有由输入电压V_IN和输出电压V_OUT决定的最大极限值。因此，组合电路的带宽BW通过减小组合电路的增益G来增大，通过增大组合电路的增益G来减小。

根据等式(5)，包括第一放大级352和反馈电路260的组合电路的增益g₁等于-(R₃₀₁/R₃₀₂)。因此，增益g₁可以通过调整电阻比率R₃₀₁/R₃₀₂来控制。包括反馈电路260和放大电路系统240的组合电路的增益G也可以通过调整电阻比率R₃₀₁/R₃₀₂来控制。因此，包括反馈电路260和放大电路系统240的组合电路的带宽BW也可以通过调整电阻比率R₃₀₁/R₃₀₂来控制。在一个实施例中，反馈电路260可以在控制器202之外完成，所以增益G和带宽BW是外部可控的。

图4是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的PWM信号、斜坡信号V_RP、放大信号V_EA2、放大信号V_EA1和输出信号V_OUT的波形图。图4与图3和图2结合描述。

如图4所示，在一个稳定状态下，例如：在t_i到t_j时间段内，输出电压V_OUT保持在目标水平V_TARGET，而且放大信号V_EA1等于参考信号V_REF。放大信号V_EA2保持在相对稳定的V_SP水平，因此PWM信号具有相对稳定的占空比。

在一个实施例中，V_SP值由提供给负载电路的功率决定，负载电路连接至直流/直流转换器300的输出端。举例来说，如果负载电路从直流/直流转换器300吸收更多的功率，V_SP值则会增大，从而通过增大PWM信号的占空比来保持输出电压V_OUT。如果负载电路吸收较少功率，V_SP值则会减小，从而通过减小PWM信号的占空比来保持输出电压V_OUT。

如图4所示，斜坡信号V_RP具有最大值V_H和最小值V_L。斜坡信号在最大值V_H和最小值V_L之间上升和下降。因此，斜坡信号的平均值为：V_{RP_AVE}＝(V_H+V_L)/2。在一个实施例中，斜坡信号V_RP的平均值V_{RP_AVE}由直流/直流转换器300的输入电压决定(例如，与直流/直流转换器300的输入电压V_IN成比例)。举例来说，如果输入电压V_IN增加，斜坡信号V_RP的平均值V_{RP_AVE}则会增加，从而PWM信号的占空比减小。如果输入电压V_IN减小，斜坡信号V_RP的平均值V_{RP_AVE}则会减小，从而PWM信号的占空比增大。因此，输入电压V_IN的变化对输出电压V_OUT的影响较小。也就是说，即使输入电压V_IN改变，输出电压V_OUT仍然保持稳定。

在一个实施例中，当输出电压V_OUT大于目标水平V_TARGET时(例如，在t_m时刻)，放大信号V_EA1小于参考信号V_REF，此时放大信号V_EA2小于V_SP值。正因如此，通过减小PWM信号的占空比来减小输出电压V_OUT。在t_m到t_n时间段内，输出电压可以平缓地减小至目标水平V_TARGET，并且放大信号V_EA1可以平缓地增加至参考信号V_REF。在一个实施例中，输出电压V_OUT的增加由负载电路的功率吸收减小引起。在一个实施例中，放大信号V_EA2增加至小于V_SP值的一个值，并进入稳定状态。

类似地，当输出电压V_OUT小于目标水平V_TARGET时(例如，在t_s时刻)，放大信号V_EA1大于参考信号V_REF，此时放大信号V_EA2大于V_SP值。正因如此，通过增大PWM信号的占空比来增大输出电压V_OUT。在t_s到t_p时间段内，输出电压可以平缓地增加至目标水平V_TARGET，并且放大信号V_EA1可以平缓地减小至参考信号V_REF。在一个实施例中，输出电压V_OUT的减小由负载电路的功率吸收增加引起。在一个实施例中，放大信号V_EA2减小至大于V_SP值的一个值，并进入稳定状态。

图5是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器500的电路示意图。与图2和图3中标记相同的元件具有类似的功能。

在图5的实施例中，PWM电路系统220进一步包括与RSG_324、放大电路系统240，和FBC_322连接的减法器526。减法器526从RSG_324中接收斜坡信号V_RP，从EA2_344中接收放大信号V_EA2，以及对FBC_322产生斜坡信号V_RP526，大小等于斜坡信号V_RP减去放大信号V_EA2。FBC_322将斜坡信号V_RP526与预设值V_REF比较，并根据比较结果调整PWM信号的占空比。

在一个实施例中，如果输出电压V_OUT大于目标水平V_TARGET，放大信号V_EA2则减小，斜坡信号V_RP526的平均值增加。因此，输出电压V_OUT减小。如果输出电压V_OUT小于目标水平V_TARGET，放大信号V_EA2则增加，斜坡信号V_RP526的平均值减小。因此，输出电压V_OUT增加。所以，输出电压V_OUT可以调整至目标水平V_TARGET。

图6是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器600的电路示意图。与图2和图3中标记相同的元件具有类似的功能。在图6的实施例中，控制器202进一步包括感应电阻604。PWM电路系统220进一步包括电流感应放大器(CurrentSense Amplifier，简称为CSA)634以及加法器628。

在一个实施例中，当高端开关210闭合并且低端开关212断开时，电感电流I_L流经感应电阻604从而为CSA_634提供表示电感电流I_L的感应信号(例如，感应电阻604的电压)。CSA_634产生与感应信号成比例的放大信号V_CS。加法器628产生斜坡信号V’_RP，大小等于斜坡信号V_RP与放大信号V_CS之和。因此，斜坡信号V’_RP的平均值随着电感电流I_L平均值的增大而增大，并随着电感电流I_L平均值的减小而减小。

FBC_322通过比较斜坡信号V’_RP和放大信号V_EA2来控制PWM信号。正因如此，如果直流/直流转换器600的输出电流增加，FBC_322则通过减小PWM信号的占空比来减小输出电流。如果直流/直流转换器600的输出电流减小，FBC_322则通过增加PWM信号的占空比来增加输出电流。所以，直流/直流转换器600的输出电流和输出电压更加稳定。

在图6的实施例中，EA2_344的输出端连接至FBC_322的正相输入端。然而，本发明并不仅限于此。在另一个实施例中，与图5中的描述类似，EA2_344的输出端通过减法器526连接至FBC_322的反相输入端。在这样一个实施例中，减法器536连接于加法器628和FBC_322之间，也可以连接于RSG_324和加法器628之间。FBC_322的正相输入端接收预置值V_PRE。FBC_322的反相输入端接收斜坡信号，大小等于斜坡信号V_RP与放大信号V_CS的和再减去放大信号V_EA2。

图7是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器控制器200、300、500或600的操作流程图700。图7与图2、图3、图5和图6结合描述。

在步骤702中，第一放大级352根据直流/直流转换器的输出信号(例如，输出电压V_OUT)在能量存储元件(例如，电容器348)的第一端产生第一放大信号V_EA1。

在步骤704中，第二放大级354在能量存储元件(例如，电容器348)的第二端产生第二放大信号V_EA2。

在步骤706中，第二放大级354针对直流/直流转换器输出信号(例如，输出电压V_OUT)的变化改变第二放大信号V_EA2。

举例来说，根据等式(7)，如果输出电压V_OUT在目标水平V_TARGET的基础上增加ΔV_OUT，那么第一放大信号V_EA1和第二放大信号V_EA2分别减小ΔV_OUT。如果输出电压V_OUT在目标水平V_TARGET的基础上减小ΔV_OUT，那么第一放大信号V_EA1和第二放大信号V_EA2分别增加ΔV_OUT。

在步骤708中，第二放大级354根据第一放大信号V_EA1降低第二放大信号V_EA2的变化。

举例来说，如果第一放大信号V_EA1在参考信号V_REF的基础上减小ΔV_EA1，那么第二放大信号V_EA2同样减小ΔV_EA1。EA2_344通过对电容器348输出控制电流I_COMP来增大第二放大信号V_EA2。如果第一放大信号V_EA1在参考信号V_REF的基础上增加ΔV_EA1，那么第二放大信号V_EA2同样增加ΔV_EA1。EA2_344通过从电容器348吸收控制电流I_COMP来减小第二放大信号V_EA2。

图8是根据本发明一个实施例的直流/直流转换器的操作流程图800。图8与图2、图3、图5和图6结合描述。

在步骤802中，EA1_342通过控制EA1_342的反相输入端和正相输入端来使两端具有相同电压值。

在步骤804中，连接至EA1_342反相输入端的电阻301根据反馈电流I_FB提供放大信号V_EA1来控制直流/直流转换器200、直流/直流转换器300或直流/直流转换器500的输出电压V_OUT。

在步骤806中，连接至电阻301的电阻302通过EA1_342的反相输入端对电阻301提供反馈电流I_FB。

在步骤808中，电阻302根据其阻值R₃₀₂控制直流/直流转换器200、直流/直流转换器300或直流/直流转换器500的带宽。

本发明的实施例提供了一种直流/直流转换器控制器及其控制方法。控制器包括放大电路系统，通过产生放大信号来控制直流/直流转换器的输出电压。放大电路系统包括第一放大级(例如，具有相对较大带宽和较快响应速度的基于电阻的放大电路)，以及包括第二放大级(例如，具有相对较大增益的基于电容器的放大电路)。因此，控制器对输出电压的响应速度相对较快，而且可以更准确、更稳定地控制输出电压。另外，控制器的增益和带宽通过控制连接至控制器的反馈电路的电阻参数来控制。直流/直流转换器可以应用于例如功率供应系统等的多个领域中。

最后应当说明的是，以上实施例仅用来说明本发明而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细描述，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (21)

1.一种用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述控制器包括：

第一放大级，根据所述功率转换器的输出信号在能量存储元件的第一端产生第一放大信号；以及

第二放大级，连接至所述第一放大级，在所述能量存储元件的第二端产生第二放大信号，根据所述功率转换器的输出信号的变化改变所述第二放大信号，并依据所述第一放大信号减小所述第二放大信号的变化。

2.根据权利要求1所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述控制器根据所述第二放大信号通过控制开关组来控制所述功率转换器的输出信号。

3.根据权利要求1所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述第一放大级包括：

电阻元件，具有第一端和第二端，并在所述第二端提供所述第一放大信号；以及

放大器，连接至所述电阻元件，将所述第一端保持在参考水平。

4.根据权利要求3所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，通过表示所述输出信号的电流流经所述电阻元件来产生所述第一放大信号。

5.根据权利要求3所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述控制器将所述输出信号调整至由所述参考水平决定的预设水平。

6.根据权利要求1所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述第二放大级包括：

放大器，通过比较所述第一放大信号和参考信号来控制所述能量存储元件的充电和放电。

7.根据权利要求6所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，如果所述第一放大信号和所述参考信号的差值大于特定值，所述控制器将减小所述第二放大信号的变化。

8.根据权利要求6所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述放大器依据所述第二放大信号将所述第一放大信号调整至所述参考信号。

9.根据权利要求1所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述能量存储元件包括电容器。

10.一种控制功率转换器的输出信号的方法，其特征在于，所述方法包括，

根据所述功率转换器的输出信号在能量存储元件的第一端产生第一放大信号；

在所述能量存储元件的第二端产生第二放大信号；

根据所述功率转换器的输出信号的变化改变所述第二放大信号；以及

依据所述第一放大信号减小所述第二放大信号的变化。

11.根据权利要求10所述的控制功率转换器的输出信号的方法，其特征在于，所述根据所述功率转换器的输出信号在能量存储元件的第一端产生所述第一放大信号的步骤包括：

将电阻元件的第一端保持在参考水平来产生表示所述输出信号的电流；以及

通过流经所述电阻元件的所述电流在所述电阻元件的第二端产生所述第一放大信号。

12.根据权利要求10所述的控制功率转换器的输出信号的方法，其特征在于，所述在所述能量存储元件的第二端产生所述第二放大信号的步骤包括：

比较所述第一放大信号和参考信号来控制所述能量存储元件的充电和放电。

13.根据权利要求12所述的控制功率转换器的输出信号的方法，其特征在于，所述依据所述第一放大信号减小所述第二放大信号的变化的步骤包括：

如果所述第一放大信号和所述参考信号的差值大于特定值，则减小所述第二放大信号的所述变化。

14.一种用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述控制器包括：

控制电路，产生控制信号来控制所述功率转换器的输出信号；以及

放大电路，连接至所述控制电路，根据所述输出信号在能量存储元件的第一端产生第一放大信号，在所述能量存储元件的第二端产生第二放大信号来控制所述控制信号的占空比，根据所述第二放大信号改变针对所述输出信号变化的所述占空比，并根据所述第一放大信号减小所述占空比的变化。

15.根据权利要求14所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述控制信号包括脉冲信号，所述脉冲信号通过控制开关组来控制所述输出信号。

16.根据权利要求14所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述放大电路包括：

电阻元件，具有第一端和第二端，在所述第二端提供所述第一放大信号；以及

放大器，连接至所述电阻元件，将所述第一端保持在参考水平。

17.根据权利要求16所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，通过表示所述输出信号的电流流经所述电阻元件来产生所述第一放大信号。

18.根据权利要求16所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述控制器将所述输出信号调整至由所述参考信号决定的预设水平。

19.根据权利要求14所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述放大电路包括：

放大器，通过比较所述第一放大信号和参考信号来控制所述能量存储元件的充电和放电。

20.根据权利要求19所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，如果所述第一放大信号和所述参考信号的差值大于特定值，则减小所述第二放大信号的所述变化。

21.根据权利要求19所述的用于功率转换器的控制器，其特征在于，所述放大器根据所述第二放大信号将所述第一放大信号调整至所述参考信号。

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