CN102541131B - 电压调节器及其脉宽调制信号产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电压调节器及其脉宽调制信号产生方法，所述方法：提供包括输出电压误差信号之输出感测信号；提供第一斜坡信号，并以第一斜坡信号与输出感测信号的第一交叉点决定脉宽调制信号的开周期的起始点；以及提供第二斜坡信号，并以第二斜坡信号与输出感测信号的第二交叉点决定脉宽调制信号的开周期的结束点。第一斜坡信号在第一交叉点被重置至参考电压并维持在参考电压且在脉宽调制信号的开周期的结束点开始向下爬坡；第二斜坡信号在脉宽调制信号的开周期的起始点开始向上爬坡且在第二交叉点被重置至预设电位。本发明的脉宽调制信号的开周期能够对相关于负载变化的输出感测信号之变化作出快速的瞬变响应，可大大提升了电压调节器的性能。

Description

电压调节器及其脉宽调制信号产生方法

技术领域

本发明是有关于电源调节器或转换器，且特别是有关于电压调节器及其脉宽调制信号产生方法。

背景技术

现今的中央处理器(CPU)的负载电流是高度动态的而且是非常快速地由低变高以及由高变低。CPU的电流瞬变可能发生在1微秒内，有可能小于现有的电压调节器之典型切换周期。因此业界希望能提供一种带有控制回路(例如电压模式或电流模式控制回路)的直流对直流电压调节器，其可针对负载变化提供几乎实时的瞬变响应以调节出精确的输出电压。

在现有电压调节器的脉宽调制设计中，单个斜坡信号或双斜坡信号由固定频率的(constant frequency)同步时钟信号诱发产生以用做参考信号，通过与输出电压误差信号(随着输出电压与目标电压之间的差异变化而变化)进行比较来产生脉宽调制信号以对输出电压进行调节。如图1所示，其绘示出相关于现有技术中利用固定频率的同步时钟信号CLK诱发出单个斜坡信号RAMP作为参考信号以与输出电压误差信号COMP进行比较来提供脉宽调制信号PWM之设计的时序图。在图1中，同步时钟信号CLK中的单个脉冲作为单个斜坡信号RAMP在向上爬坡与向下爬坡之间转换的触发信号，而斜坡信号RAMP与输出电压误差信号COMP的相邻两个交叉点分别用来决定脉宽调制信号PWM的开周期的起始点(也即脉宽调制信号PWM的切换触发点)与结束点。

然而，从图1可以发现，由于斜坡信号RAMP受限于同步脉冲信号CLK而是固定的，因此现有的脉宽调制设计难以使脉宽调制信号PWM的开周期对因负载变化导致的输出电压误差信号COMP之瞬变(例如图1中COMP的突起部份)作出实时响应。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种电压调节器，能够根据负载的变化作出快速的瞬变响应。

本发明的再一目的是提供一种脉宽调制信号产生方法，以使脉宽调制信号的开周期能够根据负载的变化作出快速的瞬变响应。

本发明实施例提出的一种电压调节器，其包括第一比较器、触发器以及第二比较器。第一比较器通过比较第一斜坡信号与输出感测信号输出脉宽调制信号的开周期触发信号，而输出感测信号包括输出电压误差信号，又或者是包括按照预设比例混合的电流感测信号与输出电压误差信号，其中电流感测信号随着电压调节器的电感电流而改变，且输出电压误差信号随着电压调节器的输出电压与第一参考电压之间的差异而改变。触发器输出上述的脉宽调制信号并接受脉宽调制信号的开周期触发信号的触发而决定脉宽调制信号的开周期的起始点。第二比较器通过比较第二斜坡信号与上述的输出感测信号来决定是否重置触发器的输出以据此决定脉宽调制信号的开周期的结束点。再者，第一斜坡信号在脉宽调制信号的开周期的起始点被重置至第二参考电压并维持在第二参考电压直至脉宽调制信号的开周期的结束点开始向下爬坡，第二斜坡信号在脉宽调制信号的开周期的起始点开始向上爬坡直至脉宽调制信号的开周期的结束点被重置。

本发明再一实施例提出的一种电压调节器，其包括第一比较器、多个触发器以及多个第二比较器。第一比较器通过比较第一斜坡信号与输出感测信号以按照预设顺序输出多个脉宽调制信号的开周期触发信号；输出感测信号包括按照预设比例混合的多个电流感测信号与一个输出电压误差信号，其中各个电流感测信号是分别随着电压调节器的电感电流而改变，且输出电压误差信号是随着电压调节器的输出电压与第一参考电压之间的差异而改变。所述触发器分别输出上述的脉宽调制信号，其接收所述脉宽调制信号的开周期触发信号并与各自的数据输入端上的输入信号共同决定各自输出的所述脉宽调制信号中的相应者的开周期的起始点。各个第二比较器分别通过比较第二斜坡信号与上述的输出感测信号来决定是否重置所述触发器中之相应的触发器的输出，以据此决定所述相应的触发器输出的脉宽调制信号的开周期的结束点。再者，第一斜坡信号在各个脉宽调制信号的开周期的起始点被重置至第二参考电压并维持在第二参考电压直至所述脉宽调制信号的开周期的结束点开始向下爬坡，各个第二斜坡信号在相应的脉宽调制信号的开周期的起始点开始向上爬坡直至所述相应的脉宽调制信号的开周期的结束点被重置。

本发明另一实施例提出的一种脉宽调制信号产生方法，适用于电压调节器。本实施例中的脉宽调制信号产生方法包括步骤：(a)提供输出感测信号，其中输出感测信号包括输出电压误差信号，又或者是包括以预设比例混合的一个或多个电流感测信号与一个输出电压误差信号，电流感测信号随着电压调节器的电感电流而改变，且输出电压误差信号随着电压调节器的输出电压与第一参考电压之间的差异而改变；(b)提供第一斜坡信号，并以第一斜坡信号与上述的输出感测信号的第一交叉点决定脉宽调制信号的开周期的起始点；以及(c)提供第二斜坡信号，并以第二斜坡信号与输出感测信号的第二交叉点决定脉宽调制信号的开周期的结束点。进一步的，上述的第一斜坡信号在第一交叉点被重置至第二参考电压并维持在第二参考电压且在脉宽调制信号的开周期的结束点开始向下爬坡；第二斜坡信号在脉宽调制信号的开周期的起始点开始向上爬坡且在第二交叉点被重置至预设电位。

进一步地，本实施例中的脉宽调制信号产生方法，当电流感测信号为多个时更可包括步骤：(d)提供第三斜坡信号，并以第一斜坡信号与上述的输出感测信号的第三交叉点决定第二脉宽调制信号的开周期的起始点，且以第三斜坡信号与上述的输出感测信号的第四交叉点决定第二脉宽调制信号的开周期的结束点；其中第一交叉点、第二交叉点、第三交叉点与第四交叉点在时间顺序上依次排列。

本发明实施例利用输出感测信号与第一斜坡信号来产生脉宽调制信号的切换触发点(也即开周期的起始点)，并利用输出感测信号与第二斜坡信号(或第三斜坡信号)来产生第一斜坡信号的向下爬坡触发点与开周期的结束点；第一斜坡信号不会类似于现有技术而受限于固定频率的同步脉冲信号，因此脉宽调制信号的开周期能够对相关于负载变化的输出感测信号之变化作出快速的瞬变响应，可大大提升了电压调节器的性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1绘示出相关于现有技术中利用固定频率的同步时钟信号诱发出单个斜坡信号来提供脉宽调制信号之设计的时序图。

图2绘示出相关于本发明第一实施例的电压调节器的电路结构示意图。

图3绘示出相关于图2所示电压调节器的多个信号的时序图。

图4绘示出相关于本发明第二实施例的电压调节器的电路结构示意图。

图5绘示出相关于图4所示电压调节器的多个信号的时序图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电压调节器及其脉宽调制信号产生方法的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

请参见图2，其绘示出相关于本发明第一实施例的电压调节器的电路结构示意图。如图2所示，电压调节器100接收输入电压VIN并根据脉宽调制信号TON及TOFF分别对开关晶体管HS-MOS及LS-MOS进行控制来提供电感电流IL对带有等效串接电阻Resr的输出电容C进行充电以向负载提供输出电压VOUT。本实施例中，电压调节器100主要包括：比较器CMP1及CMP2、D型触发器DFF以及斜坡信号产生电路RAMP1及RAMP2。

具体地，比较器CMP1具有正输入端(+)与负输入端(-)，比较器CMP1的正输入端(+)接收输出感测信号VEA并通过电阻R电连接至其负输入端(-)，并且比较器CMP1的负输入端(-)接收斜坡信号产生电路RAMP1提供的斜坡信号D-RAMP并电连接至参考电压V2V，在此参考电压V2V作为斜坡信号D-RAMP的初始电位；比较器CMP1通过比较斜坡信号D-RAMP与输出感测信号VEA输出脉宽调制信号TON的开周期触发信号来设定脉宽调制信号TON的开周期的起始点。本实施例中，输出感测信号VEA包括按照预设比例混合的电流感测信号VCS与输出电压误差信号COMP；电流感测信号VCS由电压放大器AMP根据电流感测电阻Rs两端的电压信号ISEN及ISEN_N来产生，因此其是随着流过电感L上的电感电流IL而变化；输出电压误差信号COMP由误差放大器EA根据输出电压VOUT的反馈值FB与参考电压Vref(例如目标电压识别值，target VoltageIdentification)之间的差异来产生，因此其会随着输出电压VOUT的反馈值FB与参考电压Vref之间的差异而变化。此外，电流感测信号VCS与输出电压误差信号COMP例如是按照10∶1的比例进行混合，且所述混合比例可通过设定电压放大器AMP与误差放大器EA各自的放大倍数来设定，但本发明并不以此为限。

D型触发器DFF的时钟输入端电连接至比较器CMP1的输出端来接收比较器CMP1输出的脉宽调制信号TON的开周期触发信号，以接受所述开周期触发信号的触发而在输出端Q输出脉宽调制信号TON以及在另一输出端QB输出另一脉宽调制信号TOFF；D型触发器DFF的数据输入端D电连接至高逻辑电压VDD。在此，脉宽调制信号TOFF为与脉宽调制信号TON反相的信号，并且脉宽调制信号TOFF是作为斜坡信号产生电路RAMP1提供的斜坡信号D-RAMP向下爬坡的触发信号。

承上述，比较器CMP2具有正输入端(+)与负输入端(-)，比较器CMP2的正输入端(+)接收输出感测信号VEA，比较器CMP2的负输入端(-)接收斜坡信号产生电路RAMP2提供的斜坡信号U-RAMP，并且比较器CMP2的输出端电连接至D型触发器DFF的重置端R；比较器CMP2通过比较斜坡信号U-RAMP与输出感测信号VEA来决定重置D型触发器DFF的时机，以据此决定脉宽调制信号TON的开周期t的结束点与斜坡信号D-RAMP开始向下爬坡的时机。本实施例中，斜坡信号产生电路RAMP2接受D型触发器DFF输出的脉宽调制信号TON及TOFF的控制，且主要包括电源ITON、开关SW、电容C1以及晶体管M1；电源ITON与开关SW构成充电电路并接受脉宽调制信号TON的控制以择机对电容C1进行充电来使斜坡信号U-RAMP向上爬坡，晶体管M1构成放电电路并接受脉宽调制信号TOFF的控制以择机对电容C1快速放电至预设电位例如接地电位GND来重置斜坡信号U-RAMP。

请一并参见图2及图3，图3绘示出相关于图2所示电压调节器的负载电流ILoad、参考电压V2V、斜坡信号D-RAMP及U-RAMP、输出感测信号VEA与脉宽调制信号TON等多个信号的时序图。如图3所示，当斜坡信号D-RAMP与输出感测信号VEA交叉时形成交叉点P1以作为脉宽调制信号TON的开周期触发点，斜坡信号D-RAMP在交叉点P1处被重置至参考电压V2V并维持在参考电压V2V，D型触发器DFF的输出端Q开始输出高电位(也即脉宽调制信号TON处于高电位)，斜坡信号产生电路RAMP2中的开关SW闭合而开始对电容C1进行充电以使斜坡信号U-RAMP开始向上爬坡；之后，当斜坡信号U-RAMP向上爬坡至与输出感测信号VEA交叉形成交叉点P2时，D型触发器DFF被重置而使D型触发器DFF之输出端Q输出的脉宽调制信号TON跳变为低电位，而与脉宽调制信号TON反相的脉宽调制信号TOFF则跳变为高电位，斜坡信号产生电路RAMP2中的晶体管M1因脉宽调制信号TOFF的致能而导通，此时电容C1快速放电至预设电位(例如接地电位GND)，进而使得斜坡信号U-RAMP被重置至所述预设电位。另一斜坡信号产生电路RAMP1接受脉宽调制信号TOFF的触发，致使其提供的斜坡信号D-RAMP从参考电压V2V开始向下爬坡直至与输出感测信号VEA再次交叉时被再次重置。

从图3中还可以得知：当电压调节器100处于轻载稳态操作期间(steady operation period)，负载电流ILoad相对较小，脉宽调制信号TON的开周期t相对较小；反之，当其处于重载稳态操作期间，负载电流ILoad相对较大，脉宽调制信号TON的开周期t相对较大；简而言之，在各种稳态操作期间，脉宽调制信号TON的开周期t是随着负载条件而改变的。另一方面，在负载瞬变期间(对应负载电流ILoad从大变小或者从小变大)，电压调节器100也能够实时地根据其输出变化(包括电感电流的变化)来产生合适的开周期t以在很短地时间内调节好输出电压VOUT。概述之，本实施例中的电压调节器100能够提供一种完全源于负载条件(load situation-originated)的脉宽调制控制回路，其提供的脉宽调制信号的开周期是动态的，而不再类似于现有技术受限于同步时钟信号及切换频率等因素。

需要说明的是，本发明上述第一实施例已描述采用单通道电流感测信号的电压调节器100及其脉宽调制信号产生过程，但本发明并不以此为限，本发明的电压调节器也可采用多通道电流感测信号，例如图4所示的采用双通道电流感测信号。

请参见图4，其绘示出相关于本发明第二实施例的电压调节器的电路结构示意图。如图4所示，电压调节器300接收输入电压VIN并根据脉宽调制信号TON1、TOFF1、TON2及TOFF2分别对开关晶体管HS-MOS1、LS-MOS1、HS-MOS2及LS-MOS2进行控制来提供电感电流IL1及IL2对带有等效串接电阻Resr的输出电容C进行充电以向负载提供输出电压VOUT。本实施例中，电压调节器300主要包括：比较器CMP1、CMP2及CMP3、D型触发器DFF1及DFF2以及斜坡信号产生电路RAMP1、RAMP2及RAMP3。

具体地，比较器CMP1具有正输入端(+)与负输入端(-)，比较器CMP1的正输入端(+)接收输出感测信号VEA并透过电阻R电连接至其负输入端(-)，并且比较器CMP1的负输入端(-)接收斜坡信号产生电路RAMP1提供的斜坡信号D-RAMP并电连接至参考电压V2V，在此参考电压V2V作为斜坡信号D-RAMP的初始电位；比较器CMP1通过比较斜坡信号D-RAMP与输出感测信号VEA依序输出脉宽调制信号TON1及TON2的开周期触发信号来分别设定脉宽调制信号TON1及TON2的开周期的起始点。本实施例中，输出感测信号VEA包括按照预设比例混合的电流感测信号VCS1及VCS2与输出电压误差信号COMP；电流感测信号VCS1由电压放大器AMP1根据电流感测电阻Rs1两端的电压信号ISEN1及ISEN1_N来产生，因此其是随着流过电感L1上的电感电流IL1而变化；类似地，电流感测信号VCS2由电压放大器AMP2根据电流感测电阻Rs2两端的电压信号ISEN2及ISEN2_N来产生，因此其是随着流过电感L2上的电感电流IL2而变化；输出电压误差信号COMP由误差放大器EA根据输出电压VOUT的反馈值FB与参考电压Vref(例如目标电压识别值)之间的差异来产生，因此其会随着输出电压VOUT的反馈值FB与参考电压Vref之间的差异而变化。此外，电流感测信号VCS1及VCS2中的每一者与输出电压误差信号COMP例如是按照10∶1的比例进行混合，且所述混合比例可通过设定电压放大器AMP1及AMP2与误差放大器EA各自的放大倍数来设定，但本发明并不以此为限。

D型触发器DFF1的时钟输入端电连接至比较器CMP1的输出端来接收比较器CMP1输出的脉宽调制信号TON1的开周期触发信号，以接受此开周期触发信号的触发而在输出端Q输出脉宽调制信号TON1以及在另一输出端QB输出另一脉宽调制信号TOFF1；D型触发器DFF1的数据输入端D电连接至相选择信号PHC以获取数据输入。类似地，D型触发器DFF2的时钟输入端电连接至比较器CMP1的输出端来接收比较器CMP1输出的脉宽调制信号TON2的开周期触发信号，以接受此开周期触发信号的触发而在输出端Q输出脉宽调制信号TON2以及在另一输出端QB输出另一脉宽调制信号TOFF2；D型触发器DFF2的数据输入端D电连接至相选择信号PHCB以获取数据输入；在此，相选择信号PHC与PHCB互为反相。此外，脉宽调制信号TOFF1及TOFF2分别为与脉宽调制信号TON1及TON2反相的信号，并且脉宽调制信号TOFF1及TOFF2均作为斜坡信号产生电路RAMP1提供的斜坡信号D-RAMP向下爬坡的触发信号。

承上述，比较器CMP2具有正输入端(+)与负输入端(-)，比较器CMP2的正输入端(+)接收输出感测信号VEA，比较器CMP2的负输入端(-)接收斜坡信号产生电路RAMP2提供的斜坡信号U-RAMP1，并且比较器CMP2的输出端电连接至D型触发器DFF1的重置端R；比较器CMP2通过比较斜坡信号U-RAMP1与输出感测信号VEA来决定重置D型触发器DFF1的时机，以据此决定脉宽调制信号TON1的开周期的结束点与斜坡信号D-RAMP开始向下爬坡的时机。本实施例中，斜坡信号产生电路RAMP2接受D型触发器DFF1输出的脉宽调制信号TON1及TOFF1的控制，且主要包括电源ITON、开关SW1、电容C1以及晶体管M1；电源ITON与开关SW1构成充电电路并接受脉宽调制信号TON1的控制以择机对电容C1进行充电来使斜坡信号U-RAMP1向上爬坡，晶体管M1构成放电电路并接受脉宽调制信号TOFF1的控制以择机对电容C1快速放电至预设电位例如接地电位GND来重置斜坡信号U-RAMP1。

类似于比较器CMP2，比较器CMP3具有正输入端(+)与负输入端(-)，比较器CMP3的正输入端(+)接收输出感测信号VEA，比较器CMP3的负输入端(-)接收斜坡信号产生电路RAMP3提供的斜坡信号U-RAMP2，并且比较器CMP3的输出端电连接至D型触发器DFF2的重置端R；比较器CMP3通过比较斜坡信号U-RAMP2与输出感测信号VEA来决定重置D型触发器DFF2之时机，以据此决定脉宽调制信号TON2的开周期的结束点与斜坡信号D-RAMP开始向下爬坡的另一时机。本实施例中，斜坡信号产生电路RAMP3接受D型触发器DFF2输出的脉宽调制信号TON2及TOFF2的控制，且主要包括电源ITON、开关SW2、电容C2以及晶体管M2；电源ITON与开关SW2构成充电电路并接受脉宽调制信号TON2的控制以择机对电容C2进行充电来使斜坡信号U-RAMP2向上爬坡，晶体管M2构成放电电路并接受脉宽调制信号TOFF2的控制以择机对电容C2快速放电至预设电位例如接地电位GND来重置斜坡信号U-RAMP2。

请一并参阅图4及图5，图5绘示出相关于图4所示电压调节器的负载电流ILoad、参考电压V2V、斜坡信号D-RAMP、U-RAMP1及U-RAMP2、输出感测信号VEA、相选择信号PHC及PHCB与脉宽调制信号TON1及TON2等多个信号的时序图。如图5所示，当斜坡信号D-RAMP与输出感测信号VEA交叉时形成交叉点P11以作为脉宽调制信号TON1的开周期触发点，斜坡信号D-RAMP在交叉点P11处被重置至参考电压V2V并维持在参考电压V2V，D型触发器DFF1的输出端Q开始输出高电位(也即脉宽调制信号TON1处于高电位)，而D型触发器DFF2因数据输入端D的相选择信号PHCB为低电位故其输出端Q仍然输出低电位，斜坡信号产生电路RAMP2中的开关SW1闭合而开始对电容C1进行充电以使斜坡信号U-RAMP1开始向上爬坡；之后，当斜坡信号U-RAMP1向上爬坡至与输出感测信号VEA交叉形成交叉点P21时，D型触发器DFF1被重置而使D型触发器DFF1之输出端Q输出的脉宽调制信号TON1跳变为低电位且与其反相的脉宽调制信号TOFF1跳变为高电位，斜坡信号产生电路RAMP2中的晶体管M1因脉宽调制信号TOFF1的致能而导通使电容C1快速放电至预设电位例如接地电位GND进而致使斜坡信号U-RAMP1被重置至所述预设电位，并且另一斜坡信号产生电路RAMP1接受脉宽调制信号TOFF1的触发而致使其提供的斜坡信号D-RAMP从参考电压V2V开始向下爬坡。

接下来，当斜坡信号D-RAMP从参考电压V2V开始向下爬坡至与输出感测信号VEA再次交叉时形成交叉点P12以作为脉宽调制信号TON2的开周期触发点，斜坡信号D-RAMP在交叉点P12处被重置至参考电压V2V并维持在参考电压V2V，D型触发器DFF2因数据输入端D的相选择信号PHCB为高电位，故其输出端Q开始输出高电位(也即脉宽调制信号TON2处于高电位)，斜坡信号产生电路RAMP3中的开关SW2闭合而开始对电容C2进行充电以使斜坡信号U-RAMP2开始向上爬坡；之后，当斜坡信号U-RAMP2向上爬坡至与输出感测信号VEA交叉形成交叉点P22时，D型触发器DFF2被重置而使D型触发器DFF2之输出端Q输出的脉宽调制信号TON2跳变为低电位，脉宽调制信号TOFF2跳变为高电位。斜坡信号产生电路RAMP3中的晶体管M2因脉宽调制信号TOFF2的致能而导通，此时电容C2快速放电至预设电位(例如接地电位GND)，进而致使斜坡信号U-RAMP2被重置至所述预设电位。从图5中还可以得知，脉宽调制信号TON1与TON2是依序产生的，并且决定脉宽调制信号TON2的开周期t2的交叉点P12及P22位于脉宽调制信号TON1之包含交叉点P11及P21的切换周期T1(由相邻两个交叉点P11决定)内。

此外需要说明的是，类似于本发明上述第一实施例的电压调节器100，本发明第二实施例的电压调节器300在各种稳态操作期间，脉宽调制信号TON1及TON2各自的开周期t1及t2是随着负载条件而改变的。另一方面，在负载瞬变期间，电压调节器300能够实时地根据其输出变化(包括电感电流的变化)来产生合适的开周期t1及t2以在很短地时间内调节好输出电压VOUT。概述之，本实施例中的电压调节器300能够提供一种完全源于负载条件的脉宽调制控制回路，其提供的脉宽调制信号的开周期是动态的，而不再类似于现有技术受限于同步时钟信号及切换频率等因素。

另外，电压调节器100与300中的电流感测信号Vcs或Vcs1，Vcs2为主要用于设定输出电压的下调电压控制信号(Droop Control Signal)或是增加系统稳定，因此并非是必要值，无此电流信号其操作原理与前述相同。

综上所述，本发明实施例利用输出感测信号与第一斜坡信号来产生脉宽调制信号的切换触发点(也即开周期的起始点)，并利用输出感测信号与第二斜坡信号(或第三斜坡信号)来产生第一斜坡信号的向下爬坡触发点与开周期的结束点；第一斜坡信号不会类似于现有技术而受限于固定频率的同步脉冲信号，因此脉宽调制信号的开周期能够对相关于负载变化的输出感测信号之变化作出快速的瞬变响应，可大大提升了电压调节器的性能。

另外，本领域技术人员还可对本发明上述实施例中的电压调节器的电路结构作适当变更设计，例如变更提供输出感测信号VEA的电路结构，只要其所提供的输出感测信号能够反映输出电压及/或电感电流的状况即可，又或者是变更触发器的种类等等，这些适当的变更均应包含于本发明的发明构想。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种电压调节器，其特征在于包括：

一第一比较器，通过比较一第一斜坡信号与一输出感测信号输出一脉宽调制信号的一开周期触发信号，所述输出感测信号包括一输出电压误差信号，且所述输出电压误差信号随着电压调节器的一输出电压与一第一参考电压之间的差异而改变；

一触发器，输出所述脉宽调制信号并接受所述脉宽调制信号的开周期触发信号的触发而决定所述脉宽调制信号的一开周期的起始点；以及

一第二比较器，通过比较一第二斜坡信号与所述输出感测信号来决定是否重置所述触发器的输出以据此决定所述脉宽调制信号的开周期的结束点，从而所述脉宽调制信号的开周期对应于所述电压调节器处于不同的稳态操作期间和负载瞬变期间而作相应改变；

其中，所述第一斜坡信号在所述脉宽调制信号的开周期的起始点被重置至一第二参考电压并维持在第二参考电压直至所述脉宽调制信号的开周期的结束点开始向下爬坡，所述第二斜坡信号在所述脉宽调制信号的开周期的起始点开始向上爬坡直至所述脉宽调制信号的开周期的结束点被重置。

2.如权利要求1所述的电压调节器，其特征在于所述第一比较器的一第一输入端接收所述输出感测信号且透过一电阻电性耦接至所述第一比较器的一第二输入端，所述第一比较器的第二输入端接收所述第一斜坡信号并电性耦接至所述第二参考电压。

3.如权利要求1所述的电压调节器，其特征在于所述输出感测信号更包括一电流感测信号，且所述电流感测信号随着所述电压调节器的一电感电流而改变并与所述输出电压误差信号按照预设比例混合。

4.如权利要求3所述的电压调节器，其特征在于更包括：

一第一放大器，输出所述输出电压误差信号；

一第二放大器，输出所述电流感测信号以与所述输出电压误差信号按照所述预设比例混合后输入至所述第一比较器的第一输入端；以及

一第一斜坡信号产生电路，输出所述第一斜坡信号至所述第一比较器的第二输入端，并接受所述触发器输出的与所述脉宽调制信号反相的信号之触发而使所述第一斜坡信号开始向下爬坡。

5.如权利要求1所述的电压调节器，其特征在于更包括一第二斜坡信号产生电路，输出所述第二斜坡信号至所述第二比较器的一第二输入端；所述第二比较器的一第一输入端接收所述输出感测信号；所述第二斜坡信号产生电路包括一充电电路、一放电电路以及一电容，所述充电电路接受所述触发器输出的所述脉宽调制信号之致能而对所述电容进行充电操作以使所述第二斜坡信号开始向上爬坡，所述放电电路接受所述触发器输出的与所述脉宽调制信号反相的信号之致能而对所述电容进行放电操作以使所述第二斜坡信号被重置。

6.如权利要求1所述的电压调节器，其特征在于所述触发器为一D型触发器，所述D型触发器的时钟输入端接收所述脉宽调制信号的所述开周期触发信号，且所述D型触发器的重置端接收所述第二比较器的输出。

7.一种电压调节器，其特征在于包括：

一第一比较器，通过比较一第一斜坡信号与一输出感测信号以按照预设顺序输出多个脉宽调制信号的开周期触发信号，所述输出感测信号包括按照预设比例混合的多个电流感测信号与一输出电压误差信号，所述电流感测信号分别随着所述电压调节器的电感电流而改变，且所述输出电压误差信号随着所述电压调节器的一输出电压与一第一参考电压之间的差异而改变；

多个触发器，分别输出所述脉宽调制信号，所述触发器分别接收所述脉宽调制信号的开周期触发信号并与各自的数据输入端上的输入信号共同决定各自输出的所述脉宽调制信号中之相应者的一开周期的起始点；以及

多个第二比较器，所述第二比较器分别通过比较一第二斜坡信号与所述输出感测信号来决定是否重置所述触发器中之一相应的触发器的输出，以据此决定所述相应的触发器输出的所述脉宽调制信号的开周期的结束点，从而所述脉宽调制信号的开周期对应于所述电压调节器处于不同的稳态操作期间和负载瞬变期间而作相应改变；

其中，所述第一斜坡信号在所述脉宽调制信号的开周期的起始点被重置至一第二参考电压，并维持在所述第二参考电压直至所述脉宽调制信号的开周期的结束点开始向下爬坡，所述第二斜坡信号分别在所述脉宽调制信号中之所述相应者的开周期的起始点开始向上爬坡，直至所述相应的脉宽调制信号的开周期的结束点被重置。

8.如权利要求7所述的电压调节器，其特征在于所述第一比较器的一第一输入端接收所述输出感测信号且透过一电阻电性耦接至所述第一比较器的一第二输入端，所述第一比较器的第二输入端接收所述第一斜坡信号并电性耦接至所述第二参考电压。

9.如权利要求7所述的电压调节器，其特征在于更包括：

一第一放大器，输出所述输出电压误差信号；

多个第二放大器，分别输出所述电流感测信号以与所述输出电压误差信号按照所述预设比例混合后输入至所述第一比较器的第一输入端；以及

一第一斜坡信号产生电路，输出所述第一斜坡信号至所述第一比较器的第二输入端，并接受由所述触发器输出且与所述触发器输出的脉宽调制信号反相的信号之触发，而使所述第一斜坡信号开始向下爬坡。

10.如权利要求7所述的电压调节器，其特征在于更包括多个第二斜坡信号产生电路，所述第二斜坡信号产生电路分别输出所述第二斜坡信号至所述第二比较器中之一相应的第二比较器的一第二输入端；所述相应的第二比较器的一第一输入端接收所述输出感测信号；其中所述第二斜坡信号产生电路分别包括一充电电路、一放电电路以及一电容，所述充电电路接受所述相应的触发器输出的脉宽调制信号之致能而对所述电容进行充电操作，以使所述第二斜坡信号开始向上爬坡，所述放电电路接受所述相应的触发器输出且与所述相应的触发器输出的脉宽调制信号反相的信号之致能，而对所述电容进行放电操作以使所述第二斜坡信号被重置。

11.如权利要求7所述的电压调节器，其特征在于所述触发器分别为一D型触发器，所述D型触发器的时钟输入端接收所述脉宽调制信号中之一相应的脉宽调制信号的开周期触发信号，所述D型触发器的重置端接收所述相应的第二比较器的输出；并且所述触发器的数据输入端分别接收一相选择信号。

12.一种脉宽调制信号产生方法，适用于一可处于不同的稳态操作期间和负载瞬变期间的电压调节器，其特征在于所述脉宽调制信号产生方法包括步骤：

提供一输出感测信号，所述输出感测信号包括一输出电压误差信号，且所述输出电压误差信号随着所述电压调节器的一输出电压与一第一参考电压之间的差异而改变；

提供一第一斜坡信号，并以所述第一斜坡信号与所述输出感测信号的一第一交叉点决定一脉宽调制信号的一开周期的起始点；以及

提供一第二斜坡信号，并以所述第二斜坡信号与所述输出感测信号的一第二交叉点决定所述脉宽调制信号的开周期的结束点，从而所述脉宽调制信号的开周期对应于所述电压调节器处于不同的稳态操作期间和负载瞬变期间而作相应改变；

其中，所述第一斜坡信号在所述第一交叉点被重置至一第二参考电压，并维持在所述第二参考电压且在所述脉宽调制信号的开周期的结束点开始向下爬坡；

其中，所述第二斜坡信号在所述脉宽调制信号的开周期的起始点开始向上爬坡，且在所述第二交叉点被重置至一预设电位。

13.如权利要求12所述的脉宽调制信号产生方法，其特征在于更包括步骤：

使所述脉宽调制信号的开周期在所述电压调节器处于重载稳态操作期间的取值大于所述电压调节器处于轻载稳态操作期间的取值。

14.如权利要求12所述的脉宽调制信号产生方法，其特征在于所述输出感测信号更包括至少一电流感测信号，所述至少一电流感测信号随着所述电压调节器的电感电流而改变，且所述至少一电流感测信号与所述输出电压误差信号按照预设比例混合。

15.如权利要求14所述的脉宽调制信号产生方法，其特征在于当所述至少一电流感测信号为多个时更包括步骤：

提供一第三斜坡信号，以所述第一斜坡信号与所述输出感测信号的一第三交叉点决定一第二脉宽调制信号的一开周期的起始点，且以所述第三斜坡信号与所述输出感测信号的一第四交叉点决定所述第二脉宽调制信号的开周期的结束点；

其中，所述第三交叉点与所述第四交叉点位于所述脉宽调制信号中包含所述第一交叉点与所述第二交叉点的切换周期内。

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