CN103326574A - 电压反馈突发模式电路 - Google Patents
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Abstract
提供了一种能够自动进入和退出突发模式的电压模式反馈开关稳压器电路。当负载电流为低时,开关稳压器利用一个固定最小非零占空比发生器来替代一个脉宽调制器发生器,并且提供一个最小打开周期给开关稳压器的电源开关。这使得脉宽调制器产生的需要的占空更低。当脉宽调制器在很低的占空比下运行时,就需要一个零占空比,数字逻辑,在已经收到脉宽调制器的占空比后,命令开关稳压器进入突发模式并且关闭。这个原则可以通过一些小的修改,被利用在非同步或者同步开关稳压器上,这个原则可以被利用在降压和升压的配置中。
Description
技术领域
通常已知的开关型稳压器,或开关稳压器,通常作为稳压器,因为相比一个等价的线性稳压器电路在高负载下,它们表现出更高的效率。一个典型的开关稳压器通过不断将一个电源开关完全打开,然后完全关闭,来产生一个脉冲宽度调制信号,是通过一个电感平均到最终的电压。由于功率晶体管驱动的开关特性,当负载减小时,典型的开关型稳压器电路的效率下降,因为一个固定数量的能量被浪费在驱动电路中而无论负载是多少。一个用来避免当轻载时的这种效率损失的方法是检查输出的电流,并且当负载很轻时忽略开关周期。这是指在这个描述为突发模式,换种方式说,突发模式是一种操作方式,通过使用跳过循环技术来降低开关稳压器的切换损失,并且提高在低输出电流水平下的工作效率。
在一个电流反馈稳压器中,突发模式是相对容易实现的,因为输出电流信号可以提供给稳压器,用它来判断何时是轻载。一个典型的电压反馈开关稳压器没有这个负载电流信号可用,所以必须以另一个方式做出决定,来进入突发模式。
鉴于上述,宜提供一个电路和一个方法,使反馈开关稳压器能够自动进入和退出突发模式。
它将进一步被需要提供技术支持使反馈开关稳压器自动进入和退出突发模式,电压模式反馈开关稳压器电路可以是同步和非同步的拓扑结构。
背景技术
本发明涉及电压稳压器。特别是,本发明涉及一种开关稳压器。
发明内容
本发明的一个目的是提供一个改进的电压模式反馈开关稳压器电路。
本发明的技术解决方案:
这个电路能够工作在一个同步或者非同步的方式下,同样也可以通过微小的修改使用在升压或者降压配置下。这个电路提供了一个有一个可以设置占空比的开关电路,一个有一个脉宽调制发生器和一个突发模式电路的突发模式电路,突发模式电路可以通过设置开关电路的占空比,并且决定开关电路是否应该进入突发模式来实现,并且用反馈电路来从开关电路接收一个信号,并且提供一个反馈信号到突发模式电路。
对比文献,发明专利:突发模式数据恢复电路,申请号:99100164.8
对比文献,发明专利:一种开关电源控制器,申请号:200910059455.X
附图说明
本发明的上述和其他目的优势明显,在考虑下面的详细描述,并且结合附带的图纸,其中相同的代号代表相同的组成贯穿始终,其中:
图1是一个已知的降压反馈开关稳压器的模块图。
图2是一个根据本发明的非同步的电压模式反馈突发模式电路模块图。
图3是一个根据本发明的同步的电压模式反馈突发模式电路模块图。
图4是一个说明根据本发明的同步开关稳压器中的触发器的可能状态的状态表。
图5是一个说明根据本发明的同步开关稳压器中的或非门的可能状态的状态表。
图6是一个根据本发明的同步降压电压模式反馈突发模式电路的模块图。
图7是另一个根据本发明的同步降压电压模式反馈突发模式电路的模块图。
图8是一个根据本发明的同步升压电压模式反馈突发模式电路的模块图。
图9是一个根据本发明的非同步降压电压模式反馈突发模式电路的模块图。
图10是一个边缘检测器的模块图。
图11是一个为上升沿检测器的真值表。
具体实施方式
一般来说,一个开关稳压器通过电源开关的脉冲宽度信号的占空比设置的比例,产生一个与输入电压成比例的输出电压。电压反馈开关稳压器通过检测输出电压和根据输出电压的变化来设置开关稳压器的所需的占空比工作。开关稳压器的输出电压正比于负载所需的相反的电流。当负载需要一个更大的电流,开关停留在打开位置上的时间会增加,以满足负载的电流需求,在本领域普通技术人员众所周知。
本发明允许开关稳压器通过检测输出电压水平,在低输出电流水平时进入突发模式,而不需要直接感应输出的电流。本发明只要通过轻微的修改可以应用于非同步和同步两种转换器中。
根据本发明的原则,一个电压反馈开关稳压器可能适合加入一个自动突发模式。自动突发模式可以提高开关稳压器在电流负载轻的时候的工作效率。此外,检测机制决定了开关稳压器的占空比,并使电路进入突发模式,并且没有在负载电流路径中添加额外的组件。
为了完成发明的目标,一个根据本发明原则设计的开关稳压器设计了一个固定的最小非零信号发生器来近似输出负载,这样,当负载电流低于某个预先确定的级别,开关稳压器进入突发模式。这个信号配合一个脉冲宽度调制(PWM)信号工作,这将进一步被解释,为了控制占空比,稳压器中的PWM信号与输出电压成反比。
一个非同步的系统通常是由一个电源开关连接到一个节点,并且一个二极管从这个节点接到地电势。一个电感器从该节点连接到输出,一个电容器通常从输出节点连接到地面。一个电压反馈放大器在输出节点的电压,指示一个脉冲宽度调制(PWM)电路调整驱动信号的占空比到相应的电源开关。开关控制线的一个逻辑高电平状态打开开关,而逻辑低电平状态使之关闭。
在高负载电流时,当电源开关打开,产生电流时,二极管在剩余的时间产生电流。当电源开关正在产生电流,电感器的电流线性增加,在达到正的峰值之前,立即停止开关电源产生电流。而二极管在产生电流时,在电感的电流线性减小,在达到最小值之前,二极管立即停止产生电流,这样,在电感上的电流脉动峰的平均值等于负载电流,行业中众所周知。随着负载的电流下降,电路到达负载电流低于电感中电流脉动峰的一半。当这种情况发生时,在部分周期中流经电感器的电流反转。
当电感电流反转,电压的输入节点(二极管、开关、电感器满足)高于地电势,通过二极管的电流停止。因此,当电路进入不连续传导状态,二极管产生的电流减少。传导时间的缩短,对二极管来说,可能增加输出电压,因为输出电压是由电源开关和二极管的传导时间设置的。为了保持输出电压恒定,反馈放大器命令PWM电路按二极管传导时间的比例,来减少电源开关的打开时间。
在一个根据本发明的原则构造的非同步的开关稳压器中,一个PWM发生器最好为开关生成一个占空比,最好是形成于一个MOSFET晶体管,但也可以是任何合适的开关半导体,这样占空比与输出电压就成反比。例如,当负载要求的输出电流低的时候,输出电压上升到高于稳定的水平,并且在反馈机制驱动下减小占空比。然而,占空比不会低于一个预先确定的水平,因为固定最小非零工作信号发生器可以防止占空比下降至低于预先确定的水平。因此,占空比将被人为地维持在一个高水平上。
此时,反馈机制试图减少,甚至更多的占空比,因为反馈机制是一个沟通桥梁,使得负载被提供比它需要更多的电流。这额外的供应到负载的电流信号源于固定最小非零工作信号发生器。这一过程持续进行直到反馈机制最后指示脉冲宽度调制器生成器必须产生一个零信号——也就是说,反馈放大器命令开关在一个关闭状态下开始一个工作周期。当一个PWM发生器产生的关闭或零信号在工作周期的一开始,数字逻辑信号被发送到开关稳压器,使之进入突发模式。突发模式禁用最小非零占空比以及正常占空比并且关闭开关稳压器。这种断开状态一直持续到输出电压下降到足够大,以至于反馈机制需要PWM发生器得到一个工作周期开始时为打开的状态。然后PWM发生器在工作周期开始时打开。此后,数字逻辑被通知PWM发生器不再请求一个零输出,开关稳压器重新启动。这个操作的最终结果是在突发模式下节省了能量,因为开关稳压器可以被关闭,直到输出电流要求PWM电路再次开始一个工作周期。
一个同步电压模式开关稳压器可以被修改,使得一种类似于非同步的电压模式开关稳压器进入突发模式。同步情况不同于非同步的情况,二极管被替换为一个第二电源开关,与第一电源开关异相。
同步系统相比起一个异步的系统有更低的能耗。通常,在第二个电源开关耗散的功率是大大低于在一个二极管的耗散功率,因为一个开关可能是一个MOSFET晶体管,它具有一个与其电阻乘以经过它的电流成比例的电压降。这个值通常是低于穿过二极管的典型的700毫伏电压降。
然而,与在非同步的情况下的二极管不同的是,同步情况下的第二个电源开关在两个方向产生电流,当电感电流逆转时不停止。因此,随着负载电流下降,两个开关之间的产生时间比保持不变,输出电压保持不变,PWM电路从不进入突发模式。因此,同步开关稳压器需要附加组件来进入和退出突发模式。
为了让电路进入突发模式,需要一个额外的循环来检测何时电感的电流已经扭转,并且关闭第二电源开关,从而使得它表现的像在异步的情况下的二极管。这可以通过监视通过一个与第二个电源开关串联的电阻元件的电压降来实现。一个比较器适用于测量这个电压降的任务。这个电阻元件最好是开关本身,因为正如上面提到的,当开关导通时,有一个可测量的通过开关的电压降。当电阻元件的电压信号表明电感电流反向,第二个电源开关就被关闭。
通常,一个有电感和寄生电容的电路会有一些必要的响声。在一个根据本发明开关式稳压器中,一旦第二电源开关已经关闭,响声就可能发生。这响声可能会影响整个电阻元件的信号,从而导致第二个电源开关在一个不良的状态下重复地开关。额外的电路最好被添加,来避免由于电路中的响声引起的第二电源开关的循环,它将被进一步说明。
如图1所示,行业中众所周知,一个非同步电压模式开关稳压器系统100通常由第一电源开关102从输入端到节点104,一个二极管106从节点104连接到地电势,一个电感108从一个节点104连接到输出节点114,还有一个电容110从输出节点114连接到地电势。一个反馈放大器112检测在输出节点114的电压,将它与一个参考电压相比较,并且最好当负载电流需要时,指示PWM电路120调整到第一电源开关102的驱动信号的占空比。PWM发生器触发开始一个工作周期的主时钟124。一个逻辑高状态的开关控制电源开关线打开第一电源开关102,而逻辑低状态使之关闭(正如所指出的虚线在PWM发生器122和第一电源开关102。之间的连接)
当高载流时,第一电源开关102在打开时产生电流,二极管106在其余的时间里产生电流。当负载电流下降,电路到达负载电流低于电感108中电流脉动峰的一半。当这种情况发生的时候,电感108中电流在部分工作周期里反相。一旦电感电流反相,在节点104的电压就会升到高于地电势,并且停止通过二极管106的电流传导。因为在输出节点114的输出电压正比于由第一电源开关102与二极管106的传导时间的比率而设置的输入电压,在电路进入不连续传导时,其中二极管106在下个周期开始前停止传导,二极管106导通的时间被减小了。因此,为了保持一个持续的输出电压,反馈放大器112命令脉宽调制器电路120减少第一电源开关102的打开时间。
在本发明的一个实例中,如图2所示,一个电压模式非同步开关稳压器200可以实现本发明自动进入突发模式的原则。在非同步的案例中,电路可以使用上述提到的以改变占空比作为指示来进入突发模式。图2说明了一个实现与本发明准则一致的电路。
图2中的PWM电路220产生一个至少为一个预设最小值的占空比,除非它被指示为完全关闭。如果负载电流下降,并且反馈放大器112需要一个低于预设值的占空比,PWM电路220响应以一个固定最小非零占空比发生器226设置的最小值。第一电源开关102提供的额外的电流引起在输出节点114的电压上升,因而引起反馈放大器112需要甚至小于第一电源开关102的打开时间。反馈放大器112快速调整到需要的更低的占空比,直到它要求一个零占空比来使输出电压回落。PWM电路220能够认出这个情况,因为突发触发器FF1228被作为逻辑电路222的部分而提供的输入端被连接到了PWM发生器122的输出端,因此在每个主时钟周期的开始接收PWM发生器112的输出信号。主时钟信号124初始化所有内部元件的定时信号。如果反馈放大器112需要非零占空比,在每个周期的开始,PWM发生器112的输出会是一个逻辑高电平。如果在每个周期的开始,PWM发生器112的输出是一个逻辑低电平,那么反馈放大器112需要一个零占空比,并且将这个低电平值存在突发触发器FF1228中。突发触发器FF1228中进而通过发送一个逻辑低电平信号到与门232,来禁用第一电源开关的驱动。与门232阻断从固定最小非零占空比发生器226到第一电源开关102的信号路径,这导致开关稳压器200进入突发模式。
在一个本发明可选择的实例中(没有显示),突发触发器FF1228的信号可以被用来关闭稳压电路200中不用的部分,这些部分在突发模式中没有被使用,关闭它们以此达到效率的提升。在突发模式中使用突发触发器FF1228的信号来关闭输出电流限制电路是一个根据本准则合适的实例,因为总体上来说,在突发模式中这将会没有过电流的情况出现。
在跳过了一些周期后,在输出节点114的输出电压下降到一点,在这一点反馈放大器112开始需要再一次输出脉冲。脉宽调制电路220通过在主时钟周期的开始指示PWM发生器122的信号的存在。这个信号作为一个逻辑高电平信号被存在突发触发器FF1228中,重新启用的第一电源开关102的驱动,并且开始接收信号来产生脉冲。如果负载电流仍然是轻载,在输出节点114的电压迅速上升到一点,反馈放大器112需要零脉冲宽度,并且突发周期会重复进行。
现在考虑同步情况下:一个同步开关稳压电路300,如图3所示,不同于非同步的情况下,因为图1和图2中二极管106被替换为一个第二电源开关304,它与第一电源开关102异相。
通过以下事件顺序,第二电源开关打开的同时第一电源开关102关闭:首先,当第一电源开关102打开时,RS锁存器触发器(FF2)302的R输入端为高电平。然而FF2302的S输入端为低电平,因为比较器308的配置和上升沿检测器303。那就是说,只要比较器308记录一个在节点104和地电势之间的正电压,它出现在第一个电源开关102是打开的时候,比较器308发送一个恒定的高电平信号到上升沿检测器303。上升沿检测器303然后发送一个低电平信号到FF2302(见图11中上升沿检测器的状态表,这说明恒定的高电平输入到上升沿检测器303,将输出一个低电平信号。上升沿检测器303的结构显示在图10中,上升沿检测器是一个电路,它在其输入的正转换信号的响应下,在输出端输出一个短的正脉冲。这个结构说明了上升沿检测器仅有在一个由于轻微的三个反相器312的传输延迟引起的正转换下,才会发送一个高电平输出。这种三个反相器的传输延迟引起与门314在正转换的短暂时间里都有一个高电平的输入,行业中众所周知,因此引起与门314端子一个暂时性的高电平输出。因此,所有情况下的输出都如图11中的状态表所示,为逻辑低电平,因为反相器会产生一个低电平信号,或者连接的Vm会产生一个低电平信号。可以通过放置一个电容在一个合适的位置来微调上升沿检测器303的时钟。)因此FF2302的Q输出端会是低电平,因为它的R输入端为高电平,S输入端为低电平(见图2和图4的状态表)。当第一电源开关102关闭,FF2302的R输入端变为低电平,并且或非门306的一个输入变为低电平。FF2302的R输入端变为低电平并不影响FF2302的Q输出,它保持为低电平(见图4中状态表的第二个)。因此,或非门306的两个输入都为低电平,并且或非门306的输出变成高电平,然后打开了第二电源开关304。
不像图1和图2中的二极管,第二电源开关304可以在两个方向上产生电流,并在电流反转的时候不间断。当负载电流下降,第一电源开关102和第二电源开关的传导时间比保持恒定,输出电压保持恒定,PWM电路220处于一个不可修改的状态,不会进入突发模式。
为了使得同步开关稳压器300进入突发模式,需要一个额外的周期来检测何时电感电流反转,然后关闭第二电源开关304,使得第二电源开关304像非同步的例子中的二极管106。在特定的情况下,突发模式可能通过图4和图5中状态表第三个状态被阐述,它们都是两个开关关闭的状态。此状态对应突发模态中,如果在这个状态,在PWM发生器产生的占空比的开始,反馈机制112请求一个零输出,有效地禁用第一电源开关102。
通过以下事件,可能出现两个开关关闭的状态:第一电源开关102放在一个关闭的位置,或“打开”。此后,电感电流不能即时改变,结果,在节点104的电压开始向负值移动。但它通过第二电源开关304保持在一个略低于地电势的电压上,(当在一个打开的位置上,第二电源开关304基本上耦合到节点104到地电势),这几乎同时打开或者关闭了第一电源开关102,如上所述。
当第二电源开关304打开,并且储存在电感108的电流充分消散,节点104电压降和串联在第二电源开关304的电阻元件610(见图6)、被比较器308所衡量的电压变化到正值。比较器308可以测量通过电阻元件610和开关304的电压降,如图6中开关稳压器600所示,或者仅仅通过电阻元件710,如图7中开关稳压器700所示。这种电阻元件最好是第二电源开关本身(如图3所示),因为一些电流消散是由通过第二电源开关304的相对较小的电压,导致第二电源开关304成为一种电阻元件。在后者的情况下,比较器308直接衡量通过第二电源开关304的电压降。
当通过电阻元件的、在优选的第二电源开关304中的电压信号变为正,电感电流被认为已经逆转。第二电源开关304的正电压导致第二电源开关304被关闭,因为比较器308发送了一个高电平信号到上升沿检测器303。
在比较器308的高电平信号的上升沿,上升沿检测器303发送一个高电平信号到RS触发器FF2302的S输入端。这引起S输入端成为高电平,如图11中的状态表的第四个状态所示。从而抬高了RS触发器FF2302的Q输出端。RS触发器FF2302的Q输出端的高电平信号发送一个高电平信号到或非门的306的一个输入端,使得或非门306输出为低电平,见图5的状态表中的第三个状态。如果电路既不是在突发模式,也没有进入突发模式,在第二电源开关304打开的同时,第一电源开关102最好是关闭的,因为脉冲宽度调制电路220需要一个占空比。
当第二个电源开关304关闭,通过在节点104的寄生电容,电感形成一个LC电路,节点104会短暂性的为高阻,并且震荡,行业中众所周知。为了避免当节点104低于地电势时,第二电源开关304不断打开和关闭,第二电源开关304的第一关闭事件被使用,来设置RS锁存器触发器FF2302。在这个第一关闭事件,RS锁存器触发器FF2302保持第二电源开关304在不必要的循环周期中为关闭状态,因为RS锁存器触发器FF2302不会被上升沿检测器303的另外的逻辑低电平或者逻辑高电平输出所影响(见图4的状态表,只要R端保持为低电平,一旦S端变为高电平一次,Q端将不再会被S的改变影响)。当第一开关电源102打开,RS锁存器触发器FF2302输出端Q会成为没有被定义的,在一段时间里,当比较器308发送高电平信号到上升沿检测器303,它发送一个简短的高电平信号到FF2302的S输入端(见图4中的状态表)。但是,这种没有定义的状态并不影响电路的工作,因为或非门306改写了RS锁存器触发器302的Q输出端。
总之,同步和非同步电路的主要区别就在于图3中的第二电源开关304和图1、图2中二极管106。但是,第一电源开关102进入和退出突发模式在同步和非同步电路中是相似的。因此,当在电流大量减少,PWM电路220引起第一电源开102关闭,参照上述非同步电路的描述。
因此,这个修改的同步电路开关进入和退出突发模式的方式类似于描述在图2中的非同步的电路,从而提高在低负载电流的效率,同时保持了同步开关电路在高电流下。
到目前为止,所有被描述的电路都有升压和降压稳压器。降压稳压器被用来减少输出直流电压低于不稳定的输入电压的平均水平。升压稳压器可以用来提高输出直流电压高于不稳定的输入电压的平均水平。
图8展示了一个依据本发明构造的一个升压稳压器800,升压开关稳压器800和图3和图6和图7中的开关稳压器300的首要区别就是电感和开关的位置。
在图8中的升压开关稳压器中,第一电源开关802被放在图1和图2中二极管106的位置上。电感808被放置在图1-3和6-7中第一电源开关102的位置。第二电源开关816被放在图1-3和图6-7中电感108的位置。升压开关稳压器800的输出信号和图1-3和图6-7中降压开关稳压器的主要区别是升压开关稳压器800的输出信号被放大了而不是被减小了。
图9展示了一个依据本发明构造的非同步升压开关稳压器。为同步电路的工作而使用的电路被删除了,取而代之的是连接在输入端904和输出端114之间的二极管906。第一电源开关902与图8中的第一电源开关以相同的目的在工作。
因此电压模式开关稳压器电路能够自动进入和退出突发模式,这一点已经被证明了。这种开关稳压器可以被设计为升压和降压的配置。本领域技术人员也会理解,本发明可以不同于上述的实例,所描述的实例仅为了说明的目的,而不是限制性的,并且本发明仅由权利要求限定范围。
Claims (7)
1.一种电压反馈突发模式电路,其特征是:一个非同步电压模式稳压器有一个输入和一个输出端,所述开关稳压能够自动进入和退出突发模式,开关稳压器包括:一个有占空比的开关电路;一个脉宽调制(PWM)电路,它有一个PWM发生器,一个独立的固定最小非零占空比发生器,一个输入端和一个输出端,所述PWM电路的输出端耦合到开关电路,根据PWM电路提供的信号,开关稳压器进入和退出突发模式;还有一个反馈电路,耦合在开关稳压器的输出和PWM发生器的输入端,它源于开关稳压器的输出端的电压;开关电路包括:一个开关元件,它有一个第一端和一个第二端,第一端耦合到所述开关稳压器的输入端;有一个电感,耦合在开关元件的第二端与开关稳压器的输出端之间;有一个二极管,耦合在开关元件第二端和地电势之间;有一个输出电容,耦合在开关稳压器的输出端和地电势之间;其中PWM发生器包括一个第一输入端,它耦合到反馈电路,还有一个第二输入端和一个输出端,固定最小非零占空比发生器包括一个输入端和一个输出端,PWM电路进一步包括:一个主控时钟,它有一个耦合在PWM发生器的第二输入端的第一输出端,还有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输入端的第二输出端;一个逻辑电路,它有一个耦合到PWM发生器的输出端的第一输入端,有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输出端的第二输入端,一个耦合到主控时钟的第三输出端的第三输入端,还有一个耦合到开关电路的输出端;逻辑电路包括:一个突发触发器,它有一个耦合在PWM发生器的D输入端,有一个耦合到第三时钟输出的时钟输入端,还有一个Q输出端;有一个或门,它有一个耦合在PWM发生器输出的第一输入端,一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输出端的第二输入端,还有一个输出端;有一个与门,它有一个耦合到所述或门的第一输入端,有一个耦合到所述突发触发器的Q输出端的第二输入端,还有一个耦合到所述开关电路的输出端,这样与门就设置了所述开关电路的占空比;所述反馈电路包括一个反馈放大器,它有一个耦合到一个参考电压的正端,和一个耦合到开关稳压器输出端的负端,还有一个耦合到PWM电路输入端的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种电压反馈突发模式电路,其特征是:一个同步电压模式稳压器有一个输入和一个输出端,所述开关稳压能够自动进入和退出突发模式,开关稳压器包括:一个有占空比的开关电路;一个脉宽调制(PWM)电路,他有一个PWM发生器,一个独立的固定最小非零占空比发生器,一个输入端和一个输出端,所述PWM电路的输出端耦合到开关电路,根据PWM电路提供的信号,开关稳压器进入和退出突发模式;还有一个反馈电路,耦合在开关稳压器的输出和PWM发生器的输入端,它源于开关稳压器的输出端的电压;所示开关电路包括:一个第一开关元件,它有一个第一端和第二端,第一端耦合到开关稳压器的输入端,第一开关元件连接到PWM电路,这样第一开关元件在PWM电路提供的第一占空比的响应下,打开或者关闭;有一个耦合在第一开关元件的第二端和开关稳压器输出端之间的电感;有一个耦合在PWM电路输出端和第一开关元件的第二端之间的第二开关元件,它在第二占空比的响应下部分打开和关闭;有一个耦合在开关稳压器输出端和地电势之间的输出电容;其中第二开关元件包括:一个比较器,有一个负端,一个正端和一个输出端,正端耦合在第一开关元件的第二端,负端耦合到地电势;有一个RS锁存器触发器,它有一个R输入端,一个S输入端和一个Q输出端,S输入端耦合到上升沿监测器输出,R输入端耦合到PWM电路的输出端;有一个或非门,它有一个第一输入端,一个第二输入端和一个输出端,第一输入连接到PWM电路的输出,第二输入端连接到RS锁存器触发器的Q输出端,或非门的输出端连接到第二开关元件,这样或非门的输出为第二开关元件提供了占空比;第二开关元件包括:一个电阻元件,耦合在第二开关元件的第二端和地电势之间;一个比较器,有一个负端,一个正端和一个输出端,正端耦合在第一开关元件的第一端,负端耦合到地电势;一个上升沿监测器,它有一个连接到比较器输出端的输入端,还有一个输出端;有一个RS锁存器触发器,它有一个R输入端,一个S输入端和一个Q输出端,S输入端耦合到上升沿监测器输出,R输入端耦合到PWM电路的输出端;有一个或非门,它有一个第一输入端,一个第二输入端和一个输出端,第一输入连接到PWM电路的输出,第二输入端连接到RS锁存器触发器的Q输出端,或非门的输出端连接到第二开关元件,这样或非门的输出打开和关闭第二开关元件;第二开关元件包括:一个电阻元件,耦合在第二开关元件的第二端和地电势之间;一个比较器,有一个负端,一个正端和一个输出端,正端耦合在第二开关元件的第二端,负端耦合到地电势;一个上升沿监测器,它有一个连接到比较器输出端的输入端,还有一个输出端;有一个RS锁存器触发器,它有一个R输入端,一个S输入端和一个Q输出端,S输入端耦合到上升沿监测器输出,R输入端耦合到PWM电路的输出端;有一个或非门,它有一个第一输入端,一个第二输入端和一个输出端,第一输入连接到PWM电路的输出,第二输入端连接到RS锁存器触发器的Q输出端,或非门的输出端连接到第二开关元件,这样或非门的输出能够打开和关闭第二开关元件;PWM产生器包括一个耦合到反馈电路的第一输入,一个第二输入和一个输出端,固定最小非零占空比发生器包括一个输入端和一个输出端,所述PWM电路进一步包括:有一个输入端、一个输出端的固定最小非零占空比发生器;一个主控时钟,它有一个耦合在PWM发生器的第二输入端的第一输出端,还有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的第二输出端,还有一个耦合到突发触发器的时钟输入端的第三输出端;一个逻辑电路,它有一个耦合到PWM发生器的输出端的第一输入端,有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输出端的第二输入端,一个耦合在主控时钟第三输出端的第三输入端,还有一个耦合到开关电路的输出端;其中逻辑电路包括:一个突发触发器,它有一个耦合在PWM发生器的D输入端,有一个时钟输入端,还有一个Q输出端;有一个主控时钟,有一个耦合在PWM发生器的第二输入端的第一输出端,还有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输入端的第二输出端,还有一个耦合到突发触发器的时钟输入端的第三输出端;有一个或门,它有一个耦合在PWM发生器输出端的第一输入端,一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输出端的第二输入端,还有一个输出端;有一个与门,它有一个耦合到所述或门的第一输入端,有一个耦合到所述突发触发器的Q输出端的第二输入端,还有一个耦合到所述开关电路的输出端;其中反馈电路包括一个反馈放大器,它有一个耦合到一个参考电压的正端,一个耦合到开关稳压器输出端的负端,还有一个耦合到PWM电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种电压反馈突发模式电路,其特征是:一个非同步升压模式开关稳压器有一个输入端和一个输出端,所述开关稳压能够自动进入和退出突发模式,开关稳压器包括:一个有占空比的开关电路;一个脉宽调制(PWM)电路,他有一个PWM发生器,一个独立的固定最小非零占空比发生器,一个输入端和一个输出端,所述PWM电路的输出端耦合到开关电路,占空比被PWM电路所设置,根据PWM电路提供的信号,开关稳压器进入和退出突发模式;还有一个反馈电路,耦合在开关稳压器的输出和PWM发生器的输入端,它源于开关稳压器的输出端的电压;有一个反馈电路,它耦合在开关稳压器的输出端和PWM电路输入端,这样就提供了一个反馈信号到所述PWM电路,来表示在开关稳压器输出端相对应的电压;其中开关电路包括:一个有第一端和第二端的电感,第一端耦合到开关稳压器的输入端;有一个开关元件,耦合在所述电感的第二端和地电势之间;有一个二极管,它耦合在电感的第二端和开关稳压器输出端之间;还有一个输出电容耦合在开关稳压器输出端和地电势之间;其中PWM发生器包括一个耦合到反馈电路的第一输入端,一个第二输入端,还有一个输出端,所述的固定最小非零占空比发生器包括一个输入端和一个输出端,PWM电路进一步包括:一个主控时钟,它有一个耦合在PWM发生器的第二输入端的第一输出端,还有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输入端的第二输出端,还有一个第三输出端;一个逻辑电路,它有一个耦合到PWM发生器的输出端的第一输入端,有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输出端的第二输入端,一个耦合在主控时钟第三输出端的第三输入端,还有一个耦合到开关电路的输出端;其中逻辑电路包括:一个突发触发器,它有一个耦合在PWM发生器输出端的D输入端,有一个耦合到第三时钟输出的时钟输入端,还有一个Q输出端;有一个或门,它有一个耦合在PWM发生器输出的第一输入端,一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输出端的第二输入端,还有一个输出端;有一个与门,它有一个耦合到所述或门的第一输入端,有一个耦合到所述突发触发器的Q输出端的第二输入端,还有一个耦合到所述开关电路的输出端,这样与门就设置了所述开关电路的占空比;其中反馈电路包括一个反馈放大器,它有一个耦合到一个参考电压的正端,一个耦合到开关稳压器输出端的负端,还有一个耦合到PWM电路的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种电压反馈突发模式电路,其特征是:一个非同步升压模式开关稳压器有一个输入端和一个输出端,所述开关稳压能够自动进入和退出突发模式,开关稳压器包括:一个有第一端和第二端的电感,第一端连接到开关稳压器的输入端;一个第一电源开关,它有一个第一占空比,第一电源开关耦合在电感的第二端和地电势之间;有一个第二电源开关,它有一个耦合到电感的第二端的第一端和一个耦合到开关稳压器输出端的第二端,它有一个第二占空比;一个比较器,它有一个耦合到开关稳压器输出端的正端,一个耦合到电感第二端的负端,还有一个输出端;一个上升沿监测器,它有一个连接到比较器输出端的输入端,还有一个输出端;有一个RS锁存器触发器,它有一个R输入端,一个S输入端和一个Q输出端,S输入端耦合到上升沿监测器输出,R输入端耦合到PWM电路的输出端;一个或非门,它有一个耦合到锁存器触发器的Q输出端的第一输入端,一个第二输入端和一个连接到第二电源开关的输出端,这样或非门就为第二电源开关提供了第二占空比;一个耦合在开关稳压器输出端和地电势之间的电容;一个反馈放大器,它有一个耦合到一个参考电压的正端,一个耦合到开关稳压器输出端的负端,还有一个输出端;一个PWM发生器,它有一个耦合到反馈放大器的输出端的第一输入端,一个第二输入端和一个输出端;一个有一个输入端和一个输出端的固定最小非零占空比发生器;一个突发触发器,它有一个耦合在PWM发生器输出端的D输入端,一个时钟输入端,还有一个Q输出端;有一个主控时钟,它有一个耦合在PWM发生器的第二输入端的第一输出端,还有一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输入端的第二输出端,还有一个耦合到突发触发器的时钟输入端的第三输出端;有一个或门,它有一个耦合在PWM发生器输出端的第一输入端,一个耦合到固定最小非零占空比发生器的输出端的第二输入端,还有一个输出端;有一个与门,它有一个耦合到所述或门的第一输入端,有一个耦合到所述突发触发器的Q输出端的第二输入端,还有一个耦合到所述突发触发器的R输入端,并且耦合到或门的第二输入端,并且连接到所述第一电源开关,这样与门就为开关电路设置了占空比。
5.根据权利要求1所述的一种电压反馈突发模式电路,其特征是:一个非同步电压模式稳压器有一个输入和一个输出端,所述开关稳压能够自动进入和退出突发模式,开关稳压器包括:一个有占空比的开关电路;一个脉宽调制(PWM)电路,它有一个PWM发生器,一个独立的固定最小非零占空比发生器,一个输入端和一个输出端,所述PWM电路的输出端耦合到开关电路,占空比被PWM电路所设置,根据PWM电路提供的信号,开关稳压器进入和退出突发模式;还有一个反馈电路,耦合在开关稳压器的输出和PWM发生器的输入端,它源于开关稳压器的输出端的电压,其中反馈信号是为了设置占空比,在一个轻载的情况下,独立固定最小非零占空比发生器提供一个最小信号到PWM电路,保持占空比在一个高于反馈电路所设置的水平上,直到反馈电路设置了一个零占空比,在这一时刻,开关稳压器进入突发模式。
6.根据权利要求1所述的一种电压反馈突发模式电路,其特征是:一个同步电压模式稳压器有一个输入和一个输出端,所述开关稳压能够自动进入和退出突发模式,开关稳压器包括:一个有第一占空比和第二占空比的开关电路,第二占空比大致上与第一占空比异相;一个脉宽调制(PWM)电路,它有一个PWM发生器,一个独立的固定最小非零占空比发生器,一个输入端和一个输出端,所述PWM电路的输出端耦合到开关电路,第一占空比被PWM电路所设置,第二占空比部分被PWM电路所设置,根据PWM电路提供的信号,开关稳压器进入和退出突发模式;还有一个反馈电路,耦合在开关稳压器的输出和PWM发生器的输入端,它源于开关稳压器的输出端的电压,其中反馈信号是为了设置第一占空比,并且部分设置第二占空比,在一个轻载的情况下,独立固定最小非零占空比发生器提供一个最小信号到PWM电路,保持占空比在一个高于反馈电路所设置的水平上,直到反馈电路设置了一个零占空比,在这一时刻,开关稳压器进入突发模式。
7.根据权利要求1所述的一种电压反馈突发模式电路,其特征是:一个非同步升压模式稳压器有一个输入和一个输出端,所述开关稳压能够自动进入和退出突发模式,开关稳压器包括:一个有占空比的开关电路;一个脉宽调制(PWM)电路,它有一个PWM发生器,一个独立的固定最小非零占空比发生器,一个输入端和一个输出端,所述PWM电路的输出端耦合到开关电路,占空比被PWM电路所设置,根据PWM电路提供的信号,开关稳压器进入和退出突发模式;还有一个反馈电路,耦合在开关稳压器的输出和PWM发生器的输入端,它源于开关稳压器的输出端的电压,其中反馈信号是为了设置占空比,在一个轻载的情况下,独立固定最小非零占空比发生器提供一个最小信号到PWM电路,保持占空比在一个高于反馈电路所设置的水平上,直到反馈电路设置了一个零占空比,在这一时刻,开关稳压器进入突发模式。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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