CN105680690B - Dc-dc转换器的电流反馈和偏移电压消除 - Google Patents

Dc-dc转换器的电流反馈和偏移电压消除 Download PDF

Info

Publication number
CN105680690B
CN105680690B CN201510888438.2A CN201510888438A CN105680690B CN 105680690 B CN105680690 B CN 105680690B CN 201510888438 A CN201510888438 A CN 201510888438A CN 105680690 B CN105680690 B CN 105680690B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
converter
current
feedback
couple
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510888438.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105680690A (zh
Inventor
拉尔夫·拜尔
格哈特·奥斯特洛
罗德里格·莫拉-桑切斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP BV
Original Assignee
NXP BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NXP BV filed Critical NXP BV
Publication of CN105680690A publication Critical patent/CN105680690A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105680690B publication Critical patent/CN105680690B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Devices For Supply Of Signal Current (AREA)

Abstract

描述了用于直流(DC)‑DC转换器的电流反馈电路和操作DC‑DC转换器的电流反馈电路的方法的实施例。在一个实施例中，一种直流(DC)‑DC转换器的电流反馈电路，所述电流反馈电路包括：电流复制电路，被配置为基于DC‑DC转换器的接通时间向DC‑DC转换器提供电流反馈；以及交流(AC)‑耦合电路，被配置为向电流反馈电路的调节电路添加所述电流反馈，并从电流复制电路移除DC电压。调节电路包括滤波器电路，所述滤波器电路被配置为补偿由电流反馈导致的DC‑DC转换器的输出电压的偏移。还描述了其他实施例。

Description

DC-DC转换器的电流反馈和偏移电压消除
背景技术
DC-DC转换器将直流(DC)电源从一个电压电平转换为另一个电压电平。DC-DC转换器可以是例如降压DC-DC转换器(其中输入电压比输出电压高)、升压DC-DC转换器(其中输入电压低于输出电压)或降压-升压DC-DC转换器(其中输入电压高于或低于输出电压)。
在DC-DC转换器(例如降压DC-DC转换器、升压DC-DC转换器或降压-升压DC-DC转换器)中，可以反馈DC-DC转换器的输出电流的一部分，以形成稳定调节环路。然而，由于电流反馈，会在基于恒定接通时间(on-time)的DC-DC转换器的输出电压中产生偏移。为了产生在当前范围中的精确调节的输出电压，需要补偿输出电压偏移。此外，针对低功耗的系统，需要建立反馈电流而不显著增加静态电流。
发明内容
描述了直流(DC)-DC转换器的电流反馈电路和用于操作DC-DC转换器的电流反馈电路的方法的实施例。在一个实施例中，一种DC-DC转换器的电流反馈电路包括：电流复制电路，被配置为基于DC-DC转换器的接通时间向DC-DC转换器提供电流反馈；以及交流(AC)-耦合电路，被配置为向电流反馈电路的调节电路添加电流反馈，并从电流复制电路移除DC电压。调节电路包括滤波器电路，所述滤波器电路被配置为补偿由电流反馈导致的DC-DC转换器的输出电压的偏移。与使用复杂电路来实现电流反馈和偏移消除的传统电流反馈电路相比，电流反馈电路仅依赖于用于电流复制的DC-DC转换器的内部信号，并且不需要外部电源。因此，与使用复杂电路来实现电流反馈和偏移消除的传统电流反馈电路相比，电流反馈电路可以用具有较低组件成本的较小封装来实现。还描述了其他实施例。
在一个实施例中，DC-DC转换器的电流反馈电路包括电流复制电路和AC-耦合电路，电流复制电路被配置为基于DC-DC转换器的接通时间来向DC-DC转换器提供电流反馈，并且AC-耦合电路被配置为向电流反馈电路的调节电路添加电流反馈并从电流复制电路移除DC电压。调节电路包括滤波器电路，该滤波器电路被配置为补偿电路反馈导致的DC-DC转换器的输出电压的偏移。
在一个实施例中，一种DC-DC转换器的电流反馈电路包括：电阻器-电容器(RC)网络，被配置为基于参考电压和DC-DC转换器的接通时间产生电流；以及第二电容器，与第一电阻器和第一电容器之间的节点连接并被配置为：向电流反馈电路的调节电路添加电流反馈，并从RC网络移除DC电压。调节电路包括：反馈划分器电路，与第二电容器连接，并被配置为基于DC-DC转换器的输出电压来产生划分反馈信号；低通滤波器，与第二电容器和反馈划分器电路连接，并被配置为通过对作为电流和划分反馈信号的组合的信号进行滤波以产生经过滤波的信号，来补偿由电流导致的DC-DC转换器的输出电压的偏移；以及反馈比较器，被配置为将所述信号与经过滤波的信号进行比较。RC网络包括第一电阻器和第一电容器组成。
在一个实施例中，一种操作DC-DC转换器的电流反馈电路的方法包括：基于DC-DC转换器的接通时间来提供DC-DC转换器的电流反馈；以及对由电流反馈导致的DC-DC转换器的输出电压的偏移进行补偿。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，将清楚本发明实施例的其它方面和优点，其中附图是以本发明的原理为例描绘的。
图1是根据本发明实施例的电流反馈电路的示意框图。
图2示出了图1中所示的电流反馈电路的实施例。
图3示出了图2中所示的电流反馈电路的实施例。
图4示出了其中能够使用图3的电流反馈电路的DC-DC转换器的实施例。
图5是根据本发明的实施例的用作操作DC-DC转换器的电流反馈电路的方法的工艺流程图。
贯穿本描述，可以将相似的附图标记用于表示相似的元件。
具体实施方式
将容易理解，可以在多种多样的不同配置中布置和设计这里所概述的和在附图中示出的实施例的组件。因此，在附图中所示的多种实施例的以下详细描述不是为了限制本公开的范围，而仅代表多种实施例。尽管在附图中呈现了实施例的多个方面，但是除非明确说明，否则附图不必是按比例绘制的。
所述实施例应在各方面理解为仅是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附权利要求表示的，而不是通过这些详细描述表示的。在权利要求的等价物的意义和范围内的所有改变都应包含在权利要求的范围内。
贯穿本说明书对特征、优点或相似语言的引述并不表示可以通过本发明实现的所有特征和优点应该在或在任何单个实施例中。相反地，提及特征和优点的语言应理解为意味着结合实施例所述的特定特征、优点或特点包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征和优点的描述及相似的语言可以但不一定指代相同的实施例。
此外，在一个或多个实施例中可以以任何合适的方式对本发明的所述特征、优点及特点进行组合。本领域技术人员将理解，根据文中的描述，可以在不具有特定实施例的一个或多个具体特征或优点的情况下来实施本发明。在其它情况下，在可能没有出现在本发明的所有实施例中的特定实施例中，可以识别附加特征和优点。
贯穿本说明书对“一个实施例”、“一种实施例”或相似语言的引述意味着结合所表明的实施例所述的特定特征、结构、或特点包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在一种实施例中”及相似语言可以但不必均指代相同的实施例。
图1是根据本发明的实施例的电流反馈电路100的示意框图。在图1所示的实施例中，电流反馈电路包括电流复制电路102、AC-耦合电路104和调节电路116。电流反馈电路可以为DC-DC转换器提供电流反馈以及相应的偏移电压消除。尽管图1中所示的电流反馈电路包括特定组件，但是在一些实施例中，电流反馈电路包括更少或更多组件以实现更少或更多的功能。
与使用具有有源组件的复杂电路来实现电流反馈和偏移消除的传统电流反馈电路相比，图1中所示的电流反馈电路100依赖于用于电流复制的DC-DC转换器的内部信号，并且不需要外部电源。因此，电流反馈电路可以仅使用无源组件来产生复制电流反馈。与使用复杂电路来实现电流反馈和偏移消除的传统电流反馈电路相比，电流反馈电路可以用具有较低组件成本的较小封装来实现。
电流反馈电路100的电流复制电路102被配置为基于DC-DC转换器的接通时间来提供DC-DC转换器的电流反馈。DC-DC转换器的接通时间可以是例如DC-DC转换器的功率级的接通时间。在一些实施例中，电流复制电路包括电阻器-电容器(RC)网络，电阻器-电容器(RC)网络可以包括电阻器和电容器。在一个实施例中，电流复制电路仅包括一个电阻器和一个电容器或由一个电阻器和一个电容器组成。电流复制电路可以被配置为基于参考电压和DC-DC转换器的接通时间来提供电流。在这些实施例中，如果在升压DC-DC转换器中使用电流反馈电路，则参考电压是DC-DC转换器的输入电压，并且如果在降压DC-DC转换器中使用电流反馈电路，则参考电压被设置为DC-DC转换器的输出电压。针对降压-升压DC-DC转换器，可以将参考电压动态地设置为合适的电压。
电流反馈电路100的AC-耦合电路104被配置为向电流反馈电路的调节电路116添加电流反馈，并从电流复制电路102移除DC电压。在一些实施例中，AC-耦合电路包括电容器。在一个实施例中，AC-耦合电路仅包括一个电容器或仅由一个电容器组成。
电流反馈电路100的调节电路116被用于稳定输出负载范围上的输出DC-分量。在一些实施例中，调节电路用于通过控制例如相应DC-DC转换器的恒定接通定时器(未示出)来控制相应DC-DC转换器。在图1中所示的实施例中，调节电路包括滤波器电路108。在一些实施例中，滤波器电路被配置为补偿由电流复制电路102产生的电流反馈所导致的相应DC-DC转换器的输出电压的偏移。相应DC/DC转换器的输出电压或相应DC/DC转换器的输出电压的缩放版本可以用作滤波器电路的参考电压。
图2示出了图2的电流反馈电路100的实施例。在图2所示的实施例中，电流反馈电路200包括电流复制电路202、AC-耦合电路204和调节电路216，调节电路216包括反馈划分器电路206、低通滤波器208和比较器210。电流反馈电路被用于为DC-DC转换器提供电流反馈。图2中所示的电流反馈电路200是图1中所示的电流反馈电路100的实施例。然而，图1中所示的电流反馈电路不限于图2中所示的实施例。
电流反馈电路200的电流复制电路202被配置为基于来自DC-DC转换器的恒定接通定时器212的相应DC-DC转换器的定时和参考电压来产生电流。
电流反馈电路200的AC-耦合204与电流复制电路202连接并被配置为将电流复制电路202与反馈器电路206AC耦合，以向通过反馈划分器电路206产生的划分反馈信号添加反馈电流。AC-耦合电路还用于从电流复制电路移除任意DC电压。AC耦合电路可以基于来自电流复制电路的电流来产生处理后的电流，或简单地传送/中继来自电流复制电路的电流。
电流反馈电路200的反馈划分器电路206与AC-耦合电路204连接，并被配置为从相应DC-DC转换器接收反馈信号，并产生划分反馈信号。在一些实施例中，反馈信号是DC-DC转换器的输出电压信号或输出电流信号。
电流反馈电路200的低通滤波器208与AC-耦合电路204和反馈划分器电路206连接，并被配置为：通过由反馈划分器电路对作为来自AC-耦合电路的电流和通过反馈划分器电路产生的划分反馈信号的组合的信号进行滤波以产生经过滤波的信号，来补偿由电流复制电路202产生的电流反馈所导致的相应DC-DC转换器的输出电压的偏移。相应DC/DC转换器的输出电压或相应DC/DC转换器的输出电压的缩放版本可以用作低通滤波器的参考电压。
电流反馈电路200的比较器210被配置为将作为通过由电流复制电路202产生的电流和通过反馈划分器电路206产生的划分反馈信号的组合的信号与来自低通滤波器208的经过滤波的信号进行比较。来自比较器的比较结果输入到相应DC-DC转换器的恒定接通定时器212中，以产生接通时间信号，将该接通时间信号输入到电流复制电路202中。
图3示出了图2的电流反馈电路200的实施例。在图3所示的实施例中，电流反馈电路300包括电流复制电路302、AC-耦合电路304和调节电路316，调节电路316包括反馈划分器电路306、低通滤波器308和反馈比较器310。电流反馈电路被用于为DC-DC转换器提供电流反馈。图3中所示的电流反馈电路300是图2中所示的电流反馈电路200的实施例。然而，图2中所示的电流反馈电路不限于图3中所示的实施例。
电流反馈电路300可以仅使用无源组件来产生复制电流反馈，避免使用有源组件。此外，电流反馈电路可以仅依赖于用于电流复制的相应DC-DC转换器的内部信号，并减少对于外部电源的需要。此外，电流反馈电路对于低通滤波器308没有特殊的速度要求。
电流反馈电路300的电流复制电路302使用RC网络或RC组合314来提供DC-DC转换器的电流复制。具体地，RC网络314包括电阻器“Rreplica”和电容器“Creplica”。可以对RC网络的设定大小(dimensioned)，使得线性斜率建立电流复制。相应DC-DC转换器的线圈中的电流随时间是线性函数。为建立复制电流，使用RC网络的充电斜率的最线性的部分，使得RC网络的电容器“Creplica”的电压斜率直接正比于相应电感器电流的电流斜率。在一些实施例中，电阻器“Rreplica”的电阻“R”和电容器“Creplica”的电容“C”满足：
τ＝R*C≥Tonmax (1)
以保持电容器“Creplica”的充电特征的线性部分，其中Tonmax代表DC-DC转换器的最大接通时间。电容器“Creplica”的端子330与输入端子“Vin”连接。在一些实施例中，如果RC网络被用作升压DC-DC转换器，则电容器“Creplica”的端子330与相应升压DC-DC转换器的输入电压连接。备选地，如果RC网络被用作降压DC-DC转换器，则电容器“Creplica”的端子330与降压DC-DC转换器的输出电压连接。在图3中所示的实施例中，通过内部信号“IN”来驱动RC网络，其表示相应DC-DC转换器的功率级的接通时间。具体地，电阻器“Rreplica”与相应DC-DC转换器的恒定接通定时器312的输出端子334连接，所述恒定接通定时器312定义了相应DC-DC转换器的功率级的接通时间。与使用外部信号驱动电流复制电路相比，使用内部信号“IN”来驱动电流复制电路可以减小或消除对与具有例如较高电压的外部电路(例如，如在DC-DC升压转换器中)的连接的需要，并可以减小或消除负向电压(例如，如在DC-DC降压转换器中)。
RC网络314的输出电压包含AC分量和DC分量二者，AC-分量与相应DC-DC转换器的线圈的复制电流有关，DC分量会不利地影响调节电路316的操作。在图3中所示的实施例中，AC-耦合电路304包括与电阻器“Rreplica”和电容器“Creplica”之间的节点332连接的电容器“CC”。电容器“CC”被用于移除RC网络的输出电压的DC分量。移除复制电流的DC分量允许电流复制电路产生复制电流，而不显著地影响调节电路316的操作。在一些实施例中，设置电阻器“Rreplica”的电阻和电容器“CC”的电容，使得反馈电流足够强以避免不稳定性。
反馈划分器电路306包括划分器网络340和前馈电容器“CFF”，划分器网络340包括两个电阻器“RFB,1”和“RFB,2”。在图3所示的实施例中，电阻器“RFB,1”和前馈电容器“CFF”与反馈端子“FB”连接，从反馈端子“FB”接收具有反馈电流(例如，相应DC-DC转换器的输出电流)或反馈电压(例如，相应DC-DC转换器的输出电压)的反馈信号。来自电容器“CC”的处理后的复制电流“ILin,FB”被添加至来自电阻器“RFB,1”和“RFB,2”之间的节点342处的反馈划分器电路306的划分输出信号。
来自电流复制电路302的反馈电流会导致DC偏移。在图3所示的实施例中，低通滤波器308被用于补偿由反馈电流导致的DC-偏移。低通滤波器包括运算跨导放大器(OTA)“gm”和电容器“CLP”。相应DC/DC转换器的输出电压或相应DC/DC转换器的输出电压的缩放版本可以用作OTA“gm”的参考电压“VREF,DCDC”。在一些实施例中，相应DC-DC转换器的输出电压“VOUT.DCDC”可以被表达为：
VOUT.DCDC＝(1+R1/R2)*VREF.DCDC (2)
其中R1、R2分别表示电阻器“RFB,1”和“RFB,2”的电阻。
低通滤波器308是用于在输出负载范围上稳定输出DC-分量的调节/反馈电路316的一部分。例如，低通滤波器可以纠正由电流反馈导致的DC/DC转换器的输出电压中的偏差。此外，低通滤波器还可以基于来自反馈划分器的划分输出电压、基于来自AC-耦合电路304的复制电流，以及基于DC/DC转换器的输出电压来提供DC均值。可以通过选择0dB频率来指示低通滤波器的速度，使得反馈电路可以按预想那样工作。
来自反馈划分电路306的划分输出电压与来自AC-耦合电路304的复制电流组合，并将组合结果反馈到低通滤波器308中，并用作反馈比较器310的参考。在图3所示的实施例中，低通滤波器的输出(例如DC均值)充当反馈比较器的输入信号，反馈比较器将低通滤波器的输出与划分输出电压与电流复制信号相加所得到的信号进行比较。基于输入，反馈比较器产生触发信号，以通过恒定接通定时器的输入端子336来控制恒定接通定时器312。
图4示出了其中可以使用图3的电流反馈电路300的升压DC-DC转换器460的实施例。在图4中所示的实施例中，升压DC-DC转换器包括电流反馈电路300、恒定接通定时器312、功率级电路642和线圈/绕组490。功率级电路包括带隙和温度监控电路464、具有软启动电路468的脉冲产生和保护逻辑466、零电流检测器470、先开后合栅极驱动器电路472和栅极电路474。栅极电路包括第一晶体管/二极管组合478和第二晶体管/二极管组合484，第一晶体管/二极管组合478包括晶体管480和二极管482，第二晶体管/二极管组合484包括晶体管486和二极管488。DC-DC转换器具有输入端子492和输出端子494，从输入端子492接收输入电压“VBAT”，从输出端子494输出输出信号“VOUT”。DC-DC转换器的输出端子与外部电容器“CEXT”连接。DC-DC转换器与端子496连接，端子496与地(GND)连接。图4中所示的DC-DC转换器是其中能够使用图3中的电流反馈电路的DC-DC转换器的一种可能的实施例。然而，其中可以使用图3的电流反馈电路的DC-DC转换器不限于图4中所示的实施例。
恒定接通定时器312根据比较器(310)启动的输入电压来提供活动和非活动的循环，使得产生定义的接通时间和关断时间。
带隙和温度监控电路464可以使用双极晶体管和电压复用器(例如馈入双极晶体管的vbe和电压复用器的vt-电流)，以产生带隙参考，其在特定温度范围内传送近似恒定的电压。带隙和温度监控电路还可以使用由恒定电流供电的双极二极管，以根据温度提供电压。双极晶体管的已知vbe和双极晶体管的已知温度系数可以提供预定的温度。带隙-参考的划分部分的电压(接近与温度无关的)以及双极二极管的电压(负温度系数)可以提供阈值，以减小转换器460的活动相位，和/或切换功率级462。在一些实施例中，带隙和温度监控电路使用与带隙和通过恒定电流供电的双极二极管两端的电压连接的比较器。
在启动阶段，激活脉冲可以限制在它的持续时间中，使得通过线圈490的电流是有限的(浪涌电流)。软启动电路468允许脉冲接通时间用固定的关闭时间从接近0增加至它的最大值。
零电流检测器470充当第一保护电路，如果线圈电流接近零线圈提供信号并且关闭传导晶体管以避免晶体管480中的反向电流，则零电流检测器470提供信号。此外，零电流检测器检测断开反馈，例如从VOUT向内部反馈电流断开连接，使用比较器来测量信号VOUT与反馈端子“FB”处的信号之间的电压差异。
先开后合电路472可以定义接通时间的偏差，以避免用在另一个晶体管导通之前必须关闭单个晶体管的方式来通过NMOS和PMOS功率级传导。
图5是根据本发明的实施例的用作操作DC-DC转换器的电流反馈电路的方法的工艺流程图。电流反馈电路可以与图1中所示的电流反馈电路100、图2中所示的电流反馈电路200、图3中所示的电流反馈电路300和/或图4中所示的电流反馈电路400类似。DC-DC转换器可以与图4中所示的DC-DC转换器430类似或相同。在块502处，基于DC-DC转换器的接通时间为DC-DC转换器提供电流反馈。在块504处，补偿由电流反馈导致的DC-DC转换器的输出电压的偏移。
尽管以特定顺序示出并描述了本文方法的操作，但是可以改变方法的操作的顺序，使得可以以相反顺序执行特定操作或使得可以至少部分地与其它操作同时来执行特定操作。在另一实施例中，可以以断续和/或交替的方式来实现不同操作的指令或子操作。
此外，尽管示出或描述的本发明的特定实施例包括这里所述或所示的若干组件，但是本发明的其它实施例可以包括更少或更多的组件，来实现更少或更多的特征。
此外，尽管示出并描述了本发明的特定实施例，但是本发明不限于所述和所示部件的特定形式或排列。本发明的范围将由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (18)

1.一种直流DC-DC转换器的电流反馈电路，所述电流反馈电路包括：
电压划分器电路，其具有耦接到DC-DC转换器的输出的输入端、以及输出端；
反馈比较器，其具有第一输入、耦接到电压划分器电路的输出端的第二输入、以及输出；
滤波器电路，其具有用于接收参考电压的第一输入、耦接到电压划分器电路的输出端的第二输入、以及耦接到反馈比较器的第一输入的输出；
电流复制电路，包括：
电阻器，其具有第一端和第二端，第一端耦接到反馈比较器的输出；以及
第一电容器，其具有第一端和第二端，第一端耦接到电阻器的第二端，第二端耦接到电源；
电流复制电路被配置为基于DC-DC转换器的接通时间向DC-DC转换器提供电流反馈；以及
交流AC-耦合电路，被配置为向电流反馈电路的调节电路添加所述电流反馈，并从电流复制电路移除DC电压，交流AC-耦合电路包括第二电容器，其具有第一端和第二端，第二电容器的第一端耦接到第一电容器的第一端，第二电容器的第二端耦接到电压划分器电路的输出端；
其中，调节电路包括该滤波器电路，所述滤波器电路被配置为补偿由电流反馈导致的DC-DC转换器的输出电压的偏移；
其中，反馈比较器的输出耦接到恒定接通定时器的输入；恒定接通定时器的输出耦接到电流复制电路的电阻器的第一端。
2.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，所述电阻器和第一电容器使用无源器件形成。
3.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，电流复制电路包括电阻器-电容器RC网络，所述RC网络包括所述电阻器和所述第一电容器。
4.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，电流复制电路被配置为基于参考电压和DC-DC转换器的接通时间来产生电流。
5.根据权利要求4所述的电流反馈电路，其中，如果DC-DC转换器是升压DC-DC转换器，则参考电压是DC-DC转换器的输入电压。
6.根据权利要求4所述的电流反馈电路，其中，如果DC-DC转换器是降压DC-DC转换器，则参考电压是DC-DC转换器的输出电压。
7.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，滤波器电路包括跨导放大器。
8.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，第二电容器使用无源器件形成。
9.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，滤波器电路包括低通滤波器。
10.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，所述电压划分器电路包括第二电阻器、第三电阻器、以及第三电容器；第二电阻器具有耦接到DC-DC转换器的输出的第一端、以及耦接到电压划分器电路的输出端的第二端；第三电阻器具有耦接到第二电阻器的第二端的第一端、以及耦接到接地端的第二端；第三电容器具有耦接到第二电阻器的第一端的第一端、以及耦接到第二电阻器的第二端的第二端。
11.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，反馈信号是DC-DC转换器的输出电压。
12.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，电流复制电路被配置为基于参考电压和DC-DC转换器的接通时间来产生电流，其中，滤波器电路包括低通滤波器，其中所述低通滤波器与交流AC-耦合电路和电压划分器电路连接并被配置为对作为电流和经划分的反馈信号的组合的信号进行滤波，以产生经过滤波的信号。
13.根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，恒定接通定时器的输出耦接到DC-DC转换器的功率级。
14.一种DC-DC转换器，包括根据权利要求1所述的电流反馈电路，其中，DC-DC转换器是降压DC-DC转换器、升压DC-DC转换器或降压-升压DC-DC转换器。
15.根据权利要求14所述的DC-DC转换器，其中，DC-DC转换器还包括定时器电路，所述定时器电路被配置为产生DC-DC转换器的接通时间。
16.一种直流DC-DC转换器的电流反馈电路，所述电流反馈电路包括：
电阻器-电容器RC网络，被配置为基于参考电压和DC-DC转换器的接通时间产生电流，其中RC网络包括第一电阻器和第一电容器；第一电阻器具有耦接到反馈比较器的输出的第一端、以及第二端；第一电容器具有耦接到第一电阻器的第二端的第一端、以及耦接到电源的第二端；以及
第二电容器，具有耦接到第一电阻器的第二端的第一端、以及第二端，第二电容器被配置为向电流反馈电路的调节电路添加电流反馈，并从RC网络移除DC电压，
其中，调节电路包括：
反馈划分器电路，与第二电容器的第二端连接，并被配置为基于DC-DC转换器的输出电压来产生经划分的反馈信号；
低通滤波器，具有用于接收参考电压的第一输入、耦接到反馈划分器电路的输出的第二输入、以及耦接到反馈比较器的第一输入的输出，低通滤波器被配置为通过对作为电流和经划分的反馈信号的组合的信号进行滤波以产生经过滤波的信号，来补偿由电流导致的DC-DC转换器的输出电压的偏移；以及
反馈比较器被配置为将所述作为电流和经划分的反馈信号的组合的信号与经过滤波的信号进行比较；
其中，反馈比较器的输出耦接到恒定接通定时器的输入；恒定接通定时器的输出耦接到电流复制电路的电阻器的第一端。
17.根据权利要求16所述的电流反馈电路，其中，反馈划分器电路包括第二电阻器、第三电阻器、第三电容器，其中，第二和第三电容器与第二电阻器和第三电阻器之间的节点连接。
18.根据权利要求16所述的电流反馈电路，其中，如果DC-DC转换器是升压DC-DC转换器，则参考电压是DC-DC转换器的输入电压，其中，如果DC-DC转换器是降压DC-DC转换器，则参考电压是DC-DC转换器的输出电压。
CN201510888438.2A 2014-12-08 2015-12-07 Dc-dc转换器的电流反馈和偏移电压消除 Active CN105680690B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/563,840 2014-12-08
US14/563,840 US9641075B2 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Current feedback and offset voltage cancellation for DC-DC converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105680690A CN105680690A (zh) 2016-06-15
CN105680690B true CN105680690B (zh) 2019-07-19

Family

ID=54427638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510888438.2A Active CN105680690B (zh) 2014-12-08 2015-12-07 Dc-dc转换器的电流反馈和偏移电压消除

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9641075B2 (zh)
EP (1) EP3032731B1 (zh)
KR (1) KR101891866B1 (zh)
CN (1) CN105680690B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10404061B2 (en) * 2016-07-20 2019-09-03 Cal Poly Corporation Multiple input single output DC-DC converter with equal load sharing on the multiple inputs
DE102016221863B4 (de) * 2016-11-08 2020-02-27 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Schaltleistungsversorgung
KR20200065703A (ko) 2018-11-30 2020-06-09 에스케이하이닉스 주식회사 메모리 시스템
KR102600685B1 (ko) 2019-02-15 2023-11-10 삼성전자주식회사 오토 제로잉 동작에 기초하여 전압을 보상하기 위한 전자 회로
CN110165875A (zh) * 2019-06-26 2019-08-23 绍兴光大芯业微电子有限公司 实现恒定导通时间控制模式的电路及相应的驱动方法
US10797598B1 (en) 2019-07-16 2020-10-06 Microchip Technology Incorporated Calibrated ripple injection-based constant on-time buck converter with pre-bias startup in continuous conduction mode
JP7381397B2 (ja) * 2020-04-28 2023-11-15 ローム株式会社 電源装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101064472A (zh) * 2006-04-26 2007-10-31 沃福林微电子有限公司 开关调节器电路的改进
CN102652390A (zh) * 2010-02-01 2012-08-29 密克罗奇普技术公司 用于高电压切换调节器的有效电流感测

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI313958B (en) * 2006-03-22 2009-08-21 Anpec Electronics Corp Switching regulator capable of compensating output errors
US7482791B2 (en) * 2006-09-11 2009-01-27 Micrel, Inc. Constant on-time regulator with internal ripple generation and improved output voltage accuracy
US8217637B2 (en) * 2008-01-07 2012-07-10 The Hong Kong University Of Science And Technology Frequency compensation based on dual signal paths for voltage-mode switching regulators
EP2293423B1 (en) * 2009-08-28 2012-10-10 Nxp B.V. Power supply and DC-DC conversion
US8896284B2 (en) 2011-06-28 2014-11-25 Texas Instruments Incorporated DC-DC converter using internal ripple with the DCM function
CN103947092B (zh) * 2011-10-26 2017-02-08 美高森美公司 用于降压dc/dc转换器的滞后控制
US9201438B2 (en) 2012-11-15 2015-12-01 Micrel, Inc. Buck DC-DC converter with accuracy enhancement
CN102957303B (zh) * 2012-12-10 2015-01-07 成都芯源系统有限公司 一种控制电路、开关变换器及其控制方法
TWI496402B (zh) * 2013-07-29 2015-08-11 Anpec Electronics Corp 電流式降壓轉換器及使用其之電子系統
KR102068843B1 (ko) * 2013-10-18 2020-01-22 매그나칩 반도체 유한회사 Dc-dc 컨버터
US9455626B2 (en) * 2014-03-11 2016-09-27 Micrel, Inc. Hysteretic buck DC-DC converter
US9467043B2 (en) * 2014-03-26 2016-10-11 Micrel, Inc. Buck DC-DC converter with fixed frequency
US9325233B2 (en) * 2014-07-01 2016-04-26 Texas Instruments Incorporated DC to DC converter and PWM controller with adaptive compensation circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101064472A (zh) * 2006-04-26 2007-10-31 沃福林微电子有限公司 开关调节器电路的改进
CN102652390A (zh) * 2010-02-01 2012-08-29 密克罗奇普技术公司 用于高电压切换调节器的有效电流感测

Also Published As

Publication number Publication date
US9641075B2 (en) 2017-05-02
CN105680690A (zh) 2016-06-15
EP3032731A1 (en) 2016-06-15
EP3032731B1 (en) 2021-09-01
KR20160069483A (ko) 2016-06-16
US20160164409A1 (en) 2016-06-09
KR101891866B1 (ko) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105680690B (zh) Dc-dc转换器的电流反馈和偏移电压消除
US10892686B2 (en) Hysteretic control for transformer based power converters
US9991782B2 (en) Control of conversion ratios of a power source block and bidirectional active filter
CN109586565B (zh) Cot控制的多相直流变换器及控制电路和均流方法
US10778231B2 (en) Clock dividing frequency circuit, control circuit and power management integrated circuit
US10014780B2 (en) Multiphase switching converter
KR102016688B1 (ko) 에너지 변환 장치
CN105450024B (zh) 多级放大器
TWI261406B (en) Charge pump DC/DC converter with constant-frequency operation
US9716434B2 (en) Switch control circuit and control method for a four-switch buck-boost converter
KR101045718B1 (ko) 벅 스위칭 레귤레이터 및 방법
TW201631858A (zh) 具有改善的暫態響應的控制架構
CN105207283B (zh) 电压转换器及随着电压转换器而使用的方法
CN103138325A (zh) 用于共享电感器调节器的控制系统和方法
US20180041073A1 (en) Power Converter with Output Voltage Control
KR20090063129A (ko) 벅 스위칭 레귤레이터 및 방법
US9042135B2 (en) Methods and apparatuses for a soft-start function with auto-disable
JP2017514454A (ja) 能動的ｄＶ／ｄｔおよびｄＩ／ｄｔ制御を伴うＰｏＤＬシステム
CN207676242U (zh) 用于电压调节的电路及用于电压调节的系统
CN109997301A (zh) 用于dc-dc电力转换器的控制方案
CN114337267A (zh) 一种基于cot架构的电压控制电路、方法及电源设备
CN106911251A (zh) 降压功率变换器
CN103762842A (zh) 一种自适应补偿斜坡发生器
Schillinger et al. A 96.7% efficient boost converter with a stand-by current of 420 nA for energy harvesting applications
CN203562953U (zh) 一种自适应补偿斜坡发生器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant