CN106558989B - 无需最大占空因数控制就能扩展降压开关转换器占空比的系统及方法 - Google Patents

无需最大占空因数控制就能扩展降压开关转换器占空比的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种系统和方法，可以将降压开关转换器的最大占空比扩展接近100％，同时保持稳定的开关频率。该系统包括由前沿消隐(LEB)信号驱动的电压模式或电流模式降压转换器，在所需的开关频率下运行。更确切地说，LEB信号连接到斜坡产生器和/或电流传感网络上。在每个开关循环中，LEB信号迫使斜坡信号和/或电流传感信号复位，从而获得稳定的开关频率。本发明还提出了如何扩展降压开关转换器的最大占空比，同时保持稳定频率的相应方法。

Description

无需最大占空因数控制就能扩展降压开关转换器占空比的系 统及方法
技术领域
本发明涉及电源或调制系统的功率。更确切地说，本发明涉及无需使用最大占空比电路，就能使占空比最大并维持稳定开关频率的系统及方法。
背景技术
开关转换器通过调制将功率从电源连接到负载的功率开关的占空比，调节负载电源。图1表示不带最大占空比控制的原有技术的降压开关转换器的电路图。图1所示的现有技术转换器，包括一对开关Q1和Q2，串联在输入电压VIN和接地节点GND之间。开关Q1和Q2的相节点107同时连接到电感器L的第一端以及电流传感网络101上，电流传感网络101产生电流信号ISNS，表示当高端开关Q1接通时，通过电感器L的电流。然后，电流信号ISNS连接到总网络108，其中ISNS与斜坡信号产生器110产生的斜坡信号ISLOPE相结合，以产生结合电流信号ISLOPE+SNS。电感器L的第二端连接到具有输出电压VOUT的输出节点111。输出节点还连接到负载网络102和电阻器R1和R2构成的分压器。分压器产生反馈电压VFB，表示VOUT。VFB和参考电压VREF分别连接到误差放大器104的反相输入和同相输入。误差放大器104将VFB和VREF作比较，并放大二者的差值。补偿网络103，例如被动元件R3、C1和C2构成的II型网络，连接到误差放大器104的输出端，从而产生误差信号VCOMP。VCOMP和电压信号VSUM表示ISLOPE+SNS分别连接到脉宽调制(“PWM”)比较器105的反相输入端和同相输入端，脉宽调制比较器105将VCOMP和VSUM作比较，产生输出信号RESET。RESET和时钟信号CLK分别连接到复位主锁存器106的R输入端和S输入端，复位主锁存器106输出提供栅极驱动器GD109的占空比信号。栅极驱动器GD109产生HS和LS信号，控制开关Q1和Q2的开关频率，从而实现对负载网络102的电源调制。
图2表示图1所示现有技术转换器的波形图，其中VIN、VOUT、VCOMP和VSUM的电压绘制随时间变化。在每个开关循环中，控制循环VSUM从斜坡底部的基极电压VSUM0处起始，在基本稳定的转换速率处增大。当VSUM升高到与VCOMP相同的电压时，用作最高限度，VSUM重置到初始电压VSUM0，重复斜率周期。在一个典型的开关循环中，开关频率、VSUM的转换速率以及VCOMP之间的关系由方程(1)表示，其中FS为开关频率，TS为开关时间、m为转换速率，以及VSUM0为VSUM的基极电压。
图2分成三个时间阶段，以阐明当输入-输出压差(即VIN和VOUT之间的差值)暂时降至脱落电压VTHRESHOLD以下时，原有技术的转换器遇到的问题。在I阶段中，当输入-输出电压差大于脱落电压VTHRESHOLD时，VIN、VOUT和VCOMP在它们各自的稳定状态条件下。阶段I中转换器的开关频率可以用方程式(2)表示，其中FSI、TSI以及VCOMPI分别为阶段I的开关频率、开关时间以及VCOMP。斜坡信号VSUM的电压从基极电压VSUM0开始，增大至VCOMP1，然后回复至VSUM0。在这种情况下，每TS1秒重复一次，保持FSI的开关频率，直到VCOMP发生变化。
在阶段II中，通过t1至t3的时间后，VIN从初始稳定状态电压降至VOUT的目标电压以下。在时间t2，当输入-输出压差降至脱落电压VTHRESHOLD以下时，VOUT开始降低。VOUT的降低触发了补偿响应，其中VCOMP升高，使VOUT增大至初始的目标电压。然而，由于VOUT不能超过VIN，从而当VIN低于目标电压时，防止VOUT达到目标电压。虽然VOUT低于目标电压，但是VCOMP持续升高，直至饱和，在某个点VCOMP趋于平衡。如上所述，VCOMP提供上阈值，用于触发VSUM复位；VCOMP的增大使VSUM不受限制地升高，直到饱和。
从时间t4至t6，VIN逐渐恢复到起初始稳态值。随着VIN的增加，输入-输出压差和VOUT也开始增大。在t5时，输入-输出压差超过VTHRESHOLD，这时VOUT恢复到它的目标电压。随着VOUT的增加，VCOMP逐渐降低，直到在t7时获得新的稳态值。当VCOMP降至与VSUM相同的电压时，斜坡信号VSUM复位，重新获得上述斜坡和复位循环。
在阶段III中，VIN和VOUT都恢复到它们原来的稳态电压。VCOMP趋于平衡直至新的稳态电压VCOMP3，这与初始稳态电压VCOMP1不同。阶段III中转换器的开关频率可以用方程式(3)表示，其中FS3、TS3和VCOMP3分别为阶段III中的开关频率、开关时间以及VCOMP。
由于VSUM的转换速率基本稳定，VCOMP提供上阈值，用于触发VSUM，使斜坡循环复位，每个斜坡循环的时长取决于VCOMP和VSUM0之间的差值。VCOMP和VSUM0之间的差值越大，VSUM越长，就会达到VCOMP阈值。在方程式(1)中引入的开关时间TS为开关频率FS的反相。当VCOMP的变化致使开关时间TS变化时，开关频率FS也会变化。作为实例，假设VSUM0为0，VCOMP3＝2VCOMP1；然后开关频率FS1和FS3之间的关系可以通过方程式(2)至(5)的代数运算得出。将方程式(2)和(4)代入方程式(6)，当VCOMP加倍时，开关频率减半。
VSUM0＝0 方程式(4)
VCOMP3＝2VCOMP1 方程式(5)
上述实例表示现有技术转换器的开关频率取决于VCOMP。当电路的输入电压经历了一个临时性的异常减少之后，开关频率漂移的趋势，使得该原有技术的转换器不适用于维护开关频率是理想的甚至是必须稳定的情况。
发明内容
综上所述，本发明提出了一种将降压开关转换器的最大占空比扩展到几乎100％，同时保持开关频率稳定的一种系统和方法。该系统包括一个电压模式或电流模式降压转换器，由前沿消隐(LEB)信号驱动，在所需的开关频率下运行。更确切地说，LEB信号连接到斜坡产生器和/或电流传感网络上。在每个开关循环这，LEB信号迫使斜坡信号和/或电流传感信号复位，从而实现稳定开关。本发明中还提出了系统运行方法的相应方法。
附图说明
参照附图并结合以下说明，本发明的上述及其他目的、特征及优势将更加清晰。在附图中：
图1表示一种现有技术的降压开关转换器的结构图；
图2表示原有技术的降压开关转换器VIN、VOUT、VCOMP和VSUM随时间变化的波形图；
图3A表示本发明的第一实施例的简化结构图；
图3B表示依据本发明第一实施例，一种电路的详细电路图；
图4A表示本发明的第二实施例的简化结构图；
图4B表示依据本发明第二实施例，一种电路的详细电路图；
图5A表示本发明的第三实施例的简化结构图；
图5B表示依据本发明第三实施例，一种电路的详细电路图；
图6表示与本发明的降压开关转换器有关的波形数量；
各个附图这相似的参考数字和名称表示类似的元件。
具体实施方式
本发明实施例的各种功能均参照附图给出了详细说明，多个视图中相似的参考数字表示类似元件。附图不一定按照比例绘制，在一些情况下，附图已被放大和/或简化，仅用于说明用途。参照一个特殊实施例，不会限制本发明的范围。本领域的技术人员根据文中介绍的基本原理，将获得多种可能的应用及变化，并且可用于其他实施例。本发明应符合文中所述的原理和新颖特点相一致的最广范围。
参见图3A，表示出了本发明第一实施例的结构图。第一实施例包括一个定时元件驱动LEB网络309，连接到电压模式降压开关转换器。依据本实施例，输入电压VIN连接到开关网络301上，开关网络301还连接到接地节点GND。开关网络301中的相位节点308通过电感器L连接到负载网络302。负载网络302上测得的输出电压VOUT用于反馈网络303，产生表示输出电压的反馈信号VFB。表示VOUT目标电压的反馈信号VFB和参考信号VREF用于误差放大器304。误差放大器304产生输出信号VCOMP，连接到补偿网络305，并由补偿网络305稳定下来。定时元件CLK1为LEB网络309提供稳定的频率时钟信号，表示所需的开关频率。然后，LEB网络309产生LEB信号，并根据LEB信号产生RSTB信号。RSTB信号为低电平，并且是LEB信号的反相。产生斜坡信号ISLOPE的斜坡信号产生器310，接收并使用RSTB信号，以便在CLK1的频率下使斜坡信号ISLOPE复位。VCOMP、ISLOPE以及定时信号CLK2用于PWM网络306，产生占空信号。栅极驱动器GD307接收占空信号，并产生一个或多个控制信号，控制开关网络301内开关的接通/断开时间，从而调节输送至负载网络302的功率。
图3B中的电路图为使用本发明第一实施例所述结构的电路。来自定时元件的时钟信号CLK1用于LEB网络309。LEB网络309包括一个第一转换器309a、一个延时网络DLY 309b、一个NOR栅极309c以及一个第二转换器309d。表示所需开关频率的CLK1信号，用于第一转换器309a和DLY 309b。第一转换器309a的输出端和DLY 309b的输出端，分别连接到NOR栅极309c的第一和第二输入端，产生LEB信号。在指定循环中，LEB信号在高电位开始，然后切换至低电位，在循环结束时回升至高电位。根据延时网络DLY的设计参数，LEB信号的时间保持在高电位。然后，LEB信号用于第二转换器309d，将LEB信号反相，以产生RSTB信号。在指定循环中，RSTB信号在低电位开始，升至高电位，然后返回至低电位。每个循环开始时低电位的信号时间为消隐时间。斜坡信号产生器310接收RSTB信号，并进一步连接到PWM比较器306a。利用消隐时间，RSTB信号在每个循环开始时，重置斜坡信号产生器310。斜坡信号产生器310为PWM网络305提供斜坡信号ISLOPE。
在降压转换器中，VIN连接到开关网络301上，开关网络301包括一对串联开关Q1和Q2，进一步连接到接地节点GND。开关Q1和Q2之间的相位节点308通过电感器L，连接到负载网络302上。负载网络302上测得的输出电压VOUT用于反馈网络303，连接在VOUT和GND之间。由一对串联的分压电阻器R1和R2组成的反馈网络303，连接在VOUT和GND之间。表示VOUT目标电压的反馈信号VFB，取自电阻器R1和R2之间的节点，用于误差放大器304。表示VOUT目标电压的VFB和参考信号VREF，分别连接到误差放大器304的反相输入端和同相输入端。误差放大器304产生输出信号VCOMP，连接到补偿网络305，并由补偿网络305稳定下来。在本例中，使用的是由被动元件R3、C1和C2构成的II型网络。斜坡信号产生器310、VCOMP以及定时信号CLK2产生的斜坡信号ISLOPE，用于PWM网络306，产生占空信号。在本电路中，PWM网络306包括一个PWM比较器306a以及一个复位主锁存器306b。提供对应斜坡信号ISLOPE的电压信号VSUM。VCOMP和VSUM分别用于PWM比较器306a的反相输入端和同相输入端，从而产生RESET信号。RESET信号和CLK2分别用于复位主锁存器306b的R和S输入端，从而产生占空信号。占空用于栅极驱动器GD 307，产生HS信号和LS信号，以控制开关Q1和Q2，从而分别调节输送至负载网络302的功率。
图4A中的结构图表示本发明的第二实施例。本实施例包括一个定时元件驱动的LEB网络309，连接到电流模式降压开关转换器。依据发明的本实施例，当高端开关Q1接通时，电流传感网络401通过传感器L探测电流，然后将电流传感信号ISNS反馈至PWM网络，据此调节功率模式。参见图4A，输入电压VIN连接到开关网络301，进一步连接到接地节点GND。开关网络301中的相位节点308通过电感器L连接到负载网络302。电流传感网络401连接到VIN节点和相位节点308，以产生电流传感信号ISNS。负载网络302上测得的输出电压VOUT，用于反馈网络303，产生表示输出电压的反馈信号VFB。表示VOUT目标电压的反馈信号VFB和参考信号VREF用于误差放大器304。误差放大器304产生输出信号VCOMP，连接到补偿网络305，并由补偿网络305稳定下来。定时元件CLK1为LEB网络309提供稳定的频率时钟信号，表示所需的开关频率。然后，LEB网络309为电流传感网络提供RSTB信号，用于根据CLK1的频率，重置电流传感信号ISNS。VCOMP、ISNS以及定时信号CLK2用于PWM网络306，PWM网络306产生占空信号。栅极驱动器GD 307接收占空，产生一个或多个控制信号，控制开关网络301的接通/断开时间，从而调节输送至负载网络302的功率。
图4B中所示的电路图表示依据本发明第二实施例的电路。该电流模式转换器除了几个关键区别之外，其他都与图3B所示的电压模式转换器类似。首先，斜坡信号产生器被电流传感网络401代替。电流传感网络401包括一个电阻器Rp、一个比较器401a以及一个开关Q3。VIN连接到Rp的第一端，同时Rp的第二端连接到开关Q3的源极端以及比较器401a的反相输入端。比较器401a的输出端连接到开关Q3的栅极端。漏极端产生表示电感器电流的电流传感信号ISNS，并提供给PWM比较器306a。其次，RSTB复位信号用于一个节点，连接到比较器401a的反相输入端以及开关Q3源极。RSTB信号在CLK1确定的频率处，重置ISNS。
图5A表示本发明的第三实施例，其中LEB网络连接到混合电流模式降压开关转换器，包括一个电流传感网络401和一个斜坡信号产生器310。斜坡信号ISLOPE和电流传感信号ISNS构成一个加法器501，其中将这两个信号相加，产生一个和信号ISLOPE+SNS。对应ISLOPE+SNS的电压信号VSUM用于PWM比较器306a的反相输入端，以便与VCOMP作比较。
图5B所示的电路图表示依据本发明的第三实施例的电路。该电路将第一和第二实施例的元件结合起来。
第一，根据图3B所示结构，除了斜坡信号产生器310和PWM比较器306a之间的连接之外，提出定时元件CLK1、LEB网络以及斜坡信号产生器310。电流信号ISLOPE用于加法器501。
第二，根据图4B所示结构，提出电流传感网络。输入电压VIN连接到RP的第一端，而RP的第二端连接到开关Q3的源极端以及比较器401a的反相输入端。比较器401a的输出端用于开关Q3的栅极端。漏极端产生表示电感器电流的电流传感信号ISNS，并提供给加法器501。
第三，加法器501将斜坡信号ISLOPE与电流传感信号ISNS相结合，产生和信号ISLOPE+SNS，进一步转换成相应的电压信号VSUM。信号VSUM用于PWM比较器306a的同相输入端，其中VSUM与VCOMP相比较。PWM比较器306a为复位主锁存器306b的R输入端提供RESET信号，而定时元件为S输入端提供定时信号CLK2。锁存器306b产生占空信号，并提供给栅极驱动器GD307。剩余元件，包括开关网络301、负载网络302、反馈网络303、误差放大器304、补偿网络305以及栅极驱动器GD307的配置方式都与图3B和4B所示的电路相同。
上述实施例仅是本发明的示例，其本质上是使用LEB网络在预设频率上复位斜坡信号和/或电流传感信号，使转换器的开关频率保持稳定。本领域的技术人员阅读以上说明后，本发明的其他实施例将显而易见。下文将非详尽地列出一些其他变化。
本发明的每个实施例都可以使用栅极驱动器GD 307和开关网络301的不同结构进行修正。例如，低端开关Q2可以用被动整流器(例如肖特基二极管)代替。那样的话，栅极驱动器GD 307就只能提供HS信号，以控制高端开关Q1。利用设置主锁存器代替复位主锁存器，还可以进一步修正每个实施例。然而，实施例的其他变化是使CLK1和CLK2同步或用单独的定时元件代替这两个定时元件，使LEB网络和PWM网络同步，并且频率相同。
图6表示与上图中的降压转换器运行方式相关的波形数量。波形仅仅用于概念上表示响应的类型，可以根据本发明的描述创建的系统中获得这种响应；然而，实际的性能可能不太。所示的波形是VIN、VOUT、VCOMP、VSUM、RSTB、LEB和CLK1的信号。为了更好地比较图2所示的原有技术波形，VIN、VOUT和VCOMP的波形保持不变。如图所示，预设CLK1，在所需的开关频率FS1下运行。LEB为了LEB网络309、斜坡信号产生器310和/或电流传感网络401为了由CLK1直接或间接驱动，以便在同一频率(即所需开关频率)下运行。由于VSUM是对应信号ISLOPE、ISNS或ISLOPE+ISNS的电压，斜坡信号产生器310的周期性复位也会使VSUM在所需开关频率FS1下复位。在图6所示的阶段II中，在时间t2时，输入-输出差值降至阈值电压以下，使得VOUT降至目标电压以下。响应时，VCOMP升高，以补偿减少量。与图2所示的现有技术方案相比，本发明所述的VSUM不再依赖于VCOMP，用于提供最高信号，复位VSUM。反之，尽管输入-输出电压差值暂时降至阈值电压以下，在目标开关频率FS1下，VSUM仍独立、连续复位。
本发明还提出了许多方法，利用上述实施例，扩展降压开关转换器的最大占空比，同时保持稳定的频率。对应第一实施例所述的电压模式开关转换器，第一种方法包括以下步骤：
步骤1：在所需的开关频率下，提供RSTB信号；
步骤2A：提供斜坡信号ISLOPE；
步骤3A：利用RSTB信号，在所需开关频率下，周期性地预设斜坡信号ISLOPE；
步骤4：配置开关网络301，将具有输入电压VIN的输入节点连接到电感器L上，电感器L进一步连接到具有输出电压VOUT的输出节点上，开关网络301包括(1)连接在输入节点和具有相位节点电压的相位节点308之间的高端开关Q1，以及(2)连接在相位节点308和接地端之间的低端元件；
步骤5：根据表示输出电压VOUT的反馈电压VFB信号与参考电压VREF之间的差值，产生误差电压VCOMP；
步骤6A：根据误差电压VCOMP、表示斜坡信号ISLOPE的和信号VSUM、以及第二时钟信号CLK2，产生占空信号；
步骤7：根据占空信号，产生一个或多个控制信号，用于控制开关网络301；以及
步骤8：通过控制带有一个或多个控制信号的开关网络301，调节从输入节点到输出节点输送的功率。
根据本发明的第二实施例，提出了一种电流模式开关转换器(参见图4A)，当高端开关Q1接通时，电流传感网络401产生一个表示通过电感器L电流的信号。第二个实施例使用的方法，除了用步骤2B、3B和6B代替步骤2A、3A和6A之外，其他都与第一实施例的方法相同：
步骤2B：当高端开关Q1接通时，提供表示通过电感器L电流的电流传感信号ISNS；
步骤3B：利用RSTB信号，在所需的开关频率下，周期性地复位电流传感信号ISNS；以及
步骤6B：根据VCOMP、ISNS和CLK2，产生占空信号。
本发明的第三个实施例提出了一种系统，其中开关转换器包括斜坡产生器310和电流传感网络401。第三实施例的方法步骤除了用步骤2C-a和2C-b代替步骤2A，用步骤6C代替步骤6A之外，其他都与第一实施例的方法相同。
步骤2C-a：当高端开关Q1接通时，提供表示通过电感器L电流的ISNS信号；
步骤2C-b：利用ISNS和ISLOPE相加，直接或间接产生表示ISNS和ISLOPE之和的信号VSUM；以及
步骤6C：根据VCOMP、VSUM和CLK2，产生占空信号。
根据步骤1，以下步骤提出了一种产生RSTB信号的方法。
步骤1-a：提供具有所需开关频率的第一时钟信号CLK1；
步骤1-b：反相第一时钟信号CLK1，产生反相第一时钟信号；
步骤1-c：延迟第一时钟信号CLK1，产生延时第一时钟信号；
步骤1-d：在NOR门中输入反相第一时钟信号和延时第一时钟信号，以产生LEB信号；以及
步骤1-e：反相LEB信号，以便产生在所需的开关频率下运行的RSTB信号。
本文提出了本发明的各种实施例和变化。虽然本发明各个实施例和变化的上述说明含有多种细节，这些不应认为是任意发明或权利要求范围的局限，而是本发明特殊实施例的实施例说明。根据各个实施例，本说明提出的特定功能还可以在一个单独实施例中组合配置。反之，根据单独实施例提出的各种功能，还可以在多个实施例中配置。另外，文中的方法不必要求特定的顺序、或次序，才能获得所需的结果。在一些情况下，这些步骤还可以同时进行。

Claims (22)

1.一种降压开关转换器系统，该系统无需最大占空比控制，就能延长降压开关转换器的最大占空比，其特征在于，该降压开关转换器系统包括：
一个前沿消隐网络，产生RSTB信号，用于在所需的开关频率处，根据第一时钟信号，重置斜坡信号；
一个连接到前沿消隐网络的斜坡信号产生器，产生斜坡信号，根据RSTB信号，在所需的开关频率处，周期性复位；
一个开关网络，将具有输入电压的输入节点连接到电感器，电感器进一步连接到具有输出电压的输出节点，开关网络包括一个高端开关，连接在输入节点和具有相位节点电压的相位节点之间，以及一个低端元件，连接在相位节点和接地端之间；
一个连接到输出节点的反馈网络，产生反馈电压信号，表示输出电压；
一个连接到反馈电压信号的误差放大器，根据反馈电压信号和参考电压之间的比较，产生误差信号；
一个连接到误差放大器的脉宽调制网络，根据误差信号、第二时钟信号以及表示斜坡信号的和信号，产生占空信号；
一个连接到脉宽调制网络的栅极驱动器，根据占空信号，产生一个或多个控制信号，用于控制开关网络；
一个电流传感网络，连接到输入节点和相位节点，产生电流传感信号，当高端开关接通时，表示通过电感器的电流；以及
一个加法器，通过将电流传感信号和斜坡信号相加，产生和信号；
其中，所述的和信号在RSTB信号的消隐时间重置。
2.如权利要求1所述的降压开关转换器系统，其特征在于，所述的前沿消隐网络包括：
一个第一转换器，接收第一时钟信号，第一转换器产生一个反相第一时钟信号；
一个延时网络，连接到第一时钟信号，配置延时网络用于产生延迟的第一时钟信号；
一个NOR门，接收反相第一时钟信号和延迟的第一时钟信号，产生一个中间的前沿消隐信号；以及
一个第二转换器，接收中间前沿消隐信号，第二转换器产生RSTB信号。
3.如权利要求1所述的降压开关转换器系统，其特征在于，所述的脉宽调制网络包括：
一个PWM比较器，接收到达PWM比较器反相输入端的误差信号以及到达同相输入端的和信号，配置PWM比较器，根据误差信号与和信号之间的差值，产生PWM比较器输出信号；以及
连接一个锁存器，接收PWM比较器的输出信号以及第二时钟信号，配置锁存器产生占空信号的输出。
4.如权利要求3所述的降压开关转换器系统，其特征在于，所述的第一时钟信号和第二时钟信号是同步的。
5.如权利要求1所述的降压开关转换器系统，其特征在于，所述的低端元件由一个低端开关构成。
6.如权利要求1所述的降压开关转换器系统，其特征在于，所述的低端元件由一个被动整流器构成。
7.如权利要求1所述的降压开关转换器系统，其特征在于，所述的电流传感网络包括：
一个具有第一端的电阻器RP，连接到输入节点；
一个电流传感比较器，具有：
一个连接到相位节点的同相输入端；
一个反相输入端，连接到电阻器RP的第二端以及电流传感晶体管的源极端；以及
一个电流传感比较器的输出端，连接到电流传感晶体管的栅极端；以及
电流传感晶体管的漏极端产生电流传感信号。
8.如权利要求1所述的降压开关转换器系统，其特征在于，还包括一个补偿网络，连接在误差放大器的输出节点和接地端之间。
9.一种降压开关转换系统，其特征在于，包括：
一个前沿消隐网络，产生RSTB信号，用于在所需的开关频率处，根据第一时钟信号，重置斜坡信号；
一个开关网络，将具有输入电压的输入节点连接到电感器，电感器进一步连接到具有输出电压的输出节点，开关网络包括一个高端开关，连接在输入节点和具有相位节点电压的相位节点之间，以及一个低端元件，连接在相位节点和接地端之间；
一个电流传感网络，产生电流传感信号，当高端开关接通时，表示通过电感器的电流，并根据RSTB信号，在所需的开关频率处，周期性地复位，电流传感网络连接到前沿消隐网络、输入节点以及相位节点；
一个连接到输出节点的反馈网络，产生反馈电压信号，表示输出电压；
一个连接到反馈电压信号的误差放大器，根据反馈电压信号和参考电压之间的比较，产生误差信号；
一个连接到误差放大器的脉宽调制网络，根据误差信号、第二时钟信号以及电流传感信号，产生占空信号；以及
一个连接到脉宽调制网络的栅极驱动器，根据占空信号，产生一个或多个控制信号，用于控制开关网络。
10.如权利要求9所述的降压开关转换系统，其特征在于，所述的前沿消隐网络包括：
一个第一转换器，接收第一时钟信号，第一转换器产生一个反相第一时钟信号；
一个延时网络，连接到第一时钟信号，配置延时网络用于产生延迟的第一时钟信号；
一个NOR门，接收反相第一时钟信号和延迟的第一时钟信号，产生一个中间的LEB信号；以及
一个第二转换器，接收中间LEB信号，第二转换器产生RSTB信号。
11.如权利要求9所述的降压开关转换系统，其特征在于，所述的脉宽调制网络包括：
一个PWM比较器，接收到达PWM比较器反相输入端的误差信号以及到达同相输入端的电流传感信号，配置PWM比较器，根据误差信号与电流传感信号之间的差值，产生PWM比较器输出信号；以及
一个锁存器，接收PWM比较器的输出信号以及第二时钟信号，配置锁存器产生占空信号的输出。
12.如权利要求11所述的降压开关转换系统，其特征在于，所述的第一时钟信号和第二时钟信号是同步的。
13.如权利要求9所述的降压开关转换系统，其特征在于，所述的低端元件由一个低端开关构成。
14.如权利要求9所述的降压开关转换系统，其特征在于，所述的低端元件由一个被动整流器构成。
15.如权利要求9所述的降压开关转换系统，其特征在于，还包括一个补偿网络，连接在误差放大器的输出节点和接地端之间。
16.如权利要求9所述的降压开关转换系统，其特征在于，所述的电流传感网络包括：
一个具有第一端的电阻器RP，连接到输入节点；
一个电流传感比较器，具有：
一个连接到相位节点的同相输入端；
一个反相输入端，连接到电阻器RP的第二端、电流传感晶体管的源极端和RSTB信号；以及
一个电流传感比较器的输出端，连接到电流传感晶体管的栅极端；以及
电流传感晶体管的漏极端产生电流传感信号。
17.一种无需最大占空比控制就能扩展降压开关转换器的最大占空比的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供RSTB信号，在所需的开关频率下运行；
提供斜坡信号；
利用RSTB信号，在所需的开关频率下，周期性地复位斜坡信号；
配置一个开关网络，将具有输入电压的输入节点连接到电感器，电感器进一步连接到具有输出电压的输出节点，开关网络包括一个高端开关，连接在输入节点和具有相位节点电压的相位节点之间，低端元件连接在相位节点和接地端之间；
根据表示输出电压的反馈电压信号和参考电压之间的比较，产生误差电压；
当高端开关接通时，产生电流传感信号，表示通过电感器的电流；并且通过电流传感信号和斜坡信号相加，直接或间接产生和信号；
根据误差电压、表示斜坡信号的和信号以及第二时钟信号，产生占空信号；
根据占空信号，产生一个或多个控制信号，用于控制开关网络；并且
通过栅极驱动器产生的一个或多个控制信号，控制开关网络，调节从输入节点传输至输出节点的功率；
其中，所述的和信号在RSTB信号的消隐时间重置。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在所需的开关频率下提供RSTB信号的步骤，包括：
提供具有所需开关频率的第一时钟信号；
反相第一时钟信号，产生反相第一时钟信号；
延迟第一时钟信号，产生延时第一时钟信号；
在NOR门中输入反相第一时钟信号和延时第一时钟信号，产生中间前沿消隐信号；并且
反相中间前沿消隐信号，产生RSTB信号，在所需的开关频率下运行。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，根据误差电压、表示斜坡信号的和信号以及第二时钟信号，产生占空信号的步骤，包括：
根据误差电压与和信号的比较，产生PWM比较器输出信号；并且
输入PWM比较器输出信号和第二时钟信号，产生占空信号。
20.一种无需最大占空比控制就能扩展降压开关转换器的最大占空比的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供RSTB信号，在所需的开关频率下运行；
提供一个电流传感网络，产生电流传感信号，当高端开关接通时，表示通过电感器的电流，并根据RSTB信号，在所需的开关频率处，周期性地复位，电流传感网络连接到LEB网络、输入节点以及相位节点；
配置一个开关网络，将具有输入电压的输入节点连接到电感器，电感器进一步连接到具有输出电压的输出节点，开关网络包括一个高端开关，连接在输入节点和具有相位节点电压的相位节点之间，低端元件连接在相位节点和接地端之间；
根据表示输出电压的反馈电压信号和参考电压之间的比较，产生误差电压；
根据误差电压、电流传感信号以及第二时钟信号，产生占空信号；
根据占空信号，产生一个或多个控制信号，用于控制开关网络；并且
通过栅极驱动器产生的一个或多个控制信号，控制开关网络，调节从输入节点传输至输出节点的功率。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，提供在所需的开关频率下运行的RSTB信号的步骤，包括：
提供具有所需开关频率的第一时钟信号；
反相第一时钟信号，产生反相第一时钟信号；
延迟第一时钟信号，产生延时第一时钟信号；
在NOR门中输入反相第一时钟信号和延时第一时钟信号，产生中间前沿消隐信号；并且
反相中间前沿消隐信号，产生RSTB信号，在所需的开关频率下运行。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，产生占空信号的步骤，包括：
根据误差电压与电流传感信号的比较，产生PWM比较器输出信号；并且
输入PWM比较器输出信号和第二时钟信号，产生占空信号。
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