CN107276409B - 控制dc-dc转换器的dc偏差的电路及方法 - Google Patents

控制dc-dc转换器的dc偏差的电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC‑DC转换器的DC偏移误差的电路的实施例。该电路包括纹波产生电路,该纹波产生电路耦合到参考电压输入和感测电压输入且具有参考电压输出以形成主循环。该电路还包括DC误差校正电路,该DC误差校正电路连接在该参考电压输入与该感测电压输入以及该纹波产生电路的该参考电压输出之间。该DC误差校正电路包括耦合在该感测电压输入与该参考电压输出之间的粗略DC误差校正循环和耦合在该参考电压输入与该参考电压输出之间的精细DC误差校正循环。本发明还公开一种用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC‑DC转换器的DC偏移误差的方法。

Description

控制DC-DC转换器的DC偏差的电路及方法
技术领域
本发明涉及DC-DC转换器。
背景技术
恒定导通时间升压式转换器因其快速瞬态反应、易于设计、更小和更简单的控制器以及消除次谐波振荡而为人所知。然而,存在一些缺点,例如可变开关频率以及直流电(direct current,DC)偏移误差。
发明内容
公开DC-DC转换器的实施例。在一实施例中,公开用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC转换器的DC偏移误差的电路。电路包括纹波产生电路,该纹波产生电路耦合到参考电压输入和感测电压输入且具有参考电压输出以形成主循环。电路还包括DC误差校正电路,该DC误差校正电路连接在参考电压输入和感测电压输入与纹波产生电路的参考电压输出之间。DC误差校正电路包括耦合在感测电压输入与参考电压输出之间的粗略DC误差校正循环和耦合在参考电压输入与参考电压输出之间的精细DC误差校正循环。
在一实施例中,粗略DC误差校正循环包括取样保持电路和运算跨导放大器(operational transconductance amplifier,OTA)。
在一实施例中,精细DC误差校正循环包括低通滤波器和OTA。在另一实施例中,低通滤波器具有比开关周期TS大10倍至20倍的时间常量。
在一实施例中,基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC升压式转换器包括上文所描述的电路。
在一实施例中,基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC降压式转换器包括上文所描述的电路。
在一实施例中,粗略DC误差校正循环包括取样保持电路和OTA,且精细DC误差校正循环包含低通滤波器和OTA。
在一实施例中,公开一种用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC转换器的DC偏移误差的方法。该方法涉及:经由主循环来执行基于电感器电流纹波的控制,经由耦合到主循环的粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正,以及经由耦合到主循环的精细DC误差校正循环执来行精细DC误差校正。
在一实施例中,经由主循环来执行基于电感器电流纹波的控制涉及:将参考电压与感测输入电压进行比较以获得差值且响应于该比较而产生参考电压输出。
在一实施例中,经由粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正涉及:取样和保持感测输入电压,响应于经取样和保持的感测输入电压而产生输出,以及将该输出添加到参考电压输出。
在一实施例中,经由精细DC误差校正循环来执行精细DC误差校正涉及:低通滤波反馈电压,将经低通滤波反馈电压与参考电压输入进行比较,响应于该比较而产生输出以及将该输出添加到参考电压输出。
在一实施例中,基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC升压式转换器被配置成实施上文所描述的方法。
在一实施例中,基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC降压式转换器被配置成实施上文所描述的方法。
根据本发明的其它方面将从借助于本发明原理的实例说明的结合附图进行的以下详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1A示出DC-DC升压转换器(也被称作升压式转换器)的基本结构。
图1B示出DC-DC降压转换器(也被称作降压式转换器)的基本结构。
图2A是基于恒定导通时间电感器电流纹波的升压式转换器的一个实施方案。
图2B是基于恒定导通时间电感器电流纹波的降压式转换器的一个实施方案。
图3描绘纹波产生电路的一实施例。
图4描绘在连续导通模式和使用图2A或图2B和图3的电路的稳态操作下的参考电压输入VBG、反馈电压VFB、参考电压输出VREF、SR 锁存器输出Q和电感器电流IL的波形。
图5描绘包括纹波产生电路和DC误差校正电路的纹波产生和DC 误差校正电路的一实施例。
图6A描绘在仅接合主循环时的参考电压输入VBG、反馈电压VFB和参考电压输出VREF的波形。
图6B描绘在接合主循环和粗略DC误差校正循环时的图6A的波形。
图6C描绘在接合主循环、粗略DC校正循环以及精细DC校正循环时的图6A的波形。
图7A描绘具有基于电感器电流纹波控制器的类似于图2A中所描绘的DC-DC升压式转换器的DC-DC升压式转换器的一实施例,其不同之处在于7A中描绘的DC-DC升压式转换器包括如上参考图5和图6C 所描述的DC误差校正电路。
图7B描绘具有基于电感器电流纹波控制器的类似于图2B中所描绘的DC-DC降压式转换器的DC-DC降压式转换器的一实施例,其不同之处在于7B中描绘的DC-DC降压式转换器包含如上文参考图5和图6C 所描述的DC误差校正电路。
图8是用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC转换器(例如上文参考图5、图6C、图7A和图7B所描述的升压式转换器和降压式转换器)的DC偏移误差的方法的流程图。
在整个说明书中,类似的附图标记可用于识别类似的元件。
具体实施方式
将容易理解,如本文中一般描述且在附图中示出的实施例的组件可以用各种各样不同的配置来布置和设计。因此,以下如图中所表示的各种实施例的更详细描述并非意图限制本发明的范围,而仅仅是表示各种实施例。尽管在图式中呈现了实施例的各个方面,但是除非特别地说明,否则图式未必按比例绘制。
在不脱离本发明精神或基本特征的情况下,可以其它特定形式实施本发明。所描述的实施例应被视为在所有方面均仅为说明性而非限制性的。因此,本发明的范围由所附权利要求书而不是由此详细描述来指示。在权利要求书等效的含义和范围内的所有变化均涵盖在其范围内。
贯穿本说明书对特征、优点或类似语言的参考并不暗示本发明可实现的所有特征和优点应在本发明的任何单一实施例中。实际上,关于该特征和优点的语言应理解成意味着结合实施例所描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,本说明书通篇中对特征、优点和类似语言的论述可以(但未必)指代同一实施例。
此外,本发明的所描述的特征、优点和特性可以任何合适方式在一个或多个实施例中组合。鉴于本文的描述,相关领域的技术人员将认识到,可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个具体特征或优点的情况下实践本发明。在其它情况下,可能在某些实施例中识别出可能不存在于本发明的所有实施例中的另外特征和优点。
贯穿本说明书对“一个实施例”、“一实施例”或类似语言的参考意味着结合所指示实施例而描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但未必均涉及同一实施例。
恒定导通时间升压式转换器因其快速瞬态反应、易于设计、更小和更简单的控制器以及消除次谐波振荡而为人所知。存在一些缺点,例如可变开关频率(其对于一些应用可能不具吸引力)以及直流电(direct current,DC)偏移误差。在根据本发明的一实施例中,通过在不牺牲 DC-DC转换器速度的情况下消除DC偏移误差来在DC-DC转换器中解决DC偏移误差。在一实施例中,添加两个辅助循环;第一循环是提供快速偏移校正并解决大部分偏移的粗略DC校正循环,且第二循环是提供缓慢偏移校正并解决残余DC偏移的精细DC校正循环。
图1A描绘DC-DC升压转换器100(也被称作升压式转换器)的基本结构,且图1B描绘DC-DC降压转换器102(也被称作降压式转换器) 的基本结构。参看图1A,DC-DC升压式转换器包括电压源VIN、开关 S1、控制器、二极管D1、电感器L、电容器CL和负载(标识为电阻器)RL。参看图1B,DC-DC降压式转换器包括电压源VIN、开关S1、控制器、二极管D1、电感器L、电容器CL、和负载(标识为电阻器)RL。在升压式转换器和降压式转换器的各种实施例中,电压源可以是电池,开关可以是如本领域中所已知的PMOS开关或NMOS开关。
对于图1A的升压式转换器100而言,输出电压可低至输入电压或高达组件可处理的、在数学上没有限制的电压。对于图1B的降压式转换器102而言,输出电压在理论上可以是从地面一直到输入电压的任何位置,然而,这两个极端存在实际局限性。为了具有保持在期望值的已调输出电压,而不管例如负载电流或输入变化的干扰(称为负载调整率和线性调整率),控制器控制开关S1。在一些应用中,用另一开关替换二极管D1,且此类控制器被称为相对于利用二极管的异步控制器的同步控制器。
不管二极管D1的选择如何,控制器有多种选择。一些控制器提供固定开关频率(称为脉冲宽度调制(pulse-width-modulation,PWM))且利用电感器电流或输出/电容器电压以调节输出电压且属于电流模式 PWM控制器或电压模式PWM控制器的类别。存在与电流模式PWM控制器和电压模式PWM控制器相比提供更快动态响应的不同类别的控制器,该不同类别的控制器被称为基于纹波的控制器或迟滞控制器,该不同类别的控制器为基于纹波的控制器的超集。
迟滞控制器提供许多优于电流模式PWM控制器和电压模式PWM 控制器的优点,但该迟滞控制器同时也具有缺点。尽管迟滞控制器更加快速地从对输入电压和负载电流的干扰中恢复并具有相对简单的设计,但迟滞控制器仍受DC偏移误差和开关频率变化的影响。图2A是基于已知恒定导通时间电感器电流的纹波控制升压式转换器200的一个实施方案,且图2B是基于已知恒定导通时间电感器电流纹波的降压式转换器202的一个实施方案。参看图2A,DC-DC升压式转换器包括电压源 VIN、电感器L、NMOS开关Mn、PMOS开关Mp、电容器CL、负载(表示为电阻器)RL、反馈电阻器R1、反馈电阻器、R2和控制器210。控制器包括纹波产生电路212、比较器214、导通时间控制器216、SR锁存器218和开关控制器220。图2B的DC-DC降压式转换器包括类似于2A 中的元件。图2A和图2B的元件中的每个元件是本领域中已知的。如下描述DC-DC升压式转换器和DC-DC降压式转换器两者的操作。
在升压式转换器200(图2A)的情况下,当从比较器214发送接通脉冲(例如,“设置”信号)时,该开启脉冲设置SR锁存器218,使得 SR锁存器的输出“Q”变高。响应于来自开关控制器220的相应控制信号Dn和Dp,高Q信号使得NMOS开关Mn接通(即,NMOS开关闭合)并使得PMOS开关Mp断开(即,PMOS开关打开)。在降压式转换器202(图2B)的情况下,高Q信号使得PMOS开关Mp接通(即, PMOS开关闭合)并使得NMOS开关Mn断开(即,NMOS开关打开)。在两种情况下,在这个子周期下,电感器电流增加。在预定义“导通时间”(例如,根据规范由设计设置)之后,导通时间控制器216发送使 SR锁存器复位的断开脉冲(例如,“复位”信号),使得SR锁存器的输出“Q”变低。在升压式转换器的情况下,NMOS开关Mn断开且 PMOS开关Mp接通;且对于降压式转换器而言,PMOS开关Mp断开且NMOS开关Mn接通。在两种情况下,在这个子周期下,由于将能量传递到负载(例如,RL),电感器电流减小。在一些时间点处,参考电压VREF(再次)超出反馈电压VFB,且随后比较器发送新的接通脉冲。控制器不断提供接通信号和断开信号,且DC-DC转换器调节并提供期望输出电压。
需要注意的是,对于升压式转换器200和降压式转换器202两者而言,电感器L正被通电的子周期是固定的,且在稳态下,关闭时间保持相对恒定,因此转换器开关频率不变。在升压式转换器的连续导通模式(continuous conduction mode,CCM)下,始终保持电感器电流大于零,以如下等式(1)表示工作周期(例如,电感器正被通电的时间):
D=(VOUT-VIN)/VOUT (1)
在稳态下,以如下等式(2)表示开关周期TS与导通时间TON之间的关系:
TON=((VOUT-VIN)/VOUT)·TS (2)
在降压式转换器的连续导通模式(continuous conduction mode, CCM)下,始终保持电感器电流大于零,以如下等式(3)表示工作周期(例如,电感器正被通电的时间):
D=VOUT/VIN (3)
在稳态下,以如下等式(4)表示开关周期TS与导通时间TON之间的关系:
TON=(VOUT/VIN)·TS (4)
等式(2)和等式(4)对于稳态PWM控制器和稳态恒定导通时间控制器两者而言是成立的,且由于导通时间TON分别与(VOUT-VIN)/VOUT和VOUT/VIN成正比,因此开关周期TS在稳态下为定值。这是恒定导通时间控制器如何在不需要时钟的情况下产生开关频率(恒定开关频率) 的方式。然而,在实践中,开关周期TS展现出转变为开关频率变化的一些变化。
图2A和图2B中所示出的DC-DC转换器200和DC-DC转换器202 使用纹波产生电路212以控制输出电压。图3描绘包括形成主循环228 的运算跨导放大器(operationaltransconductance amplifier,OTA)226(也称作“GM单元”)、去往OTA的参考电压输入(例如带隙电压(VBG))、去往OTA的感测电压输入(VSENSE)以及来自OTA的参考电压输出 (VREF)的纹波产生电路212的一实施例的放大图。在操作中,感测电感器电流(IL)以提供恰当电流(ISENSE)(表示为电压(VSENSE))纹波,且等式(5)示出电感器电流(IL)与感测电流(ISENSE)(表示为VSENSE) 之间的关系,其中GI是电流感测增益。
VSENSE=GI·IL (5)
在这个实施方案和计划中,感测电感器电流(IL),并在OTA 226 处将输出VSENSE(感测为ISENSE)与参考电压输入VBG进行比较以获得电压差和产生参考电压输出VREF。随后,在控制器210的比较器214处将参考电压输出VREF与反馈电压VFB进行比较以向SR锁存器218提供接通脉冲。
图4描绘在连续导通模式和使用参考图2A或图2B和图3所描述的电路的稳态操作下的参考电压输入VBG、反馈电压VFB、参考电压输出VREF、SR锁存器输出Q以及电感器电流IL的波形。由于电感器电流 IL具有DC分量,因此最小电感器电流IVALLEY会在不同负载电流下变化。因此,如图4中所示,参考电压输出VREF的最大值从参考电压输入VBG偏离DC偏移误差VREF_ERROR。这个偏离导致在输出电压VOUT处的针对不同负载电流的DC偏移误差,且等式(6)示出DC偏移误差VREF_ERROR与最小电感器电流IVALLEY之间的关系。
VREF_ERROR=GI·IVALLEY (6)
在根据本发明的一实施例中,将两个辅助循环添加到纹波产生电路中,即,提供快速偏移校正的粗略DC校正循环和提供缓慢偏移校正并解决残余DC偏移的精细DC校正循环。图5描绘根据本发明的一实施例的纹波产生和DC误差校正电路332的一实施例,该纹波产生和DC 误差校正电路332包括被配置成提供基于电感器电流纹波的控制并清除 DC偏移误差的纹波产生电路312和DC误差校正电路336的。纹波产生电路312与参考图3描述的波纹产生电路212类似且包含形成主循环 328的部分的OTA326。纹波产生电路包括OTA、去往OTA的参考电压输入(例如,带隙电压(VBG))、去往OTA的感测电压输入VSENSE以及来自OTA的参考电压输出VREF。DC误差校正电路连接在参考电压输入 VBG与感测电压输入VSENSE以及纹波产生电路的参考电压输出VREF之间。DC误差校正电路包括:作为粗略DC误差校正循环342(也称作“快速”DC误差校正循环)的部分的取样保持(S/H)电路338和OTA 340,以及作为精细DC误差校正循环348(也称作“缓慢”DC误差校正循环) 的部分的低通滤波器344和OTA 346。如图5中所示出,粗略DC误差校正循环耦合在感测电压输入VSENSE与参考电压输出VREF之间,且精细DC误差校正循环耦合在参考电压输入VBG与参考电压输出VREF之间。在一实施例中,取样保持电路包括保持电容器(未示出)。粗略DC误差校正循环和精细DC误差校正循环协助校正DC偏移误差(例如,消除 DC偏移误差),同时保持基于纹波的DC-DC转换器的快速动态行为。
粗略DC误差校正循环342中的取样保持电路338用于取样最小感测电流ISENSE(表示为VSENSE)且保持开关周期TS剩余时间的经取样值,这是需要在恰当时刻下进行的棘手任务。在一实施例中,恰当时刻在如图4中所示出的电感器电流峰谷(IVALLEY)处。在操作中,将各开关周期TS的经取样和保持值施加到OTA 340,并将输出电压实时(例如,即刻而不等待地)添加到参考电压输出VREF。由于在每个开关周期TS下更新经取样和保持值,因此粗略DC校正循环更新参考电压输出VREF、每一开关周期TS,且不影响主循环328的动态响应。粗略DC校正循环提供DC偏移误差的相对快速的校正。
图6A至图6C描绘在连续导通模式和如下描述的不同情况中的稳态操作下的参考电压输入VBG、反馈电压VFB和参考电压输出VREF的波形。图6A描绘在仅接合主循环328(图5)且无DC偏移误差校正时的参考电压输入VBG、反馈电压VFB以及参考电压输出VREF。图6B描绘在接合主循环328和粗略DC误差校正循环342时的波形。如图6B中所示,粗略DC误差校正循环显著地减少DC偏移误差,但未完全地消除DC偏移误差。由于取样保持操作的时序不完美的事实以及还由于取样保持电路的保持电容器的下垂,因此会保留一些残余DC偏移误差。
如图5中所示出的精细DC误差校正循环348用于减少残余DC偏移误差,例如减少到零。在一实施例中,低通滤波器344具有比开关周期TS大许多的时间常量。举例来说,在开关周期TS=333ns的情况下,时间常量约为TS的二十倍。在一实施例中,时间常量是开关周期TS的 10倍至50倍,且在另一实施例中,时间常量是开关周期TS的10倍至 20倍。在操作中,将反馈电压VFB供应到低通滤波器中并随后供应到 OTA 346中。将参考电压输入VBG和来自低通滤波器的输出输入到OTA 并将输出添加到参考电压输出VREF。通过利用反馈电压VFB,残余DC 偏移误差减少到零(或几乎为零,例如,±2%)。图6C描绘在接合主循环328、粗略DC校正循环342和精细DC校正循环348时的参考电压输入VBG、反馈电压VFB以及参考电压输出VREF的波形。添加精细DC 校正循环并不影响转换器的动态性,且实际上精细DC校正循环专门解决粗略DC校正循环剩余的残余DC偏移误差。在一实施例中,在精细 DC校正循环中使用的OTA346被配置成比主循环中使用的OTA 326或粗略DC校正循环中使用的OTA 340消耗更少的电力。举例来说,用于精细DC校正循环的OTA使用较少偏置电流并输出与主循环和粗略DC 校正循环相比的较小电流。当转换器出现干扰时,粗略DC校正循环会在一个开关周期内作出响应(例如,相对快速的DC误差校正)并立刻降低DC偏移误差,而精细DC校正循环则需要几个周期(例如,相对缓慢的DC误差校正)来响应干扰并消除残余DC偏移误差。两个DC 误差校正循环均不控制转换器的动态性,经由主循环来控制该转换器的动态性。在一实施例中,当输出电压在期望目标的±2%内时,消除残余 DC偏移误差。在一实施例中,目标是5V的输出电压,且如上文所描述的使用纹波产生和DC误差校正电路332,实际输出电压保持在目标输出电压的±2%内。
图7A描绘具有类似于图2A中所描绘的DC-DC升压式转换器200 的基于电感器电流纹波的控制器310的DC-DC升压式转换器300的一实施例,其不同之处在于7A中描绘的DC-DC升压式转换器包括如上文参考图5和图6C所描述的DC误差校正电路336。DC误差校正电路包括:粗略DC误差校正环路342,该粗略DC误差校正环路342被配置成经由粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正,以及精细DC 误差校正循环348,该精细DC误差校正循环348被配置成经由精细DC 误差校正循环来执行精细DC误差校正。图7A中描绘的DC-DC升压式转换器示出对线路和负载干扰响应快速且具有极其少甚至无DC偏移误差。
图7B描绘具有类似于图2B中所描绘的DC-DC降压式转换器202 的基于电感器电流纹波的控制器312的DC-DC降压式转换器302的一实施例,其不同之处在于图7B中描绘的DC-DC降压式转换器包括如上文参见图5和图6C所描述的DC误差校正电路336。DC误差校正电路包括:粗略DC误差校正环路342,该粗略DC误差校正环路342被配置成经由粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正,以及精细DC 误差校正循环348,该精细DC误差校正循环348被配置成经由精细DC 误差校正循环来执行精细DC误差校正。图7B中描绘的DC-DC降压式转换器示出对线路和负载干扰的快速响应且具有极其少甚至无DC偏移误差。
图8是用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC转换器(例如上文参见图5、图6C、图7A和图7B所描述的升压式转换器和降压式转换器)的DC偏移误差的方法的流程图。在区块802处,经由主循环执行基于电感器电流纹波的控制。举例来说,经由主循环执行基于电感器电流纹波的控制涉及将参考电压(VBG)与感测输入电压 (VSENSE)进行比较以获得电压差并响应于所得电压差而产生参考电压输出(VREF)。在区块804处,经由耦合到主循环的粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正。举例来说,经由粗略DC误差校正循环执行粗略DC误差校正包括:取样和保持感测输入电压(VSENSE),响应于经取样和保持的感测输入电压而产生输出,以及将输出添加到参考电压输出(VREF)。在区块806处,经由耦合到主循环的精细DC误差校正循环来执行精细DC误差校正。举例来说,经由精细DC误差校正循环执行精细DC误差校正包括:低通滤波反馈电压(VFB),将经低通滤波反馈电压(VFB)与参考电压输入(VBG)进行比较,响应于该比较而产生输出,以及将该输出添加到参考电压输出(VREF)。
在以上描述中,提供各种实施例的具体细节。然而,可以在并没有这些具体细节的全部细节的情况下实践一些实施例。在其它情况下,为了简洁和清晰起见,除了能够实现本发明的各种实施例的方法、程序、组件、结构和/或功能之外,不再详细描述某些方法、程序、组件、结构和/或功能。
虽然以特定次序示出和描述了本文中方法的操作,但是可以更改每个方法的操作次序,使得可以逆序执行某些操作,或使得可以至少部分地与其它操作同时执行某些操作。在另一实施例中,可以间断的和/或交替的方式实施不同操作的指令或子操作。
还应注意,本文中所描述的方法的至少一些操作可以使用存储于计算机可使用的存储媒体上的软件指令来实施,以供计算机执行。作为一实例,计算机程序产品的实施例包括用于存储计算机可读程序的计算机可使用的存储媒体。
计算机可使用的存储媒体或计算机可读存储媒体可以是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或设备或装置)。非暂时性计算机可使用的存储媒体和计算机可读存储媒体的例子包括半导体或固态存储器、磁带、可拆卸计算机磁盘、随机存取存储器(randomaccess memory, RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、刚性磁盘和光盘。光盘的目前例子包括具有只读存储器的高密度磁盘(compact disk with read only memory,CD-ROM)、具有读取/写入的高密度磁盘(compact disk with read/write,CD-R/W)和数字视频光盘(digital video disk,DVD)。
可替换的是,本发明的实施例可以完全实施于硬件中或实施于包含硬件元件和软件元件两者的实施方案中。在使用软件的实施例中,软件可包括但不限于固件、常驻软件、微码等。
虽然已经描述和示出了本发明的具体实施例,但是本发明不限于如此描述和示出的部分的具体形式或布置。本发明的范围将由在此所附的权利要求书及其等效物限定。

Claims (18)

1.一种用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC转换器的DC偏移误差的电路,其特征在于,所述电路包括:
纹波产生电路,所述纹波产生电路耦合到参考电压输入和感测电压输入,且具有参考电压输出以形成主循环;及
DC误差校正电路,所述DC误差校正电路连接在所述参考电压输入、反馈电压输入、与感测电压输入以及所述纹波产生电路的所述参考电压输出之间,所述DC误差校正电路包括:
粗略DC误差校正循环,所述粗略DC误差校正循环耦合在所述感测电压输入与所述参考电压输出之间;及
精细DC误差校正循环,所述精细DC误差校正循环耦合在所述参考电压输入、反馈电压输入与参考电压输出之间。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述粗略DC误差校正循环包括取样保持电路和运算跨导放大器(OTA)。
3.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述精细DC误差校正循环包括低通滤波器和OTA。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述低通滤波器具有比开关周期TS大10倍至20倍的时间常量。
5.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述粗略DC误差校正循环包括取样保持电路和运算跨导放大器(OTA),其中所述精细DC误差校正循环包括低通滤波器和OTA。
6.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,所述低通滤波器具有比开关周期TS大10倍至20倍的时间常量。
7.一种基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC升压式转换器,其特征在于,所述升压式转换器包括根据权利要求1所述的电路。
8.一种基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC降压式转换器,其特征在于,所述降压式转换器包括根据权利要求1所述的电路。
9.一种基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC升压式转换器,其特征在于,所述升压式转换器包括根据权利要求6所述的电路。
10.一种基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC降压式转换器,其特征在于,所述降压式转换器包括根据权利要求6所述的电路。
11.一种用于控制基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC转换器的DC偏移误差的方法,其特征在于,所述方法包括:
经由主循环执行基于电感器电流纹波的控制,所述主循环包括纹波产生电路,所述纹波产生电路耦合到参考电压输入和感测电压输入,且具有参考电压输出;
经由耦合到所述主循环的粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正,所述粗略DC误差校正循环耦合在所述感测电压输入与所述参考电压输出之间;及
经由耦合到所述主循环的精细DC误差校正循环来执行精细DC误差校正,所述精细DC误差校正循环耦合在所述参考电压输入、反馈电压输入与参考电压输出之间。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,经由主循环执行基于电感器电流纹波的控制包括:将参考电压与感测输入电压进行比较以获得电压差以及响应于所述比较而产生参考电压输出。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,经由粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正包括:取样和保持感测输入电压,响应于所述经取样和保持感测输入电压而产生输出,以及将所述输出添加到所述参考电压输出。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,经由精细DC误差校正循环来执行精细DC误差校正包括:低通滤波反馈电压,将所述经低通滤波反馈电压与所述参考电压输入进行比较,响应于所述比较而产生输出,以及将所述输出添加到所述参考电压输出。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,经由粗略DC误差校正循环来执行粗略DC误差校正包括:取样和保持所述感测输入电压,响应于所述经取样和保持的感测输入电压而产生输出,以及将所述输出添加到所述参考电压输出。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,经由精细DC误差校正循环来执行精细DC误差校正包括:低通滤波反馈电压,将所述经低通滤波反馈电压与所述参考电压输入进行比较,响应于所述比较而产生输出,以及将所述输出添加到所述参考电压输出。
17.一种基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC升压式转换器,其特征在于,所述升压式转换器被配置成实施根据权利要求11所述的方法。
18.一种基于电感器电流纹波的恒定导通时间DC-DC降压式转换器,其特征在于,所述降压式转换器被配置成实施根据权利要求11所述的方法。
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