CN107465357A - 控制用于功率转换器的输出电压 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及控制用于功率转换器的输出电压。一种用于控制功率转换器的电路包括检测跟踪信号的过冲或跟踪信号的下冲的过冲和下冲(OU)信号发生器。该电路还包括接收第一反馈信号并响应于检测结果和第一反馈信号生成第二反馈信号的反馈信号调制器和响应于第二反馈信号生成调制信号的调制控制器。一种方法包括响应于指示功率转换器的输出信号的跟踪信号生成第一反馈信号。该方法进一步包括检测跟踪信号的过冲或跟踪信号的下冲，响应于检测结果和第一反馈信号生成第二反馈信号，并且响应于第二反馈信号生成调制信号。

Description

控制用于功率转换器的输出电压
相关申请的交叉引用
本公开内容要求于2016年6月2日提交的美国临时申请No.62/344,780的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及集成电路装置，并且更具体地涉及功率转换器。
背景技术
功率转换器将输入电压转换为输出电压并将输出电压提供给负载。功率转换器可以使用用于功率因数校正(PFC)控制的反馈回路将输出电压调节在基本恒定的电平。然而，在负载瞬变状况下，反馈回路的相对窄的带宽可能导致输出电压的过冲或下冲。
附图说明
图1示出了根据实施例的功率转换器。
图2示出了根据实施例的适合用作图1的功率转换器的功率转换器。
图3示出了根据实施例的适合用作图2的过冲和下冲(OU)信号发生器的OU信号发生器。
图4示出了根据实施例的适合用作图2的反馈信号调制器的反馈信号调制器。
图5A示出了当在负载瞬变状况下发生图2的功率转换器的输出电压的过冲时，第一反馈信号、第二反馈信号、采样电压、过冲信号和过冲结束信号的示例波形。
图5B示出了当在负载瞬变状况下发生图2的功率转换器的输出电压的下冲时，第一反馈信号、第二反馈信号、采样电压、下冲信号和下冲结束信号的示例波形。
图6示出了根据实施例的适合用作图2的反馈信号调制器的反馈信号调制器。
图7A示出了当在负载瞬变状况下发生图2的功率转换器的输出电压的过冲时，第一反馈信号、第二反馈信号、采样电压和过冲信号的示例波形。
图7B示出了当在负载瞬变状况下发生图2的功率转换器的输出电压的下冲时，第一反馈信号、第二反馈信号、采样电压和下冲信号的示例波形。
图8示出了根据实施例的适合用作图2的OU信号发生器的OU信号发生器。
图9A示出了当在负载瞬变状况下发生图2的功率转换器的输出电压的过冲时，第一反馈信号、第二反馈信号、采样电压、过冲信号和过冲结束信号的示例波形。
图9B示出了当在负载瞬变状况下发生图2的功率转换器的输出电压的下冲时，第一反馈信号、第二反馈信号、采样电压、下冲信号和下冲结束信号的示例波形。
图10示出了根据实施例的由控制器执行的处理。
具体实施方式
实施例涉及功率转换器和控制输出信号。在一个实施例中，功率转换器接收输入电压并向负载提供输出电压。响应于跟踪信号(例如，采样信号)生成第一反馈信号，其中跟踪信号指示功率转换器的输出信号。检测采样信号的过冲或采样信号的下冲，并响应于检测结果和第一反馈信号生成第二反馈信号。响应于第二反馈信号生成调制信号。
图1示出了根据实施例的功率转换器100。功率转换器100接收输入电压VIN并向负载160提供输出电压VOUT。
图1中的功率转换器100包括初级测控制器110。图1中的初级侧控制器110可以集成在半导体芯片中，并且半导体芯片可以自身封装或与一个或多个其它半导体芯片一起封装。
图1中的负载160可以包括一个或多个集成芯片(IC)。在一个实施例中，输出电压Vout用于向中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、集成存储器电路、电池充电器、发光二极管(LED)或其它类型的电气负载供电。
图2示出了适合用作图1的功率转换器100的功率转换器200。功率转换器200包括初级侧电路202和次级侧电路204。
图2中的初级侧电路202包括桥式整流器206、电容器208、初级绕组212、开关装置226、感测电阻器230和初级侧控制器210。电源(未示出)向桥式整流器206提供AC输入信号ACIN，该桥式整流器206将接收到的AC信号的负半部分反相，以生成整流的AC信号(或输入电压)VIN。输入电压VIN被施加到图2中的功率转换器200的初级绕组212。
在一个实施例中，初级侧控制器210(例如，图2)包括辅助绕组230、第一和第二电阻器242和244、采样和保持(S/H)电路228、放大器224、过冲和下冲(OU)信号发生器220、反馈信号调制器232、脉宽调制(PWM)控制器(或调制控制器)234。图2中的初级侧控制器210生成PWM信号(或调制信号)PWM以控制(例如，接通或关断)开关装置226。
当图2中的开关装置226接通时，流过开关装置226的第一电流从零增加到峰值，并且能量存储在初级绕组212中。当开关装置226关断时，存储的能量引起次级侧电路204中的二极管218接通，从而导致流过二极管218的第二电流。在二极管传导时段期间，输出电压VOUT和二极管正向压降之和反映到图2中的辅助绕组230中，并且第二电流的大小减小。因为二极管正向压降随着第二电流的减小而减小，所以在接近二极管传导时段结束的时刻在辅助绕组230两端所反映的电压VNA可以由等式1表示：
在等式1中，NA是辅助绕组230的匝数，NS是次级绕组214的匝数。
图2中的第一和第二电阻器242和244用作分压器并在第一和第二电阻器242和244之间的节点处生成分压电压VA。图2中的S/H电路228在接近二极管传导时段结束的时刻对分压电压VA进行采样，因此对应于采样电压的跟踪信号(例如，跟踪电压)VAOUT具有与输出电压VOUT的电平成比例的电平。在一个实施例中，S/H电路228在对应于上一开关周期的二极管传导时段的70％、85％或90％的时刻对分压电压VA进行采样。尽管图2所示的实施例包括S/H电路228以在特定时刻对分压电压VA进行采样以生成采样电压VAOUT，但是本公开的实施例不限于此。在一个实施例中，可以省略S/H电路228，并且可以使用分压电压VA作为跟踪信号VAOUT来连续跟踪输出电压VOUT。在另一个实施例中，可以进一步省略辅助绕组230，并且可以使用输出电压VOUT的缩放版本作为跟踪信号VAOUT。
图2中的放大器224响应于采样电压VAOUT和参考电压VREF生成第一反馈信号FB1。在一个实施例中，放大器224是跨导放大器，其生成具有与采样电压VAOUT和参考电压VREF之间的差值成比例的大小的电流。
图2中的OU信号发生器220接收采样电压VAOUT，并响应于采样电压VAOUT生成过冲信号DYNOV和下冲信号DYNUN。
在一个实施例中，当采样电压VAOUT变得等于或大于过冲启用阈值电压(例如，图3中的过冲启用阈值电压VOV_EN)时，过冲信号DYNOV从第一逻辑值(例如，逻辑低值)转变到第二逻辑值(例如，逻辑高值)，并且当采样电压VAOUT变得小于过冲禁用阈值电压(例如，图3中的过冲禁用阈值电压VOV_DIS)时，过冲信号DYNOV从逻辑高值转变为逻辑低值。在另一个实施例中，当采样电压VAOUT变得等于或大于过冲启用阈值电压时，过冲信号DYNOV在第一时刻(例如，图9A中的第一时刻t1)从逻辑低值转变为逻辑高值，并且在对应于第一时刻和预定时间间隔之和的第二时刻(例如，图9A中的第二时刻t2)从逻辑高值转变到逻辑低值。
在一个实施例中，当采样电压VAOUT变得小于下冲启用阈值电压(例如，图3中的下冲启用阈值电压VUN_EN)时，下冲信号DYNUN从第一逻辑值(例如，逻辑低值)转变为第二逻辑值(例如，逻辑高值)，并且当采样电压VAOUT变得等于或大于下冲禁用阈值电压(例如，图3中的下冲禁用阈值电压VUN_DIS)时，下冲信号DYNUN从逻辑高值转变为逻辑低值。在另一个实施例中，当采样电压VAOUT变得小于下冲启用阈值电压时，下冲信号DYNUN在第一时刻(例如，图9B中的第一时刻t1)从逻辑低值转变为逻辑高值，并且在对应于第一时刻和预定时间间隔之和的第二时刻(例如，图9B中的第二时刻t2)从逻辑高值转变为逻辑低值。
图2中的反馈信号调制器232接收第一反馈信号FB1、过冲信号DYNOV和下冲信号DYNUN，以响应于接收的信号FB1、DYNOV和DYNUN生成第二反馈信号FB2。尽管图2所示的实施例使用作为模拟信号的第一反馈信号FB1和第二反馈信号FB2，但是本公开的实施例不限于此。在一个实施例中，可以添加模数转换器(未示出)以接收采样电压VAOUT，并向反馈信号调制器232提供第一反馈信号FB1的数字版本。在这样的实施例中，反馈信号调制器232响应于接收的信号FB1、DYNOV和DYNUN生成第二反馈信号FB2的数字版本。
当过冲信号DYNOV和下冲信号DYNUN分别具有逻辑低值时，反馈信号调制器232生成与第一反馈信号FB1基本相同的第二反馈信号FB2。当过冲信号DYNOV或下冲信号DYNUN具有逻辑高值时，反馈信号调制器232生成与第一反馈信号FB1不同的第二反馈信号FB2。
图2中的PWM控制器234响应于第二反馈信号FB2生成PWM信号。PWM信号的占空比随着第二反馈信号FB2的值而变化。
在一个实施例中，当过冲信号DYNOV具有逻辑高值时，第二反馈信号FB2以比第一反馈信号FB1更快的速率减小，以快速减小PWM信号PWM的导通持续时间和开关频率中的一个或两个。结果，图2中的初级侧控制器210可以防止输出电压VOUT的严重过冲。
在一个实施例中，当下冲信号DYNUN具有逻辑高值时，第二反馈信号FB2以比第一反馈信号FB1更快的速率增加，以快速增加PWM信号PWM的导通持续时间和开关频率中的一个或两个。结果，图2中的初级侧控制器210可以防止输出电压VOUT的严重下冲。
图3示出了根据实施例的适合用作图2的OU信号发生器220的OU信号发生器320。图3中的OU信号发生器320包括第一和第二比较器302和304、第一触发器306、第三和第四比较器308和310以及第二触发器312。
图3中的第一比较器302将采样电压VAOUT与过冲启用阈值电压VOV_EN进行比较，并且当采样电压VAOUT等于或大于过冲启用阈值电压VOV_EN时，生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的第一设置信号SET1。采样电压VAOUT具有与功率转换器(例如，图2的功率转换器200)的输出电压(例如，图2的输出电压VOUT)成比例的大小。
图3中的第二比较器304将采样电压VAOUT与过冲禁用阈值电压VOV_DIS进行比较，并且当采样电压VAOUT小于过冲禁用阈值电压VOV_DIS时，生成具有逻辑高值的第一复位信号RST1。过冲禁用阈值电压VOV_DIS的电平低于过冲启用阈值电压VOV_EN的电平。
在一个实施例中，图3中的第一触发器306是设置/复位(RS)触发器。当第一设置信号SET1具有逻辑高值时，RS触发器306生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的过冲信号DYNOV，并且当第一复位信号RST1具有逻辑高值时生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的过冲信号DYNOV。尽管图3所示的实施例包括第一和第二比较器302和304以及第一触发器306，但是本公开的实施例不限于此。在一个实施例中，具有给定滞后的单个比较器(未示出)可以替换第一和第二比较器302和304以及第一触发器306。例如，给定的滞后使得当采样电压VAOUT等于或大于过冲启用阈值电压VOV_EN时比较器生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的过冲信号DYNOV，并且当采样电压VAOUT小于过冲禁用阈值电压VOV_DIS时比较器生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的过冲信号DYNOV。
图3中的第三比较器308将采样电压VAOUT与下冲启用阈值电压VUN_EN进行比较，并且当采样电压VAOUT小于下冲启用阈值电压VUN_EN时，生成具有逻辑高值的第二设置信号SET2。
图3中的第四比较器310将采样电压VAOUT与下冲禁用阈值电压VUN_DIS进行比较，并且当采样电压VAOUT等于或大于下冲禁用阈值电压VUN_DIS时，生成具有逻辑高值的第二复位信号RST2。下冲禁用阈值电压VUN_DIS的电平高于下冲启用阈值电压VUN_EN的电平。
在一个实施例中，图3中的第二触发器312是设置/复位(RS)触发器。当第二设置信号SET2具有逻辑高值时，RS触发器312生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的下冲信号DYNUN，并且当第二复位信号RST2具有逻辑高值时生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的下冲信号DYNUN。尽管图3所示的实施例包括第三和第四比较器308和310以及第二触发器312，但是本公开的实施例不限于此。在一个实施例中，具有给定滞后的单个比较器(未示出)可以替换第三和第四比较器308和310以及第二触发器312。例如，给定的滞后使得当采样电压VAOUT小于下冲启用阈值电压VUN_EN时比较器生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的下冲信号DYNUN，并且当采样电压VAOUT等于或大于下冲禁用阈值电压VUN_DIS时比较器生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的下冲信号DYNUN。
图4示出了根据实施例的适合用作图2的反馈信号调制器232的反馈信号调制器432。图4中的反馈信号调制器432包括第一和第二触发器402和422，第一和第二逻辑门404和414，第一和第二电流源406和420，反相器412，比较器410，电容器418，第一、第二和第三开关装置408、416和426以及第三逻辑门424。
图4中的反馈信号调制器432通过输入节点I接收第一反馈信号FB1。输入节点I连接到第二开关装置416的第一端和比较器410的非反相输入。
图4中的比较器410具有接收第二反馈信号FB2a的反相输入。图4中的比较器410将第一反馈信号FB1与第二反馈信号FB2a进行比较，并生成比较信号DYNCOM。
图4中的第一触发器402接收比较信号DYNCOM的反相版本和过冲信号DYNOV的反相版本。在一个实施例中，第一触发器402是RS触发器，并且当过冲信号DYNOV具有逻辑低值时，RS触发器402生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的过冲结束信号OVEND，并且当比较信号DYNCOM具有逻辑低值时，生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的过冲结束信号OVEND。
图4中的第一逻辑门404接收过冲结束信号OVEND和下冲信号DYNUN，并且对接收的信号OVEND和DYNUN执行逻辑运算。在一个实施例中，第一逻辑门404是“或”门，并且对过冲结束信号OVEND和下冲信号DYNUN执行“或”逻辑运算，以向第一开关装置408提供输出信号。
图4中的第一开关装置408响应于来自第一逻辑门404的输出信号而被接通或关断。在一个实施例中，当来自第一逻辑门404的输出信号具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)时，第一开关装置408被接通，并且当来自第一逻辑门404的输出信号具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)时第一开关装置408被关断。
图4中的第二触发器422接收比较信号DYNCOM和下冲信号DYNUN的反相版本。在一个实施例中，第二触发器422是RS触发器，并且当下冲信号DYNUN具有逻辑低值时RS触发器422生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的下冲结束信号UNEND，并且当比较信号DYNCOM具有逻辑高值时生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的下冲结束信号UNEND。
图4中的第二逻辑门414接收下冲结束信号UNEND和过冲信号DYNOV，并且对接收到的信号UNEND和DYNOV执行逻辑运算。在一个实施例中，第二逻辑门414是“或”门，并且对下冲结束信号UNEND和过冲信号DYNOV执行“或”逻辑运算，以向第三开关装置426提供输出信号。
图4中的第三开关装置426响应于来自第二逻辑门414的输出信号而被接通或关断。在一个实施例中，当来自第二逻辑门414的输出信号具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)时，第三开关装置426被接通，并且当来自第二逻辑门414的输出信号具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)时第三开关装置426被关断。
图4中的第三逻辑门424接收过冲结束信号OVEND、下冲结束信号UNEND、过冲信号DYNOV和下冲信号DYNUN。在一个实施例中，第三逻辑门424是“或”门，并对接收到的信号OVEND、UNEND、DYNOV和DYNUN执行“或”逻辑运算，以生成动态控制信号DYN。
图4中的反相器412接收动态控制信号DYN，并且使动态控制信号DYN反相以接通或关断第二开关装置416。在一个实施例中，当动态控制信号DYN具有逻辑低值时，第二开关装置416被接通以将输入节点I耦接到输出节点O。
图4中的电容器418具有连接到输出节点O的第一端和连接到地的第二端。图4中的反馈信号调制器432通过输出节点O输出第二反馈信号FB2a。尽管图4所示的实施例包括电容器418，但是本公开的实施例不限于此。在使用第一反馈信号FB1和第二反馈信号FB2a的数字版本的实施例中，电容器418可以用数字电路元件(例如，数字计数器)代替。
以下将参考图5A和图5B更详细地解释包括图3中的OU信号发生器320和图4中的反馈信号调制器432的初级侧控制器(例如，图2中的初级侧控制器210)的操作。图5A示出了当在负载瞬变状况下发生输出电压(例如，图2中的输出电压VOUT)的过冲时，第一反馈信号FB1、第二反馈信号FB2a、采样电压VAOUT、过冲信号DYNOV和过冲结束信号OVEND的示例波形。
在图5A中的第一时刻t1，采样电压VAOUT变得等于或大于过冲启用阈值电压VOV_EN，并且图3中的第一触发器306响应于具有逻辑高值的第一设置信号SET1生成具有逻辑高值的过冲信号DYNOV。在一个实施例中，过冲启用阈值电压VOV_EN具有等于或大于预定参考电压VREF的电平的110％的电平。图4中的第二逻辑门414响应于具有逻辑高值的过冲信号DYNOV生成具有逻辑高值的输出信号，以接通图4中的第三开关装置426。图4中的第三逻辑门424响应于具有逻辑高值的过冲信号DYNOV生成具有逻辑高值的动态控制信号DYN，以关断图4中的第二开关装置416。
在第一时刻t1和第二时刻t2之间的时间间隔期间，图4中的第二开关装置416被关断并且图4中的第三开关装置426被接通。流过图4中的第二电流源420的电流对图4中的电容器418放电，因此第二反馈信号FB2a的值以比第一反馈信号FB1更快的速率减小，直到第二反馈信号FB2a的值达到最小值(例如，零伏)为止。
当第二反馈信号FB2a的值减小时，PWM控制器(例如，图2中的PWM控制器234)减少PWM信号(例如，图2中的PWM信号PWM)的导通持续时间和开关频率中的一个或两个。结果，包括图3中的OU信号发生器320和图4中的反馈信号调制器432的初级侧控制器可以防止输出电压(例如，图2中的输出电压VOUT)的严重过冲。
在第二时刻t2，采样电压VAOUT变得小于过冲禁用阈值电压VOV_DIS，并且图3中的第一触发器306响应于具有逻辑高值的第一复位信号RET1生成具有逻辑低值的过冲信号DYNOV。在一个实施例中，过冲禁用阈值电压VOV_DIS具有基本上等于参考电压VREF的电平105％的电平。结果，图4中的触发器402响应于具有逻辑低值的过冲信号DYNOV生成具有逻辑高值的过冲结束信号OVEND，并且图4中的第一逻辑门404生成具有逻辑高值的输出信号，以接通图4中的第一开关装置408。图4中的第三逻辑门424响应于具有逻辑高值的过冲结束信号OVEND生成具有逻辑高值的动态控制信号DYN，以关断图4中的第二开关装置416。
在第二时刻t2和第三时刻t3之间的时间间隔期间，图4中的第二开关装置416被关断并且图4中的第一开关装置408被接通。流过图4中的第一电流源406的电流对图4中的电容器418充电，因此第二反馈信号FB2a的值增加，直到第二反馈信号FB2a达到第一反馈信号FB1为止。
在第二反馈信号FB2a达到第一反馈信号FB1的第三时刻t3，图4中的比较器410响应于第二反馈信号FB2a和第一反馈信号FB1生成具有逻辑低值的比较信号DYNCOM，因此图4中的触发器402生成具有逻辑低值的过冲结束信号OVEND。图4中的第三逻辑门424生成具有逻辑低值的动态控制信号DYN，因此图4中的反相器412生成具有逻辑高值的输出信号，以接通图4中的第二开关装置416。结果，图4中的第二开关装置416将图4中的输入节点I耦接到图4中的输出节点O，以生成与第一反馈信号FB1基本相同的第二反馈信号FB2a。
图5B示出了在负载瞬变状况下发生输出电压的下冲时，第一反馈信号FB1、第二反馈信号FB2a、采样电压VAOUT、下冲信号DYNUN和下冲结束信号UNEND的示例波形。
在图5B中的第一时刻t1，采样电压VAOUT变得小于下冲启用阈值电压VUN_EN，并且图3中的第二触发器312响应于具有逻辑高值的第二设置信号SET2生成具有逻辑高值的下冲信号DYNUN。在一个实施例中，下冲启用阈值电压VUN_EN具有基本上等于或小于预定参考电压VREF的电平的90％的电平。图4中的第一逻辑门404响应于具有逻辑高值的下冲信号DYNUN生成具有逻辑高值的输出信号，以接通图4中的第一开关装置408。图4中的第三逻辑门424响应于具有逻辑高值的下冲信号DYNUN生成具有逻辑高值的动态控制信号DYN，以关断图4中的第二开关装置416。
在第一时刻t1和第二时刻t2之间的时间间隔期间，图4中的第二开关装置416被关断并且图4中的第一开关装置408被接通。流过图4中的第一电流源406的电流对图4中的电容器418进行充电，因此第二反馈信号FB2a的值以比第一反馈信号FB1更快的速率增加，直到第二反馈信号FB2a达到最大值为止。
当第二反馈信号FB2a的值增加时，PWM控制器增加PWM信号的导通持续时间和开关频率中的一个或两个。结果，包括图3中的OU信号发生器320和图4中的反馈信号调制器432的初级侧控制器可以防止输出电压的严重下冲。
在第二时刻t2，采样电压VAOUT变为等于或大于下冲禁用阈值电压VUN_DIS，并且图3中的第二触发器312响应于具有逻辑高值的第二复位信号RST2生成具有逻辑低值的下冲信号DYNUN。在一个实施例中，下冲禁用阈值电压VUN_DIS具有基本上等于预定参考电压VREF的电平的95％的电平。结果，图4中的触发器422响应于具有逻辑低值的下冲信号DYNUN生成具有逻辑高值的下冲结束信号UNEND，并且图4中的第二逻辑门414响应于具有逻辑高值的下冲结束信号UNEND生成具有逻辑高值的输出信号，以接通图4中的第三开关装置426。图4中的第三逻辑门424响应于具有逻辑高值的下冲结束信号UNEND生成具有逻辑高值的动态控制信号DYN，以关断图4中的第二开关装置416。
在第二时刻t2和第三时刻t3之间的时间间隔期间，图4中的第二开关装置416被关断并且图4中的第三开关装置426被接通。流过图4中的第二电流源420的电流对图4中的电容器418放电，因此第二反馈信号FB2a的值减小，直到第二反馈信号FB2a达到第一反馈信号FB1为止。
在第二反馈信号FB2a达到第一反馈信号FB1的第三时刻t3，图4中的比较器410响应于第二反馈信号FB2a和第一反馈信号FB1生成具有逻辑高值的比较信号DYNCOM，因此图4中的触发器422响应于具有逻辑高值的比较信号DYNCOM生成具有逻辑低值的下冲结束信号UNEND。图4中的第三逻辑门424生成具有逻辑低值的动态控制信号DYN，因此图4中的反相器412生成具有逻辑高值的输出信号以接通第二开关装置416。结果，图4中的第二开关装置416将图4中的输入节点I耦接到图4中的输出节点O，以生成与第一反馈信号FB1基本相同的第二反馈信号FB2a。
图6示出了根据另一个实施例的适合用作图2的反馈信号调制器232的反馈信号调制器632。图6中的反馈信号调制器632包括逻辑门602，输出节点O以及第一、第二和第三开关装置606、604和608。
图6中的逻辑门602接收过冲信号DYNOV和下冲信号DYNUN。在一个实施例中，逻辑门602是“或非”门，并对过冲信号DYNOV和下冲信号DYNUN执行“或非”逻辑运算，以向第二开关装置604提供输出信号。
图6中的第二开关装置604响应于来自逻辑门602的输出信号被接通或关断。在一个实施例中，当来自逻辑门602的输出信号具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)时，第二开关装置604被接通，并且当来自逻辑门602的输出信号具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)时，第二开关装置604被关断。
图6中的第一开关装置606响应于下冲信号DYNUN而被接通或关断。在一个实施例中，当下冲信号DYNUN具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)时，第一开关装置606被接通以将输出节点O耦接到电源VDD，并且当下冲信号DYNUN具有第二个逻辑值(例如，逻辑低值)时，第一开关装置606被关断。
图6中的第三开关装置608响应于过冲信号DYNOV而被接通或关断。在一个实施例中，当过冲信号DYNOV具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)时，第三开关装置608被接通以将输出节点O耦接到地，并且当过冲信号DYNOV具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)时，第三开关装置608被关断。
以下参考图7A和图7B更详细地解释了包括图3中的OU信号发生器320和图6中的反馈信号调制器632的初级侧控制器(例如，图2中的初级侧控制器210)的操作。图7A示出了在负载瞬变状况下发生输出电压(例如，图2中的输出电压VOUT)的过冲时第一反馈信号FB1、第二反馈信号FB2b、采样电压VAOUT和过冲信号DYNOV的示例波形。
在图7A中的第一时刻t1，采样电压VAOUT变得大于过冲启用阈值电压VOV_EN，并且图3中的第一触发器306响应于具有逻辑高值的第一设置信号SET1生成具有逻辑高值的过冲信号DYNOV。图6中的逻辑门602响应于具有逻辑高值的过冲信号DYNOV生成具有逻辑低值的输出信号，以关断图6中的第二开关装置604。图6中的第三开关装置608响应于具有逻辑高值的过冲信号DYNOV被接通。结果，第二反馈信号FB2b的值在第一时刻t1例如基本上瞬时地减小到最小值(例如，零伏)。
在图7A中的第二时刻t2，采样电压VAOUT变得小于过冲禁用阈值电压VOV_DIS，并且图3中的第一触发器306响应于具有逻辑高值的第一复位信号RST1生成具有逻辑低值的过冲信号DYNOV。图6中的第三开关装置608响应于具有逻辑低值的过冲信号DYNOV而被关断。图6中的逻辑门602响应于具有逻辑低值的过冲信号DYNOV生成具有逻辑高值的输出信号，以接通图6中的第二开关装置604。结果，第二反馈信号FB2b在第二时刻t2例如基本上瞬时地达到第一反馈信号FB1。
图7B示出了当在负载瞬变状态下发生输出电压的下冲时第一反馈信号FBI、第二反馈信号FB2b、采样电压VAOUT和下冲信号DYNUN的示例波形。
在图7B中的第一时刻t1，采样电压VAOUT变得小于下冲启用阈值电压VUN_EN，并且图3中的第二触发器312响应于具有逻辑高值的第二设置信号SET2生成具有逻辑高值的下冲信号DYNUN。图6中的逻辑门602响应于具有逻辑高值的下冲信号DYNUN生成具有逻辑低值的输出信号，以关断图6中的第二开关装置604。图6中的第一开关装置606响应于具有逻辑高值的下冲信号DYNUN而被接通。结果，第二反馈信号FB2b的值在第一时刻t1例如基本上瞬时地增加到最大值(例如，电源电压VDD)。
在图7B中的第二时刻t2，采样电压VAOUT变为等于或大于下冲禁用阈值电压VUN_DIS，并且图3中的第二触发器312响应于具有逻辑高值的第二复位信号RST2生成具有逻辑低值的下冲信号DYNUN。图6中的第一开关装置606响应于具有逻辑低值的下冲信号DYNUN而被关断。图6中的逻辑门602生成具有逻辑高值的输出信号，以接通图6中的第二开关装置604。结果，第二反馈信号FB2b在第二时刻t2例如基本上瞬时地达到第一反馈信号FB1。
图8示出了根据另一个实施例的适合用作图2的OU信号发生器220的OU信号发生器820。图8中的OU信号发生器820包括第一比较器802、第一延迟电路806、第一触发器804、第二比较器808、第二延迟电路812和第二触发器810。
图8中的第一比较器802将采样电压VAOUT与过冲启用阈值电压VOV_EN进行比较，并且当采样电压VAOUT等于或大于过冲启用阈值电压VOV_EN时，生成具有逻辑高值的第一输出信号OUT1。图8中的第一延迟电路806将第一输出信号OUT1延迟第一延迟量以生成第一输出信号OUT1的延迟版本。
在一个实施例中，图8中的第一触发器804是设置/复位(RS)触发器。当第一输出信号OUT1具有逻辑高值时，RS触发器804生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的过冲信号DYNOV，并且当第一输出信号OUT1的延迟版本具有逻辑高值时，生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的过冲信号DYNOV。结果，RS触发器804生成具有对应于第一延迟电路806的第一延迟量的宽度的脉冲。
图8中的第二比较器808将采样电压VAOUT与下冲启用阈值电压VUN_EN进行比较，并且当采样电压VAOUT小于下冲启用阈值电压VUN_EN时，生成具有逻辑高值的第二输出信号OUT2。图8中的第二延迟电路808将第二输出信号OUT2延迟第二延迟量以生成第二输出信号OUT2的延迟版本。
在一个实施例中，图8中的第二触发器810是设置/复位(RS)触发器。当第二输出信号OUT2具有逻辑高值时，RS触发器810生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的下冲信号DYNUN，并且当第二输出信号OUT2的延迟版本具有逻辑高值时，生成具有第二逻辑值(例如，逻辑低值)的下冲信号DYNUN。结果，RS触发器810生成具有对应于第二延迟电路810的第二延迟量的宽度的脉冲。
图9A示出了包括图8中的OU信号发生器820和图4中的反馈信号调制器432或者包括图8中的OU信号发生器820和图6中的反馈信号调制器632的初级侧控制器(例如，图2中的初级侧控制器210)的操作。具体地，图9A示出了在负载瞬变状况下发生输出电压(例如，图2中的输出电压VOUT)的过冲时，第一反馈信号FB1、第二反馈信号FB2a和FB2b、采样电压VAOUT、过冲信号DYNOV和过冲结束信号OVEND的示例波形。
与包括第二比较器304的图3中的OU信号发生器320不同，图8中的OU信号发生器820包括第一延迟电路806。结果，图9A中的第一时刻t1和第二时刻t2之间的时间间隔由图8中的第一延迟电路806的第一延迟量确定，而不是图3中的第二比较器304的比较结果来确定。图8中的OU信号发生器820的其它操作与图3中的OU信号发生器320类似，并且因此为了简洁起见，这里将省略包括图8中的OU信号发生器820的初级侧控制器的这些操作的详细描述。
图9B示出了包括图8中的OU信号发生器820和图4中的反馈信号调制器432或者包括图8中的OU信号发生器820和图6中的反馈信号调制器632的初级侧控制器的操作。具体地，图9B示出了在负载瞬变状况下发生输出电压(例如，图2中的输出电压VOUT)的下冲时，第一反馈信号FB1、第二反馈信号FB2a和FB2b、采样电压VAOUT、下冲信号DYNUN和下冲结束信号UNEND的示例波形。
与包括第四比较器312的图3中的OU信号发生器320不同，图8中的OU信号发生器820包括第二延迟电路812。结果，图9B中的第一时刻t1和第二时刻t2之间的时间间隔由图8中的第二延迟电路812的第二延迟量确定，而不是由图3中的第四比较器312的比较结果来确定。图8中的OU信号发生器820的其它操作与图3中的OU信号发生器320的类似，并且因此为了简洁起见，这里将省略包括图8中的OU信号发生器820的初级侧控制器的这些操作的详细描述。
图10示出了根据实施例的由控制器(例如，图2的初级侧控制器210)执行的处理1000。在一个实施例中，控制器包括OU信号发生器(例如，图2的OU信号发生器电路220)、反馈信号调制器(例如，图2的反馈信号调制器232)和调制控制器(例如，图2的PWM控制器234)。
在S1020，控制器响应于指示功率转换器(例如，图2的功率转换器200)的输出信号的采样信号(例如，图2的采样信号VAOUT)生成第一反馈信号(例如，图2的第一反馈信号FB1)。在一个实施例中，控制器还包括响应于采样信号和参考电压(例如，图2的参考电压VREF)生成第一反馈信号的放大器(例如，图2的放大器224)。
在S1040，OU信号发生器检测采样信号的过冲或下冲。在一个实施例中，当检测到过冲时，OU信号发生器生成具有第一逻辑值(例如，逻辑高值)的过冲信号，并且当检测到下冲时，生成具有第二逻辑值(例如，逻辑高值)的下冲信号。在一个实施例中，第一和第二逻辑值是相同的值，但在其他实施例中可以是不同的值。
在S1060，响应于检测结果和第一反馈信号，反馈信号调制器生成第二反馈信号(例如，图2的第二反馈信号FB2)。在一个实施例中，当OU信号发生器检测到采样信号的过冲或采样信号的下冲时，反馈信号调制器生成与第一反馈信号不同的第二反馈信号。
在S1080，调制控制器响应于第二反馈信号生成调制信号(例如，图2的PWM信号PWM)。在一个实施例中，调制控制器响应于第二反馈信号调整调制信号的导通持续时间和开关频率中的一个或两个。
在一个实施例中，一种用于控制功率转换器的方法包括：响应于跟踪信号生成第一反馈信号，跟踪信号指示功率转换器的输出信号；检测跟踪信号的过冲或跟踪信号的下冲；响应于检测结果和第一反馈信号生成第二反馈信号；以及响应于第二反馈信号生成调制信号。
在一个实施例中，当检测到过冲或下冲时，生成的第二反馈信号与第一反馈信号不同。
在一个实施例中，该方法还包括比较将跟踪信号的值与过冲启用阈值电压的值进行比较，当通过将跟踪信号的值与过冲启用阈值电压的值进行比较而获得比较结果时，生成具有第一逻辑值的过冲信号，并且在对应于第一时刻和给定时间间隔之和的第二时刻生成具有第二逻辑值的过冲信号。
在一个实施例中，该方法还包括将跟踪信号的值与下冲启用阈值电压的值进行比较，当通过将跟踪信号的值与下冲启用阈值电压的值进行比较而获得比较结果时，生成具有第一逻辑值的下冲信号，并且在对应于第一时刻和给定时间间隔之和的第二时刻生成具有第二逻辑值的下冲信号。
在一个实施例中，所述方法还包括将跟踪信号的值与过冲启用阈值电压的值进行比较，当通过将跟踪信号的值与过冲启用阈值电压的值进行比较而获得第一比较结果时，生成具有第一逻辑值的过冲信号；跟踪信号的值与过冲禁用阈值电压进行比较；并且当通过将跟踪信号的值与过冲禁用阈值电压的值进行比较而获得第二比较结果时，生成具有第二逻辑值的过冲信号。
在一个实施例中，该方法还包括以第一速率降低第一反馈信号的值，并响应于具有第一逻辑值的过冲信号以第二速率降低第二反馈信号的值，第二速率高于第一反馈信号的第一速率。当跟踪信号的值等于或大于过冲启用阈值电压的值时，获得第一比较结果，并且当跟踪信号的值小于过冲禁用阈值电压的值时，获得第二比较结果。
在一个实施例中，该方法还包括响应于具有第二逻辑值的过冲信号生成具有第一逻辑值的过冲结束信号；增加第二反馈信号的值，直到第二反馈信号的值达到第一反馈信号的值为止；并且当第二反馈信号的值达到第一反馈信号的值时，生成具有第二逻辑值的过冲结束信号。
在一个实施例中，所述方法还包括将跟踪信号的值与下冲启用阈值电压的值进行比较；当通过将跟踪信号的值与下冲启用阈值电压的值进行比较而获得第一比较结果时，生成具有第一逻辑值的下冲信号；将跟踪信号的值与下冲禁用阈值电压的值进行比较；并且当通过将跟踪信号的值与下冲禁用阈值电压的值进行比较而获得第二比较结果时，生成具有第二逻辑值的下冲信号。
在一个实施例中，该方法还包括以第一速率增加第一反馈信号的值，以及当下冲信号具有第一逻辑值时以第二速率增加第二反馈信号的值，第二速率高于第一个反馈信号的第一速率。当跟踪信号的值小于下冲启用阈值电压的值时获得第一比较结果，并且当跟踪信号的值等于或大于下冲禁用阈值电压的值时，获得第二比较结果。
在一个实施例中，该方法还包括响应于具有第二逻辑值的下冲信号生成具有第一逻辑值的下冲结束信号，减小第二反馈信号的值，直到第二反馈信号的值达到第一反馈信号的值为止，并且当第二反馈信号的值达到第一反馈信号的值时，生成具有第二逻辑值的下冲结束信号。
已经结合作为示例提出的具体实施例描述了本公开的各方面。在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下，可以对本文所阐述的实施例进行许多替代、修改和变化。因此，本文所阐述的实施例旨在是说明性的而不是限制性的。

Claims (10)

1.一种用于控制功率转换器的电路，包括：
过冲和下冲OU信号发生器，被配置为检测跟踪信号的过冲或所述跟踪信号的下冲，所述跟踪信号指示所述功率转换器的输出信号；
反馈信号调制器，被配置为接收第一反馈信号并响应于检测结果和所述第一反馈信号生成第二反馈信号；以及
调制控制器，被配置为响应于所述第二反馈信号生成调制信号。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述OU信号发生器包括：
比较器，将所述跟踪信号的值与过冲启用阈值电压的值和过冲禁用阈值电压的值进行比较，当获得第一比较结果时所述比较器生成具有第一逻辑值的过冲信号，并且当获得第二比较结果时所述比较器生成具有第二逻辑值的过冲信号。
3.根据权利要求2所述的电路，还包括：
放大器，以第一速率减小所述第一反馈信号的值，
其中所述比较器包括：
第一比较器，将所述跟踪信号的值与所述过冲启用阈值电压的值进行比较；
第二比较器，将所述跟踪信号的值与所述过冲禁用阈值电压的值进行比较；以及
第一触发器，当所述第一比较器输出所述第一比较结果时生成具有所述第一逻辑值的过冲信号，并且当所述第二比较器输出所述第二比较结果时生成具有所述第二逻辑值的过冲信号，
其中所述反馈信号调制器包括：
电容器，具有连接到地的第一端和连接到输出节点的第二端；
第一电流源，响应于具有所述第一逻辑值的过冲信号对所述电容器进行放电以使所述第二反馈信号的值以第二速率减小，所述第二速率高于所述第一反馈信号的所述第一速率；以及
第一开关装置，响应于具有所述第一逻辑值的过冲信号将所述电容器耦接到所述第一电流源，以及
其中当所述跟踪信号的值等于或大于所述过冲启用阈值电压的值时，所述第一比较器输出所述第一比较结果，并且当所述跟踪信号的值小于所述过冲禁用阈值电压的值时，所述第二比较器输出所述第二比较结果。
4.根据权利要求3所述的电路，其中所述反馈信号调制器还包括：
第二触发器，响应于具有所述第二逻辑值的所述过冲信号生成具有所述第一逻辑值的过冲结束信号；
第二电流源，对所述电容器进行充电以增加所述第二反馈信号的值，直到第二反馈信号的值达到所述第一反馈信号的值为止；以及
第二开关装置，响应于具有所述第一逻辑值的所述过冲结束信号将所述电容器耦接到所述第二电流源，以及
其中当所述第二反馈信号的值达到所述第一反馈信号的值时，所述第二触发器生成具有所述第二逻辑值的所述过冲结束信号。
5.根据权利要求2所述的电路，其中所述反馈信号调制器包括：
输出节点，生成所述第二反馈信号；以及
开关装置，响应于具有所述第一逻辑值的所述过冲信号将所述输出节点耦接到地。
6.根据权利要求1所述的电路，其中所述OU信号发生器包括：
比较器，将所述跟踪信号的值与下冲启用阈值电压的值和下冲禁用阈值电压的值进行比较，当获得第一比较结果时所述比较器生成具有第一逻辑值的下冲信号，并且当获得第二比较结果时所述比较器生成具有第二逻辑值的下冲信号。
7.根据权利要求6所述的电路，还包括：
放大器，以第一速率增加所述第一反馈信号的值，
其中所述比较器包括：
第一比较器，将所述跟踪信号的值与所述下冲启用阈值电压的值进行比较；
第二比较器，将所述跟踪信号的值与所述下冲禁用阈值电压的值进行比较；以及
第一触发器，当所述第一比较器输出所述第一比较结果时生成具有所述第一逻辑值的下冲信号，并且当所述第二比较器输出所述第二比较结果时生成具有所述第二逻辑值的所述下冲信号，
其中所述反馈信号调制器包括：
电容器，具有连接到地的第一端和连接到输出节点的第二端；
第一电流源，当所述下冲信号具有所述第一逻辑值时对所述电容器充电以使所述第二反馈信号的值以第二速率增加，所述第二速率高于所述第一反馈信号的所述第一速率；以及
第一开关装置，响应于具有所述第一逻辑值的所述下冲信号将所述电容器耦接到所述第一电流源，以及
其中当所述跟踪信号的值小于所述下冲启用阈值电压的值时，所述第一比较器输出所述第一比较结果，并且当所述跟踪信号的值等于或大于所述下冲禁用阈值电压的值时，所述第二比较器输出所述第二比较结果。
8.根据权利要求7所述的电路，其中所述反馈信号调制器还包括：
第二触发器，响应于具有所述第二逻辑值的所述下冲信号生成具有所述第一逻辑值的下冲结束信号；
第二电流源，对所述电容器放电以减小所述第二反馈信号的值，直到第二反馈信号的值达到所述第一反馈信号的值为止；以及
第二开关装置，响应于具有所述第一逻辑值的所述下冲结束信号将所述电容器耦接到所述第二电流源，以及
其中当所述第二反馈信号的值达到所述第一反馈信号的值时，所述第二触发器生成具有所述第二逻辑值的所述下冲结束信号。
9.一种用于控制功率转换器的方法，所述方法包括：
响应于跟踪信号生成第一反馈信号，所述跟踪信号指示所述功率转换器的输出信号；
检测所述跟踪信号的过冲或所述跟踪信号的下冲；
响应于检测结果和所述第一反馈信号生成第二反馈信号；以及
响应于所述第二反馈信号生成调制信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中当检测到所述过冲或所述下冲时，所生成的所述第二反馈信号与所述第一反馈信号不同。
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