CN1103175A

CN1103175A - 用于反馈装置的电路

Info

Publication number: CN1103175A
Application number: CN94109033A
Authority: CN
Inventors: 弗朗索瓦·勒·西尔米蒂; 约勒·土尔其
Original assignee: Motorola Semiconducteurs SA
Current assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Priority date: 1993-08-13
Filing date: 1994-08-10
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2014-08-10
Also published as: US5471167A; EP0638857B1; JPH07200003A; KR950006559A; TW391082B; FR2709005B1; CN1057622C; DE69426510D1; EP0638857A1; DE69426510T2; FR2709005A1

Abstract

用于反馈装置的反馈电路(10)，包括一个输入端 (12)，用于从反馈装置的输出接收反馈信号。一个输出端(14)与反馈装置的调节装置相连接。联样装置 (16)连接到输入端，用于提供延迟的反馈信号。另外的装置(18，20，22，24，26，28)连接到输出端(14)，用于比较反馈信号与延迟的反馈信号和预定的参考信号，如果所比较的信号之间存在一定的关系，那么这些装置(18，20，22，24，26，28)就阻塞调节装置。

Description

本发明涉及用于反馈装置的电路。

在典型的反馈装置中，调节器利用从反馈路径得到的误差信号来控制该装置的输出，这是通过调节器发送控制信号来控制产生输出的源而进行的。

一般地存在着与反馈装置相关的时间常数，在控制信号的调整及输出信号的相应变化之间产生时延。这样就可能产生暂态响应。

这种反馈装置所存在的问题是当获得有效的调节时，控制信号的暂态响应会引起输出信号反复地过调或低于期望值。

此外，暂态控制信号可能产生很剧烈的输出变化，导致该装置的不稳定性。

本发明试图提供一种减轻上述缺点的反馈装置。

用于反馈装置的反馈电路包括一个用于从反馈装置的输出端接收反馈信号的输入端。输出端连接到反馈装置中的调节装置，而取样装置则接到输入端用于提供一个延迟反馈信号。阻塞装置接到输出端用于将反馈信号与延迟的反馈信号以及预先确定的参考信号进行比较，并在比较信号之间存在预先确定的关系时将调节装置阻塞。

这样，就可以实现对输出的有效调节，防止输出反复地过调或低于期望值，并降低装置的不稳定性。

现在将参照下列附图说明本发明的一个示例性的实施例：

图1以方框图的形式表示一个包括本发明的反馈装置;

图2表示图1所示的用于反馈装置的电路的最佳实施例;

图3表示现有技术反馈装置的典型响应曲线;

图4表示图1的反馈装置的典型响应曲线;

图1表示一个反馈装置5，包括一个电压调节器30，它与参考电压端35相连以接收预定的参考电压。电压源40与电压调节器30相连以接收控制信号，用于向输出端50提供调节电压。第一条反馈路径60连接到输出端50，以便向电压调节器30提供反馈输出电压。电路10也连接到输出端50，用于向电压调节器30提供控制信号。再参考图2，电路10的输入端12提供与反馈装置5中的输出电压端50的连接。电路10的输出端14提供与电压调节器30的连接。这样，电路10提供了经由输入端12和输出端14到电压调节器30的第二条反馈路径。

电路10中，存储电容16连接在输入端12与接地点13之间。电阻15连在输入端12和电容16之间。这样电阻15和电容16组成一个积分电路。第一比较器18有一个接到输入端12的倒相输入端和一个接到电阻15和电容16组成的积分电路上的不倒相输入端，而其输出用来提供第一控制信号。

由电阻17a和17b组成的第一分压电路接在输入端12和接地点13之间。第一比较器18的倒相输入端连在电阻17a和17b之间的一点上，以便使该到相输入端得到分压电压。

与之类似，第二比较器20的倒相输入端与电阻15和电容16组成的积分电路相连，不倒相输入端接在输入端12上，其输出端提供第二控制信号。

第二分压电路由电阻19a和19b组成，连接在积分电路15、16和接地点13之间。第二比较器20的倒相输入端接在电阻19a和19b之间的一点，以便使该倒相输入端得到分压电压。

设置电阻17a、17b以及19a、19b以使分压电路将其所得电压的99%提供给比较器。第三比较器22的不倒相输入端直接接到输入端12，而倒相输入接到接线端21。接线端21被连接到参考电压端35以接收预定的参考电压。第三比较器22有一个正常输出端和一个“非”输出端。

第一“与”门24与第一比较器18的输出端以及第三比较器22的“非”输出端相连，以提供第一逻辑信号。同样地，第二“与”门26与第二比较器20相连以接收第二控制信号，并与第三比较器的正常输出端相连以提供第二个逻辑信号。

“或非”门28被接成接收来自第一“与”门24的第一逻辑信号和第二“与”门26的第二逻辑信号，用于向输出端14提供输出信号。

在工作中，关于不增加电路10的现有技术的反馈装置，可变电压源40产生电压信号送到反馈装置5的输出端50。电压调节器30响应来自反馈路径60的反馈信号来调节电压源40。

现在再参见图3，图示为基于没有电路10的反馈装置5的现有技术的反馈装置的响应曲线。

在时间t₁出现大的输出电压下降，这是例如由接在输出端的负载所引起的。在调节点t₂-t₅，反馈装置5分别产生新的电压特性曲线V₂-V₅，逐次地调节输出电压并将其拉回到期望值V₀。

正如从图3中所看到的那样，在时间t₄和t₅的电压特性曲线V₄和V₅导致输出电压超过期望值V₀（过调）。

参见图4，正如下面将要说明的那样，利用包括电路10的反馈装置5，反馈装置的响应曲线大为改善。

现在我们更详细地讨论包括电路10的反馈装置的作用（与前面所述的只有反馈路径60的反馈装置的功能相比较），当大体相同的电压降出现在时间t₁时，通过电压调节器30得到相同的响应曲线。

在电路10中，在输入端12收到反馈信号，因而通过电阻15对电容16充电至反馈信号电平。这样，积分电路15、16存储该反馈信号的一个稍微延迟的值。

正如前面所述，设置电阻17a和17b构成的分压电路，使其将反馈信号的99%提供给第一比较器18的反相输入端，而设置电阻19a和19b组成的分压电路使其将储存在积分电路15、16中的信号值的99%提供给第二比较器20的反相输入端。

这样，第一比较器18将当前反馈信号的99%与来自电容16的稍有延迟的反馈信号进行比较，如果延迟反馈信号小于反馈信号的99%，则得到的输出为零，反之输出为正。

类似地，第二比较器20将来自电容16的稍微延迟的反馈信号的99%与当前反馈信号进行比较，如果反馈信号小于延迟反馈信号的99%，则得到的输出为零，反之输出为正。

因此，如果反馈信号增加1%以上，第一比较器18的输出为零，如果反馈信号减小1%以上，第二比较器20的输出为零。

第三比较器22将来自接线端12的反馈信号与来自接线端21的预定的参考信号进行比较，以使在反馈信号小于参考信号（欠调情况）时，在到“与”门26的正常输出端出现0状态，而到“与”门24的“非”输出端出现正状态。反过来，如果参考信号低于反馈信号（过调情况），那么出现相反情况，到“与”门24的“非”输出是零，而到“与”门26的正常输出为正。

这样，当而且仅当反馈信号减小（来自比较器18的输出为正），并且反馈信号（12）低于预定的参考电压（21）（来自比较器22的“非”输出为正）时，“与”门24具有正输出，否则的话，“与”门24的输出为零。

类似地，当而且仅当反馈信号增加（来自比较器20的输出为正），并且反馈信号（12）超过预定参考电压（21）（来自比较器22的正常输出为正）时，“与”门26具有正输出。否则，“与”门26的输出为零。

现在，讨论希望由调节器30来禁止反馈信号变化的两种情况。

在第一种情况中，已调节的电压输出低于要求的电压（参考电压），并且已调节的电压输出逐渐增大，其结果是调节器反馈信号保持恒定，已调节的电压上升至其期望值。在这种情况，比较器22检测欠调并迫使“与”门26为零输出，而比较器18检测增长的调节电压信号和迫使“与”门24为零输出。因此“或非”门28具有正输出，阻塞调节器30。

在第二种情况中，已调节的电压输出超过要求的电压（参考电压），并且已调节的电压输出处于减小状态，由此可见，调节器反馈信号保持恒定，调节电压降至其要求值。这种情况下，比较器22检测过调并迫使“与”门24为零输出，而比较器20检测减小着的调节电压信号并迫使“与”门26为零输出。因此“或非”门28具有正输出，阻塞调节器30。

在任何其它的情况下，“与”门24和26中的任一个或两个都具有正输出，因此“或非”门28具有零输出，而且不阻塞调节器30。

由此可见，只有在不存在来自电压调节器30的进一步的交互作用，而达到期望的输出电压V₀的情况下，电路10才阻塞电压调节器30。

电压调节器30保持被阻塞状态，直到电路的上述条件得以改变，结果导致“或非”门28的零输出加到输出端14，重新启动电压调节器30。

图4清楚地说明了电路10所得到的优点。以与图3相似的方法，在时间t₁产生电压降，在t₂和t₃逐次发生正常的重复，分别得到电压特性曲线V₂和V₃。然而可以看到，如果保持着电压特性曲线V₃，就将导致电压回到接近于期望值V₀。该电路也表现出这一特点，由第二比较器18的输出表明（以零输出加到“与”门24上）反馈电压逐渐增加，由第三比较器22的输出表明（零正常输出加到“与”门26）发生欠调。

这就满足“与”门24和26为零输出的条件，这导致“或非”门28有正输出，通过输出端14阻塞电压调节器电路。所以在时间t₄和t₅，电压调节器被阻塞，不发生反馈信号重复。因而避免了过调，迅速达到期望的电压V₀。

本领域的普通技术人员将懂得对上述的实施例进行替换是可以实现的。例如，对另一个物理参数或电学参数（例如温度或电流），而不是对电压输出的反馈装置也能经过转换装置接到电路中。另外，连续变化的反馈装置也可连同反馈电路10而不是上述取样装置一起使用。

此外，对上述方法的替换还可以用于预测过调和欠调。例如，可以对控制信号进行取样，然后与其前值进行比较，这样可以指示输出的未来趋势。

再有，取样和保持寄存器可以用来代替积分电路15、16，以存贮反馈信号的前值，并且替代的逻辑单元可进行组合以产生和两个“与”门24、26及“或非”门28相同的特性。

最后，分压电路中电阻17a、17b及19a、19b的选择也可以更改，将期望的输出值从上述的99%改变到可接受的范围。

Claims

1、一种用于反馈装置的反馈电路，其特征在于包括：

一个输入端，用于从反馈装置的输出接收反馈信号；

一个输出端，与反馈装置的调节装置相连接；

联到输入端的取样装置，用来提供延迟反馈信号；

连接到输出端的阻塞装置，用来将反馈信号与延迟的反馈信号以及预定的参考信号进行比较，若比较的信号之间存在预定的关系，则阻塞该调节装置。

2、如权利要求1所述的反馈电路，其中所述的阻塞装置还包括第一和第二比较装置;

第一比较装置用于比较反馈信号和延迟的反馈信号，并用于提供第一控制信号;而第二比较装置用于比较反馈信号和预定的参考信号，并用于提供第二控制信号。

3、如权利要求2所述的反馈电路，其中所述阻塞装置还包括连接用于接收第一和第二控制信号的逻辑装置，用来确定比较的信号之间是否存在预定的关系。

4、如权利要求3所述的反馈电路，其中，设置所述的逻辑装置以在当第一和第二控制信号表示出存在预定关系时，经过输出端阻塞反馈装置的进一步调节。

5、一种反馈装置，其特征在于包括：

一个连接到输出端的可变电压源，用于向其提供可变电压;

一个电压调节器，用于向可变电压源提供调节控制信号;

一条连接在输出端和电压调节器之间的反馈路径，用于向电压调节器提供反馈信号;

一个反馈电路，包括：

一个输入端，用于从反馈装置的输出接收反馈信号;

一个输出端，连接到反馈装置的调节装置;

连接到该输入端的取样装置，用于提供延迟的反馈信号;

连接到该输出端的阻塞装置，用于比较反馈信号与延迟的反馈信号和预定的参考信号，并且当比较的信号之间存在预定的关系时，阻塞调节装置。

6、如权利要求5所述的反馈装置，其中，所述的阻塞装置还包括第一和第二比较装置;

第一比较装置用于比较反馈信号和延迟的反馈信号并提供第一控制信号;而第二比较装置用于比较反馈信号和预定的参考信号并提供第二控制信号。

7、如权利要求6所述的反馈装置，其中，所述的阻塞装置还包括连接用来接收第一和第二控制信号的逻辑装置，用于确定所比较的信号之间是否存在预定的关系。

8、如权利要求7所述的反馈装置，其中设置所述的逻辑装置以便在第一和第二控制信号指出预定的关系存在时，经由输出端阻塞反馈装置的进一步调节。

9、如前面的任一权利要求中所述的反馈电路，其中所述的预定的关系为：反馈信号的瞬时趋势将导致反馈信号基本上等于预定的参考信号。