CN112602259B - 用于消除升压转换器的近直流误差的方法和系统 - Google Patents

用于消除升压转换器的近直流误差的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种方法，可包括基于与开关式电源相关联的期望物理量来控制开关式电源的开关的切换行为，其中期望物理量至少部分地基于斜率补偿信号；生成斜率补偿信号，以具有在开关式电源的补偿控制环路看来近似为零的补偿值；以及在开关式电源的连续切换周期上修改斜率补偿信号，以在开关式电源的切换周期的切换时段的至少一个阶段中考虑补偿控制环路的输出与开关式电源的电感器的平均电流之间的差值。

Description

用于消除升压转换器的近直流误差的方法和系统
技术领域
本公开一般涉及用于电子设备的电路，包括但不限于个人音频设备，诸如无线电话和媒体播放器，并且更具体，涉及峰值控制式升压转换器中的有限平均电流。
背景技术
个人音频设备，包括无线电话(诸如移动/蜂窝电话)、无绳电话、mp3播放器和其他消费音频设备，正在广泛使用。这种个人音频设备可包括用于驱动一对耳机或一个或多个扬声器的电路。这种电路通常包括扬声器驱动器，其包括用于向耳机或扬声器驱动音频输出信号的功率放大器。通常，电源转换器可用于向功率放大器提供电源电压，以便将驱动到扬声器、耳机或其他换能器的信号放大。切换电源转换器是一种将电源从一个直流(DC)电压水平转换成另一个直流电压水平的电子电路。这种切换DC-DC的转换器的示例包括但不限于升压转换器、降压转换器、升/降压转换器、反相升/降压切换器，以及其他类型的切换DC-DC转换器。因此，使用功率转换器，可将直流电压(诸如由电池提供)转换为另一个直流电压，以用于为功率放大器供电。
通常，升压转换器作为峰值电流控制的升压转换器操作，其中控制系统的主控制环路用于确定升压转换器的每个转换阶段上的峰值电流需求，以生成升压转换器的期望升压输出电压。对于工作周期大于50％(例如，其可以通过从数字1中减去一个算术比来确定，其中该算术比等于提供给升压转换器的输入电压除以升压转换器的输出电压)的升压工作周期，可能需要斜率补偿电路以避免升压转换器的次谐波振荡行为。在许多升压转换器控制系统中还存在保护电路，以确保升压转换器的电流保持在最大值以下。根据主控制环路对峰值电流的检测和最大允许电流的检测通常由两个独立的电路执行：将测量电流(例如，升压转换器的功率电感器的测量电流)与斜率补偿的目标峰值电流信号进行比较的第一比较器，以及将测量电流与没有斜率补偿的最大电流限制进行比较的第二比较器。主控制环路(也可以被称为补偿器)，可以生成指示可以由斜率补偿电路修改的目标峰值电流的信号，并且可以由第一比较器将斜率补偿的目标峰值电流信号与测量电流比较，以执行升压转换器的峰值电流控制。然而，由于在模拟电路中可能发生斜率补偿，在第一比较器转换的点可能存在未知量的校正。这种误差可以通过主控制环路调节功率变换器的升压输出来消除。
然而，该未知误差的存在可能导致无法直接控制升压转换器的任何特定转换周期内的最大电流。这个限制出现是因为第二比较器允许超过阈值的电感器电流进行没有斜率补偿的测量。如果第二比较器用于直接控制电感器中的电流，在该测量上缺乏斜率补偿可能会导致次谐波行为。为了避免这样的次谐波行为，同时限制由第二比较器检测到的电流，第二比较器的输出可以被反馈，以允许控制电路将期望的限制行为应用到斜率补偿的目标峰值电流信号。例如，可以存在附加的控制环路，以便当在限流条件下操作时，对斜率补偿的目标峰值电流信号进行修改以获得期望的限流特性。
因此，可以创建一个控制系统，其结果是限制和控制升压转换器的功率电感器的峰值电流低于最大阈值。然而，在许多系统中，电感器的峰值电流与电感器的平均电流之间的误差可能相当大，并且电感器的变化可能引起确定适当峰值电流限制方面的重大挑战。
对于电感器的峰值电流和电感器的平均电流之间的误差问题，预解决方案是执行预补偿，以实现升压切换器中准确的峰值电流限制，如于2018年11月28日提交的美国专利申请号No.16/202,463，题为“Digital-to-Analog Converter with Embedded MinimalError Adaptive Slope Compensation for Peak Current Controlled Switched ModePower Supply”，其全部内容通过引用纳入本文。在这种方法中，在斜率补偿信号中添加预充电，以考虑由于斜率补偿而导致的峰值电流的减少。然而，由于开关阻抗、电容器的等效串联电阻、电感器的直流电阻、估计升压转换器的工作周期的误差和/或其他因素的影响，精确的峰值电流控制可能不能引起准确的平均电感器的电流控制。
另一个先前的解决方案是提供第二控制环路，用于精确控制平均电感器电流，如2018年9月5日提交的美国专利申请号16/122,619，题为“Limiting Average Current in aPeak-Controlled Boost Converter”，其全部内容通过引用纳入本文。虽然这种解决方案可以实现更精确的平均电感器电流控制，但这种解决方法以是额外的电路和复杂性为代价。
发明内容
根据本公开的教导，可以减少或消除与操作电源切换器的现有方法相关的一个或多个缺点和问题。
根据本公开的实施例，一种方法可包括：基于与开关式电源相关的期望物理量控制开关式电源的开关的切换行为，其中，期望物理量至少部分地基于斜率补偿信号；生成斜率补偿信号，以具有在开关式电源的补偿控制环路看来近似为零的补偿值；以及在开关式电源的连续切换周期上修改所述斜率补偿信号，以在开关式电源的切换周期的切换时段的至少一个阶段中考虑补偿控制环路的输出与开关式电源的电感器的平均电流之间的差值。
根据本发明的这些实施例和其他实施例，一种系统可包括：开关控制子系统和斜率补偿子系统。开关控制子系统可以被配置为基于与开关式电源相关联的期望物理量来控制开关式电源的开关的切换行为，其中所述期望物理量至少部分基于斜率补偿信号。斜率生成子系统可以被配置为生成斜率补偿信号，以具有在开关式电源的补偿控制环路看来近似为零的补偿值，以及在开关式电源的连续切换周期上修改所述斜率补偿信号，以在所述开关式电源的切换周期的切换时段的至少一个阶段中考虑补偿控制环路的输出与开关式电源的电感器的平均电流的差值。
根据本文所包括的附图、说明书和权利要求中本公开的技术优势，对于具有本领域基本技能的人而言是显而易见的。实施例的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的元素、特征和组合来实现和达到。
应当理解，上述的一般描述和以下的详细描述均为示例性和实施例性的，对本公开所述权利要求不具有限制性。
附图说明
通过参照以下结合附图的描述，对于本实施例及其优点可进行更完整的理解，其中相同的附图标标记指示相同的特征，并且其中：
图1示出了根据本发明实施例的个人音频设备的示例；
图2示出了根据本发明的实施例的个人音频设备的示例音频集成电路的选定组件的框图；
图3示出了根据本发明的实施例，具有伪平均电流限制控制的峰值-电流式控制升压切换器的选定组件的框图该升压切换器可用于实现图2所示的电源；
图4示出了根据本发明实施例描述实际电感器电流和目标电感器的平均电流、以及目标电感器的平均电流和实际电感器电流的数量差的数学积分随时间的波形示例图；以及
图5示出了根据本发明实施例具有伪平均电流限制控制的另一个峰值电流控制升压切换器的选定组件的框图，该升压切换器可用于实现图2所示的电源。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的个人音频设备1的示例。图1描绘了个人音频设备1以一对耳塞扬声器8A和8B的形式耦合到耳机3。图1中描绘的耳机3仅仅是一个示例，并且应当理解的是，个人音频设备1可用于与各种音频切换器连接，包括但不限于耳机、耳塞、入耳式耳机和外部扬声器。插头4可用于将耳机3连接到个人音频设备1的电气终端。个人音频设备1可以向用户提供显示器，并使用触摸屏2接收用户输入，或者，标准液晶显示器(LCD)可以与布置在个人音频设备1的表面和/或侧面的各种按钮、滑块和/或刻度盘结合。如图1所示，个人音频设备1可包括用于生成模拟音频信号以传输到耳机3和/或另一个音频换能器的音频集成电路(IC)9。
图2示出了根据本发明实施例的个人音频设备的示例音频IC9的选定组件的框图。如图2所示，微控制器核18可以向数模切换器(DAC)14提供数字音频输入信号DIG_IN，DAC14可以将数字音频输入信号切换为模拟信号VIN。DAC 14可以向放大器16提供模拟信号VIN，放大器16可以放大或衰减音频输入信号VIN，从而提供差分音频输出信号VOUT，其可以操作扬声器、耳机换能器、线路电平信号输出和/或其他合适的输出。在一些实施例中，DAC 14可能是放大器16的一个组成部分。电源10可以提供放大器16的电源轨输入。在一些实施例中，电源10可以包括开关式电源转换器，如下面更详细地描述。虽然图1和图2考虑音频IC 9驻留于个人音频设备中，但是本文所述系统和方法也可以应用于个人音频设备以外的电气和电子系统和设备，包括用于大于个人音频设备的计算设备、汽车、建筑，或其他结构的音频系统中。
图3示出了根据本发明的实施例，具有伪平均电流限制控制的峰值电流式控制升压转换器20A的选定组件的框图，该升压转换器20A可用于实现图2所示的电源10。如图3所示，升压转换器20A可以包括电池22、功率电感器30、作为n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NFET)实现的开关28、作为p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PFET)实现的开关29和控制电路32。图4示出了根据本发明实施例描述实际电感器电流IL和目标平均电感器电流ITGT、以及斜率补偿的目标电感器电流ITGT″和实际电感器电流IL的量差的数学积分随时间的波形示例图。斜率补偿的目标电感器电流ITGT″可能等于目标平均电感器电流(由预补偿滤波器43预补偿并且由DAC 40数字化)ITGT′和由斜率生成器42生成的斜率补偿信号SLPCMP之和，如在本公开的其他地方所更详细地描述。
升压转换器20A的切换周期的第一阶段(图4中标记为“阶段A”)中，控制电路32可以致使开关28被激活(例如，关断、开启、启用)，开关29被停用(例如，打开、关闭、禁用)。因此，在第一阶段期间，开关节点(在图3中标记为“SW”)可以有效地短路到地电位，从而电池22将其电压VBAT应用到功率电感器30的两端。因此，在第一阶段期间，流入功率电感器30的电感器电流IL可能增加。如下更详细地描述的，控制电路32可能致使电感器电流IL增大，直到电流IL与斜率补偿的目标电流极限ITGT″之间的差值的数学积分达到零，此时第一阶段可能结束。
升压转换器20A的切换周期的第二阶段(图4中标注为“阶段B”)中，控制电路32可使开关28被停用，开关29被激活。因此，在第二阶段期间电感器电流IL可能会减小，同时功率电感器30向升压电容26放电，将电源电压VSUPPLY提升到高于电池电压VBAT的电压。在连续导通模式(CCM)下，如图4所示，第二阶段(阶段B)可以一直持续到切换周期结束，随后再次发生第一阶段(阶段A)。在不连续导通模式(DCM)下，第二阶段(阶段B)可以一直持续到电感器电流IL达到零，此时可开始切换周期的第三阶段(没有显示在图4中)。在第三阶段(如果它存在的话)，控制电路32可能致使开关28和29均被停用，并且电感器电流IL可能保持为零直到下一个切换周期的开始，此时再次发生第一阶段(阶段A)。在一些实施例中，在第二阶段(阶段B)期间控制电路32可以使开关29被停用，从而实现开关29的PFET的主体二极管导通电感器电流IL，直到它达到零。
如图3所示，控制电路32可包括补偿器34、目标电流确定块35、斜率补偿计算器37、稳定预补偿滤波器43、数模切换器(DAC)38、DAC 39、DAC 40、斜率发生器42、时钟(CLK)发生器46、开关控制块50，积分器52，积分比较器54和锁存器56。
在操作中，开关28的工作周期(例如，第一阶段(阶段A)的持续时间)可以确定电源电压VSUPPLY相对于电池电压VBAT的大小。例如，在CCM中，提供期望电源电压VSUPPLY所需的工作周期D可以用D＝1-VBATT/VSUPPLY给出。因此，对于期望电源电压水平VSUPPLY(例如，其可以基于放大器的输出信号的包络线)，控制电路32可能基于可能是由电流传感器电路36(例如，使用具有电阻RSENSE的检测电阻；在一些实施例中，RSENSE可能具有大约10mΩ的电阻)测量的测量电源电压VSUPPLY和测量电感器电流IL实现反馈控制环路，其可以是补偿器34(例如，具有比例积分控制的滤波器)的内部。因此，控制电路32可以监测实际电源电压VSUPPLY，将其与期望电源电压VSUPPLY比较，并且通过增加或减少电感器电流IL的峰值来实际增加或减少电源电压VSUPPLY。在这种情况下，与目标电流确定块35连接的补偿器34可以生成指示期望目标平均电流ITGT的数字信号，进而可由稳定预补偿滤波器43(稳定预补偿滤波器43的功能在本公开的其他地方进行描述)进行滤波。由目标电流测定块35接收到的其他参数(可用于确定目标平均电流ITGT)可包括电池电压VBAT和/或编程为指示作为电池电压VBAT的函数的最大电流的参数。附加或替代参数可包括数字音频输入信号DIG_IN和/或模拟信号VIN。DAC 40可以由稳定预补偿滤波器43将滤波后的数字信号输出转换为模拟等效的目标电流信号ITGT'。
斜率发生器42可以生成如图4所示的斜率补偿信号SLPCMP。在一些实施例中，斜率发生器42可以生成三角形或锯齿形波形的斜率补偿信号。通过合成器41将斜率补偿信号SLPCMP与滤波后的目标平均电流信号ITGT′结合，以生成斜率补偿的目标电流信号ITGT″。
为了生成斜率补偿信号SLPCMP，斜率补偿计算器37可以接收数字信号(指示由升压转换器20A生成的电池电压VBAT、电源电压VSUPPLY)以及根据该数字信号生成模拟信号(指示在升压转换器20A的每个切换周期的开始时斜率补偿信号SLPCMP的初始值PRECHARGEVALUE和斜率补偿信号SLPCMP的斜率SLOPE)。DAC 38和39可将斜率补偿计算器37生成的模拟信号分别转换为数字信号PRECHARGE VALUE和SLOPE。初始值PRECHARGE VALUE、斜率SLOPE的值可如下计算：(1)斜率补偿信号SLPCMP在升压转换器20A的切换周期的阶段A的近似中点处与电感器电流IL交叉，以及(2)斜率补偿信号SLPCMP对用于滤波后的目标平均电流信号ITGT″施加调整，以有效地将滤波后的目标平均电流信号ITGT′转换斜率补偿的目标电流信号ITGT″。在一些实施例中，斜率补偿计算器37可按以下方式计算初始值PRECHARGEVALUE和斜率SLOPE：
Figure GDA0003287774830000081
SLOPE＝2m+m1
其中：
Figure GDA0003287774830000082
以及：
Figure GDA0003287774830000083
此外，其中T1是阶段A的持续时间，L是功率电感器30的电感，以及k是被应用的增益值，其为保证稳定性而应用的允许超过所需最小期望斜率补偿的一些余量。
因此，可以计算PRECHARGE VALUE和斜率SLOPE，使给定斜率设置，斜率补偿信号SLPCMP在升压转换器20A的阶段A中点处过零。
为了进一步说明升压转换器20A的操作，考虑图4所示的用于测量电流IL和滤波后的目标平均电流信号ITGT′的波形。由于升压转换器20A必须在伏秒平衡的情况下操作，当处于稳定阶段时，在CCM(阶段B)中的第二阶段的平均电流必须等于第一阶段(阶段A)的平均电流。简单的分析可能表明在第一阶段(阶段)中，如果功率电感器30的平均电流等于期望平均电流等于滤波后的目标平均电流信号ITGT″，则在第一阶段(阶段A)的实际电感器电流IL的数学积分就等于在第一阶段中的期望平均电流的数学积分。因此，如果第一阶段(阶段A)具有时间为T1的持续时间，则可知：
Figure GDA0003287774830000091
因此：
Figure GDA0003287774830000092
以及：
Figure GDA0003287774830000093
所以：
Figure GDA0003287774830000094
正如上面的等式所示的，如果测量电感器电流IL和目标平均电流信号ITGT′之间的差值在第一阶段(阶段A)进行积分，积分的结果将为零(0)。上述方程指示，如果该值在T1期间积分，那么该值将是零。同样，如果对差值进行积分，当积分结果为零(0)时可以得到T1值。图4还示出了测量电感器电流IL与目标平均电流信号ITGT′之间差值的积分值。当积分等于零时，减法的顺序不像临界检测点那么关键。
在向目标平均电流信号ITGT″增加斜率补偿信号SLPCMP获得斜率补偿的目标平均电流信号ITGT″后，由于补偿斜率可能关于目标平均电流信号ITGT″左右对称，所以在阶段A结束时斜率补偿的目标平均电流信号ITGT″的数学积分可能等于实际电感器电流IL的积分。
利用上述分析，积分器52可能计算实际电感器电流IL和斜率补偿的目标电流信号ITGT″之间的差值的数学积分，并且积分比较器54可以将结果与零进行比较，从而锁存器56可能会生成指示由积分器52执行的积分何时为零的输出。由于该输出，控制电路32可适当修改目标平均电流信号ITGT′和斜率补偿的目标电流信号ITGT″，用于升压转换器20A的后续切换周期。因此，积分器52可以在第一阶段(阶段A)期间，将测量电感器电流IL(例如，由电流传感器电路36测量)与斜率补偿的目标电流信号ITGT″进行比较，生成响应于该比较的控制信号。积分器52、时钟发生器46、积分比较器54和锁存器56的输出可以如图所示布置在一起，或以另一种合适的方式布置，以生成到开关控制块50的控制信号。例如，时钟发生器46可以生成时钟信号指示切换周期开的始(例如，第一阶段/阶段A的开始)，而比较器54可以，基于测量电感器电流IL和斜率补偿的目标电流信号ITGT″之间的差值的积分达到零的点，生成指示第一阶段(阶段A)结束的信号。基于指示升压转换器20A的切换周期的定时和切换阶段的信号，锁存器56可能生成到开关控制块50的适当的控制信号，开关控制块50可以进而相应地生成到开关28和29的适当的控制信号，以选择性地激活和停用开关28和29。
在缺乏稳定预补偿滤波器43(例如，如果如图3所示的稳定预补偿滤波器43具有的传递函数为1)时，平均电流的存在以及在只有一个切换阶段的平均电流是已知的事实(即，因此术语“伪平均”作为平均计算和控制只发生在切换周期的一个阶段中)在目标电流中向平均电流传递函数引入复合双极。因此，在目标电感器的平均电流ITGT的跃阶可能会引发平均电流在稳定到与目标电感平均电流ITGT相等的值之前发生振荡。因此，为了稳定控制电路32的环路，除了由补偿器34实现的正常比例积分补偿外，稳定预补偿滤波器43可以实现有限脉冲响应滤波器或其他滤波器来消除复合双极。因此，稳定预补偿滤波器43的传递函数G(z)可由以下形式给出：
G(z)＝a(1-bz-1+cz-2)
其中可以选择a、b、c值来抵消到平均电流传递函数的目标电流中的复合双极。例如，在一些实施例中，a＝2/3，b＝0.25和c＝0.75。
图5示出了根据本发明的实施例的具有伪平均电流限制控制的峰值电流控制升压转换器20B的选定组件的框图，该升压转换器20B可用于实现图2所示的电源10。图5的升压转换器20B在许多方面可能与图3的升压转换器20A相似。因此，下面只介绍升压转换器20B和升压转换器20A之间的实质区别。
升压转换器20B和升压转换器20A之间的主要区别是升压转换器20B包括代替控制电路32A的控制电路32B。图5的控制电路32B可以在许多方面与图3的控制电路32A相似。因此，下面仅描述控制电路32B和控制电路32A的实质区别。
控制电路32B和控制电路32A之间的关键区别为，控制电路32B包括电流误差累加器45，其被配置为通过对由积分器52生成的积分平均误差项IERROR的值进行取样，接收由取样维持电路60生成的取样后的积分平均误差项IERROR′，其中积分器52可以对测量电感器电流IL和目标电感器的平均电流ITGT′之间的差值进行积分。当锁存器56生成用于停用升压转换器20B的开关28的控制信号时，取样维持电路60可以被触发(例如，时钟)以对积分平均误差项IERROR进行取样，从而当电感器电流达到峰值电流时对积分平均误差项IERROR进行取样。
电流误差累加器45可被进一步配置为，保持累积误差(其等于取样的积分平均误差项IERROR′的累积)，并生成用于驱动累积误差至零的误差校正信号。该误差校正信号可以通过合成器47与由斜率补偿计算器37生成的预充电值和等于纹波电流IRIPPLE的一半的项合并，其中纹波电流IRIPPLE指每周期的电感器电流IL的平均值与周期内的电感器电流IL的峰值之间的差值。斜率生成器42可以进而基于斜率信号SLOPE和合并的PRECHARGE+ERROR信号(代替图3只有PRECHARGE的情况)，生成斜率补偿信号SLPCMP。斜率补偿信号SLPCMP的合并PRECHARGE+ERROR的信号分量可以补偿在目标电感器的平均电流ITGT′内的误差。合成器41A可将测量电感器电流IL、目标电感器的平均电流ITGT′和斜率补偿信号SLPCMP合并，从而补偿信号SLPCMP的合并PRECHARGE+ERROR的信号分量最终补偿开关控制信号50生成的开关控制信号，以补偿环路误差。
因此，峰值电流环路与背景部分所述的专利申请相似，其PRECHARGE VALUE和SLPCMP信号的导出方式与图3及其相关描述中的峰值电流控制升压切换器20A相似。然而，峰值电流控制升压切换器20B相对于峰值电流控制升压切换器20A的另一个优点是，直流电流(DC)误差从补偿器34的控制环路中移出，并放入斜率补偿电路的信号PRECHARGE VALUE中。斜率补偿电路的环路带宽可能低于补偿器34的环路带宽，因为这些误差不是瞬态误差，而是主要包括近直流误差(例如，电感容差，电源引起的工作周期变化等)。
在本文使用的，当两个或两个以上的元件由称为彼此“耦合”，该术语指示这两个或两个以上的元件处于电子连通或机械连通，无论是间接连接还是直接连接、具有还是不具有中间元件。
本公开包含了对此处示例性实施例的所有改变、替换、变体、变更和修改，即在具有该领域普通技能的人员将理解的所有改变、替换、变体、变更和修改。同样地，在适合的情况下，所附权利要求包含了对此处示例性实施例的所有改变、替换、变体、变更和修改，即是具有该领域普通技能的人员所能理解的。此外，参考所附权利要求的设备或系统或设备或系统的组件被“适应为”、“布置成”、“能够”、“配置成”、“可启用的”、“可操作的”或“有效地”执行特定的包含设备、系统或组件的函数，无论特定功能是否被激活，打开，或者解锁，只要设备、系统或组件被如此“适应为”、“布置成”、“能够”、“配置成”、“可启用的”、“可操作的”或“有效地”。因此，可以在不背离本公开范围的情况下，对本文所述的系统、设备和方法进行修改、添加或省略。例如，系统和设备的组件可以被集成或分离。此外，本文公开的系统和设备的操作可以由更多、更少或其他组件执行，所述方法可以包括更多、更少或其他步骤。此外，步骤可以按照任何合适的顺序执行。正如在本文所使用的，“每一个”指集合的每个成员或集合子集的每个成员。
尽管示例性实施例在图中说明并在下面描述，但是本公开的原则可以使用任意数量的技术来实现，无论当前是否已知。本公开不应限于附图和以上描述的示例性方式和技术。
除特别注明外，否则图中所绘物品不一定按比例绘制。
本文所述的所有示例和条件语言旨在帮助读者理解本公开的内容和本领域的发明者贡献的概念，以促进本领域，并被解释为不限于这些具体引用的示例和条件。尽管本公开的实施例已被详细描述，但应当理解，在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以在本公开的实施例中进行各种变更、替换和变更。
尽管上述列举了具体的优点，但各种实施例可以包括一些、没有或所有的所列举的优点。此外，在审阅上述数字和说明之后，其他技术优势对该领域的普通技能者而言变得显而易见。
为了帮助专利局和关于本申请所发布的任何专利的读者解读所附权利要求，申请人希望注意，他们并不欲使任何所附权利要求或权利要求要素援引35U.S.C.§112(F)，除非在特定权利要求中明确使用“用于……的手段”或“用于……的步骤”的词语。

Claims (22)

1.一种用于消除近直流误差的方法，包括：
基于与开关式电源相关联的期望物理量控制所述开关式电源的开关的切换行为，其中所述期望物理量至少部分地基于斜率补偿信号；
生成所述斜率补偿信号，以在所述开关式电源的补偿控制环路看来在使得所述开关式电源的主开关被激活的持续时间的中点处具有近似为零的补偿值；以及
在所述开关式电源的连续切换周期上修改所述斜率补偿信号，以在所述开关式电源的切换周期的切换时段的至少一个阶段中考虑所述补偿控制环路的输出与所述开关式电源的电感器的平均电流之间的差值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，修改所述斜率补偿信号包括修改所述斜率补偿信号的起始值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，修改所述斜率补偿信号包括在所述开关式电源的切换周期的切换时段的至少一个阶段中对所述补偿控制环路的输出与电感器的平均电流之间的差值进行滤波。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述斜率补偿信号包括基于确定使得所述开关式电源的主开关被激活的持续时间的计算来设置所述斜率补偿信号的起始值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述斜率补偿信号包括基于对所述开关式电源的供给电压和由所述开关式电源生成的输出电压来设置所述斜率补偿信号的起始值。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步地，其中，生成斜率补偿信号包括基于所述开关式电源的电感器的电感来设置所述斜率补偿信号的起始值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述斜率补偿信号包括基于所述期望物理量与测量物理量之间的积分误差来设置所述斜率补偿信号的起始值，其中所述测量物理量由所述期望物理量控制。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括对所述期望物理量进行预补偿，以减少由于所述期望物理量的变化而引起的瞬态振荡。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望物理量是与所述开关式电源相关联的期望平均电流。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
监测通过开关式电源的电感器的测量电流；以及
检测所述测量电流与所述电感器的期望平均电流之间的差值的数学积分何时等于零。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括基于所述差值的数学积分何时等于零的检测来控制所述开关式电源的开关的切换行为。
12.一种用于消除近直流误差的系统，包括：
开关控制子系统，其被配置为基于与开关式电源相关联的期望物理量控制开关式电源的开关的切换行为，其中所述期望物理量至少部分地基于斜率补偿信号；
斜率生成子系统，其被配置为：
生成所述斜率补偿信号，以在所述开关式电源的补偿控制环路看来在所述开关式电源的主开关被激活的持续时间的中点处具有近似为零的补偿值；以及
在所述开关式电源的连续切换周期上修改所述斜率补偿信号，以在所述开关式电源的切换周期的切换时段的至少一个阶段中考虑所述补偿控制环路的输出与所述开关式电源的电感器的平均电流之间的差值。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，修改所述斜率补偿信号包括修改所述斜率补偿信号的起始值。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，修改所述斜率补偿信号包括在所述开关式电源的切换周期的切换时段的至少一个阶段中对所述补偿控制环路的输出与所述电感器的平均电流之间的差值进行滤波。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，生成所述斜率补偿信号包括基于确定使得所述开关式电源的主开关被激活的持续时间的计算来设置所述斜率补偿信号的起始值。
16.根据权利要求12所述的系统，其中，生成所述斜率补偿信号包括基于对所述开关式电源的供给电压和由所述开关式电源生成的输出电压来设置所述斜率补偿信号的起始值。
17.根据权利要求16所述的系统，进一步地，其中，生成所述斜率补偿信号包括基于所述开关式电源的电感器的电感来设置所述斜率补偿信号的起始值。
18.根据权利要求12所述的系统，其中，生成所述斜率补偿信号包括基于所述期望物理量与测量物理量之间的积分误差来设置所述斜率补偿信号的起始值，其中所述测量物理量由所述期望物理量控制。
19.根据权利要求12所述的系统，其中，所述斜率补偿子系统进一步配置为对所述期望物理量进行预补偿，以减少由于所述期望物理量的变化而引起的瞬态振荡。
20.根据权利要求12所述的系统，其中所述期望物理量是与所述开关式电源相关联的期望平均电流。
21.根据权利要求12所述的系统，其中，所述斜率补偿子系统被进一步配置为：
监测通过开关式电源的电感器的测量电流；以及
检测所述测量电流和电感器的期望平均电流之间的差值的数学积分何时等于零时。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述开关控制子系统被进一步配置为，基于所述差值的所述数学积分何时等于零的检测来控制所述开关式电源的开关的切换行为。
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