CN1933311A - 自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置及方法 - Google Patents

自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置及方法 Download PDF

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CN1933311A CN 200510102678 CN200510102678A CN1933311A CN 1933311 A CN1933311 A CN 1933311A CN 200510102678 CN200510102678 CN 200510102678 CN 200510102678 A CN200510102678 A CN 200510102678A CN 1933311 A CN1933311 A CN 1933311A
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Abstract

本发明公开了一种自动适应电压定位的高速脉宽调变(PWM)控制装置及其驱动信号产生方法,通过自动侦测负载的变化而随时调整电压定位来达到稳定并且适时节省负载输出功率的目的。同时本发明不需使用周期信号的频率来作为驱动信号产生的凭据,也不需要误差放大器来作为调变的控制,所以本发明具有快速的反应时间,能够实时的反应负载变化而达到稳定效果。当工作在稳定状态连续导通模式(CCM)时,即使输入电压Vin与输出电压Vout产生变化,控制器的切换频率仍能够保持接近于不变,从而改善电磁噪声干扰(EMI)的效果。

Description

自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置及其驱动信号产生方法,特别是涉及一种可以使用在切换式DC-DC电源转换装置中,借助实时侦测负载变化而能够快速的反应,来达到保持电源系统稳定的目的的控制器及其驱动信号产生方法
背景技术
控制切换式DC-DC电源转换的技术,一般主要分有两种,一种为使用周期信号(clock signal)来作为控制切换的频率,另一种为没有使用周期信号而可以达到控制切换。对于使用周期信号的技术来说,DC-DC电源转换的切换信号频率是固定的且与周期信号的频率相等。而切换信号的工作周期(dutycycle;D)通常以前缘调变(leading-edge)或后缘调变(trailing-edge)来达到脉宽调变,工作周期:
D = T on T on + T off
像这种根据固定周期信号来产生切换信号的调变,此时切换信号的调变会受限于周期信号的反应时间,由于周期信号是一个周期反应一次,若负载极速变化,切换信号将无法实时的反应而达不到稳定效果。
所以,另有无须使用周期信号而可以达到控制切换的技术,在这些技术中以利用磁滞控制方式(hysteretic control)与固定导通时间方式(constanton-time control)的切换技术为主。
参考图1,为公知的具磁滞控制的DC-DC电源转换电路示意图。具磁滞控制的DC-DC电源转换电路1主要由一磁滞比较单元10连接一驱动单元12同时配合一储能电感L和一储能电容C组成。磁滞比较单元10从DC-DC电源转换电路1的输出端取得一反馈信号Vfb,并将其与磁滞临界值VH进行磁滞比较运算而输出一驱动信号Vdriver,驱动信号Vdriver可以控制该驱动单元12中的切换开关(未标示),依据输入电压Vin产生稳定的输出电压Vout。
结合图1,参考图2,为公知具有磁滞控制的DC-DC电源转换电路波形示意图,当下降中的反馈信号Vfb顶到磁滞临界值VH的下限值-VH时,驱动信号Vdriver从低准位(low)拉到高准位(high),当上升中的反馈信号Vfb顶到磁滞临界值VH的上限值+VH时,驱动信号Vdriver从高准位下降到低准位,借助上述磁滞的比较运算而产生驱动信号Vdriver。此种磁滞控制方式其反馈信号Vfb会受到输出电容的等效串联电阻(Effective Series Resistor;ESR)与等效串联电感(Effective Series Inductance;ESL)的影响而产生涟波(ripple),这些涟波的产生会影响到磁滞的比较运算,而让驱动信号Vdriver的切换频率变化很大,尤其在涟波信号准位很小时,噪声的干扰会更加严重,增加了电路设计的困难度。
参考图3,为公知固定导通时间方式的DC-DC电源转换电路示意图。直流-直流转换电路大多采用电压模式控制,在此以降压直流-直流转换电路2为例作说明。在转换电路2中其控制电路20的特点在于误差放大器23取得直流-直流转换电路中的一反馈电压信号VFB,并将其与一参考电压Vref运算后,得以放大输出一误差信号VE。一脉宽调变比较器比较运算该误差信号VE与一积分输出信号Vramp,然后输出一脉宽调变设定信号PWMset给正反器26,用来触发正反器26,使之输出驱动信号PWMDRV。
该致能的输出驱动信号PWMDRV控制一导通时间控制单元28从而可以先延迟一段固定时间后再输出延迟信号DelayOn,延迟信号DelayOn通过一或门(OR)27来控制正反器26重置(PWMreset),进而从正反器26的输出端Q得到一固定导通时间的输出驱动信号PWMDRV。输出驱动信号PWMDRV通过驱动单元29输出一对互补的驱动信号DrvH、DrvL,互补的驱动信号DrvH、DrvL用来驱动晶体管Q1、Q2的切换,借助脉宽调变的方式让功率输出电路22的输出电压Vout达到稳定。
控制电路20中有一过电流保护单元24接收一电流侦测信号Vs与一临界信号Vthocp比较运算后,输出一过电流信号OCPen,过电流信号OCPen与延迟信号DelayOn通过该或门(OR)27控制正反器26重置(PWMreset),以得到具固定导通时间的输出驱动信号PWMDRV。
参考图4,为图3说明的电路的波形示意图。该误差信号VE与积分输出信号Vramp经比较运算后输出脉宽调变设定信号PWMset,从而能驱动信号PWMDRV。脉宽调变设定信号PWMset启动导通时间控制单元28,经一固定的延迟时间Ton后,导通时间控制单元28重置驱动信号PWMDRV。
再参考图3,在此种固定导通时间控制方式中其每一切换周期驱动信号的导通时间(on-time)都是固定的,而截止时间(off-time)则受控于误差放大器23的调变。也就是说,固定的导通时间会使截止时间的调变易受转换电路2的输出或输入电压改变的影响而改变切换的频率,在降压(buck)的转换电路中,当导通时间Ton固定时,切换频率fs受到输出电压Vout与输入电压Vin的影响,请参考下面公式(1):
fs = Vout Ton × Vin · · · ( 1 )
除此之外,固定导通时间控制方式,需使用误差放大器23来达到调变控制,此种方式会因为误差放大器23本身频宽(bandwidth)的限制而影响到控制信号的瞬间反应时间(transient response)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置及其驱动信号产生方法,透过自动侦测负载的变化而随时调整电压定位来达到稳定的目的,如当重载恢复成轻载时可避免负载过激(Over-shoot)的产生,还可以因减少零件如电感器、功率晶体或其它相关的电路零件,而节省零件成本,并且适时节省负载输出功率。
同时本发明不需使用周期信号的频率来作为驱动信号产生的凭据,也不需要误差放大器来作为调变的控制,所以本发明具有快速的反应时间,能够实时的反应负载变化而达到稳定效果。当工作在稳定状态CCM(连续导通模式)时,即使输入电压Vin与输出电压Vout产生变化,控制器的切换频率仍能够保持接近于不变,从而改善电磁噪声干扰的效果。
为了实现上述目的,本发明提供一种自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,使用于DC-DC电源转换装置中,包括有一自动负载电压定位斜率补偿单元,用来取得一电流侦测信号,且根据该电流侦测信号,自动调整输出一反馈电压调整信号;一误差信号比较单元连接于该自动负载电压定位斜率补偿单元,用来比较运算该反馈电压调整信号与一参考信号,以输出一调变输出信号;一逻辑控制单元连接于该误差信号比较单元,接收该调变输出信号用来输出一脉宽调变设定信号。一导通时间延迟控制单元,连接于该逻辑控制单元,根据该脉宽调变设定信号和输入电压Vin与参考电压Vref,产生一脉宽调变重置信号;一正反器连接于该逻辑控制单元与该导通时间延迟控制单元,根据该脉宽调变设定信号与该脉宽调变重置信号,输出一脉宽调变驱动信号,脉宽调变驱动信号通过一驱动单元,用以输出一对互补驱动信号DrvH、DrvL;一截止时间延迟控制单元,连接于该正反器与该逻辑控制单元,根据该脉宽调变驱动信号,产生一脉宽调变截止信号传送到该逻辑控制单元;一零电流侦测单元,侦测流经电感器的电流。当零电流时,输出一零电流致能信号到该驱动单元,用来截止驱动单元的驱动信号DrvL,从而可以避免逆向电流流经晶体导致输出电压下降不稳定的情况发生。由此,在负载变化时,脉宽调变控制装置随即产生该脉宽调变设定信号,以快速的反应负载的变化,达到供电的稳定。
为了实现上述目的,本发明提供一种自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置的驱动信号产生方法,用于DC-DC电源转换装置控制,其步骤为先侦测负载的变化,用以自动调整产生一反馈电压调整信号;再比较该反馈电压调整信号与一参考信号,用以产生一调变输出信号;然后逻辑运算该调变输出信号与一脉宽调变截止信号,用以产生一脉宽调变设定信号,该脉宽调变设定信号得以致能产生一驱动信号;最后根据该脉宽调变设定信号及一输入电压与一参考电压,延迟产生一脉宽调变重置信号,以重置该驱动信号。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为公知具磁滞控制的DC-DC电源转换电路示意图;
图2为公知具磁滞控制的DC-DC电源转换电路波形示意图;
图3为公知固定导通时间方式的DC-DC电源转换电路示意图;
图4为图3中电路方块的波形示意图;
图5为本发明自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置使用在降压直流-直流转换电路的电路架构示意图;
图6为本发明自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置电路示意图;
图7为本发明自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置电路波形示意图;
图8为本发明使用的导通时间延迟控制单元电路方块示意图;
图9为本发明使用的导通时间延迟控制单元电路波形示意图;
图10为本发明的自动负载电压定位斜率补偿单元电路示意图;
图11为过电流保护单元内部电路示意图;
图12为本发明的自动负载电压定位斜率补偿单元电路波形示意图;以及
图13为本发明之负载线的斜率示意图。
其中,附图标记:
1具磁滞控制的DC-DC电源转换电路
10磁滞比较单元
12驱动单元
2降压直流-直流转换电路
20控制电路
22功率输出电路
23误差放大器
24过电流保护单元
25比较器
26正反器
27或门
28导通时间控制单元
29驱动单元
3脉宽调变控制装置
30自动负载电压定位斜率补偿单元
31零电流侦测单元
302放大器
32误差信号比较单元
34逻辑控制单元
36导通时间延迟控制单元
362积分状态控制器
364可重置积分放大器
366可调整参考信号产生器
3660电压转电流转换电路
368比较器
37截止时间延迟控制单元
38正反器
39过电流保护单元
40驱动单元
Rs侦测电阻
Rfadj可调电阻器
Rilimit过电流可变电阻器
Vin输入电压
Vref参考电压
具体实施方式
参考图5,为本发明自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置使用在降压直流-直流转换电路的电路架构示意图。本发明整合主动负载侦测及自动电压定位调整的高速脉宽调变控制装置3通过两个信号输入端CSN、CSP从侦测电阻Rs上取得电流侦测信号,再通过FB反馈端从输出分压电阻R2上取得电压反馈信号Vfb,(输出电压Vout低时,电压反馈信号Vfb可于输出电压Vout直接取得)。在脉宽调变控制装置3中,电压反馈信号Vfb加上一补偿电压信号Vslope产生一反馈电压调整信号Vfb’,且在脉宽调变控制装置3的FAdj端上连接有一可调电阻器Rfadj,用来调整脉宽调变控制装置3内部导通时间信号,亦即改变切换频率。
根据上述的侦测、反馈、调整,控制装置3的输出端DrvH、DrvL分别输出驱动信号SH、SL来控制晶体管MH、ML的切换动作,以提供稳定的输出电压Vout。本发明的控制装置3不仅可以使用在控制降压(Buck Voltage)直流-直流转换电路,也可以使用于控制升压(Boost Voltage)直流-直流转换电路,另外,还可使用于同步或异步与单相或多相的直流-直流转换电路中。
参考图6,为本发明自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置电路方块示意图。脉宽调变控制装置3至少包括有一可以用来取得电流侦测信号VCS与反馈电压信号VFB的自动负载电压定位斜率补偿单元30,自动负载电压定位斜率补偿单元30根据该电流侦测信号VCS与反馈电压信号VFB,自动调整输出一反馈电压调整信号Vfb’。反馈电压调整信号Vfb’被传送到一误差信号比较单元32,误差信号比较单元32比较运算该反馈电压调整信号Vfb’与一参考信号Vref,以输出一调变输出信号PWMout。一逻辑控制单元34接收该调变输出信号PWMout,用以输出一脉宽调变设定信号PWMset。
一导通时间延迟控制单元36连接于该逻辑控制单元34和输入电压Vin与参考电压Vref,根据该脉宽调变设定信号PWMset、输入电压Vin与参考电压Vref,产生一脉宽调变重置信号PWMreset。一正反器38连接于该逻辑控制单元34与该导通时间延迟控制单元36,根据该脉宽调变设定信号PWMset与该脉宽调变重置信号PWMreset,输出一脉宽调变驱动信号PWMDRV。脉宽调变驱动信号PWMDRV通过一驱动单元40输出一对互补的驱动信号DrvH、DrvL。一截止时间延迟控制单元37连接于该正反器38与该逻辑控制单元34,根据该脉宽调变驱动信号PWMDRV,产生一脉宽调变截止信号PWMoff传送到该逻辑控制单元34。一零电流侦测单元31连接于该自动负载电压定位斜率补偿单元30与该驱动单元40,比较运算该放大的电流侦测信号Vsense与一零电流临界值Vthzcd,用以输出一零电流致能信号ZCDen到该驱动单元40。零电流致能信号ZCDen可以控制调整驱动单元40输出的驱动信号DrvL,用来避免逆向电流导致输出电压下降的情形发生。
由此,当负载变化时,脉宽调变控制装置3随即侦测到变动的负载而调整反馈电压调整信号Vslope的斜率,借助脉宽调变比较器32的比较运算可以实时的产生脉宽调变设定信号PWMset,来致能脉宽调变驱动信号PWMDRV以进入导通时间。经过一段导通时间后,导通时间延迟控制单元36即重置脉宽调变驱动信号PWMDRV进入截止时间,以快速反应负载的变化,达到供电的稳定。当脉宽调变重置信号PWMreset产生后,截止时间延迟控制单元37会控制该逻辑控制单元34以延迟一段致能信号PWMset再次产生的时间,作为脉宽调变驱动信号PWMDRV的截止时间。
参考图6,脉宽调变控制装置3进一步包括一过电流保护单元39连接于该自动负载电压定位斜率补偿单元30与该逻辑控制单元34,请同时参考图11,为过电流保护单元39内部电路示意图。一电压转电流变换器392取得一最大电流临界值Vref为1.0v,并将该最大电流临界值Vref 1.0v转换成为电流信号IS4, 电流信号IS4流过一过电流可变电阻器RCLadj从而得到一过电流比较用的电压值Vilimit。电压转电流变换器392通过该自动负载电压定位斜率补偿单元30取得电流侦测信号Vsense,该电流侦测信号Vsense与过电流比较用的电压值Vilimit经一比较器390,输出一过电流保护信号OCPen到该逻辑控制单元34。
参考图7,为本发明自动适应电压定位之高速脉宽调变控制装置电路波形示意图。请同时结合第图6,在电路启动后,反馈电压调整信号Vfb’与参考信号Vref经比较,产生调变输出信号PWMout。在时间t0-t1时,假设电路尚未达到过电流,过电流保护信号OCPen为低电位,且脉宽调变截止信号PWMoff与调变输出信号PWMout也处于低电位。在时间t1时,调变输出信号PWMout由低电位上升到高电位,此时,致能信号PWMset产生来致能脉宽调变驱动信号PWMDRV。
致能信号PWMset产生后,脉宽调变驱动信号PWMDRV过了一段导通时间Ton,随即于时间t2时受控于脉宽调变重置信号PWMreset而截止。当脉宽调变重置信号PWMreset产生后,随即产生一大约数百纳秒(ns)时间的高电位的脉宽调变截止信号PWMoff然后再度回到低电位。
在时间t3时,致能信号PWMset再度产生,到了时间t4时即又经过一个导通时间Ton,脉宽调变重置信号PWMreset产生,脉宽调变截止信号PWMoff再度输出大约数百奈秒(ns)时间的高电位,在t4-t5这段时间里,虽然调变输出信号PWMout维持高电位,但是却被脉宽调变截止信号PWMoff处于高电位而延迟了致能信号PWMset的输出,直到脉宽调变截止信号PWMoff回到低电位时才输出。如此设计即可以让负载处于重载下,脉宽调变驱动信号PWMDRV仍然具有截止时间(off time),以防止受控的晶体管同时导通而造成烧毁。在时间t5时,零电流致能信号ZCDen产生,用来截止驱动信号DrvL,从而避免逆向电流流经晶体导致输出电压下降不稳定的情形发生。
参考图8,为本发明使用的导通时间延迟控制单元电路方块示意图。导通时间延迟控制单元36包括:一可重置积分放大器364;一积分状态控制器362连接于该逻辑控制单元34与该可重置积分放大器364,根据该脉宽调变设定信号PWMset,输出一控制信号Control控制该可重置积分放大器364执行积分运算,使其输出一积分输出信号Vramp。
一可调整参考信号产生器366,用来输出一参考信号Vtop。一比较器368连接于该可重置积分放大器364、该可调整参考信号产生器366与该积分状态控制器362,用来比较运算该积分输出信号Vramp与该参考信号Vtop,输出该脉宽调变重置信号PWMreset到该积分状态控制器362。该积分状态控制器362根据该脉宽调变重置信号PWMreset,得以截止该可重置积分放大器364的积分运算。
该可调整参考信号产生器366是由一电压转电流转换电路3660连接一可调电阻器Rfadj组成。电压转电流转换电路3660将一参考电压Vref转换成为一参考电流IS3输出。参考电流IS3流过可调电阻器Rfadj,并在可调电阻器Rfadj上产生该参考信号Vtop。
结合图8,参考图9,为本发明使用的导通时间延迟控制单元电路波形示意图。当时间t1时脉宽调变设定信号PWMset产生,脉宽调变设定信号PWMset用来控制积分状态控制器362产生低准位的控制信号Control,使得可重置积分放大器364可以开始积分运算,产生积分输出信号Vramp。
当积分输出信号Vramp上升到达参考信号Vtop时,即时间t2,比较器368产生脉宽调变重置信号PWMreset,脉宽调变重置信号PWMreset用来控制积分状态控制器362产生高准位的控制信号Control,使得可重置积分放大器364得以重置积分运算。在时间t3,脉宽调变设定信号PWMset再度控制积分状态控制器362,使得可重置积分放大器364再次进行积分运算,以产生积分输出信号Vramp。上述中,脉宽调变驱动信号PWMDRV的导通时间Ton在时间t1-t2时产生,截止时间Toff在时间t2-t3时产生。导通时间Ton可由下面公式(2)得知:
Ton = Rfadj × Cint × Vref × Gm 2 Vin × Gm 1 · · · ( 2 )
公式(2)中Rfadj为可调电阻器阻值;Cint为电容值;Vref为参考电压值;Gm1为可重置积分放大器364的增益值;Vin为输入电压值;Gm2为电压转电流转换电路3660的增益值。由上述公式(2)中得知导通时间Ton是由于输入电压Vin与参考电压Vref的直接馈入(feed-forward),而可使切换频率在输入电压Vin与输出电压Vout的改变下,仍能保持几乎不变的输出频率。
参考图10,为本发明自动负载电压定位斜率补偿单元电路示意图。自动负载电压定位斜率补偿单元30包括:一放大器302,其输入端通过一第一补偿电阻Rcsn从侦测电阻Rs上取得一电流侦测信号Vcs,用以产生一放大后的电流侦测信号Vsense;一第一可调电流源IS1连接于该放大器302的输出端与输入端,根据该放大后的电流侦测信号Vsense,作为放大器302输出的反馈补偿;一第二可调电流源IS2连接于该放大器302与一第二补偿电阻Ravp,其依据该放大器302的输出信号,为该第二补偿电阻Ravp提供电流,并在该第二补偿电阻Ravp上产生一补偿电压信号Vslope,补偿电压信号Vslope加上电压反馈信号Vfb产生反馈电压调整信号Vfb’。
结合图12,为本发明的自动负载电压定位斜率补偿单元电路波形示意图。自动负载电压定位斜率补偿单元30产生的反馈电压调整信号Vfb’,可由下面公式(3)得知:
Vfb ′ = Vslope + Vfb = ( i sense × R avp ) + ( R 2 R 1 + R 2 × Vout ) · · · ( 3 )
其中,Vslope为补偿电压信号;Vfb为反馈电压值;isense为流过第二补偿电阻的电流;Ravp为第二补偿电阻的电阻值;Vout为输出电压。
流过第二补偿电阻的电流isense可由下面公式(4)得知:
i sense = i L × R s R csn · · · ( 4 )
其中,Rs为侦测电阻的电阻值;iL为流过侦测电阻RS的电流值;Rcsn为第一补偿电阻的电阻值。
从上述公式(3)与公式(4)可以得知补偿电压信号Vslope的值与其斜率值Rdroop(即负载线的斜率),Vslope的值与斜率值Rdroop可由公式(5)和公式(6)得知:
Vslpoe = i L × R s R csn × R avp · · · ( 5 )
Rdroop = R avp R csn R s · · · ( 6 )
因此,可以借助调整第一补偿电阻Rcsn、第二补偿电阻Ravp及侦测电阻Rs来改变反馈电压调整信号Vslope的斜率值Rdroop,以达到自动负载电压定位调整的作用。该负载线的斜率Rdroop如图13所示,通过调整第一补偿电阻Rcsn与第二补偿电阻Ravp的阻值,即可轻易得到相对比例的负载线的斜率值Rdroop,而不是只通过一个绝对的第二补偿电阻Ravp值来取得,从而使之更易整合于集成电路(IC)中。
综上所述,本发明使用了一种自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置及其驱动信号产生方法,通过自动侦测负载的变化而同时调整电压定位来达到稳定且适时节省负载的输出功率。比如当重载恢复成轻载时,可避免负载过激的产生。还可以因减少零件如电感器、功率晶体或其它相关的电路零件,而节省零件成本。
同时本发明不需使用周期信号的频率作为驱动信号产生的凭据,也不需要误差放大器作为调变的控制,所以本发明具有快速的反应时间,能够实时的反应负载变化而达到稳定效果。当工作在稳定状态CCM(连续导通模式)时,即使输入电压Vin与输出电压Vout产生变化,控制器的切换频率仍能够保持接近于不变,从而改善电磁噪声干扰的效果。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1、一种自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,使用于DC-DC电源转换装置中,包括:
一自动负载电压定位斜率补偿单元,通过一侦测电阻取得一电流侦测信号与一反馈电压信号,自动调整输出一反馈电压调整信号;
一误差信号比较单元,连接于该自动负载电压定位斜率补偿单元,用于比较运算该反馈电压调整信号与一参考信号,输出一调变输出信号;
一逻辑控制单元,连接于该误差信号比较单元,用于接收该调变输出信号,输出一脉宽调变设定信号;
一导通时间延迟控制单元,连接于该逻辑控制单元、一输入电压及一参考电压,其根据该脉宽调变设定信号、输入电压及该参考电压,产生一脉宽调变重置信号;
一正反器,连接于该逻辑控制单元与该导通时间延迟控制单元,其根据该脉宽调变设定信号与该脉宽调变重置信号,输出一脉宽调变驱动信号;
一驱动单元,连接于该正反器,用于接收该脉宽调变驱动信号,输出一对互补的驱动信号;以及
一截止时间延迟控制单元,连接于该正反器与该逻辑控制单元,其根据该脉宽调变驱动信号,产生一脉宽调变截止信号,传送到该逻辑控制单元。
2、根据权利要求1所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,进一步包括一过电流保护单元,连接于该自动负载电压定位斜率补偿单元与该逻辑控制单元,其通过该自动负载电压定位斜率补偿单元取得放大的电流侦测信号,且比较运算该放大之电流侦测信号与一最大电流临界值,以输出一过电流保护信号。
3、根据权利要求2所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,该最大电流临界值由一过电流可变电阻器调变取得。
4、根据权利要求1所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,进一步包括一零电流侦测单元,连接于该自动负载电压定位斜率补偿单元与该驱动单元,其通过该自动负载电压定位斜率补偿单元取得放大的电流侦测信号,且比较运算该放大之电流侦测信号与一零电流临界值,以输出一零电流致能信号到该驱动单元。
5、根据权利要求1所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,该自动负载电压定位斜率补偿单元,又包括:
一放大器,其输入端是通过一第一补偿电阻取得该电流侦测信号,产生一放大后的电流侦测信号;
一第一可调电流源,连接于该放大器的输出端与输入端,根据该放大后的电流侦测信号,作为放大器输出的反馈补偿;以及
一第二可调电流源,连接于该放大器与一第二补偿电阻,其依据该放大器的输出信号,提供电流到该第二补偿电阻,并在该第二补偿电阻上产生一补偿电压信号,该补偿电压信号加上该电压反馈信号,产生该反馈电压调整信号。
6、根据权利要求5所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,该侦测电阻、该第一补偿电阻及该第二补偿电阻可以决定一负载线的斜率值。
7、根据权利要求6所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,该负载线的斜率值等于该第二补偿电阻乘该侦测电阻,再除第一补偿电阻。
8、根据权利要求1所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,该导通时间延迟控制单元,又包括:
一可重置积分放大器;
一积分状态控制器,连接于该逻辑控制单元与该可重置积分放大器,其根据该脉宽调变设定信号,控制该可重置积分放大器执行积分运算,使其输出一积分输出信号;
一可调整参考信号产生器,其可输出一参考信号;以及
一比较器,连接于该可重置积分放大器、该可调整参考信号产生器与该积分状态控制器,用于比较运算该积分输出信号与该参考信号,向该积分状态控制器输出该脉宽调变重置信号。
其中,该积分状态控制器根据该脉宽调变重置信号,可以截止该可重置积分放大器的积分运算。
9、根据权利要求8所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置,其特征在于,该可调整参考信号产生器,又包括:
一电压转电流转换电路,将一参考电压转换成为一参考电流输出;以及
一可调电阻器,连接于该电压转电流转换电路,其根据该参考电流得以产生该参考信号。
10、一种自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置的驱动信号产生方法,用于DC-DC电源转换装置的控制,包括以下步骤:
步骤一:透过一侦测电阻,侦测负载的变化,自动调整产生一反馈电压调整信号;
步骤二:比较该反馈电压调整信号与一参考信号,产生一调变输出信号;
步骤三:逻辑运算该调变输出信号与一脉宽调变截止信号,产生一脉宽调变设定信号,该脉宽调变设定信号可以致能产生一驱动信号;以及
步骤四:根据该脉宽调变设定信号、一输入电压及一参考电压,延迟产生一脉宽调变重置信号,用来重置该驱动信号。
11、根据权利要求10所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置的驱动信号产生方法,其特征在于,该驱动信号重置后,可以产生该脉宽调变截止信号。
12、根据权利要求10所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置的驱动信号产生方法,其特征在于,在逻辑运算步骤中,进一步将一过电流保护信号与该调变输出信号、该脉宽调变截止信号进行逻辑运算,产生该脉宽调变设定信号。
13、根据权利要求10所述自动适应电压定位的高速脉宽调变控制装置的驱动信号产生方法,其特征在于,进一步包括有一零电流侦测步骤,将一放大的电流侦测信号与一零电流临界值进行比较运算,然后输出一零电流致能信号到一驱动单元,用来控制调整该驱动单元输出的驱动信号。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101677208B (zh) * 2008-09-17 2011-09-14 原景科技股份有限公司 Dc/dc转换器及其斜率补偿电路
CN101753004B (zh) * 2008-12-03 2012-11-28 联咏科技股份有限公司 过电流保护电路及应用其的电源转换器
CN104052282A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 英特赛尔美国有限公司 电源管理集成电路的内部补偿
TWI688847B (zh) * 2019-07-16 2020-03-21 致茂電子股份有限公司 電壓維持電路
CN112309309A (zh) * 2019-07-25 2021-02-02 米彩股份有限公司 显示器驱动模组及其控制方法与显示器驱动系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1081277A (zh) * 1992-07-07 1994-01-26 叶春玩 具有选曲选区段回带功能的回带机装置
JP2003189602A (ja) * 2001-12-17 2003-07-04 Murata Mfg Co Ltd Dc−dcコンバータおよびそれを用いた電子装置
US6977492B2 (en) * 2002-07-10 2005-12-20 Marvell World Trade Ltd. Output regulator
US6922044B2 (en) * 2002-09-06 2005-07-26 Intersil Americas Inc. Synchronization of multiphase synthetic ripple voltage regulator
CN1592067A (zh) * 2003-08-28 2005-03-09 松下电器产业株式会社 电源装置以及使用该电源装置的空调机

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101677208B (zh) * 2008-09-17 2011-09-14 原景科技股份有限公司 Dc/dc转换器及其斜率补偿电路
CN101753004B (zh) * 2008-12-03 2012-11-28 联咏科技股份有限公司 过电流保护电路及应用其的电源转换器
CN104052282A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 英特赛尔美国有限公司 电源管理集成电路的内部补偿
CN104052282B (zh) * 2013-03-15 2018-05-18 英特赛尔美国有限公司 电源管理集成电路的内部补偿
TWI688847B (zh) * 2019-07-16 2020-03-21 致茂電子股份有限公司 電壓維持電路
CN112309309A (zh) * 2019-07-25 2021-02-02 米彩股份有限公司 显示器驱动模组及其控制方法与显示器驱动系统

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