TWI398748B - 補償切換式電源供應控制器及其方法 - Google Patents

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Description

補償切換式電源供應控制器及其方法
本發明一般涉及電子學，尤其是涉及形成半導體裝置的方法和結構。
過去，半導體工業利用各種方法和結構以形成可將一電源電壓調節到期望電壓值的切換式電源控制器。這些電源控制器用於向不同的應用系統包括微處理器系統和電腦系統提供調節的電源電壓。在這些應用系統中，在負載需要的負載電流的值改變時維持調節是重要的，而該負載係使用電源電壓。例如，負載可能要求負載電流的增加，以便負載執行特定的任務或者在特定的任務完成後負載可以有降低的負載電流。通常，這些負載電流改變或瞬變使輸出電壓的值超過期望的最大值或低於期望的最小值。這些過衝(overshoot)或下衝(undershoot)消極地影響使用電源電壓的系統的操作。
因此，期望有一種電源控制器，其對於負載需要的電流量的變化，將輸出電壓值的變化降至最小。
本發明是關於一種電源控制器，包括：一切換式控制電路，其耦合以接收一誤差信號和一斜波信號並回應性形成調節一輸出電壓的一切換控制信號；一補償控制電路，其配置以接收所述誤差信號並對於在一第一值和一第二值之間的所述誤差信號之值而形成與所述誤差信號實質上相同的一補償控制信號，及當所述誤差信號不小於所述第一值時，將所述補償控制信號限制到所述第一值，而當所述誤差信號不大於所述第二值時，將所述補償控制信號限制到所述第二值，所述補償控制電路配置以對於在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號之值而形成實質上恒定的一補償信號，及對於不小於所述第一值的所述誤差信號值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第一值之間差值的變化，而對於不大於所述第二值的所述誤差信號值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第二值之間差值的變化；一第一加法電路，其配置成將所述補償信號與表示所述輸出電壓的回饋信號相加並形成一補償信號；以及一誤差信號產生器，其配置成接收所述補償的信號，其中所述電源控制器使用所述補償信號來形成所述誤差信號。
本發明亦提供一種形成電源控制器的方法，包括：配置所述電源控制器以接收表示輸出電壓的一回饋信號，所述輸出電壓被所述電源控制器控制；配置誤差信號產生器電路以使用所述回饋信號來形成一誤差信號；配置所述電源控制器以對於在第一值和第二值之間的所述誤差信號之值形成實質上恒定的一補償信號，及對於實質上不小於所述第一值的誤差信號之值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第一值之間差值的變化，而對於實質上不大於所述第二值的誤差信號之值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第二值之間差值的變化；以及配置所述電源控制器以使用所述補償信號來調節所述誤差信號。
本發明亦提供一種形成電源控制器的方法，包括：配置所述電源控制器以接收表示輸出電壓的一回饋信號，所述輸出電壓被所述電源控制器控制；配置誤差信號產生器電路以使用所述回饋信號來形成一誤差信號；配置所述電源控制器以在控制對於在第一值和第二值之間的所述誤差信號之值的輸出電壓時實質上使用所述誤差信號，及對於不小於所述第一值的所述誤差信號之值，用表示所述誤差信號和所述第一值之間差值的一信號補償所述誤差信號，而對於不大於所述第二值的所述誤差信號之值，用表示所述誤差信號和所述第二值之間差值的一信號補償所述誤差信號。
為了說明的簡潔和清楚，附圖中的各個元件不一定按比例繪製，不同圖中相同的附圖標記表示相同的元件。此外，為了描述的簡要而省略了習知的步驟和元件的說明與詳述。如這裏所使用的載流電極表示一裝置的一個元件，其承載通過該裝置如MOS電晶體的源極或漏極、或雙極電晶體的集電極或發射極、或二極體的陰極或陽極的電流；控制電極表示一裝置的一個元件，其控制透過該裝置如MOS電晶體的柵極或雙極電晶體的基極電流。雖然這些裝置在這裏被解釋為某個N通道或P通道裝置，但在此技術領域中之一般技術人員應該認識到，依照本發明，互補裝置也是可能的。在此技術領域中的技術人員應認識到，這裏使用的詞"在...的期間、在...同時、當...的時候"不是意味著一個行為和初始行為同時發生的準確術語，而是在有初始行為啟始的反應行為之間可能有一些小而合理的延遲，如傳播延遲。
圖1簡要示出包括多通道電源控制器35的示範性形式的多通道電源系統10的實施例的一部分。系統10接收電壓輸入端子11和電壓返回端子12之間的電力並在輸出13和端子12之間提供調節的一輸出電壓。負載21一般是連接在輸出13和端子12之間，用以接收在輸出13上形成的輸出電壓並接收負載電流20。多通道電源控制器35補償控制器35的一誤差信號，以便最小化輸出電壓的過衝和下衝，例如可能由負載21需要的電流量的變化而產生的輸出電壓的過衝和下衝。
系統10包括複數輸出通道，每一通道提供一輸出電流，該輸出電流在輸出30上被加在一起以提供輸出電壓和負載電流20。所述複數輸出通道的第一輸出通道包括電感器16和電流感測電阻器17，所述複數輸出通道的第二輸出通道包括電感器18和電流感測電阻器19，及所述複數輸出通道的第三輸出通道包括電感器22和電流感測電阻器23。存儲電容器26通常連接在輸出13和端子12之間。一回饋網路可連接在輸出13和端子12之間，以便在電阻器27和28之間的一回饋(FB)節點處提供代表輸出電壓的一FB信號。
控制器35接收電壓輸入36和電壓返回37之間的電力。控制器35包括複數切換通道，例如切換通道或切換式電路40、54和66，以便系統10的每一通道大致有一個切換通道。雖然控制器35顯示有三個切換控制通道，控制器35和系統10可有多於或少於三個的通道。控制器35通常還包括斜波產生器或斜波83、補償控制電路或補償控制器92、加法電路86以及包括誤差放大器88及加法電路41、55和67的一誤差信號產生器電路或一誤差信號產生器。誤差放大器88通常為包括阻抗如輸入阻抗Z1和回饋阻抗Z2的運算放大器，所述阻抗用於控制放大器88的增益並向包括放大器88的控制迴路提供頻率補償。參考電路或參考85通常用於提供被放大器88使用的參考電壓。控制器35一般還包括內部調節器80，其從輸入36接收電壓並在輸出81上提供用於操作控制器35的元件如斜波83、放大器88和控制器92的內部操作電壓。切換式控制電路40通常包括斜波比較器43、功率開關如功率電晶體45、功率開關驅動器44、同步整流二極體47和電流感測放大器46。類似地，切換式控制電路54包括斜波比較器57、功率開關如功率電晶體59、開關驅動器58、同步整流二極體61和電流感測放大器60，及第三切換式控制電路66包括斜波比較器69、功率開關如功率電晶體71、開關驅動器70、同步整流二極體73和電流感測放大器72。本領域技術人員應認識到二極體47、61和73可由用作同步整流器的電晶體代替。
斜波83一般提供三個自由的連續斜波信號(R1、R2和R3)，以便控制器35的每一切換信號都接收一個斜波信號。斜波83配置成形成以不同相角但實質上相等的振幅來操作的斜波信號，以使控制器35的三個通道實質上也以這三個不同的相角操作。斜波83一般包括振盪器和在斜波信號之間提供相位分離的各種邏輯電路。這樣的多相位斜波信號對本領域技術人員來說是習知的。西元2006年4月頒發給Benjamin Rice的美國專利號7,023,188揭露了多相位斜波信號的一個例子，其在此併入作為參考。
每一切換式控制電路如電路40、54和66從各自的加法電路接收各自的斜波信號和誤差信號，並在各自的比較器輸出上形成切換控制信號，該比較器用於驅動各自的功率開關以調節輸出電壓的值。例如，電路40從加法電路41接收斜波信號R1和誤差信號。如果誤差信號的值大於R1的值，則比較器43輸出上的切換控制信號51為高，這使電晶體45能夠透過輸出48提供輸出電流以形成負載電流20。當輸出電流流經電阻器17時，在電阻器17兩端形成被放大器46在電流感測輸入49和50之間接收的電流回饋信號(CS1)。控制器35透過回饋輸入78接收回饋(FB)信號，且放大器88的誤差信號產生器在輸出91上形成補償偏差信號，其表示輸出電壓自輸出電壓期望值的偏差。加法電路41將來自輸出91的補償偏差信號和通道40的電流感測信號加在一起，並在誤差節點42上形成誤差信號。
類似地，除了從放大器60接收通道54的電流感測信號以外，加法電路55還從輸出91接收補償偏差信號，並將補償偏插信號和電流感測信號加在一起以在誤差節點56上形成一第二誤差信號。比較器57接收第二誤差信號和斜波R2，並回應性地形成用於控制電晶體59的切換控制信號64，以將輸出電流提供到輸出62。輸出電流流經電感器18和感測電阻器19以幫助形成電流20。放大器60在輸入63和50之間接收電流感測信號並形成與補償偏差信號相加的電流感測信號。以類似的方式，加法電路67接收來自輸出91的補償偏差信號和來自放大器72的電流感測信號，並在誤差節點68上形成第三誤差信號。比較器69接收第三誤差信號和斜波R3，並回應性地形成用於控制電晶體71的第三切換控制信號76，以透過輸出74提供輸出電流。來自電晶體71的輸出電流流經輸出74、電感器22和電阻器23以幫助形成電流20。放大器72在輸入75和50之間接收電流感測信號，並回應性地形成被電路67接收的第三電流感測信號。本領域技術人員應認識到，電流感測信號通常用於在每一通道中平衡負載電流20，以使電路40、54和66的輸出電流接近於相同的值。在一些實施例中，可以不使用電流感測信號，而來自放大器88的補償偏差信號可變成用於每一通道的誤差信號。
圖2是具有曲線的圖表，這些曲線表示在控制器35的操作期間的各種信號。橫坐標表示時間而縱坐標表示所示信號的增加值。曲線100表示負載電流20的相對值。曲線101表示一個斜波信號，例如來自斜波83的R1。曲線102表示對應於曲線101的斜波信號的切換式控制電路如電路40的誤差信號。曲線104表示在控制器92的輸出上形成的補償信號。曲線106表示來自相同的切換式控制電路的切換控制信號如切換控制信號51。曲線107表示輸出13和端子12之間的輸出電壓，及曲線108表示沒有控制器92的輸出電壓。此描述係參考圖1和圖2。
補償控制電路或補償控制器92形成用於調節誤差信號值的補償信號97，以便最小化輸出電壓的過衝和下衝。補償控制器92從每一通道例如從誤差節點42、56和68接收誤差信號，並將誤差信號一起求平均以形成平均誤差信號。補償產生器93接收平均誤差信號，並形成實質上等於平均誤差信號之值的補償控制信號94，只要平均誤差信號的值不大於斜波信號的峰值(Rpk)且只要平均誤差信號不小於斜波信號的最小值(Rmin)。如果平均誤差信號的值等於或大於Rpk，則產生器93配置成形成實質上等於Rpk的信號94，及如果平均誤差信號的值等於或小於Rmin，則產生器93配置成形成實質上等於Rpk的信號94。在一些實施例中，產生器93還可從斜波83接收參考斜波信號，以便幫助設定Rpk和Rmin邊界。從平均誤差信號中減去補償控制信號94以形成補償信號97。補償放大器96接收平均誤差信號和補償控制信號94，並形成補償信號97。優選地，對於不大於Rpk和不小於Rmin的平均誤差信號值，補償信號97實質上等於零。在圖1所示的實施例中，為了形成信號97以使誤差信號的降低可減少信號87的值，形成放大器96以提供由偏移31所表示的偏移電壓，且放大器96的輸出在該偏移電壓附近變化。這是由曲線104揭示出。曲線104中的直線表示來自放大器96的輸出的偏移電壓，而曲線104的負偏移表示平均誤差信號小於Rmin的量。對於圖1所示的實施例，偏移31的恒定值是信號97的一部分。因此，如果平均誤差信號的值大於Rpk，則補償信號97實質上等於平均誤差信號和Rpk之間的差值加上偏移31的恒定值。同樣，如果平均誤差信號小於Rmin，則放大器96形成實質上等於平均誤差信號和Rmin之間的差值加上偏移31的恒定值的補償信號97。因此可以看到，補償信號97的偏移表示平均誤差信號超過Rpk或少於Rmin的量。對於圖1所示的示範性實施例，由於誤差信號中的變化，補償信號97在偏移31的值附近變化。例如，如果誤差信號增加而超過Rpk，則信號97也增加。信號97的這些變化或偏移表示出現在控制迴路中的過衝或下衝的相應的量，其是以輸出電壓值的變化為基礎。注意，偏移31的值在信號87中被偏移32的值抵消。在其他實施例中，放大器96的輸出可直接表示偏移，且放大器96的輸出可以不在恒定值如偏移31的值附近擺動。
加法電路86從被誤差信號產生器接收的信號增加信號97的這些偏差，以便減少過衝或下衝的量。加法電路86還從偏移32接收偏移電壓。來自偏移32的偏移電壓的值實質上等於來自偏移31的偏移電壓。加法電路86從輸入信號減去偏移32的偏移電壓，以便抵消增加到信號97的偏移電壓。電路86使信號97與FB信號相加並減去偏移32的偏移電壓以形成補償信號87。因此，由信號97表示的誤差信號偏移從FB信號中抵消。放大器88接收補償信號87並回應性地形成用於在節點42、56和68上形成誤差信號的補償偏差信號。
本領域技術人員應認識到，對於平均誤差信號的特定值，其目的是形成為恒定值的且優選地為零的補償信號。然而，正如本領域中眾所皆知的，總有較小的變化阻止信號完全恒定或完全為零。在本領域中充分證實，直到約百分之十(10%)的變化被視為是距完全為零或完全相等的理想目標的合理變化。同樣，本領域技術人員應理解，平均電路95可為任何一種對複數信號一起求平均的習知電路，如電阻器網路。補償產生器93可為任何一種傳遞信號的習知電路，該信號在信號值的範圍的上限和下限之間。例如，產生器93可為箝位元電路，其將信號箝制到最小和最大值並傳遞在最小和最大值之間的信號值。
用補償信號97調節誤差信號允許控制器35更快地恢復和重新啟動，假定當負載21需要電流21的較低值或較高值時，作為輸出電壓的值的輸出脈衝可出現降低或增加。例如參考圖2，誤差信號由曲線102示出，而虛線103表示沒有使用補償控制器92的誤差信號的值。類似地，曲線107示出輸出電壓，而虛線108表示沒有使用補償控制器92的輸出電壓的值。例如假定在時間T1電流20降低。如曲線102所示，誤差信號開始降低，以及切換控制信號(曲線106)的脈衝變得較窄，直到誤差電壓實質上等於Rmin，如曲線102在時間T2所示。當誤差信號的值降低到Rmin以下時，補償信號97降低到偏移電壓以下，如曲線104所示。電路86使補償信號97與FB信號相加並減去偏移32的偏移電壓以形成補償信號87。信號87被誤差信號產生器接收，並最小化誤差信號值的偏差，如在時間T1和T2之間曲線102和103之間的差值所示。在切換信號沒有控制器92而停止的時間之前，誤差信號的減少阻止了切換控制信號，因而使輸出電壓的過衝最小化。在時間T3，輸出電壓降低且誤差信號增加到Rmin，如曲線102所示。因為誤差信號不降低並低於一個低值，控制器35開始提供切換控制信號以調節輸出電壓，因而使輸出電壓的下衝最小化。曲線106的一部分是虛線，以顯示沒有控制器92和信號97就不被提供的開關脈衝。輸出電壓的下衝的減少由時間T3之後曲線107和108之間的差值示出。因此，控制器35更快地回應於負載電流20的變化並減少輸出電壓的過衝和下衝。
沒有控制器92和信號97，誤差信號將在時間T2下降，這可導致輸出電壓的下衝。在時間T3之後需要額外的時間來再繼續形成開關控制脈衝。作為沒有切換控制脈衝的結果，輸出電壓將下降並花較長的時間來恢復回期望值，如時間T3之後虛線108所示。
為了促進控制器35的這個功能，調節器80連接在輸入36和返回37之間。回饋輸入78連接到電路86的第一輸入。電路86的輸出連接到阻抗Z1的第一端子，而阻抗Z1有一個通常與放大器88的反向輸入和阻抗Z2的輸入連接的輸出。參考85的輸出是與放大器88的非反向輸入連接。放大器88的輸出通常是連接到阻抗Z2的第二端子、電路67的第一輸入、電路55的第一輸入和電路41的第一輸入。電路41的輸出連接到節點42和比較器43的非反向輸入。比較器43的反向輸入與斜波83的第一輸出連接以接收斜波R1。比較器43的輸出是連接到驅動器44的輸入，驅動器44有一個連接到電晶體45的柵極的輸出。電晶體45的漏極連接到輸入36，而源極通常連接到輸出48和二極體47的陰極。二極體47的陽極與返回37連接。放大器46的反向輸入連接到輸入49，而非反向輸入連接到輸入50。放大器46的輸出與電路41的第二輸入連接。電路55的輸出連接到節點50和比較器57的非反向輸入。比較器57的反向輸入與斜波83的第二輸出連接以接收斜波信號R2。比較器57的輸出連接到驅動器58的輸入，驅動器58有一個連接到電晶體59的柵極的輸出。電晶體59的漏極連接到輸入36而源極通常連接到輸出62和二極體61的陰極。二極體61的正極與返回37連接。放大器60的反向輸入連接到輸入63而放大器60的非反向輸入連接到輸入50。放大器60的輸出與電路55的第二輸入連接。電路67的輸出連接到節點68和比較器69的非反向輸入。比較器69的反向輸入與斜波83的第三輸出連接以接收斜波信號R3。比較器69的輸出連接到驅動器70的輸入，驅動器70有一個連接到電晶體71的柵極的輸出。電晶體71的漏極連接到輸入36而源極通常連接到輸出74和二極體73的陰極。二極體73的正極與返回37連接。放大器72的反向輸入連接到輸入75而非反向輸入連接到輸入50。放大器72的輸出與電路67的第二輸入連接。電路95的第一輸入連接到節點42，電路95的第二輸入連接到節點56，以及電路95的第三輸入連接到節點68。電路95的輸出通常連接到產生器93的輸入和放大器96的非反向輸入。產生器93的第二輸入被連接以從斜波83接收參考信號。產生器93的輸出與放大器96的反向輸入連接。放大器96的輸出連接到電路86的第二輸入。
本領域技術人員應認識到，信號97可透過實質上等於Z1的另一阻抗連接到放大器88的反向輸入，而不是將信號97加入到電路86中。此外，在圖1所示的實施例中，放大器96具有單位增益，在其他實施例中，放大器96可有不同的增益及誤差信號97可形成為與平均誤差信號和Rmin或Rpk之間的差值成比例。
圖3簡要示出控制器92、加法電路86、參考85、偏移31和放大器88的配置的實施例的一部分，放大器88幫助形成在圖1和圖2的說明中描述的補償信號87和補償偏差信號91。放大器96和88都從偏移31接收偏移電壓，沒有使用偏移32。放大器96具有兩個非反向輸入和一個反向輸入。放大器96將來自偏移31的偏移電壓加到平均誤差信號和信號94之間的差值以形成信號97。放大器88還接收偏移31的偏移電壓並將其從自電路86接收的信號減去，從而抵消來自補償偏差信號91的偏移電壓。加法電路86將補償信號97和FB信號加在一起。電路86還在反向輸入端從參考85接收參考信號並從相加的FB信號和信號97減去該參考信號。
圖4簡要示出包括多通道電源控制器121的示範性實施例的多通道電源控制系統120的實施例的一部分。系統120是系統10的可替換的實施例，及控制器121是圖1和圖2的說明中描述的控制器35的可替換的實施例。控制器121類似於控制器35，然而為了控制輸出電壓的值，控制器121不感測來自每一通道的電流。控制器121利用回饋(FB)信號來調節輸出電壓，而不是利用來自每一通道的用於形成負載電流20的電流的值。
控制器121包括補償控制電路或補償控制器122，其為控制器92(圖1)的可替換的實施例。控制器122類似於控制器92且以類似的方式運行，只是控制器122將放大器88的輸出接收為誤差信號，而不是對加起來的三個誤差信號求平均以提供平均誤差信號。因此，控制器22使用來自放大器88的誤差信號。同樣，每一通道40、54和66利用來自放大器88的誤差信號作為各自的比較器的誤差信號，而不是將來自放大器88的信號和電流來源信號加在一起。
圖5簡要示出在半導體晶粒(die)131上形成的半導體裝置或積體電路130的實施例的一部分的放大平面圖。控制器35在晶粒131上形成。作為選擇，控制器121也可在晶粒131上形成。晶粒131還可包括其他在圖5中為製圖簡單而沒有示出的電路。控制器35和裝置或積體電路130通過半導體製造技術在晶粒131上形成，這些技術對技術領域的人員來講是習知的。
鑒於上述內容，顯然揭露了一種新的裝置和方法。除了其他特徵，還包括的是配置切換式電源控制器以使用誤差信號控制輸出電壓。切換式電源控制器還配置以形成通過使用誤差信號的值而產生的補償信號，誤差信號的值在上限值和下限值之間。切換式電源控制器還配置以使用補償信號來調節誤差信號的值。調節誤差信號可以最小化輸出電壓的過衝和下衝，並改善了利用切換式電源控制器的系統的操作。
雖然本發明的主題是用特定的優選實施例來描述的，但顯然對半導體領域的技術人員來說許多替換和變化是顯而易見的。例如，控制器35和121顯示為具有三個通道，但是本發明也可適用於單一通道或複數通道。另外，用於形成補償信號94的斜波信號的Rpk和Rmin值可由斜波信號的其他值代替。此外，為描述清楚而始終使用"連接"這個詞，但是，詞"耦合"被認為具有相同的含義。相應地，"連接"應被解釋為既包括直接連接也包括間接連接。
10．．．多通道電源系統
11、12．．．端子
13．．．輸出
16．．．電感器
17．．．電流感測電阻器
18．．．電感器
19．．．電流感測電阻器
20．．．負載電流
21．．．負載
22．．．電感器
23．．．電流感測電阻器
26．．．存儲電容器
27、28．．．電阻器
31、32．．．偏移
35．．．控制器
36．．．輸入
37．．．返回
40．．．電路
41．．．加法電路
42．．．節點
43．．．比較器
44．．．驅動器
45．．．電晶體
46．．．放大器
47．．．同步整流二極體
48．．．輸出
49．．．輸入
50．．．節點
51．．．切換控制信號
54．．．電路
55．．．加法電路
56．．．節點
57．．．比較器
58．．．驅動器
59．．．電晶體
60．．．放大器
61．．．同步整流二極體
62．．．輸出
63．．．輸入
64．．．切換控制信號
66．．．電路
67．．．加法電路
68．．．節點
69．．．比較器
70．．．驅動器
71．．．電晶體
72．．．放大器
73．．．二極體
74．．．輸出
75．．．輸入
76．．．切換控制信號
78．．．回饋輸入
80．．．調節器
81．．．輸出
83．．．斜波
85．．．參考
86．．．電路
87．．．信號
88．．．放大器
91．．．補償偏差信號
92．．．控制器
93．．．補償產生器
94．．．補償信號
96．．．補償放大器
97．．．補償信號
100、101、102、103、104、106、107、108．．．曲線
120．．．多通道電源控制系統
121．．．控制器
122．．．補償控制器
130．．．積體電路
131．．．晶粒
R1、R2、R3．．．斜波信號
Z1、Z2．．．阻抗
圖1簡要示出根據本發明的包括多通道電源控制器的多通道電源系統的一部分的實施例；圖2是具有曲線的圖表，這些曲線表示根據本發明的圖1的多通道電源控制器的一些信號；圖3簡要表示根據本發明的圖1的多通道電源控制器的一部分的實施例；圖4簡要表示根據本發明的包括多通道電源控制器的另一實施例的另一多通道電源系統的一部分的實施例；和圖5簡要示出根據本發明的包括圖1的多通道電源控制器的半導體裝置的放大平面圖。
10．．．多通道電源系統
11、12．．．端子
13．．．輸出
16．．．電感器
17．．．電流感測電阻器
18．．．電感器
19．．．電流感測電阻器
20．．．負載電流
21．．．負載
22．．．電感器
23．．．電流感測電阻器
26．．．存儲電容器
27、28．．．電阻器
31、32．．．偏移
35．．．控制器
36．．．輸入
37．．．返回
40．．．電路
41．．．加法電路
42．．．節點
43．．．比較器
44．．．驅動器
45．．．電晶體
46．．．放大器
47．．．同步整流二極體
48．．．輸出
49．．．輸入
50．．．節點
51．．．切換控制信號
54．．．電路
55．．．加法電路
56．．．節點
57．．．比較器
58．．．驅動器
59．．．電晶體
60．．．放大器
61．．．同步整流二極體
62．．．輸出
63．．．輸入
64．．．切換控制信號
66．．．電路
67．．．加法電路
68．．．節點
69．．．比較器
70．．．驅動器
71．．．電晶體
72．．．放大器
73．．．二極體
74．．．輸出
75．．．輸入
76．．．切換控制信號
78．．．回饋輸入
80．．．調節器
81．．．輸出
83．．．斜波
85．．．參考
86．．．電路
87．．．信號
88．．．放大器
91．．．補償偏差信號
92．．．控制器
93．．．補償產生器
94．．．補償信號
96．．．補償放大器
97．．．補償信號
R1、R2、R3．．．斜波信號
Z1、Z2．．．阻抗

Claims (20)

  1. 一種電源控制器，包括：一切換式控制電路，其耦合以接收一誤差信號和一斜波信號並回應性形成調節一輸出電壓的一切換控制信號；一補償控制電路，其配置以接收所述誤差信號並對於在一第一值和一第二值之間的所述誤差信號之值而形成與所述誤差信號實質上相同的一補償控制信號，及當所述誤差信號不小於所述第一值時，將所述補償控制信號限制到所述第一值，而當所述誤差信號不大於所述第二值時，將所述補償控制信號限制到所述第二值，所述補償控制電路配置以對於在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號之值而形成實質上恒定的一補償信號，及對於不小於所述第一值的所述誤差信號值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第一值之間差值的變化，而對於不大於所述第二值的所述誤差信號值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第二值之間差值的變化；一第一加法電路，其配置成將所述補償信號與表示所述輸出電壓的回饋信號相加並形成一被補償信號；以及一誤差信號產生器，其配置成接收所述被補償信號，其中所述電源控制器使用所述被補償信號來形成所述誤差信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電源控制器，其中所述第 一值實質上等於所述斜波信號的一第一斜波信號值，及所述第二值實質上等於所述斜波信號的一第二斜波信號值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電源控制器，其中所述第一值實質上等於所述斜波信號的一峰值，及所述第二值實質上等於所述斜波信號的一最小值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電源控制器，其中所述補償控制電路將所述補償控制信號與所述誤差信號相加以形成所述被補償信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電源控制器，其中所述電源控制器包括複數通道和複數斜波信號，且其中每一通道接收所述複數斜波信號其中的一個斜波信號、形成所述通道的一誤差信號和形成所述通道的一切換控制信號；以及其中所述補償控制電路配置成對來自所述複數通道的每一誤差信號求平均並使用所述平均來形成所述被補償信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電源控制器，其中所述複數斜波信號的每一斜波信號具有實質上相等的峰值和最小值，且其中所述第一值實質上等於所述複數斜波信號的一第一斜波信號值，及所述第二值實質上等於所述複數斜波信號的一第二斜波信號值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的電源控制器，其中所述第一值實質上等於所述斜波信號的所述峰值，及所述第二值實質上等於所述斜波信號的所述最小值。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的電源控制器，其中所述誤差信號產生器包括一誤差放大器和複數第二加法電路，所述誤差放大器耦合成從所述第一加法電路接收所述被補償信號，每一第二加法電路耦合以接收所述誤差放大器的一輸出、接收一電流感測信號和回應性地形成所述通道的所述誤差信號。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的電源控制器，其中所述補償控制電路包括一補償產生器和一放大器，所述補償產生器形成所述補償控制信號，所述放大器接收所述補償控制信號和所述誤差信號。
  10. 一種電源控制器，包括：複數個通道及複數個斜波信號，其中每一通道接收所述複數個斜波信號其中的一個斜波信號、形成所述通道的誤差信號和形成所述通道的一切換控制信號；一補償控制電路，其配置以從該複數個通道中計算出每一誤差信號之平均數，和利用該平均數對於在一第一值和一第二值之間的所述誤差信號之值而形成與所述誤差信號實質上相同的一補償控制信號，及當所述誤差信號不小於所述第一值時，將所述補償控制信號限制到所述第一值，而當所述誤差信號不大於所述第二值時，將所述補償控制信號限制到所述第二值，所述補償控制電路配置以對於在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號的平均值而形成實質上恒定的一補償信號，及對於不小於所述第一值的所述誤差信號的平均值，所述補 償信號有實質上等於所述誤差信號的平均值和所述第一值之間差值的變化，而對於不大於所述第二值的所述誤差信號的平均值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號的平均值和所述第二值之間差值的變化；一第一加法電路，其配置成將所述補償信號與表示所述輸出電壓的回饋信號相加並形成一被補償信號；以及一誤差信號產生器，其配置成接收所述被補償信號，其中所述電源控制器使用所述被補償信號來形成所述誤差信號。
  11. 一種形成電源控制器的方法，包括：配置所述電源控制器以接收表示輸出電壓的一回饋信號，所述輸出電壓被所述電源控制器控制；配置誤差信號產生器電路以使用所述回饋信號來形成一誤差信號；配置所述電源控制器以對於在第一值和第二值之間的所述誤差信號之值形成實質上恒定的一補償信號，及對於實質上不小於所述第一值的誤差信號之值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第一值之間差值的變化，而對於實質上不大於所述第二值的誤差信號之值，所述補償信號有實質上等於所述誤差信號和所述第二值之間差值的變化；以及配置所述電源控制器以使用所述補償信號來調節所述誤差信號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中所述配置所述 電源控制器以使用所述補償信號來調節所述誤差信號的步驟，包括配置所述電源控制器以將所述補償信號與所述回饋信號相加和耦合一誤差放大器以接收其中的結果。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中所述配置所述電源控制器以形成所述補償信號的步驟，包括配置一補償控制電路以接收所述誤差信號、使用所述誤差信號來對於在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號值形成實質上等於所述誤差信號的一補償控制信號、以及從所述誤差信號減去所述補償控制信號以形成所述補償信號。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，包括配置一補償產生器以接收所述誤差信號，並將所述補償產生器輸出的最大值限制到所述第一值，而將所述輸出的最小值限制到所述第二值。
  15. 一種形成電源控制器的方法，包括：配置所述電源控制器以接收表示輸出電壓的一回饋信號，所述輸出電壓被所述電源控制器控制；配置誤差信號產生器電路以使用所述回饋信號來形成一誤差信號；配置所述電源控制器以在控制對於在第一值和第二值之間的所述誤差信號之值的輸出電壓時實質上使用所述誤差信號，及對於不小於所述第一值的所述誤差信號之值，用表示所述誤差信號和所述第一值之間差值的一信 號補償所述誤差信號，而對於不大於所述第二值的所述誤差信號之值，用表示所述誤差信號和所述第二值之間差值的一信號補償所述誤差信號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中配置所述電源控制器以在控制對於在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號值的輸出電壓時實質上使用所述誤差信號的步驟，包括配置一誤差放大器以實質上使用所述回饋信號的未補償的值來使所述電源控制器形成所述誤差信號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中配置所述電源控制器以在控制對於在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號值的輸出電壓時實質上使用所述誤差信號，及對於不小於所述第一值的所述誤差信號之值，用表示所述誤差信號和所述第一值之間差值的一信號補償所述誤差信號的步驟，包括配置誤差放大器以使用表示所述誤差信號和所述第一值之間差值的一信號來使所述電源控制器形成所述誤差信號。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，更包括配置所述電源控制器以將所述信號與所述回饋信號求和並回應性地使用所述和來形成所述誤差信號。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中所述配置所述電源控制器以在控制對於在所述第一值和所述第二值之間的所述誤差信號之值的輸出電壓時實質上使用所述誤差信號，及對於不小於所述第一值的誤差信號值，用表 示所述誤差信號和所述第一值之間差值的一信號補償所述誤差信號，而對於不大於所述第二值的誤差信號之值，用表示所述誤差信號和所述第二值之間差值的一信號補償所述誤差信號的步驟，包括配置誤差放大器以使用表示所述誤差信號和所述第二值之間差值的一信號來使所述電源控制器形成所述誤差信號。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，更包括耦合所述誤差放大器以接收回饋信號和所述信號的總和而形成一中間信號，以及將所述中間信號與表示負載電流的一電流感測信號相加，所述負載電流由所述電源控制器提供。
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