[发明专利]带有改进型瞬态响应的直流/直流转换器

说明书

技术领域

本发明系关于电压转换器，具体为一种具有改进型瞬态响应、精确性和稳定性的直流(DC)/直流(DC)转换器。

背景技术

直流/直流转换器在电子领域中已熟知。这些电路或装置通常将一个直流电压电平转换为另一个直流电压电平。它们用于各种用途。例如，一些种类的转换器用来给微处理器的核提供电压。一种转换器称作固定频率转换器，又称作脉宽调制(PWM)转换器。脉宽调制转换器包括电压型转换器和电流型转换器。

电压型脉宽调制转换器包括一个控制环，该控制环包括一个误差放大器；一个脉宽调制比较器；和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。该误差放大器将该转换器的输出电压与一个参考电压进行比较。该脉宽调制比较器接收该误差放大器的输出作为其第一输入，并接收由一个锯齿波或三角波信号作为其第二输入。脉宽调制比较器的输出为一个脉宽调制信号，且由驱动器放大后驱动电源开关。这种转换器的优点在于结构简单，精确度高。它的主要缺点是由于误差放大器所需的补偿而造成它对负载的瞬态响应缓慢。

电流型脉宽调制转换器包括两个控制环：一个内部电流环和一个控制该内部电流环的外部电压环。内部电流环包括：一个电流放大器；一个比较器，该比较器采用一个来自该外部电压环的误差电压和电流放大器的输出作为输入；一个触发器，该触发器每次均由时钟信号设置、并由比较器的输出置位；和一个或多个驱动器。外部电压环包括一个电压误差放大器，该电压误差放大器将该转换器的输出电压和一个参考电压进行比较。该误差放大器的输出作为该内部电流环的一个参考信号。这种转换器的优点在于稳定性高、精确度高、并适用于多相结构。它的主要缺点是由于该外部电压环的补偿而造成它对负载的瞬态响应缓慢。

另一种直流/直流转换器为一种导通时间固定的转换器(constant on timeconverter)，又称作脉冲频率调制(PFM)转换器。脉冲频率调制转换器包括一个控制环，该控制环包括：一个误差放大器；一个比较器；和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。误差放大器将该转换器的输出电压与一个参考电压进行比较。该误差比较器的输出与一个参考值进行比较，从而获得一个单触发的触发信号，该触发信号设置固定的导通时间。这种转换器的优点在于结构简单、精确度高、和对负载的瞬态响应相对较快。它的主要缺点是频率不固定和不适用于多相应用。

另一种直流/直流转换器为一种滞后转换器，该转换器包括：电压型滞后转换器和电流型滞后转换器。电压型滞后转换器包括一个控制环，该控制环包括：一个滞后比较器和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。具有滞后效应的比较器将该转换器的输出与一个参考电压进行比较。该比较器的输出作为驱动器的输入。这种转换器的优点在于结构简单、精确度高、和对负载的瞬态响应快速。它的缺点是频率不固定和不适用于多相结构。

电流型滞后转换器包括一个控制环。该控制环包括：一个电压误差放大器；一个滞后电流比较器；和一个或多个驱动器。该转换器通常与一个同步整流器相连来改进其性能。该电压误差比较器将该转换器的输出电压与一个参考电压进行比较，从而提供一个偏置信号给该电流比较器。该比较器的输出作为该驱动器的输入。这种转换器的优点在于结构简单、精确度高。它的缺点是对负载的瞬态响应缓慢，频率不固定和不适用于多相结构。

因此，直流/直流转换器需要一种更为简单和相对经济有效的解决方法，并具有对负载的瞬态响应快、精确度高、频率固定和适用于多相结构等特性。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种将输入电压转换为输出电压的直流/直流转换器。该直流/直流转换器包括一个比较器、一个驱动器、一个高端开关和一个稳定性电路。比较器被配置用于比较一个第一信号和第二信号并根据比较结果提供一个控制信号，第一信号具有一个直流偏置，该直流偏置至少部分由一个直流参考电源决定，第二信号代表该直流/直流转换器的输出电压。驱动器接收来自比较器的控制信号。高端开关接收输入电压。稳定性电路用于检测一个电压信号并向比较器提供上述第二信号，该电压信号表明流经高端开关的一个负载电流。驱动器用于驱动高端开关以控制直流/直流转换器的输出电压。