[发明专利]功率转换器中的快速暂态分步负载响应

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年9月28日提交的申请号为60/997,051的美国临时申请的优先权。上述申请所披露的全部内容结合在本文中作为参考。

技术领域

本发明涉及功率转换器。

背景技术

该部分提供涉及本发明的背景技术的信息，但这些内容不一定构成现有技术。

许多现代电子系统要求高电流转换速率。这种快速暂态分步负载要求仔细设计功率转换器的电压控制回路和输出滤波器，以保持电压过冲(overshoot)和下冲(undershoot)在所需规格范围内。这经常导致减少输出电感器和提高开关频率。

在典型的PFC升压预调整器中，大型电源中的大幅的电压摆动是用于确定大容量电容器规格的一个重要因素。例如，用于调整390伏电压的典型的PFC升压轨通常需要450伏大容量电容器，因为甩负荷(load dump)期间的电压过冲可能高达430伏。

类似地，在典型的电压调整器模块(VRM)中，通常使用大量昂贵的负载电容器以满足高电流转换速率的需要。由于这个原因，VRM典型地包括较小值的输出电感器和较大值的开关频率。另外，VRM通常利用非常高的增益来响应输出电压中的非常小的变化。这在一些VRM中可能会产生稳定性问题。

发明内容

该部分提供对本发明的一般性概括，但这并不是本发明的全部保护范围和全部特征的全面披露。

根据本发明的一个方面，公开了一种控制功率转换器的方法，该功率转换器具有至少一个开关装置，该功率转换器用于向负载提供输出电压和负载电流。该方法包括感测输出电压、感测负载电流。该方法还包括，当负载电流的变化率没有超过阈值水平时，根据感测的输出电压和电压控制回路来控制开关装置的占空比。该方法进一步包括，当负载电流的变化率超过阈值水平时，调整由电压控制回路设定的开关装置的占空比。

根据本发明的另一个方面，功率转换器包括控制器和至少一个开关装置。该控制器被配置成，当负载电流的变化率没有超过阈值水平时，根据感测的输出电压和电压控制回路来控制开关装置的占空比。该控制器还被配置以，当负载电流的变化率超过阈值水平时，调整由电压控制回路设定的开关装置的占空比。

通过阅读本文提供的描述，将会清楚本发明的其它应用领域。该发明内容部分中的描述和特定实例仅仅是为了说明目的，而不应当限制本发明的保护范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅仅是为了对所选的实施例进行的说明的目的，而不表示所有可能的执行方案，不应当限制本发明的保护范围。

图1是根据一个实施例的功率转换器的电路图，该功率转换器包括PFC升压转换器、开关电源、控制器和采样电路。

图2是根据本发明的另一个实施例的电压调整器模块(VRM)系统的电路图；

图3是功率转换器的示例模拟实施方式的电路图，包括用于响应分步负载变化而调整功率转换器的占空比的模拟电路；

图4是在没有负载电流感测的情况下的图3中的功率转换器上的负载的分步增加对电流和电压的影响的图；

图5是在具有负载电流感测和电流比例控制的情况下的图3中的功率转换器上的负载的分步增加对电流和电压的影响的图；

图6是在没有负载电流感测的情况下的图3中的功率转换器上的负载的分步减少对电流和电压的影响的图；和

图7是在具有负载电流感测和电流比例控制的情况下的图3中的功率转换器上的负载的分步减少对电流和电压的影响的图。

具体实施方式

现将参照附图更为全面地描述各示例性实施例。

提供示例性实施例是为了使本发明详尽透彻，并且使本领域技术人员完全理解本发明的保护范围。本文中描述了许多特定的细节，作为特定部件、设备和方法的实例，以使读者能够透彻地理解本发明的实施例。本领域技术人员将会清楚，不需要采用特定的细节，可以通过多种不同的方式来实施本发明的示例性实施例，并且这些细节和实施例不应限制本发明的范围。在一些实施例中，将不再详细描述公知的处理、公知的设备结构以及公知的技术。