[发明专利]具有多条反馈路径的反馈控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多条反馈路径的反馈控制器。特别地，尽管非独 占地，本发明也涉及一种具有多条反馈路径的反馈控制器，其可被用于开 关电源(switch mode power supply)的脉宽调制控制电路。

背景技术

脉宽调制(PWM)控制电路广为人知，被广泛应用在开关式电源内。 一个典型的控制器有一条反馈路径，其比较一个电源输出样本和一个基准 电压(referenced voltage)，并产生一个错误信号给PWM控制电路，其改 变电源开关设备的工作周期以对应误差信号值。因为在所有控制系统内， 存在一个在稳定性和响应时间之间的权衡。具有低带宽的控制器总是提供 非常稳定的控制特征，但对电源输出电压上的巨大变化反应迟钝。具有高 带宽的控制器对电源输出电压上的巨大变化反应迅速，但可能很难达到稳 定，特别是在噪音环境里或电源供应急剧变化负载时。可使用各种控制策 略和电路来协助解决这些问题，包括电压-控制、电流-控制、单周期控制、 前馈、反馈和V方(V square)控制系统。而所有这些不同的方法都有各 自的优点和缺点，其可能适合特定的应用，但仍然存在控制电路在稳定性 和响应速度之间的权衡。

本发明的一个目的是提供一种具有多条反馈路径的反馈控制器，其提 供改善的响应以分步负载电源电压输出上的变化，同时仍然在恒定或缓慢 变化负载的条件下提供稳定的调制。本发明的另一个目的是提供一种具有 多条反馈路径的反馈控制器，其至少能够改善已知反馈控制器相关的一些 问题，或至少提供一个有用的替代方案给公众选择。

发明内容

相应地，在此披露了一种反馈控制器，其包括第一和第二反馈电路。 第一反馈电路被连接在一个输入点和一个输出点之间，并有一个误差点。 第一反馈电路包括一个反馈放大器，用来比较反馈信号和基准信号，并提 供一个误差信号，以及一个比较器，用来比较误差信号和第二基准信号， 并提供一个输出信号。第二反馈电路被连接在输入点和误差点之间，并包 括一个连接到误差点的电流源和一个连接到输入点的控制器，用来控制电 流源以响应一个高于或低于阈值的反馈信号值。第一反馈电路提供第一反 馈路径，而第二反馈电路提供第二反馈路径。

优选地，反馈放大器是一个低带宽和高增益的微分放大器，而第一反 馈电路是一个电压-控制或电流-控制电路。

优选地，电流源包括一个汇电流。

优选地，控制器包括一个比较器，用来比较反馈信号值和阈值，以及 一个连接到比较器的开关，用来接通和关掉开关以便控制电流源。

优选地，阈值包括一个上阈值和一个下阈值，而电源包括一个源电流 (source current)和一个汇电流(sink current)，且如果反馈信号值是在上 阈值之上安排控制器接通汇电流，而如果反馈信号值是在下阈值之下安排 控制器接通源电流。

优选地，控制器包括第一比较器，用来比较反馈信号值和上阈值，并 接通和关掉源电流，以及第二比较器，用来比较反馈信号值和下阈值，并 接通和关掉汇电流。

优选地，反馈控制器还包括一个连接到比较器的开关，以便由反馈控 制器接通和关掉。开关可以控制一个开关电源的输出电压。

在此也披露了一种开关式电源的脉宽调制(PWM)控制电路，其包括 一个开关电路、一个低带宽反馈电路和一个高增益高带宽反馈电路。开关 电路有一个误差点，并控制开关的工作周期以响应在误差点上的误差信号。 低带宽反馈电路被连接到开关式电源输出，用来感应开关式电源的一部分 输出信号，并在误差点产生第一误差信号。高增益高带宽反馈电路与低带 宽反馈电路并联连接，并被连接到开关式电源输出，用来感应开关式电源 的部分输出信号，并在误差点产生第二误差信号。高增益高带宽反馈电路 比较部分输出信号和上和下阈值，并仅在部分输出信号高于上阈值或低于 下阈值时产生第二误差信号。

优选地，高增益反馈电路包括一个连接到误差点的电流源和一个连接 到开关式电源输出的控制器，用来控制电流源以响应高于或低于阈值的部 分输出信号。

优选地，电流源包括一个汇电流。

优选地，控制器包括一个比较器，用来比较部分输出信号值和阈值， 以及一个连接到比较器的开关，用来接通和关掉开关以便控制电流源。