[发明专利]用于防止低占空比操作中控制器引发的脉冲跳过的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月11日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR PREVENTION OF CONTROLLER INDUCED PULSE SKIPPING WITHIN VOLTAGE REGULATORS AT LOW DUTY CYCLE OPERATION(用于防止低占空比操作中电压调节器内的控制器引发的脉冲跳过的系统和方法)”的No.61/451,703美国临时申请以及2011年9月19日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR PREVENTING CONTROLLER INDUCED PULSE SKIPPING AT LOW DUTY CYCLE OPERATIONS(用于防止低占空比操作中控制器引发的脉冲跳过的系统和方法)”的No.13/235,586美国申请的优先权，这两篇文献援引包含于此。

技术领域

本发明涉及电压调节器，更具体地涉及包含PWM调制器的电压调节器，其中该PWM调制器在低占空比操作中通过所产生的PWM控制信号来防止脉冲跳过(pulse skipping)。

背景

具有占空比控制的模拟电压调节器控制器产生经脉宽调制的(PWM)输出，该PWM输出驱动电压调节器的功率级的开关晶体管，所述电压调节器将输入电压转换成经调节的输出电压。模拟电压调节器控制器通过将控制输入提供给PWM调制器而产生PWM信号。典型的PWM调制器由PWM比较器构成。PWM比较器通过将控制信号与锯齿斜坡电压波形比较而产生PWM输出控制信号。在低占空比操作中，控制信号(通常是误差放大器的输出)将工作在锯齿波形的底部附近。在这种工作模式下，由于控制信号中的不理想波形、切换脉动(switching ripple)以及模拟电路中可能存在的非线性，PWM调制器可能跳过PWM脉冲。脉冲跳过会造成可能违反电压调节规范并同时导致不稳定操作的较高输出电压脉动。一种能够提供阻止控制信号工作在调制器斜坡底部附近的可变调制的斜坡特征并防止脉冲跳过的实施方式将是合需的。

概述

如本文披露和描述的那样，本发明的一个方面包括一种装置，该装置包括响应于输入电压和驱动控制信号产生经调节的输出电压的电压调节器。误差放大器响应于经调节的输出电压以及基准电压生成误差电压信号。PWM调制器响应于误差电压信号、斜坡电压以及基准电压的倒数产生PWM控制信号。PWM调制器在低占空比状态下防止所产生的PWM控制信号中的脉冲跳过。驱动电路响应于PWM控制信号产生驱动控制信号。

附图说明

为了更全面地理解，现参照下面结合附图进行的描述，在附图中：

图1示出根据本公开的产生PWM信号的调制器；

图2示出包含可变高通滤波器的电压调节器和控制器的实现；

图3示出用于补偿图1的PWM调制器的环路增益的方式的第一实施例；

图4示出用于补偿与图1的PWM调制器关联的环路增益的替代实施例；

图5示出用于补偿图1的PWM调制器所使用的环路增益的方式的又一实施例；以及

图6示出根据一个实施例包括具有图1-5的开关电路的电子/电气电路的电子/电气系统。

具体实施方式

现在参考附图，其中在全部附图中相同的附图标记用来指代相同的元件，解说和描述了用于防止在低占空比操作中控制器引发的脉冲跳过的系统和方法的多个视图和实施例，还描述了其它可能的实施例。这些附图不一定是按比例绘制的，而且仅为说明目的起见，在某些实例中有几处已将附图放大和/或简化。本领域普通技术人员将理解基于以下可行实施例的示例的许多可能的应用和变型。