[发明专利]开关调节器及其控制电路和控制方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种电子电路，尤其涉及开关调节器及其控制电路和控制方法。

背景技术

恒频脉宽调制（pulse width modulation，PWM）开关调节器作为负载点（Point-of-load，POL）调节器，被广泛应用于电源处理器、输入/输出逻辑芯片、存储器、和/或其它数字电子元器件中。与其他类型的调节器相比，恒频PWM开关调节器具有更高的功率转换效率和更强的设计灵活性。例如，恒频PWM开关调节器可以根据单路输入电压产生多路不同极性的输出电压。

大多数情况下，恒频PWM开关调节器可以在稳定状态令人满意地工作。然而，数字电子元器件的功率管理变得范围更加宽泛而且控制门限逐渐降低，其对POL调节器的瞬态性能要求也就更加严格。解决POL调节器瞬态性能的传统控制策略一般基于变频或者准定频控制技术，这些技术与定频的元器件和/或系统不兼容。因此，我们期望在保证稳态恒频运行的同时，改善POL调节器的瞬态性能。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明的目的是提供一种开关调节器及其控制电路和控制方法，其能快速响应瞬态变化，具有良好的瞬态性能。

为实现上述目的，本发明提供一种用于开关调节器的控制电路，其中开关调节器为负载提供输出电压，包括具有至少一个开关管的开关电路，该控制电路包括：电压反馈电路，耦接至开关电路的输出端，基于输出电压和参考电压产生误差信号；振荡器，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至电压反馈电路以接收误差信号，振荡器基于误差信号，在输出端产生时钟信号；PWM控制器，耦接至电压反馈电路和振荡器以接收误差信号和时钟信号，基于误差信号和时钟信号控制开关电路中的至少一个开关管。

在本发明的另一个方面，提供一种开关调节器，包括上述述的控制电路。

在本发明的又一个方面，提供一种开关调节器的控制方法，其中开关调节器为负载提供输出电压，包括具有至少一个开关管的开关电路，该控制方法包括：基于输出电压和参考电压产生误差信号；基于误差信号产生时钟信号；基于误差信号和时钟信号控制开关电路中的至少一个开关管。

根据本发明实施例的开关调节器及其控制方法，在瞬态下通过改变时钟信号的瞬时频率和瞬时周期，从而快速地响应瞬态变化。

附图说明

为了更好地理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述：

图1是根据本发明一实施例的PWM开关调节器100的电路原理图；

图2是根据本发明一实施例的瞬态下表示误差信号和时钟信号的电压分别随时间变化的曲线图；

图3~5是根据本发明实施例的用于图1所示PWM开关调节器的振荡器的电路原理图；

图6是根据本发明一实施例的多相PWM开关调节器200的电路原理图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的开关调节器、控制方法的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

图1是根据本发明一实施例的PWM开关调节器100的电路原理图。在以下描述中，将PWM开关调节器100描述为电流模式的PWM降压变换器。然而，在其它实施例中，PWM开关调节器100可以是电压模式和/或其他类型合适的PWM开关调节器。在进一步的实施例中，PWM开关调节器100也可以配置为升压变换器、升-降压变换器和/或其它类型合适的结构。