[发明专利]快速响应的直流-直流转换器和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流-直流转换器。

背景技术

直流-直流转换器广泛应用于为各种电路供电，例如为应用处理器供电。当直流-直流转换器的负载电流突然跳变时，由于其环路响应速度较慢，导致输出电压会出现跳变。当负载电流由小电流变为大电流时，直流-直流转换器的输出电压会向下跳动，经过一段时间后才恢复到目标值；当负载电流由大电流变为小电流时，直流-直流转换器会向上跳动，经过一段时间后才恢复到目标值。图1描述了现有技术中直流-直流转换器负载响应的波形。当负载电流Io从较小值突变到较大值时，输出电压Vo会迅速下降，然后缓慢回升到目标值；当负载电流Io从较大值突变到较小值时，输出电压Vo会迅速上跳，然后缓慢下降到目标值。太大的上跳可能导致被供电芯片过压，从而被损坏；太大的下跳可能导致被供电芯片供电不足而无法正常工作，特别严重的是现代的各种处理器(如intel的CPU和各种基于ARM核的应用处理器)对下跳特别敏感，严重时会引起死机。通常希望直流-直流转换器的输出电压较稳定，波动较小，从而维持被供电电路的稳定工作。

发明内容

本发明的目的是减小直流-直流转换器负载跳变时输出电压跳变的幅度。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种直流-直流转换器。该转换器包括反馈电路和脉冲宽度调制PWMC模块和误差放大器模块；其中，直流-直流转换器的输出电压信号经过反馈电路以反馈电压的形式输入到误差放大器的输入端，误差放大器将反馈电压与第一基准电压比较后，产生误差电压，脉冲宽度调制模块根据误差电压的大小调节占空比，从而控制输出电压；其特征在于直流-直流转换器还包括第一比较器和第一脉冲产生器，第一比较器对反馈电压和第二基准电压比较而产生比较结果，第一脉冲产生器基于比较结果产生第一预定持续时间的脉冲；调整电路，根据第一预定持续时间的脉冲按与输出电压变化方向相反的方向调整第一基准电压，以便减少所述输出电压变化的幅度。

优选地，直流-直流转换器还包括基准电压产生器，用于产生第一基准电压、第二基准电压和第三基准电压，第一基准电压大于第二基准电压但小于第三基准电压；调整电路根据第一预定持续时间的脉冲按与输出电压变化方向相反的方向调整第一基准电压具体为所述调整电路选择第三基准电压替代所述第一基准电压。

优选地，直流-直流转换器还包括第二比较器和第二脉冲产生器，第二比较器对反馈电压和第三基准电压比较而产生第二比较结果，第二脉冲产生器基于第二比较结果产生第二预定持续时间的脉冲，调整电路根据第二预定持续时间的脉冲选择第二基准电压替代所述第一基准电压。

优选地，当反馈电压位于第二基准电压和第三基准电压之间时调整电路维持第一基准电压不变。

优选地，所述第二基准电压和/或第三基准电压因负载电流而变。

优选地，脉冲产生器由触发器构成。

优选地，在脉冲宽度调制PWMC模块的RAMP输入信号上叠加电感电流的采样信号，构建电流模式的反馈环路。

优选地，调整电路包括第一电流源、第二电流源、第一开关和第一电阻；其中，第一电流源和第一电阻串联，第一开关在第一预定持续时间的脉冲的控制下实现第二电流源和第一电流源的并联，第一电阻提供所述第一基准电压。

优选地，调整电路包括第三电流源、第二开关、第二电阻和第三电阻；其中，第一电流源、第二电阻和第三电阻串联，第二开关在第一预定持续时间的脉冲的控制下实现第三电阻的旁路并联，第二电阻提供所述第一基准电压。

在第二方面，本发明提供一种直流-直流转换器的控制方法，直流-直流转换器包括反馈电路和脉冲宽度调制PWMC模块和误差放大器模块；其中，直流-直流转换器的输出电压信号经过反馈电路接到误差放大器的负输入端，误差放大器将反馈电压与第一基准电压比较后，产生误差电压，脉冲宽度调制模块根据误差电压的大小调节占空比，从而控制输出电压；其特征在于所述方法包括当输出电压出现变化时，通过脉冲产生器产生预定持续时间的脉冲；利用该预定持续时间的脉冲按与输出电压变化方向相反的方向改变基准电压。

优选地，在脉冲宽度调制模块的三角波输入信号上叠加电感电流的采样信号，构建电流模式的反馈环路。

本发明实施例有效减小直流-直流转换器负载跳变时输出电压跳变的幅度。

附图说明

图1描述了现有技术中直流-直流转换器负载响应的波形；

图2描述了根据本发明第一实施方式的直流-直流转换器；

图3描述了脉冲产生器的一种实现方式；