[发明专利]一种保持恒定斜坡补偿量的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一个开关稳压器电路。更特别地，本发明涉及一种不考虑稳压器的开关频率，在开关稳压器中保持恒定的斜坡补偿的电路和方法。

背景技术

电压稳压器的目的是通过一个电压源为负载提供一个预定的和基本恒定的输出电压，该电压源可能指定为不良的或者波动的。有两种稳压器通常被使用，以提供这个功能，线性稳压器和开关稳压器。在典型的线性稳压器中，输出电压的调节是由电流控制，该电流通过一个通过元件从电压源流向负载。

在开关电压稳压器中，从电压源流向负载的电流不稳定，但是可以形成离散的电流脉冲。为了创建离散的电流脉冲，开关稳压器通常采用一个开关（如，一个功率晶体管）串联或者并联耦合到负载上。电流脉冲通过一个电感储能元件转换成一个稳定的负载电流。

通过控制开关的占空比，即，开关打开的时间与整个开关周期的百分比，该开关电压稳压器可以调节负载电压。在开关电压稳压器的电流模式，即，一个开关稳压器被稳压器中的电流驱动信号所控制，当占空比超过50%的时候，将有一个内在的不稳定，即，当开关打开的时间超过给定开关周期的50%。在这种电流模式的开关稳压器中，调节电流驱动信号以保持稳定性，该电流驱动信号用于控制具有斜坡补偿信号的稳压器，该斜坡补偿信号以补偿在高占空比下的不稳定性。

产生这种斜坡补偿信号的一种方法是利用振荡信号的一部分作为补偿信号。振荡信号可能是，例如，一个斜坡信号，被用于产生一个时钟信号，以控制稳压器的开关。斜坡补偿信号可以通过将斜坡信号增加到电流驱动信号，或者从控制信号中减去它。从斜坡补偿信号产生一个信号，该信号振荡稳压器的开关，斜坡补偿信号对稳压器开关的同步很有利。

图1所示的是一个振荡器电路100，其被用于设置开关频率和产生斜坡补偿。

图2所示的是一个时序图，其显示了图1中电路的工作。图2表明振荡器控制开关稳压器的开关频率，控制如下：振荡器通过用可控电流源120对电容110充电至参考电压，以控制开关稳压器的频率。电容110的电压如图2的线1中结点A的电压所示。

电容110上的电压为电路100提供动态的占空比。例如，当电压为0伏的时候，电路100处于占空比的开始，当电容上的电压达到                                                的时候，电路100接近占空比的结尾。斜坡补偿很重要，因为占空比信息提供适当的斜坡补偿的量非常关键。因此，电容110上的电压可以用于控制斜坡补偿的量。

当电容电压上升至的时候，结点A上的电压导致比较器130跳闸。比较器130的输出，提供输出信号给开关稳压器的控制逻辑，如图2中线3中的结点A所示。当比较器130跳闸的时候，开关稳压器占空比打开的部分开始。当锁存器140改变其输出，导致开关150关闭，电容110快速放电。图2中的线2，由图1和2中的表明，显示出锁存器140的正极输出。当结点A上的电压降到的时候，比较器160跳闸。这使得锁存器140和开关150被重置为关闭。在这个时刻，电容110开始充电，周期重复。

图3是电路300，其利用电容110的电压以产生斜坡补偿电流。在确定的斜坡补偿变化率内，电阻串310，320，330和340设置占空比中不同的点。

图4显示的电阻串310-340获得不同的斜坡补偿的三个转折点。第一个转折点通常设置在占空比为40%的时候（最好小于占空比的50%）。在第一个转折点的时候，晶体管350通常打开。在第二个转折点的时候，晶体管360通常打开，且为斜坡补偿信号增加更多的电流。在第三个转折点的时候，晶体管370通常打开，且增加更多的电流。电阻372，374和376被电路要求工作。

在具体实现中，如通信电路，利用一个外部时钟，以同步稳压器的工作至一个更高的频率是有利的。迫使稳压器工作至一个更高的频率的另一种方法是迫使振荡电容过早的放电。然而，这样做的话，电路将丢失关键的占空比信息。没有适当的占空比信息，可能导致不足的斜坡补偿。

对于这个问题的一个可能解决的方案是增加一个电路，以检测外部时钟的存在。一旦外部时钟被检测到，斜坡补偿由于一个固定的因素增加到最大同步频率。这种方法的一个问题在于，如果稳压器被同步到稍微高于正常工作频率，将导致过补偿。这种补偿将使得过补偿的量减小最大输出电流。