[发明专利]用于电流模式开关电源的控制器和调节器

说明书

技术领域

本公开涉及电流模式开关电源以及调节它们的控制器。

背景技术

开关电源可通过恒频开关信号来控制它们的输出，当输出级中的电流达到阈值电平时恒频开关信号周期性地关闭。当在开关信号的占空比高于50％的情况下运行时，有时增加正斜率补偿来防止不需要的次谐波振荡。

但是，正斜率补偿会降低开关级平均到每个开关操作周期上的输出阻抗。这会导致输出感应器在反馈回路中引入相移。进而会降低反馈回路的相位裕度，这会造成瞬时响应不良或者甚至反馈回路不稳定。

发明内容

一种控制器可被配置为控制电流模式开关电源，该电流模式开关电源使用至少一个电源开关和感应器来生成输出电压。该控制器可包括时钟电路、误差放大器、峰值电流阈值电路、开关控制电路和斜率补偿电路。

时钟电路可被配置为生成周期性时钟信号。

误差放大器可被配置为生成误差信号，该误差信号代表表示了输出电压的信号与基准电压之间的差异。

峰值电流阈值电路可被配置为生成峰值电流阈值信号，该峰值电流阈值信号表示周期性时钟信号的每个周期中感应器中应当达到的峰值电流，该峰值电流阈值信号的电平基于误差信号。

开关控制电路可被配置为生成开关控制信号，该开关控制信号被配置为通过在周期性时钟信号的每个周期中接通并随后断开所述至少一个电源开关来调节电压输出。断开的定时可以基于峰值电流阈值信号。

斜率补偿电路可被配置为提供负斜率补偿，该负斜率补偿使得开关控制电路在周期性时钟信号的每个周期中延迟断开所述至少一个电源开关，所延迟的量随着开关控制信号的占空比的增加而减小。该负斜率补偿可只在开关控制信号的占空比小于阈值时才提供，该阈值例如为50％。

斜率补偿电路可被配置为在占空比大于阈值时提供正斜率补偿，该正斜率补偿使得开关控制电路在周期性时钟信号的每个周期中延迟断开所述至少一个电源开关，所延迟的量随着开关控制信号的占空比的增加而增加。

通过审阅下面的对于示例性实施例、附图、权利要求的详细描述，这些以及其它的组件、步骤、特征、对象、益处和优点将会变得清晰。

附图说明

附图是说明性的实施例。它们未示出所有的实施例。可添加或替代性地使用其它实施例。为了节省空间或更有效的说明，显而易见或不必要的细节将会被省略。可使用额外的组件或步骤和/或不使用所示出的全部组件或步骤来实践某些实施例。相同的数字出现在不同附图中时，该数字指的是相同或相似的组件或步骤。

图1示出了具有负斜率补偿的电流模式开关电源的实例。

图2示出了图1中示出的斜率补偿信号的实例，同时示出了也在图1中示出的周期性时钟信号的实例。

图3示出了能够被配置成作为谷值电流模式开关电源运行的电流模式开关电源的实例。

图4示出了瞬时响应V_(VOUT)的实例，瞬时响应V_(VOUT)可由图1中示出的类型的电路响应于阶梯式负载电流I_(Iload)而产生。

图5示出了可用于实施图1中所示出的电路的电路实例的更多细节。

具体实施方式

现在将会对说明性的实施例进行描述。其它的实施例也可被额外或者替代性地使用。为了节省空间或者更有效的说明，可省略显而易见的或不必要的细节。可在使用额外的组件或步骤和/或不使用所描述的全部组件或步骤的情况下实践某些实施例。

图1示出了具有负斜率补偿的电流模式开关电源的实例。如图1所示，电流模式开关电源可包括至少一个电源开关101、感应器103、整流器105、滤波电容107、电流传感器131、控制器111。控制器111可包括时钟电路113、峰值电流阈值电路115、电流比较器116、开关控制电路117、斜率补偿电路119、误差放大器121。

该至少一个电源开关101可以是任何类型。例如，它可以包括一个或多个晶体管或者由一个或多个晶体管组成。

时钟电路113可被配置为生成周期性时钟信号114。它的频率可以是任何固定的数值。例如，它的频率可以固定在17kHz至25MHz范围中的任何点。