[发明专利]具有组合的控制信号和改善的动态范围的电流模式控制调制器

说明书

具有组合的控制信号和改善的动态范围的电流模式控制调制器，用于控制电压调节器的开关电路，包括：提供指示通过输出电感器的电流的电流感测信号的感测电路；使用该电流感测信号在斜坡节点上形成斜坡电压的斜坡电路；形成指示输出电压误差的误差信号并将该误差信号注入斜坡节点以调整斜坡电压的误差电路；将斜坡电压与固定控制电压进行比较以形成比较信号的比较器电路；以及使用该比较信号以形成控制开关电路的脉冲控制信号的逻辑电路。可通过将比较电压与基准电压比较并将误差电压转换成被施加至斜坡节点的电流而确定输出电压误差。

相关申请交叉参照

本申请要求2014年8月27日提交的美国临时申请S/N62/042,452的权益，该申请的全部内容出于所有意图和目的通过引用结合于此。

附图简述

参考以下描述以及附图将能更好地理解本发明的益处、特征以及优点，在附图中：

图1是配置有电源的计算机系统的简化方框图，所述电源包括根据本发明的实施例实现的用于控制电压调节器的调制器；

图2是一示例性降压式调节器的简化示意方框图，所述示例性降压式调节器包括根据本发明的一个实施例实现的图1的调制器；

图3是根据一个实施例的具有组合的控制信号的电流模式控制调制器的简化示意图，该电流模式控制调制器可被用作调制器以控制图1的调节器的操作；

图4是根据一个实施例的具有组合的控制信号的合成波纹电流模式控制调制器的简化示意图，该合成波纹电流模式控制调制器可被用作调制器以控制图1的调节器的操作；以及

图5是根据另一实施例的滞后合成控制调制器的简化示意图，该滞后合成控制调制器可被用作调制器以控制图1的调节器的操作。

具体实施方式

电压调节器具有若干不同的控制机制，包括电压模式控制和电流模式控制。在各种电压模式控制机制中，固定斜坡(或具有固定或可变斜率的固定范围)与控制信号进行比较。斜坡和控制信号一般是良好包含的，并且输出电流(或电感器电流)可具有相对大的范围。在各种电流模式控制机制中，将与电感器电流成比例的可变斜坡与控制信号进行比较。在电流模式控制机制中，控制信号和斜坡都与电感器电流成比例。如此，电感器电流的范围关联于控制信号的范围。由此，信号动态范围是实现电流模式控制中的考虑因素，并且由于关键信号的范围的约束，性能可能降低并且灵活性可能受到限制。

在许多情形下，对于电压调节器而言，电流模式控制优于电压模式控制。然而，在电流模式控制机制中，信号范围是一个重要的考虑因素。增益可能被缩放，但这往往造成性能权衡。影响信号范围的参数也影响系统稳定性、增益和动态性能。随着供电电压持续下降(例如VDD至GND或VSS)，信号范围成为越来越重要的考虑因素。期望提供具有最低要求信号范围的高性能电流模式脉宽调制(PWM)调节器。

图1是配置有功率系统101的电子设备100的简化方框图，所述功率系统101包括根据本发明的实施例实现的用于控制电压调节器102的调制器103。功率系统101形成一个或多个供电电压，所述供电电压经由连接系统105向电子设备100的其它系统设备供电。连接系统105可以是总线系统或开关系统或一组导体等等。在图示实施例中，电子设备100包括处理器107和外围系统109，它们均耦合至连接系统105以从功率系统101接收供电电压。在图示实施例中，外围系统109可包括系统存储器111(例如包括RAM(随机存取)和ROM(只读)存储器类型设备和存储器控制器等的任意组合)以及输入/输出(I/O)系统113的任意组合，所述I/O系统113可包括系统控制器等，例如图形控制器、中断控制器、键盘和鼠标控制器、系统存储设备控制器(例如硬盘驱动的控制器等)等等。图示系统仅为示例性的，因为许多种处理器系统和支持设备可被集成到处理器芯片上，正如本领域内技术人员知道的那样。