[发明专利]开关稳压器及其操控方法

说明书

本发明提出了一种开关稳压器及其操控方法。该方法包括产生至少两个参考信号。第一参考信号是恒定的DC电压信号，第二参考信号是给定频率的周期性斜坡锯齿波信号。它还包括通过使用开关稳压器的输出电压产生反馈信号。在一种方法中，电容器由偏置电流充电或由开关放电。第一比较器被配置为将第一恒定DC参考电压信号与反馈信号进行比较。第二比较器被配置为将周期性负斜坡锯齿波信号与电容器上的电压信号进行比较。在替代方法中，比较器被配置为根据开关调节器的开关操作将反馈信号与周期性斜坡锯齿参考信号或恒定DC参考信号进行比较。在替代方法中，周期性斜坡锯齿参考信号可以是正或负。该方法用于降压开关稳压器，也可用于升压，降压‑升压，反激，前进和分离等。

技术领域

本发明涉及直流-直流转换器或开关稳压器。

本发明进一步涉及多项直流-直流转换器或多项开关稳压器。

背景技术

直流-直流转换器或开关稳压器将能量从一个直流电压等级转换到另一个直流电压等级。直流-直流转换器或开关稳压器，有时也被称为开关模式电源，用于将输入的电源电压转换成所需的输出电压。开关稳压器通过低功耗元件提供电源功能，如电容器，电感器，变压器，以及电源开关。通过离散数据包，电源开关的接通和切断将能量从输入端传递到输出端。反馈控制电路被用于调节能量的转移以维持恒定的输出电压。

开关稳压器可以用作提高输入电压或降低输入电压或两者兼备。具体而言，降压开关稳压器或称作降压转换器，用于降低输入电压。升压开关稳压器或称作升压转换器，用于提高输入电压。降压-升压型开关稳压器或称作降压-升压转换器，既可以提供升压，也可以提供降压功能。

典型的降压开关稳压器的操作是众所周知的，现概括如下。连接到输入电源的开关被接通，对输出滤波电路的电感器提供能量，从而使通过电感器的电流得以积聚。当连接输入电源的电源开关被切断，并且接地的第二电源开关接通时，在电感器上的电压得以反转。相对恒定的输出电压得以保持。通过这两个电源开关，从输入电源进入的能量被储存在电感器和电容器中，然后传送到负载。

典型的开关稳压器有两种操作模式：连续导通模式(CCM)以及不连续导通模式(DCM)，这取决于负载电流。当负载显著的时候，电感电流在整个切换周期保持为正，开关稳压器在此时是CCM模式。当负载电流是非常小的时候，为了维持高效率，开关稳压器需要降低开关频率，并减少在DCM模式中的电流消耗。

在现阶段的开关稳压器或直流-直流转换器的设计中，有一项挑战性的任务，那就是当负载电流突然在很小的负载状态和很大的负载状态之间切换时，都要保持输出电压的变化尽可能小。在这种情况下，转换器应提供最低限度的过冲和下冲，以及快速瞬态响应。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种具有快速瞬态响应的开关稳压器。

本发明的另一个目的是提供一种多相位开关稳压器。

在本发明提出的降压开关稳压器中，包括两个电压比较器。第一电压比较器接收一个直流参考电压信号和一个反馈信号。反馈信号是由开关稳压器的输出电压和电感电流生成的。第二电压比较器接收周期性的负斜率锯齿波信号和一个电容器的电压信号。电容器由一个偏置电流充电或者通过一个开关对地放电。两个电压比较器的输出信号被耦合到逻辑和驱动器块，以控制高端电源开关和低端电源开关的切换操作。

依据本发明提出的降压开关稳压器的一个可替代实例中，至少有一个比较器比较反馈信号和周期性斜率锯齿波参考信号，或者比较反馈信号和恒定直流参考信号，这要根据开关稳压器的开关操作。在此方法中，周期性斜率锯齿波参考信号可以是正斜率或者是负斜率。