[发明专利]减少稳定斜波引入的静态偏移的开关式能量变换器

说明书

该变换器包括可控开关(M)和用于生成控制所述切换开关的开路和闭合瞬时的信号的控制装置(311)，所述控制装置属于需要施加电流稳定信号的电流模式型控制装置。该控制装置包括：‑间歇地送达所述稳定信号(RC)的组件(20)，所述间歇地送达稳定信号(RC)通过在参考瞬时之前的预定瞬时处施加所述稳定信号(RC)来执行；以及‑比较部件(28)，所述比较部件根据设定值信号和所述变换器的阻抗(L)中流动的电流(IL)所对应的测量信号的比较结果来生成所述可控开关(M)的控制信号(CM)，所述设定值信号(L)在被施加于所述比较部件之前被减去所述间歇送达的稳定信号(RC)，或者所述测量信号(L)在被施加于所述比较部件之前被加上所述间歇送达的稳定信号(RC)。

技术领域

本发明涉及开关式能量变换器。

本发明更具体地涉及在峰值电流模式下或在电荷控制模式下控制的开关式能量变换器。

背景技术

开关式能量变换器基于可切换开关的切换，其对由电感组件和电容组件构成的滤波电路施加截波电压。该开关或每个开关的断开和闭合瞬时的控制通过与所述变换器的输出端上连接的负载交互使得在所述变换器的输出端生成电压和/或更大或更小电流成为可能。

图1示出采用非绝缘降压式(lowering)拓扑“Buck”且无源整流的变换器10。在本例中，该可控开关是具有安装在输入电压Vin与电感L之间的N-MOS晶体管型(如图所示或备选地P-MOS晶体管型)的可控半导体的开关构件。

通过改变晶体管M的控制，通过改变其占空比，在电感L中调整电流，并由此调整输出电容器Cout的端子上的输出电压Vout。由于整流是无源的，即通过二极管D而非另一个晶体管来执行，使得变换器10成为单向的，从而阻止电感L中的负电流且使断续导通的工作成为可能。最终，“Buck”拓扑本质上是一种降压技术，其输出电压Vout小于输入电压Vin。

图2示出了变换器10针对电感L的端子上的电压VL进行连续导通(即，对于连接到输出端的负载足够大以致于电流IL不会抵消)的操作阶段，以及在图3示出了变换器10针对流经电感L的电流IL进行该连续导通的操作阶段：

-“导通”阶段：晶体管M闭合且传导电流。施加于电感L的电压VL是正的(Vin-Vout)且电感L中的电流IL增大。

-“关断”阶段：晶体管M断开。电流IL在电感L中是正的，这使得二极管D导通。施加于电感L的电压VL然后为负的(-Vout)且电感L中的电流IL减小。

通过考虑这些条件成立，“导通”阶段开始时的电流等于“关断”阶段结束时的电流且“导通”和“关断”阶段周期性地连续进行。

存在多种方式控制变换器，如图1的变换器10，即有多种方式确定在何处进行瞬时闭合以及在何处进行瞬时断开。

具体来说，电流模式的控制是公知的。

该变换器由此包括可以生成用于控制晶体管M的信号的控制装置。该控制装置包括针对输出电压Vout的相对于参考电压Vcons的纠错器。该纠错器的输出信号不直接控制晶体管M，但是形成用于电流控制回路的设定值信号。

所述控制回路使得晶体管中流动的测量的电流可依从于来自误差校正器的设定值信号，其可以采用不同方式来实现：