[发明专利]具有比例积分（PI）控制补偿网络钳位的开关调节器

说明书

在负载瞬变或负载电流阶跃期间，可以将调节器电路的误差放大器暂时推动到饱和，并可以使补偿电容器放电。此外，本发明人已经认识到，在这种情况下，由于补偿电容器的缓慢充电引起的误差放大器的缓慢上升速率，瞬态响应性能会受到损害。通过使用各种技术，开关调节器电路可以包括比例积分(PI)补偿网络钳位电路，该钳位电路可以提供快速的系统瞬态响应和小静态电流，从而可以降低功耗。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年2月27日递交的申请号为16/287,887的美国申请的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文件总体涉及但不限于开关模式功率转换器。

背景技术

即使在使用可能指定不当的输入电压源时，电压调节器也提供预定且基本恒定的输出电压。许多电子产品使用电压调节器将输入电压转换为可以高于或低于输入电压的经调节输出电压。因此，电压调节器可以同时用作电压转换器和电压稳定器。

存在两种主要类别的调节器，即线性调节器和开关调节器。例如，在线性调节器中，可以通过调节无源元件(例如，可变电阻器)以控制电流从电压源到负载的连续流动来调节输出电压。

另一方面，开关调节器实质上是DC-DC转换器，其通过接通和断开电流来控制输出电压而操作。开关调节器可以使用一个或多个开关装置以及电感器和电容器来存储能量并将能量转移到负载。这种调节器通过接通和断开开关元件来控制供应给负载的电压，从而调节以离散电流脉冲的形式传输通过电感器的功率的量。例如，电感器和电容器将所供应的电流脉冲转换成基本恒定的负载电流，从而调节负载电压。因此，可以基于指示输出电压和负载电流的反馈信号通过开关元件的开/关占空比调节来实现输出电压的调节。

发明内容

在负载瞬变或负载电流阶跃期间，可以将调节器电路的误差放大器暂时推动到饱和，并可以使补偿电容器放电。此外，本发明人已经认识到，在这种情况下，由于补偿电容器的缓慢充电引起的误差放大器的缓慢上升速率，瞬态响应性能会受到损害。通过使用本公开的各种技术，开关调节器电路可以包括比例积分(PI)补偿网络钳位电路，该钳位电路可以提供快速的系统瞬态响应和小静态电流，从而可以降低功耗。

在一些方面，本公开在于一种开关调节器电路，其用于将经调节电压下的电流供应给联接到负载的输出节点，所述开关调节器电路包含：功率级电路，其被配置为将所述电流供应给所述输出节点，所述功率级电路包括电感器和开关电路并且联接在输入节点和所述输出节点之间；误差放大器电路，其被配置为接收输出节点电压的表示并产生电流控制信号以通过控制电感器电流来将所述输出节点维持在所述经调节电压；补偿网络，其被联接到所述误差放大器电路的输出节点，所述补偿网络包括至少一个电阻器和至少一个电容器，所述至少一个电阻器联接在所述误差放大器电路的所述输出节点与控制节点之间，所述至少一个电容器联接在所述控制节点与地之间；钳位电路，其被联接到所述控制节点；以及控制电路，其被配置为接收所述电流控制信号并使用所述电流控制信号控制所述电感器电流。

在一些方面，本公开在于一种操作开关调节器电路以将经调节电压下的电流供应给联接到负载的输出节点的方法，所述方法包括：将所述电流供应给所述输出节点，所述功率级电路包括电感器和开关电路并且联接在输入节点和所述输出节点之间；接收输出节点电压的表示并产生电流控制信号以通过控制电感器电流来将所述输出节点维持在所述经调节电压；将补偿网络中的控制节点钳位到参考电压，所述补偿网络包括至少一个电阻器和至少一个电容器，所述至少一个电阻器联接在所述误差放大器电路的所述输出节点与所述控制节点之间，所述至少一个电容器联接在所述控制节点与地之间；以及使用所述电流控制信号控制所述电感器电流。