[发明专利]脉冲宽度调制直流-直流转换器、控制方法、电子设备

说明书

本公开提供了一种脉冲宽度调制的直流‑直流转换器，包括：功率级电路，用于将输入直流电压转换为负载所需的稳定直流电压，其中，当转换器的负载发生瞬态跳变时，该功率级电路的输出电压会发生变化；瞬态增强逻辑电路，用于在具有固定频率的脉冲宽度调制信号内插入与输出直流电压变化幅度有关的占空比扩展信号，以实现任意时刻的快速负载瞬态响应。本公开另一方面还提供了该转换器的控制方法，可实现对负载瞬态变化的快速响应，响应速度与瞬态来到时刻无关，且该转换器的电路结构简单，成本低廉。本公开提供的控制方法可以应用在升压、降压、升降压等直流‑直流转换器拓扑结构中，具备可拓展性。

技术领域

本公开涉及电子技术领域，尤其涉及一种脉冲宽度调制直流-直流转换器、控制方法、电子设备。

背景技术

由于直流-直流转换器的滤波电感电流不能突变，当负载端的瞬态电流变化速度大于电感电流的上升斜率时，需要由滤波电容补充不平衡的电荷，电容放电，造成输出电压跌落。

对于传统的脉冲宽度调制(Pulse-Width Modulation，PWM)控制直流-直流转换器(参考图1)，负载瞬态跳变发生的时刻不同，PWM信号扩展的幅度不同，单周期内电感L对电容C的充电时间不一致，导致不同的负载瞬态响应速度。因此，传统的PWM控制直流-直流转换器无法实现任意时刻的快速负载瞬态响应，负载瞬态响应速度与负载跳变的时间有关。

随着片上系统(System-on-Chip，SoC)的工作电压逐步降低，使得SoC发生负载跳变时，其对供电电压的瞬态波动响应速度要求越来越高，因此如何提高直流-直流转换器的负载瞬态响应速度成为近年来的研究热点。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种新型脉冲宽度调制直流-直流转换器、控制方法、电子设备，以解决上述技术问题。

本公开的一个方面提供了一种脉冲宽度调制直流-直流转换器，其特征在于，包括：功率级电路，用于将输入直流电压转换为负载所需的稳定直流电压，其中，当所述转换器的负载发生瞬态跳变时，所述功率级电路的输出直流电压会发生变化；瞬态增强逻辑电路，用于在具有固定频率的脉冲宽度调制信号内插入与所述直流电变化幅度有关的占空比扩展信号，以实现任意时刻的快速负载瞬态响应。

可选地，所述瞬态增强逻辑电路包括：误差放大器，用于比较所述直流电和第一参考电压，得到误差信号；第一比较器，用于比较所述误差信号和第二参考电压，得到第一比较信号；逻辑处理模块，用于输出所述脉冲宽度调制信号，当所述误差信号大于第二参考电压时，生成相应的占空比扩展信号，并将所述占空比扩展信号加入所述脉冲宽度调制信号中输出；第二比较器，用于比较所述误差信号和周期斜波信号，产生第二比较信号。

可选地，第二参考电压与误差信号有关，也可是固定电压，在此不加以限制。

可选地，所述占空比扩展信号的时长宽度与所述误差信号大于第二参考电压的时长相同。

可选地，所述周期斜波信号与所述脉冲宽度调制信号的周期相同。

本公开的一个方面提供了一种脉冲宽度调制直流-直流转换器的控制方法，包括：比较转换器产生的输出直流电压与第一参考电压，得到误差信号，以表示所述输出直流电压的变化幅度；当所述误差信号超过第二参考电压时，产生与所述输出直流电压变化幅度有关的占空比扩展信号；产生与所述占空比扩展信号对应的脉冲宽度调制信号，以实现任意时刻的快速负载瞬态响应。

可选地，所述当所述变化幅度超过第二参考电压时，产生与所述输出直流电压变化幅度有关的占空比扩展信号包括：当所述误差信号大于第二参考电压时，生成占空比扩展信号，所述占空比扩展信号的时长宽度与所述第一比较信号大于第二参考电压的时长相同；将所述占空比扩展信号加入脉冲宽度调制信号中输出。