具有改进的负载瞬态响应的固定频率dc到dc转换器控制电路的制作方法
【专利摘要】提供了一种具有改进的负载瞬态响应的固定频率DC到DC转换器控制电路，以及用于改进在控制DC到DC转换系统中输出电压负载瞬态响应的模拟脉冲宽度调制(PWM)控制电路和技术，其中瞬态检测器电路重启PWM载波斜坡波形以在固定频率脉冲流内规律的周期性PWM脉冲之间开始脉冲的异步注入，从而减轻输出电感器能量耗尽对输出电压的影响。
【专利说明】具有改进的负载瞬态响应的固定频率DC到DC转换器控制电路
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年9月12日提交的美国临时专利申请N0.61 / 700，176的优先权及权益，该美国临时专利申请的名称为“改进固定频率DC到DC转换器中输出电压负载瞬态响应的电路”，其全部内容通过参考引入本申请。
【技术领域】
[0003]本发明涉及DC到DC转换器的控制，并具体涉及用于控制DC到DC转换系统的固定频率PWM控制电路。
【背景技术】
[0004]用于现代电子电路的电源典型地需要为处理器、专用集成电路(ASIC)、存储器和其他组件的正常工作提供稳定调节的电源电压。计算机、智能电话机、平板电脑和其他电子产品典型地采用DC到DC转换器以给内部电路的运行提供电源电压。然而，在工作期间，运行各种电路组件所需的电流变化，甚至在出现短时间周期内的大电流消耗变化的情况下，电源可能需要在窄容限带(例如+ / -3%或更小)内调节电源电压。电流消耗的变化反应为对提供电源电压的DC到DC转换器的负载瞬态，而DC到DC转换器控制器执行闭环转换器操作以在这些负载瞬态期间内维持基本恒定的输出电压。
[0005]DC到DC转换器典型地包括一个或更多更多由脉冲宽度调制开关控制信号操作的开关装置，和采用一般固定开关频率的普通形式的脉冲宽度调制(PWM)，其中控制器修改开关控制信号脉冲的宽度或周期以根据反馈信号调节输出电压进而补偿输出负载需求的变化。然而，在出现负载电流突变时，固定频率DC到DC转换，受到电压调节限制。特别地许多DC到DC转换器结构采用输出电感器给负载提供电流，并且转换器开关或多个转换器开关的开关操作在PWM开关信号脉冲的导通周期内选择性地将电感器连接到输入电源的源极。如果负载电流快速增加，特别地当电源开关处于断开“off”状态时，电感器的能量可能会被耗尽直到下次开关间隔。结果是，输出电压可能显著下降或暂降。随后的PWM开关脉冲能够补充电感器电流，但是在其开始起反作用的时间内，以固定频率控制方法的闭环控制可能不能阻止显著的电压偏差，并且当电路恢复调节控制时，随后的开关操作可能带来输出电压的过冲。跟随所需负载电流增加的初始电压压降被称为DC到DC转换器的负载瞬态响应。在负载瞬态期间，通过增加输出电容以获得需要的能量可以在一定程度上解决电压瞬降的量级，但是额外的电容值增加了电源转换系统的成本和尺寸。为了处理负载瞬态响应的问题可以采取可变频率PWM方法，包括滞后的固定的导通时间、固定的关断时间和其他方法，他们在某些情形下可以接近近似固定频率工作，但是可能对于在与系统时钟同步的系统中的或在多相或层叠式转换器结构中的应用，可变频率设计难以实现。而且，在固定频率内环路之外提供控制环路的滞后比较器的应用要求控制器复用I/O管脚以监视输出电压而且为避免环路到环路振荡的滤波器组件的选择被比较器的使用而限制。因此，仍需要改进的固定频率脉冲宽度调制控制装置和技术以在出现负载电流需求突然增大时改进的调节和减少的电压瞬降量级。
【发明内容】
[0006]本发明提供了优化的DC到DC转换器控制电路和PWM控制器，通过其能够减轻上述的难点和缺点，其中一个或更多脉冲被异步地注入到PWM信号流以响应增加的负载电流需求的检测，从而减少对输出电压上的电感器能量的耗尽的影响。这些技术有利地方便了基于周期性的时钟信号的固定频率工作，并且可以应用在采用任意适合类型的输出滤波结构的系统中。而且，这些技术能够用于电压模式或电流模式控制环路操作的后沿和前沿调制方法中。此外，这里强调的异步脉冲引入方法可以减轻额外输出电容的需求，从而控制由输出负载电流增加导致的电压瞬降量。
[0007]根据本发明的一个或更多方面，提供了 DC到DC转换器控制电路，其包括模拟载波波形发生器和比较电路或比较器，该比较电路或比较器比较周期性的载波信号波形和输出误差控制信号的幅值，并提供包括周期性脉冲的脉冲输出信号。控制电路还包括驱动器电路，该驱动器电路根据脉冲输出信号为DC到DC转换器开关操作提供一个或更多开关控制信号，以及通过比较输出电压反馈信号和参考电压信号产生输出误差控制信号的误差放大器。提供异步脉冲注入电路，其使得一个或更多脉冲注入到脉冲输出信号以响应检测到的输出负载电流瞬态状态。以这种方式，控制器能异步响应检测到的负载瞬态而不必等待下个周期性的PWM脉冲。而且，这种快速反应有利地允许DC到DC转换器开关减轻输出端电感器能量的耗尽，并因此减少了由负载瞬态导致的电压瞬降量瞬降。
[0008]某些实施例中的脉冲注入电路包括通过在输出误差控制信号的平均值或峰值上增加偏置电压生成偏置信号的偏置电路，和比较偏置信号和原始输出误差控制信号的第二比较器。第二比较器基于偏置信号是否大于输出误差控制信号提供在两个电位中的一个电位的输出，以及响应第二比较器输出中指示输出误差控制信号超过偏置信号的转换，复位电路提供输出信号以启动对脉冲输出信号的脉冲异步注入。在某些实施例中，偏置电路包括低通滤波器以提供偏置信号，该偏置信号表示被偏置电压量偏置的输出误差电流信号的平均值。在其他实施例中，偏置电路包括接收输出误差控制信号和提供代表输出误差控制信号的峰值电压的输出的峰值检测器，其中输出误差控制信号偏置以用于与未修改的输出误差控制信号的比较。以这种方式，能够设置偏置电压，从而脉冲注入电路将不会对与稳定状态操作或小的输出负载需求变化相关的正常输出电压波动(如，纹波)起作用，而仍然快速反应以解决输出电压中显著的非调节下降。
[0009]在某些实施例中，载波波形发生器电路包括电容和向比较电路输入端提供增加的斜坡信号波形的电流源，其中开关被连接以选择性地允许电流源对电容充电或者对电容完全或部分地放电，以用于复位信号波形。为了产生固定频率脉冲流，通过周期性时钟信号操作开关，从而以周期性的间隔开始新的斜坡信号波形，并且复位电路选择性地为开关提供输出信号，以用于异步地复位电容器电压，从而比较电路注入独立于周期性的时钟信号的额外脉冲以响应检测到的负载瞬态条件。以这种方式，周期性固定频率操作在每个时钟周期期间继续产生新的PWM脉冲，其中脉冲注入电路在需要向规律的计划的(时钟驱动)PWM脉冲之间注入一个或更多额外脉冲时工作。控制电路可以包括根据来自周期性时钟信号和复位电路的输入提供波形发生器复位开关控制信号的或门。而且，在某些实施例中，比较电路或PWM比较器提供补偿脉冲输出信号作为到复位电路的PWM复位脉冲输出，从而在接收到下一个时钟信号之前，脉冲注入电路能够触发第二个或下一个异步脉冲。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面的叙述和附图详细地阐明了本发明的某些说明性的实施方式，其表示一些可以实现本发明多种原理的示例性方法。然而，说明性的示例不排除本发明的许多可能的实施例。另一方面，结合附图，本发明的优点和新颖特点将在下面详细的叙述中被阐明，其中
[0011]图1是根据本发明的一个或更多方面，描述示例性的具有用于控制输出电压负载瞬态响应的异步脉冲注入(API)电路的固定频率模拟DC到DC转换器控制电路的简明原理图。
[0012]图2A-2C是显示具有用于检测增加的输出负载电流瞬态状态的平均和偏置电路的DC到DC转换器控制电路的示例性实施例的细节示意图。
[0013]图3是描述图2的控制电路中的多个脉冲信号和其他波形的图表。
[0014]图4描述了用于图2的DC到DC转换器控制电路的和用于不具有异步脉冲注入电路的DC到DC转换器的负载电流转变和相应的输出电压的图表。
[0015]图5A-5C是说明包括峰值检测和偏置电路的另一个示例性DC到DC转换器控制电路实施例的详细示意图。
【具体实施方式】
[0016]这里结合附图描述了一个或更多实施例或实施方式，其中同样的附图标记始终用于指示同样的元素，以及其中各种特征不必须按照比例绘制。本发明提供的模拟DC到DC转换器控制电路解决了处理输出电压负载瞬态响应的问题，同时仍然允许固定频率PWM操作，其用于选择性地引入由DC输出电压的未调节的下降的检测触发的额外的PWM信号脉冲。如此处所使用，固定频率PWM操作意味着提供周期性PWM脉冲，以用于通过选择性的注入一个或更多额外的脉冲到规律出现的(周期性的)脉冲之间的PWM信号流，单独地或补充地为一个或更多DC到DC转换器开关装置产生开关控制信号。本发明的各种概念有益于任意适当形式的DC到DC转换器，包括但不局限于降压转换器、升压转换器、升降压双向转换器、斩波转换器等等。而且，公开的电路能够用于实现后沿脉冲宽度调制，在其中PWM脉冲始于时钟脉冲的边沿，并且根据反馈误差信号调节脉冲的后沿，也能够用于前沿PWM脉冲，在其中脉冲结束于特定的时钟沿，并且根据闭环调节决定脉冲开始时间。而且，这里描述的PWM控制电路可以在单级DC到DC转换器中使用，也可以在多级转换器系统中使用，本发明的各种概念并不局限于所图示和描述的实施例。
[0017]首先参考图1和2A-2C，图1描述PWM控制电路10，其用于为驱动负载20提供电源的固定频率脉冲宽度调制(PWM)DC-DC转换器。PWM控制电路10可以用在任意合适形式的固定频率DC-DC转换器中，包括但不局限于同步转换器、非同步转换器等等，通过转换器转换输入DC信号(例如，来自输入电压源)从而为负载20提供DC输出。而且，DC-DC转换器可以在电压控制模式和/或电流控制模式下工作。控制电路10可以设置在集成电路(IC)产品中，其可以是用于给一个或更多外部电源开关器(例如，M0SFET、IGBT等等)提供PWM开关控制信号的PWM控制器芯片，或者可以是包括一个或更多内部电源开关器的PWM转换器1C，并可以进一步包括例如用于降压转换器应用的板载输出端电感器。
[0018]图1中的控制电路10包括锯齿或斜坡波形发生器电路14，其接收来自振荡器电路12的时钟输出信号32 (CLK)。在某些实施方式中，振荡器电路12可以在单个集成电路产品中与控制电路10结合在一起，或者控制电路10可以接收来自外部振荡器12或者其他时钟源的时钟信号32。波形发生器14可以提供适合在基于载波的模拟脉冲宽度调制体系中作为载波信号使用的任何合适的周期性的信号波形15，并且在说明性的实施例中，提供斜坡(锯齿)输出信号波形15，其通过PWM比较器或比较电路16(图1中的PWM C0MP)与来自补偿误差放大器电路22的输出反馈信号23 (CNTL)相比较。在说明性的实施例中，一般增加的斜坡信号15由锯齿发生器14提供，以及稳定状态的固定频率操作在每个周期与即将复位起始值的斜坡信号15 —起开始，斜坡信号15从起始值开始上升。而且，斜坡信号15的开始，开启了相应的PWM脉冲输出信号16a的导通或激活状态，此状态一直延续，直到斜坡信号15等于或大于输出电压反馈控制信号23 (后沿PWM)，此时，输出16a转换回到关闭或截止状态。PWM脉冲输出信号16a提供给PWM和驱动电路17，用于缓冲和/或适当的信号调节以产生相应的信号或多个信号以驱动DC到DC转换器开关装置的控制端。
[0019]锯齿发生器斜坡输出信号15和控制信号23的比较因此提供给了固定频率的基于载波的PWM结构，其生成比较器输出信号用于PWM和驱动电路17的操作，PWM和驱动电路17能够用于为一个或更多转换器装置生成开关控制信号，诸如用于一个非限定性的示例的降压转换器的以互补方式驱动的高和低驱动器(例如，图2A-2C和5A-5C中的MOSFET SI和S4)。在这种高/低驱动系统中，比较器电路16的输出的脉冲宽度控制提供给开关装置的互补信号的导通时间，电路17交错驱动信号使得装置不在同一时间导通。在其他可能的实施例中，从驱动电路17输出的PWM只驱动单独一个信号开关，例如，信号用于控制高侧驱动器开关而二极管用于取代低侧驱动器开关(例如，二极管取代后面的图2A-2C和5A-5C的开关S4)。转换器开关的输出通过可选的输出滤波器电路18被提供以驱动负载20，而输出电压被提供作为补充误差放大器电路22的输入。误差放大器22生成表不供给负载20的输出电压和如设定点电压的参考电压之间的差值的输出误差控制信号23，控制信号23提供给PWM比较电路16用于与斜坡载波波形信号15相比较。
[0020]根据本发明的各种方面,系统10进一步包括异步脉冲注入(asynchronous pulseinjection, API)电路24，其操作响应于检测到的输出负载瞬态而异步地注入至少一个脉冲到其他固定频率脉冲流16a中，固定频率脉冲流16a由锯齿发生器14和PWM比较电路16的操作提供。在某些互补输出系统中，API电路24可以用于选择性地修正只为高侧驱动器提供的脉冲流，但并不严格的局限于本发明所有可能的实施例。如图1所示，API电路24包括可选的偏置和均值或峰值检测器电路26，以及第二比较器电路U12(比较器B)，二者均接收来自误差放大器电路22的输出电压反馈控制信号23，同时偏置电路26提供偏置信号27作为比较器电路U12的输入信号。在某些实施例中(例如图2A-2C)，偏置信号27表示反馈控制信号23的平均值，合适偏置，诸如利用电路26中的低通滤波组件和偏置电流源生成。在其他可能的实施例中(例如后面的图5A-5C)，偏置信号27利用峰值检测器电路(例如，峰值和保持电路)生成，以表示以预定量偏置的反馈控制信号23的最近的峰值。在这种实施例中，例如，电路26检测稳定状态的输出电压反馈控制信号23的峰值幅值，并将其以预定量偏置，从而生成偏置信号27。
[0021]比较反馈控制信号23与偏置信号27以生成比较器输出信号29，其由锯齿复位脉冲发生器电路28用以选择性地重新启动由锯齿发生器电路14提供的斜坡信号15。以这种方式，当来自误差放大器电路22的反馈控制信号23以偏置量偏离均值或峰值时，API电路24启动斜坡信号15的新周期，因此注入脉冲到由PWM比较器电路16提供的P丽脉冲流16a中。此外，这种情形下的控制信号23将具有控制异步注入脉冲的宽度的电压幅值，从而至少部分地抵消提供给负载的输出电压的相应的瞬瞬降，因此有助于独立于时钟信号32的条件或状态调节输出电压。如果仍需要脉冲，一旦完成注入脉冲，PWM比较器电路16提供PWM复位信号16b给锯齿复位脉冲发生器电路28以使能电路28生成另一个异步脉冲。而且，在所描述的实例中，不管API电路24是否试图插入异步脉冲，PWM复位信号16b允许由振荡器电路12触发的规律计划的PWM脉冲以固定工作频率出现，由此电路10保持固定频率PWM工作。例如，有些长的输出电压瞬降可能根据振荡器电路12同时延伸到之前的和之后的规律计划的(固定频率)PWM脉冲，PWM复位信号16b促使规律计划的PWM脉冲根据振荡器时钟信号被发起计划的，并具有在规律计划的脉冲之前和之后计划的注入异步脉冲的潜能，如后面的图3的实例所述。在这方面，将API电路24配置成选择性地在给定的振荡器时钟周期内提供至少一个额外脉冲的不同的实施例是可能的，并且某些实施例可以允许在给定的振荡器时钟周期内提供多于一个的API脉冲。
[0022]此外，API电路24的操作独立于振荡器电路12，由此正常的固定频率脉冲流持续，振荡器时钟脉冲的下次出现将触发除API电路24操作引发的任意注入脉冲之外的下一个规律调节的PWM脉冲。此外，优选地设置由电路26提供的偏置量，使得API电路24只在反馈控制信号23经历了指示输出端的电压瞬降的预定量的偏离时，才复位锯齿发生器14。在某些实施例中，例如，由电路26提供的偏置使得API电路24不注入异步脉冲，除非减小的输出电压偏离超过了正常的或预计的输出电压纹波电平。在这方面，各种实施例能够被设定以根据正常预计的输出纹波电压偏离和任意关联的噪声源选择性地避免电路10中的误触发，同时以及时的方式快速响应显著的输出电压瞬降，从而减轻响应于增加的负载电流转变的输出电压下降量。
[0023]通过这种操作，API电路24有利地利用补偿误差放大器22的输出来检测增加的负载电流瞬态状态，而不需要另外的集成电路管脚去监测输出电压，并且控制异步注入脉冲的宽度以限制传送到电源转换器输出端电感器的能量，因此限制了电流过冲量。而且，在单相或多相(例如叠置)DC-DC转换体系中所用的控制电路中可采用额外的API电路24。此外，注入脉冲被插入规律计划的固定频率PWM脉冲流中，以响应输出负载瞬态的检测，从而减轻延迟并最终减少由这种瞬态条件造成的电压瞬降量。而且这种操作可促进给定的DC-DC转换器设计的输出电容需求的潜在减小，从而减少了系统成本和所需空间。
[0024]同样参考图2A-4，图2A-2C，其描述了固定频率DC-DC转换器控制电路10的示例性的实施例的更多的细节，并且图3和4描述了电路10中包括渐增的负载电路瞬态的情况的示例性的波形和信号。在这个实施例中，脉冲宽度调制技术包括后沿调制，但在其他利用前沿调制电路的实施例是可能的。此外，描述的实施例利用提供电压输出反馈控制信号23的补偿误差放大器电路22提供总体输出电压调节，而在其他的实施例中总体控制环路或调节环路实行电流调节方法是可能的。[0025]如图2A-2C所见，所示振荡器电路12可以结合在控制电路I中，或者可以提供来自外部源的时钟信号32。例如，包括板上振荡器电路12的集成电路实施是可能的，或者这种集成电路可以包括用于接收时钟信号32的管脚。正如所示，振荡器电路12包括电容器C3，其第一端或下端连接电压源V3，而第二端或上端在节点N3处连接电流源13。开关S2并联连接在电容器C3的两端，并根据开关控制信号工作在允许电流源13向电容器C3充电的开启(高阻抗)状态，或者使电容器C3放电的关闭(低阻抗)状态。当放电时，电容器C3的上端的电压将大约等于电压源V3的电压，而开启开关S2允许电容器C3充电，由此电容器上端的电压以线性(例如斜坡)的形式上升。振荡器电路12进一步包括比较器Ul和U3以及电压源V2和V4以及设置/复位(S / R)触发器U2，其如图连接，其中Ul的非反相(+)输入端连接等于V2和V4的总和的电压，U3的反相(-)输入端连接到电压V4。此外，电容器C3的上端连接Ul的反相输入端和U3的非反相输入端以提供增加的斜坡电容器电压作为其输入。如此连接，Ul的反相输出端为触发器U2的设置(S)输入端提供输入，而触发器的复位(R)输入端连接U3的反相输出端。时钟信号32 (CLK)通过触发器U2的数据输出端“Q”提供，而信号32还作为开关控制信号提供给开关S2，因此电路12以固定的频率振荡，该频率由C3的电容值、13提供的电流和V2-V4相对电压值决定。此外，触发器U2的互补输出端“Q”在节点NI处提供给驱动器电路17，下面将详细描述。
[0026]图2A-2C的控制电路10进一步包括模拟载波波形发生器电路14，其根据时钟输入信号32提供周期性的载波信号波形15。在描述的实施例中，波形发生器电路14包括与电流源12并联连接的电容器C4，电容器C4还与串联在一起的开关S3和电压源V5相并联连接。工作中，当开关S3开启时电流源12给电容器C4充电，因此载波信号波形15的电压呈现为一般的线性增长或上升的斜坡电压。闭合开关S3,电容器C4向电压V5放电,这之后，开关S3的随后开启开始了增加的斜坡信号波形15的新的周期。开关S3通过由或门U7提供的复位控制信号33操作，或门U7的第一输入端接收振荡器时钟输出信号32而第二输入端接收来自复位电路28的输出信号25，以用于将一个或更多脉冲异步注入到PWM输出流，如下面将进一步描述。此外，独立于来自复位电路28的信号25的任意指定，载波波形发生器电路输出斜坡波形15的周期性的重新启动或复位由时钟信号32控制。
[0027]周期性的载波信号波形15作为电压信号提供给PWM比较器电路16的非反相输出端(+)，比较器16在反相端(_)接收输出误差控制信号23。比较器16具有非反相输出端，其提供脉冲输出信号16a给驱动器电路触发器U5的复位(R)输入端，驱动器电路触发器U5的设置(S)输入端连接以接收来自或门U7的复位信号33，如图所示。驱动器电路触发器U5的数据(Q)输出端通过节点N6向与门U4提供第一输入，而振荡器电路触发器U2的互补数据输出端(Q’)被连接以作为门U4的第二输入。U4的输出端向驱动器电路U6提供PWM输入，跨过振荡器电路12的C3的斜坡电压向驱动器U6提供峰值电压输入。驱动器电路U6包括合适的信号调节电路，如公知的用于生成包括高驱动输出信号42 (HDRV)和互补的低驱动输出信号LDRV的互补的高和低的开关驱动器输出信号。
[0028]工作中，根据来自比较器16的脉冲输出信号16a，驱动电路17提供开关控制信号42以操作相应的DC到DC转换器开关装置SI，从而用于来自DC输入端VIN的电源的选择性转换以提供DC输出电源以全部地或部分地驱动负载(图1中的负载20)。而且，在描述的降压转换器结构中，下侧驱动器开关S4连接在SI的下部端子和电路接地节点之间，续流二极管Dl和D2分别与开关SI和S4并联。此外，通过输出端电感器LI提供转换器输出端，输出电感器LI用于传导电感器电流IL，而输出滤波器18包括连接在输出端子和电路接地节点之间的电容器CC1，其中输出电压值VOUT出现在电容器CCl的两端。而且在描述的实施例中，下侧的驱动器开关S4由与门U9的输出端驱动，与门U9具有接收来自驱动器U6的LDRV信号的第一输入端和由比较器UlO提供的第二输入端。比较器UlO比较输出误差控制信号23和节点N5处的电压值V5，并当控制信号23超过V5时，选择性地允许低驱动信号操作开关S4。因此，在操作中，当输出在规定电压之上时，UlO关闭同步整流器，以便在突然的负载减小期间减小输出电压过冲。
[0029]控制电路10进一步包括可选的电流模式控制组件，包括具有相连接的电阻器R2和电容器C2的RC网络，以提供用于测量电感器LI两端电压的低通滤波器，从而为放大器El提供差分信号。放大器El转而通过包括电阻器Rl和电容器Cl的另一个RC滤波器电路提供差分输出电压给跨导放大器G1，作为跨导放大器Gl的输入。跨导放大器Gl由电压源V7通过节点N4供电，并在比较电路16的反相输入端提供连接到输出误差控制信号32的偏置电流输出。因此，在这个实施例中，控制电路10能够以电流模式工作，其中误差信号根据平均电感器电流IL偏置，而其他的实施例也是可能的，在其中跨导放大器输出电流不用于偏置以电压模式工作的控制信号23。在另一个可能的实施中，Gl的偏置电流输出端能够被用于向PWM比较器16的非反相输入端提供偏置(替代了如图所示的反相输入端)。在其他可能的实施例中，能够省略电流测量和偏置组件Rl，R2, Cl，C2, El和G1，同时电路10根据电压误差反馈控制信号23以电压模式工作。
[0030]如图2A-2C所示，DC到DC转换器控制电路10包括误差放大器电路22，其提供输出误差控制信号23给比较电路16，代表输出电压误差。特别地，输出端子提供输出电容器CCl两端的电压V0UT，在电阻器R6和电容器C6的连接点处提供输出电压信号作为误差放大器电路22的输入。C6和第二电阻器R4与电阻器R6并联，以向运算放大器(op amp)Xl的反相输入端(_)提供输入，该反相输入端通过分压电阻器R9与电路地连接。电阻器R6和R9形成阻抗电压分压电路以生成Xl的反相输入，Xl的非反相输入端(+)连接到参考电压VREF。实际中，参考电压VREF能够是电路10中的固定电压源，或者参考电压信号可以被提供作为，例如，来自另一个电路或者其他合适的源(未示出)的DC到DC转换器的调节的设定点输入。误差放大器22进一步包括具有反馈电容器C5、电阻器R5和另一个反馈电容器C7的反馈网络，如图所示，反馈电容器C5连接在放大器Xl的反相输入端和输出端，R5和C7串联在一起后与C5并联。
[0031]此外，根据本发明一个或更多方面，控制电路10包括脉冲注入电路，这里称为异步脉冲注入(API)电路24，其与误差放大器22耦合以接收输出误差控制信号23。在操作中，API电路24根据输出误差控制信号23检测指示增加的输出负载电流的输出负载电流瞬态状态。响应输出负载电流瞬态条件的检测，脉冲注入电路24操作以选择性地提供至少一个信号25以引发比较电路16异步地注入至少一个脉冲到脉冲输出信号16a中。图2A-2C中的API电路实施例24通过电阻器R8与误差放大器22的输出端连接以接收输出误差控制信号23 (CNTL)。通常，响应检测到的代表输出负载电流需求的增大的指示输出电压VOUT的不稳定下降的输出负载电流瞬态状态，电路24操作以使比较电路16异步注入至少一个脉冲到脉冲输出信号16a中。[0032]如图2A-2C中所示，API电路24包括偏置电路26，其通过在输出误差控制信号23上加入偏置电压生成偏置信号27。在图2A-2C的实施例中，偏置电路26提供偏置信号27以表示被偏置电压量偏置或偏移的输出误差控制信号23的均值。在描述的实施例中，例如，相对于原始的输出误差控制信号23的电压，偏置有效地提高了偏置信号27的电压，以提供容限带以防止异步脉冲注入的误触发，这样能够利用包含某些预计量的纹波电压的信号流16a中的周期性的PWM脉冲调节输出电压V0UT。响应于电压跌落到这个正常预计的调节区域以下，API电路24引入一个或更多异步脉冲到信号16a中。而且，图2A-2C中的偏置电路实施例26提供低通滤波或平均，以使得偏置信号27表示被偏置电压量移位的控制信号23的均值。这种情况下的电路26包括接收输出误差控制信号23的电阻器R7，R7连接在R8和第二比较器U12的反相输入端(-)之间，还包括连接在反相输入端和电路接地端之间的电容器CC4，由此电阻器R7和电容器CC4组成RC低通滤波器电路以基于控制信号23的均值提供作为反相输入的偏置信号27，其中设置R7和CC4的数值以提供低于预计的输出电压纹波频率的截止频率(例如，低于时钟信号32的频率)。此外，偏置电路26包括向U12的反相输入端注入电流的偏置电流源14，来自14的注入偏置电流量优选设置大于控制信号23的预计的纹波电压量以增加反相输入端的电压，从而防止API电路24的误触发。此方式下，向U12的反相输入端提供的偏置信号27表示被偏置电压量偏置或偏移的输出误差控制信号23的均值。偏置电压量优选地大于控制信号23的峰间纹波电压加上一些裕度，但也可优选的足够低以允许从信号23开始的时间到U12输出“高”信号的时间的小延迟，从而支配电路10的等待时间。
[0033]连接API电路比较器U12的非反相(+)输入端以接收输出误差控制信号23，U12的输出端提供二进制的比较器电压输出信号29，当偏置信号27超过输出误差控制信号23的当前值时，其以第一电压电平(低)指示稳定的工作，而当输出误差控制信号23大于偏置信号27时，其以第二电压电平(高)指示输出电压的不稳定下降。
[0034]在这个实例中，API电路24还包括复位电路28，其提供输出信号25以通过复位或门U7选择性地重启周期性的载波信号波形15，从而响应来自API比较器U12的比较器电压输出信号29从第一电压电平到第二电压电平的转变进而引发比较器16生成异步脉冲。描述的复位电路28包括触发器Ull，Ull在设置(S)输入端接收二进制比较器电压输出信号29，在复位(R)输入端接收来自PWM比较器16的PWM复位信号16b。触发器Ull从数据输出端(Q)通过与门U14向U7提供输出信号25，以响应二进制比较器电压输出信号29从第一电压电平到第二电压电平的转变来触发比较电路16异步注入一个或更多脉冲到脉冲输出信号16a(例如，当响应增加的输出电流需求，输出电压瞬降到正常稳定的区域之下时)。
[0035]PWM比较电路16包括提供与原始PWM脉冲输出信号16a互补的PWM复位脉冲输出信号16b的反相第二输出端，如果需要处理检测到的输出电压瞬降，这允许复位电路28潜在地注入多于一个的异步脉冲到时钟脉冲之间的脉冲流16a中。而且在这个实例中，与门U14接收电压输入V8，缓冲放大器U15的输出端接收用于比较参考电压(设置点)输入端VREF和电压源VlO的比较器U16在节点N2处的输出。在工作中，U15有效地在启动期间停用API电路24，并延迟初始化直到复位信号27 (平均值)处于稳定。
[0036]同样参考图3和4，图3描述了图2中的控制电路实施例10中的各种波形，包括表示时钟信号脉冲32的图形30，和表示与时钟脉冲32相关的高驱动PWM信号脉冲42的图形40，以及由API电路24发起的异步插入脉冲25a和25b的实例，其中API电路24提示输出信号25复位波形发生器14。如图2A-2C所示，或门U7允许时钟信号32或允许API输出信号25重启斜坡发生器电路14，由此开始PWM脉冲的启动。而且，在图3的示例中，图形50描述DC到DC转换器的输出负载电流需求52 (ILOAD)，如图所示，其承受示例性的快速瞬态增长。
[0037]图3中的图形60进一步描述周期性的载波信号波形15，其响应于时钟信号32的下降沿(例如，通过图2的波形发生器电路14中的开关S3的操作)在每个周期的开始提供增加的斜坡(锯齿)波形。图3中的图形70进一步描述了随同偏置信号27—起的输出误差控制信号23，其中控制信号23的转变超过偏置信号27的瞬态引发U12的输出端从低到高的转变，因此触发触发器Ull产生复位电路输出信号25，进而开始斜坡信号15的新周期(图形60)，这导致插入的异步脉冲25a(图40)的建立。在时钟信号32的下一个下降沿，或门U7发起另一个复位信号33以再次重启斜坡波形，由此建立下一个计划的(周期性的)PWM脉冲42(图形40)。而且，这个周期性的脉冲42的宽度大于之前的周期性的脉冲42的宽度，这是由于输出电压下降到正常稳定的区域之下造成控制误差信号23当前处于更高的电平(例如，电压误差增加)。在周期性的脉冲42之后，这个实例中的控制信号23维持在偏置信号27之上(例如，由于输出负载电路需求52的大幅增加(图形50))，因此API电路24再次指定信号25发起另一个复位信号33，由此带来斜坡信号15的另一次重启(图形60)，进而引起比较器电路16在高驱动PWM脉冲流中插入另一个异步脉冲25b (图形40)。
[0038]图3中的图形80表示相应的输出电压信号82(V0UT)，其最初的瞬降是由于增加的输出电流负载转变52 (图形50)。如图形80所示，而且，之后电压输出曲线82相当快速地恢复，这是异步注入脉冲25a和25b以及介于之间的正常计划的脉冲42的结果。在这点上，额外的脉冲25a和25b用于补充输出端电感器LI中能量(图2A-2C)，由此极小化或在任何情况下减少瞬态期间的输出电压瞬降的量。图形80进一步描述了表示没有利用API电路24的PWM控制器10操作下的相应的输出电压曲线84，其中电压输出84随增加的负载电流转变52显著下降。而且，没有使用本发明公开的异步脉冲注入的控制电路10的响应造成较大电压幅值下降84，以及更长的响应时间(例如，在这个例子中几个周期的时钟信号32)。同样，图3中的图形80描述了存在过冲状况(由86指示)的输出电压曲线84，可见曲线82中则由于利用API电路24避免和减轻了过冲结果。图3还描述了表示输出端电感器电流92 (IL)的图形90，其通常响应正常计划的PWM脉冲42周期性的增加，以及随后如图所示提供响应异步脉冲25a和25b的增加的电平，由此平均电感器电流值一般追踪负载需求转变52(图形50中的IL0AD)。图90进一步描述了表示没有利用API电路24的电感器电流的曲线94，其中可见电流94示出了立即跟随输出负载瞬态增加52的较低的轨迹，以及导致在随后的几个时钟周期32的更高的输出电流，由此可见与没有使用注入异步脉冲的方法相比，涉及利用了 API电路24的图形92成功地减轻或避免了输出电流的振铃或振荡或过冲。
[0039]图4进一步描述了利用和没有利用API电路24的电路10的操作。图4中的图形100表示了比图3中图形50更长时间间隔的输出负载电流需求曲线52，经历最初的增长以及随后的下降。图4中的图形110表示了输出电压曲线82(与图3中的图形80类似)，其中跟随负载电流需求转变的输出电压瞬降具有幅值112，输出电压曲线82相当快速地恢复正常稳定而没有发生过冲。图形120表示没有向PWM脉冲流16a注入API脉冲的输出电压曲线84 (与图3中的图形80类似)，呈现出电压瞬降幅值122大于经历了注入一个或更多API脉冲的幅值112。此外，如图4中所示，输出电压在86处承受显著的过冲状态，但在图形110中的曲线82中看不到。
[0040]异步脉冲注入电路24因此有效地操作以改善固定频率后沿PWMDC到DC转换器的负载瞬态响应，并且还可以用在前沿PWM配置中。而且，如上述讨论，API电路24能够用于电流模式控制结构实施的固定频率PWM DC到DC转换器中。在某些例子中，例如，锯齿斜坡信号15能够用作坡度补偿信号，控制信号23再次用作比较器16的反相输入。
[0041]图5A-5C描述了另一个电路实施例10，与上述图2A-2C中的大概类似。然而，在这个例子中，偏置电路26包括峰值检测电路U17，其输入端连接以接收输出误差控制信号23，其输出端连接以提供代表输出误差控制信号23的峰值的峰值电压信号作为比较器U12的第二(反相)输入端。此外，偏置电路26包括偏置电流源14，其提供偏置电流以增加U12的反相输入端的电压。此方式下，偏置电路27提供偏置信号27给比较器U12以表示被偏置电压量向上偏置或偏移的输出误差控制信号23的峰值电压。如上述实施例，图5A-5C中的偏置信号27通过比较器U12与没有修正的控制信号23相比较，用于选择性地检测上涨的负载电流瞬态状态和向脉冲流16a中注入异步脉冲的相应触发，如上文所述。能够利用任意适合的峰值和保持电路U17量化输入端信号的峰值输出以随后利用电流源14进行偏置。
[0042]上述例子仅仅是对本发明的各个方面的几种可能的实施例的描述，其中基于对本说明书和附图的阅读和理解本领域的技术人员可以发现同等的替代和/或修改。此外，尽管特定的特征描述了关于多个实施例中的一个，这些特征可以结合其他实施例的一个或更多其他特征，对于任何指定的或特定的应用是希望的和有利的。此外，对于术语“包括”、“具有”、“含有”、“带有”或用在详细的说明和/或权利要求中的变体，这些术语意在是指包含在与术语“包含”类似的含义。
【权利要求】
1.一种DC到DC转换器控制电路，包括: 模拟载波波形发生器电路，其根据时钟输入信号提供周期性载波信号波形； 比较电路，其包括接收所述周期性载波信号波形的第一输入端，接收输出误差控制信号的第二输入端，和提供脉冲输出信号的输出端，所述脉冲输出信号包括单独对应所述时钟输入信号的时钟脉冲并具有至少部分根据所述周期性载波信号波形和所述输出误差控制信号改变的对应脉冲宽度的多个脉冲； 驱动器电路，其提供至少一个开关控制信号用于操作相应的开关装置，以至少部分地根据来自所述比较电路的所述脉冲输出信号，选择性地转换来自DC输入的电源以为负载提供DC输出电源； 误差放大器，其包括接收表示提供给所述负载的输出电压的反馈电压信号的第一输入端，接收表示期望输出电压的参考电压信号的第二输入端，和提供所述输出误差控制信号给所述比较电路的输出端，所述误差控制信号表示至少部分地根据所述反馈电压信号和所述参考电压信号的输出电压误差；和 异步脉冲注入电路，其可操作以使所述比较电路异步地注入至少一个脉冲到所述脉冲输出信号，以响应指示所述输出电压中的不规律暂降的输出负载电流瞬态状态的检测，所述异步脉冲注入电路包括: 偏置电路，其通过增加偏置电压到来自所述误差放大器的所述输出误差控制信号以生成偏置信号； 比较器，其包括接收 所述输出误差控制信号的第一输入端，接收所述偏置信号的第二输入端，和提供二进制比较器电压输出信号的输出端，其中，所述二进制比较器电压输出信号在所述偏置信号大于所述输出误差控制信号时在第一电压电平，而在所述输出误差控制信号大于所述偏置信号，即指示所述输出电压中的不规律暂降时在第二电压电平；和 复位电路，其包括复位电路触发器，所述复位电路触发器接收所述二进制比较器电压输出信号，并提供输出信号以用于使所述比较电路异步地注入至少一个脉冲到所述脉冲输出信号，以响应所述二进制比较器电压输出信号从所述第一电压电平到所述第二电压电平的转变。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述偏置电路包括: 电阻器，其具有连接以接收所述输出误差控制信号的第一端子和连接到所述比较器的第二输入端的第二端子； 电容器，其连接在所述比较器的第二输入端和电路接地节点之间；和 偏置电流源，其提供偏置电流以增加所述比较器的第二输入端的电压； 其中所述电阻器和所述电容器提供低通滤波器，并且其中所述偏置电路提供所述偏置信号给所述比较器的第二输入端以表示被所述偏置电压偏置的所述输出误差控制信号的平均值。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其中所述模拟载波波形发生器电路包括: 电容，其连接在所述比较电路的第一输入端和所述电路接地节点之间以为所述比较电路的第一输入端提供电容器电压； 电流源，其提供流向所述比较电路的第一输入端的电流；和 开关，其连接在所述比较电路的第一输入端和恒定电压节点之间，所述开关可操作以根据在第一状态的复位控制信号允许所述电流从所述电流源流出，以给所述电容充电，进而提供作为增加斜坡信号波形的所述载波信号波形，以及根据在第二状态的复位控制信号允许至少部分地使所述电容放电从而复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压； 其中提供所述时钟信号以将所述开关置于所述第二状态，从而使所述比较电路周期性地复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压，以提供周期性的增加的斜坡信号波形给所述比较电路的第一输入端，用于使所述比较电路提供所述脉冲输出信号，所述脉冲输出信号包括单独地对应所述时钟输入信号的时钟脉冲并具有至少部分地根据所述周期性载波信号波形和所述输出误差控制信号改变的脉冲宽度的多个脉冲；并且 其中所述复位电路触发器提供所述输出信号以将所述开关置于所述第二状态，用于复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压，从而使所述比较电路异步地注入脉冲到所述脉冲输出信号，以响应所述二进制比较器电压输出信号从所述第一电压电平到所述第二电压电平的转变。
4.根据权利要求3所述的控制电路，进一步包括或门，其具有接收所述时钟输入信号的第一输入端，接收来自所述复位电路触发器的输出信号的第二输入端，和提供所述复位控制信号给所述开关的输出端。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其中所述驱动器电路包括: 驱动器电路触发器，其具有接收来自所述或门的输出端的所述复位控制信号的设置输入端，连接到所述比较电路的输出端的复位输入端，和提供输出信号的输出端；和 与门，其具有接收来自所述驱动器电路触发器的输出端的输出信号的第一输入端，所述驱动器电路触发器接收与所述时钟输入信号互补的输入信号；接收来自所述驱动器电路触发器的输出端的输出信号的第二输入端；和提供所述至少一个开关控制信号的输出端。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其中所述比较电路包括提供与所述脉冲输出信号互补的PWM复位脉冲输出信号的第二输出端，以及其中所述复位电路触发器包括接收所述二进制比较器电压输出信号的设置输入端，接收来自所述比较电路的第二输出端的所述PWM复位脉冲输出信号的复位输入端，和至少部分地生成所述复位电路的输出信号以使所述比较电路异步地注入所述至少一个脉冲到所述脉冲输出信号的输出端。
7.根据权利要求2所述的控制电路，其中所述比较电路包括提供与所述脉冲输出信号互补的PWM复位脉冲输出信号的第二输出端，以及其中所述复位电路触发器包括接收所述二进制比较器电压输出信号的设置输入端，接收来自所述比较电路的第二输出端的所述PWM复位输出信号的复位输入端，和至少部分地生成所述复位电路的输出信号以使所述比较电路异步地注入所述至少一个脉冲到所述脉冲输出信号的输出端。
8.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述偏置电路包括: 峰值检测器电路，其具有连接以接收所述输出误差控制信号的输入端，和连接以提供峰值电压信号给所述比较器的第二输入端的输出端，所述峰值电压信号表不所述输出误差控制信号的峰值电压；和 偏置电流源，其提供偏置电流以增加所述比较器的第二输入端的电压； 其中所述偏置电路提供所述偏置信号给所述比较器的第二输入端，以表示被所述偏置电压偏置的所述输出误差控制信号的所述峰值电压。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其中所述模拟载波波形发生器电路包括: 电容，其连接在所述比较电路的第一输入端和所述电路接地节点之间以给所述比较电路的第一输入端提供电容器电压； 电流源，其提供流向所述比较电路的第一输入端的电流；和 开关，其连接在所述比较电路的第一输入端和恒定电压节点之间，所述开关可操作以根据在第一状态的复位控制信号，允许所述电流从所述电流源流出，以给所述电容充电，从而提供作为增加斜坡信号波形的所述载波信号波形，而根据在第二状态的复位控制信号，允许至少部分地使所述电容放电，从而复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压； 其中提供所述时钟信号以将所述开关置于所述第二状态，用于使所述比较电路周期性地复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压，从而提供周期性的增加的斜坡信号波形给所述比较电路的第一输入端，用于使所述比较电路提供所述脉冲输出信号，所述脉冲输出信号包括单独地对应所述时钟输入信号的时钟脉冲并具有至少部分地根据所述周期性载波信号波形和所述输出误差控制信号改变的脉冲宽度的多个脉冲；并且 其中所述复位电路触发器提供输出信号以将所述开关置于所述第二状态，以复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压，从而使所述比较电路异步地注入脉冲到所述脉冲输出信号，以响应所述二进制比较器电压输出信号从所述第一电压电平到所述第二电压电平的转变。
10.根据权利要求9所述的控制电路，进一步包括或门，其具有接收所述时钟输入信号的第一输入端，接收来自所述复位电路触发器的输出信号的第二输入端，和提供所述复位控制信号给所述开关的输出端。
11.根据权利要求10所述的 控制电路，其中所述驱动器电路包括: 驱动器电路触发器，其具有接收来自所述或门的输出端的所述复位控制信号的设置输入端，连接到所述比较电路的输出端的复位输入端，和提供输出信号的输出端；和 与门，其具有接收来自所述驱动器电路触发器的输出端的输出信号的第一输入端，所述驱动器电路触发器接收与所述时钟输入信号互补的输入信号；接收来所述自驱动器电路触发器的输出端的输出信号的第二输入端；和提供所述至少一个开关控制信号的输出端。
12.根据权利要求11所述的控制电路，其中所述比较电路包括提供与所述脉冲输出信号互补的PWM复位脉冲输出信号的第二输出端，以及其中所述复位电路触发器包括接收所述二进制比较器电压输出信号的设置输入端，接收来自所述比较电路的第二输出端的所述PWM复位输出信号的复位输入端，和至少部分地生成所述复位电路的输出信号以使所述比较电路异步地注入所述至少一个脉冲到所述脉冲输出信号的输出端。
13.根据权利要求8所述的控制电路，其中所述比较电路包括提供与所述脉冲输出信号互补的PWM复位脉冲输出信号的第二输出端，以及其中所述复位电路触发器包括接收所述二进制比较器电压输出信号的设置输入端，接收来自所述比较电路的第二输出端的PWM复位输出信号的复位输入端，和至少部分地生成所述复位电路的输出信号以使所述比较电路异步地注入所述至少一个脉冲到所述脉冲输出信号的输出端。
14.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述模拟载波波形发生器电路包括: 电容，其连接在所述比较电路的第一输入端和电路接地节点之间以给所述比较电路的第一输入端提供电容器电压； 电流源，其提供流向所述比较电路的第一输入端的电流；和 开关，其连接在所述比较电路的第一输入端和恒定电压节点之间，所述开关可操作以根据在第一状态的复位控制信号，允许电流从所述电流源流出，以对所述电容充电，从而提供作为增加斜坡信号波形的载波信号波形，而根据在第二状态的复位控制信号，允许至少部分地使所述电容放电，以复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压； 其中提供所述时钟信号以将所述开关置于所述第二状态，以使所述比较电路周期性地复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压，从而提供周期性的增加的斜坡信号波形给所述比较电路的第一输入端，以使所述比较电路提供所述脉冲输出信号，所述脉冲输出信号包括单独地对应所述时钟输入信号的时钟脉冲并具有至少部分地根据所述周期性载波信号波形和所述输出误差控制信号改变的脉冲宽度的多个脉冲；以及 其中所述复位电路触发器提供输出信号以将所述开关置于所述第二状态，用于复位所述电容器电压到近似所述恒定电压节点的电压，从而使所述比较电路异步地注入脉冲到所述脉冲输出信号，以响应所述二进制比较器电压输出信号从所述第一电压电平到所述第二电压电平的转变。
15.根据权利要求14所述的控制电路，进一步包括或门，其具有接收所述时钟输入信号的第一输入端，接收来自所述复位电路触发器的输出信号的第二输入端，和提供所述复位控制信号给所述开关的输出端； 其中所述驱动器电路包括: 驱动器电路触发器，其具有接收来自所述或门的输出端的复位控制信号的设置输入端，连接到所述比较电路的输出端的复位输入端，和提供输出信号的输出端；和 与门，其具有接收来自所述驱动器电路触发器的输出端的输出信号的第一输入端，所述驱动器电路触发器接收与所述时钟输入信号互补的输入信号；接收来自所述驱动器电路触发器的输出端的输出信号的第二输入端；和提供所述至少一个开关控制信号的输出端。
16.根据权利要求15所述的控制电路，其中所述比较电路包括提供与所述脉冲输出信号互补的PWM复位脉冲输出信号的第二输出端，以及其中所述复位电路触发器包括接收所述二进制比较器电压输出信号的设置输入端，接收来自所述比较电路的第二输出端的所述PWM复位脉冲输出信号的复位输入端，和至少部分地生成所述复位电路的输出信号以使所述比较电路异步地注入所述至少一个脉冲到所述脉冲输出信号的输出端。
17.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述比较电路包括提供与所述脉冲输出信号互补的PWM复位脉冲输出信号的第二输出端，以及其中所述复位电路触发器包括接收所述二进制比较器电压输出信号的设置输入端，接收来自所述比较电路的第二输出端的所述PWM复位脉冲输出信号的复位输入端，和至少部分地生成所述复位电路的输出信号以使所述比较电路异步地注入所述至少一个脉冲到所述脉冲输出信号的输出端。
18.一种用于DC到DC转换系统的固定频率模拟PWM控制器，其包括: 模拟载波波形发生器电路，其根据时钟输入信号提供周期性载波信号波形； 比较器，其提供脉冲输出信号，所述脉冲输出信号包括单独地对应所述时钟输入信号的时钟脉冲并具有至少部分地根据所述周期性载波信号波形和输出误差控制信号改变的脉冲宽度的多个脉冲；驱动器电路，其提供至少一个开关控制信号以操作至少一个相应的开关装置，从而至少部分地根据来自所述比较电路的脉冲输出信号，选择性地转换来自DC输入的电源以提供DC输出电源给负载； 误差放大器，其提供所述输出误差控制信号给所述比较电路，所述输出误差控制信号表不输出电压误差；和 脉冲注入电路，其与所述误差放大器操作地耦合，用于根据所述输出误差控制信号检测指示增加的输出负载电流的输出负载电流瞬态状态，所述脉冲注入电路可操作以选择性地提供至少一个信号以使所述比较电路异步地注入至少一个脉冲到所述脉冲输出信号，以响应所述输出负载电流瞬态状态的检测。
19.根据权利要求18所述的PWM控制器，其中所述模拟载波波形发生器电路包括复位控制输入端以控制所述周期性载波信号波形的重启；以及其中所述脉冲注入电路包括: 偏置电路，其生成偏置信号，所述偏置信号表示被偏置电压量偏置的所述输出误差控制信号的平均或峰值电压； 第二比较器，其提供比较器电压输出信号，当所述偏置信号大于所述输出误差控制信号时，所述比较器电压输出信号在第一电压电平，当所述输出误差控制信号大于所述偏置信号，即指示增加的输出负载电流时，所述比较器电压输出信号在第二电压电平；和 复位电路，其提供输出信号以选择性的重启所述周期性载波信号波形，用于使所述比较器生成异步脉冲以响应所述比较器电压输出信号从所述第一电压电平向所述第二电压电平的转变。
20.一种集成电路产品，其包括: 基于载波的模拟脉冲宽度调制电路，其包括: 提供可复位斜坡电压波形的斜坡发生器，和 通过比较所述可复位的斜坡电压波形和调制信号生成固定频率PWM信号的PWM比较器； 复位电路，其可操作地根据周期性时钟信号或复位输入信号复位所述斜坡发生器；和瞬态检测电路，其接收表示DC到DC转换器的输出电压的反馈信号，其中所述DC到DC转换器根据所述固定频率PWM信号被控制；并提供所述复位输入信号给独立于所述周期性时钟信号的所述复位电路，以复位所述斜坡发生器并使所述PWM比较器注入至少一个异步脉冲到所述固定频率PWM信号，以响应根据所述输出电压反馈信号检测到的输出电压暂降。
【文档编号】H02M3/00GK103683907SQ201310525048
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】B·T·林奇, N·凯斯克尔 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司