专利名称：Pfm直流-直流变换器中对负载瞬态的加速响应的制作方法
技术领域：
本申请涉及功率变换器，并且更具体地，涉及使用脉冲频率调制("PFM")的直 流-直流(DC-to-DC)变换器。
背景技术：
功率变换一般将功率从一个值变换到另一个值，而在转换的过程中保持功率恒 定。例如，供电电压可以从一个电压被变换到另 一个电压，或者被变换成电流。
—种类型的功率变换器是直流_直流变换器，其经常被称为负载点变换器，在该 负载点变换器中来自处于负载点的输入电源的输入电压被变换到期望的输出电压。这种变 换器可以将一个值的直流(DC)电压变换为另一个值的DC电压，例如变换到更低的值。为 了达到这一点，可以在DC电源电压供应源和负载(其可以包括滤波电容)之间串联连接电 子开关和电感。该电子开关可以被构造为通过响应传递给该电子开关的控制信号，来控制 通过电感的电流供应。该控制信号可以是一系列脉冲。在该脉冲为高电平时，该电子开关 可以把电流从电源电压供应源传导给电感。通过调整所述脉冲，可以调整传递给电感的能 量以及，进而调整传递给负载的电压。 脉冲控制器电路可以用于生成传递给所述电子开关的所述脉冲。可以构造所述脉 冲控制器电路以生成具有固定脉冲宽度的脉冲，该脉冲宽度通常指的是不随时间变化的恒 定值。传递给电感的能量数量因而可以通过控制这些恒定宽度脉冲的频率来调整。典型 地，提供反馈回路，该反馈回路通过响应直流_直流变换器上负载的增加而使脉冲的频率 增加。 变换器上负载的变化可以要求传递给电感的能量数量的相应变化，以便保持输出 负载电压恒定。进而，这要求传递给所述电子开关的脉冲频率的变化。 不幸的是，当随时间恒定时可能会发生状况，脉冲控制器电路不能对变换器上负 载的变化作出足够快速的响应，因而引起输出电压在非期望长度的时间段内偏离目标值。 例如，变换器上负载的快速增加，通常被称为"负载阶跃(loadst印)"，可能导致输出电压相 应地快速降低。作为响应，脉冲控制器电路可以增加脉冲的频率以增加传递给负载的能量， 以便把电压拉回目标值。然而，由该脉冲控制器电路产生的最大脉冲频率可以被各个脉冲 之间的最小关闭时间(T。FF(min))所限制。这可能限制脉冲控制器电路响应负载阶跃而快速 地把负载电压拉回目标值的能力。 在变换器上负载快速降低时也可能产生类似的延迟，通常被称为"负载释放(load
release)"。负载释放可能引起负载电压不期望的跳跃。当负载释放在脉冲控制器电路初始
化时间恒定脉冲之后立即发生时，尽管负载已经降低但还可以继续将能量传递给电感。这
种给电感持续传递能量可能使负载电压更加增大，而所需要恰恰是相反的情况。这可能再
次降低脉冲控制器电路响应瞬时状况而快速地把负载电压拉回目标值的能力。 简言之，恒定宽度PFM直流-直流变换器不能通过响应由负载阶跃和/或负载释
放引起的瞬时情况而以期望的目标快速恢复。
发明内容
—种脉冲控制器电路，可以用于直流_直流变换器。该脉冲控制器电路可以具有 负载电压输入端，以用于接收代表所述直流-直流变换器施加到负载上的电压的信号。该 脉冲控制器电路可以具有电感电流输入端，以用于接收代表通过电感的电流的信号，通过 所述电感电流从电源电压供应源经过电子开关系统流到负载。该脉冲控制器电路可以具有 脉冲发生器电路，以用于生成脉冲，该脉冲的频率通过响应所述直流_直流变换器上负载 的增加而增加。 所述脉冲发生器电路可以用于使各个脉冲具有固定宽度。然而，当脉冲达到该固 定宽度的末端并且通过所述电感的电流大小低于阈值时，所述脉冲生成器可以用于延长该 脉冲直至通过所述电感的电流大小达到所述阈值为止。 所述直流-直流变换器施加到负载上的电压可以包含纹波成分和噪声和/或成
分，该纹波成分具有峰-峰值。该脉冲发生器电路可以用于，当负载电压超过目标值为纹波 成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值(noisecomponent margin)的和时，提 前终止各个脉冲。 所述脉冲控制器电路可以具有脉冲输出端，以用于向所述电子开关系统传递由该 脉冲发生器电路生成的脉冲。 直流-直流变换器可以包括电子开关系统，电感、通过该电感电流从电源电压供
应源经过电子开关系统到达负载，以及上述类型之一的脉冲控制器电路。 从下面对示例性实施例、附图和权利要求书的详细描述中，这些以及其它部件、步
骤、特征、目的、好处和优势将会变得清晰。
a)附图公开了示例性的实施例。它们不代表全部实施例。其它的实施例可以附加 或替代地加以应用。明显的或者不必要的细节可以省略以节省篇幅或者为了更有效的图解 说明。相反地，某些实施例能够实现而无需包含这里公开的全部细节。当相同的标号在不 同的附图中出现时，其意在指示相同或者相类似的部件或步骤。 图l(a)是在负载阶跃和负载释放期间、现有技术的时间恒定PFM直流-直流变换 器中各种信号的脉冲示意图； 图l(b)是在负载阶跃和负载释放期间、图3所示的PFM直流-直流变换器中各种 信号的脉冲示意图； 图2是PFM直流-直流变换器的框图，该PFM直流-直流变换器包括加速响应负 载阶跃和负载释放的脉冲控制器电路； 图3是图2所示的PFM直流-直流变换器的一个应用； 图4是生成图l(a)所示信号的一类现有技术的时间恒定PFM直流-直流变换器的 操作参数、和生成图l(b)所示信号的一类PFM直流-直流变换器的操作参数的比较表格。
具体实施例方式
下面讨论示例性的实施例。其它的实施例可以附加或替代地加以应用。对明显的行了省略以节省篇幅或者为了更有效的介绍。相反地，某些实施例能 够实现而无需包含这里公开的全部细节。 图1(a)是在负载阶跃和负载释放期间、现有技术的时间恒定PFM直流-直流变换 器中各种信号的脉冲示意图。所述变换器可以是上面在现有技术部分描述的类型。
如图1所示，负载电流I皿D可能在负载阶跃101处迅速增大，并且可能随后在负载 释放103处迅速减小。 负载电流If可以在负载阶跃101之前保持得相当稳定。为了在负载电流1^恒 定的同时、保持负载电压Vf基本上恒定于目标值，可以把一系列固定频率的固定宽度脉 冲传递给电子开关，如图1底部的前三个脉冲所示，其中该电子开关是PFM直流-直流变换 器的一部分。如图1所示，电感电流^平均约为负载电流IMAD。 由负载阶跃101表示的增加负载可以引起负载电压Vf的立即降低105，如图l所 示。当感知到这些情况时，脉冲控制器电路可以显著地增加脉冲频率，如在时刻107开始的 脉冲频率的增加所示。然而，作为实际问题，该脉冲控制器电路可以在脉冲之间具有固有的 最小关闭时间(T。FF(min))。这可能限制电子开关向电感传递能量的速率，且进而可能延迟负 载电压VMAD回到目标值的时间127，如图1所反映的。 负载释放103可能在脉冲开始之后很短的时间内发生，例如在脉冲109开始之后 很短的时间内发生。这可能引起负载电压Vf的增加110，该负载电压是需要校正的。对 于所述电路而言需要的是停止向电感传递能量。但可能发生的情况是，由于脉冲109的固 定宽度，能量可能会继续传递到电感，进一步增加由于负载释放引起的电压错误，如图l所 示。在能量需要被去除的时候，向电感传递额外能量的最终效果可能是，再一次地，延长负 载电压\。AD回到其目标值的时间点137，如图1所示。 简言之，现有技术的时间恒定PFM直流-直流变换器中固有的局限，可能限制其对 瞬态负载状况的快速校正的能力。 图2是包括脉冲控制器电路的PFM直流-直流变换器的框图，该脉冲控制器电路 提供了对负载阶跃和负载释放的增强的瞬态响应。如图2所示，该直流-直流变换器可以 包括电子开关系统201，该电子开关系统基于控制输入端207的控制信号、可控地测量电源 电压供应源203到电感205的传递。 进而，电感205可以向负载209传递电流以引起负载上产生负载电压211。负载 209除了由所述直流_直流变换器驱动的装置以外，还可以包括滤波电容。
电源电压供应源203可以为任何类型。例如，其可以是直流电压，该直流电压高于 期望传递给负载209的直流电压、即目标负载电压。 与电感205相连的可以是一个或多个类型的装置，该装置可以产生电流信号213， 该电流信号代表流经电感205的电流。 脉冲控制器电路215可以用于在脉冲输出端217生成一个或多个脉冲，这些脉冲 可以传递给电子开关系统201的控制输入端207，以便控制电子开关系统201的状态。脉冲 控制器电路215可以具有电感电流输入端219，负载电压输入端221和目标负载电压输入端 223作为输入端。 电感电流输入端219可以用于接收代表通过电感205的电流的信号。类似地，负 载电压输入端221可以用于接收代表负载209上的电压的信号。类似地，目标负载电压输
7入端223可以用于接收代表负载209上期望的目标电压225的信号。脉冲控制器电路215 还可以具有其他的输入端和/或输出端。 脉冲控制器电路215的全部输入端和输出端可以为任何类型。例如，它们可以是 集成电路上的连接盘和/或引脚。脉冲控制器电路215的输入端和输出端可以附加地或者 替代地仅为线路位置，该线路位置硬件连接到其它电路部件。 脉冲控制器电路215可以与其它电路部件分开封装，或者与其他电路部件一起封 装。该封装可以包括集成电路、具有分立部件的电路板、其它任何类型的封装，或者以上这 些的任意组合。 该脉冲控制器电路可以包括脉冲发生器电路227。该脉冲发生器电路可以用于生 成脉冲，该脉冲具有响应直流_直流变换器上负载增加而增加的频率。脉冲发生器电路227 可以用于使各个脉冲具有固定宽度。具有这种类型的脉冲发生器电路的直流-直流变换器 一般被称为脉冲频率调制("PFM")。 脉冲发生器电路227可以用于当脉冲达到该固定宽度的末端、通过电感205的电
流值低于阈值时，延长该脉冲以超出所述固定宽度。在这种情况下，脉冲发生器电路227可
以用于延长脉冲的宽度、直至通过所述电感的电流值达到阈值时为止。 阈值发生器电路229可以用于生成表示所述阈值的阈值信号231。该阈值可以基
于任何标准。例如，所述阈值发生器电路229可以用于生成基于直流-直流变换器上负载
209的阈值信号231。 阈值生成器电路可以包括积分器235。使用积分器235，所述阈值生成器电路229 可以用于通过对代表直流_直流变换器施加到负载209上的负载电压211的信号、和代表 负载209上的目标负载电压的目标负载电压225之间的差值进行积分，而生成所述阈值信号。 所述直流-直流变换器传递给负载209的负载电压211可以包括纹波成分和噪声
成分，该纹波成分具有峰_峰值电压。脉冲发生器电路227可以用于，在负载电压211超过
目标负载电压为纹波成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值(其在某些构造中
可能是零)的和时，提前终止其生成的任何脉冲。出于此目的，脉冲发生器电路227可以包
括脉冲终止电路237。该脉冲终止电路可以用于，在负载电压211超过目标负载电压为纹波
成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值的和时，生成脉冲终止信号。 图3是图2中所示的PFM直流-直流变换器的一种实施方式的示例。图2所示的
该PFM直流-直流变换器也可以替代地由若干其它类型的电路所来实现。 如图3所示，图2中的电感205可以用一个电感器301来实现。其它电路可以使
用多个电感器和/或其它部件。流过电感器301的电流可以由电流传感装置303所感应，
例如通过一传感电阻器，DCR，和/或任何其它类型的电流传感装置或电路。 电子开关系统201可以用同步开关系统305来实现。该同步开关系统305可以包
括一对电子开关，如一对FET。 一个开关可以用于把电感器301连接到电源供应电压309。
另一个开关可以用于将电感器301接地。这对开关可以同步操作，以便在一个开关闭合时
另一个总是打开，反之亦然。控制信号307可以被同步开关系统305接收并用于控制该同
步开关的状态。例如，当控制信号307为高时，同步开关系统305可以用于使电感器301连
接到电源供应电压309。另一方面，当控制信号307为低时，同步开关系统305可以用于将电感器301接地。 其它类型的电路可以被附加地或者替代地用于电子开关系统201。例如，可以使用 单独的电子开关。而且，当使用同步开关时，电感器301可以在控制信号307为低时连接到 负电压，而不是接地。 图2中的脉冲控制器电路215可以用脉冲控制器电路311来实现。类似地，图2 中的脉冲发生器电路227可以用脉冲发生器电路313来实现。脉冲发生器313可以包括单 触发电路315、逻辑电路如或门317、比较器319、以及对应于图2中的脉冲终止电路237的 脉冲终止电路321。 单触发电路315可以包括开始输入端323、终止输入端325、和单触发输出端327。 该单触发电路315可以用于在开始输入端323的每个上升沿之后、在单触发输出端327处 生成固定宽度的单脉冲。该单触发电路315可以用于，如果终止输入端325的信号、在开始 输入端327的信号上升沿之前为高时，阻止该单触发脉冲的生成。单触发电路315可以用 于，当终止输入端325的信号、在传递单触发输出端327的单触发脉冲期间的任意时刻变高 时，在达到其固定宽度之前截短该单触发脉冲。脉冲终止电路321可以包括比较器329和 偏移电路，如电压源331。 图3中所示的直流_直流变换器可以用于向负载335传递负载电压333。该负载 电压333可以具有纹波成分和噪声成分，该纹波成分含有峰_峰值电压。该偏移电路，如电 压源331，可以用于向表示目标负载电压345的信号在达到比较器329之前增加、该峰_峰 值电压的大约一半加上该噪声成分的差值(其在某些构造中为零)的和。这将要求负载电 压333在比较器329改变状态之前，超出目标负载电压纹波成分的峰_峰值电压的大约一 半加上噪声成分差值的和。这可以向单触发电路315发信号以防止脉冲的发出或者提前终 止已经发出的脉冲。这些信号可以为期望的或者需要的规模。 图2中的阈值发生器电路229可以由阈值发生器电路337来实现。该阈值发生器 电路337可以包括比较器339、电阻341和电容器343。电阻341和电容343可以具有对由 比较器339生成的错误信号进行积分的功能，该错误信号是在表示负载电压333的信号和 表示目标负载电压345的信号之间进行比较的结果。 图l(b)是在负载阶跃和负载释放期间、图3所示的PFM直流-直流变换器中的各 种信号的脉冲示意图。图3所示的变换器的操作方式现在将结合对该脉冲示意图的介绍加 以说明。 当负载335恒定时，负载电流I自也可以是恒定的，如图1 (b)中负载电流IMAD的 初始稳定状态所反映的。为了达到该稳定状态，阈值生成器电路337可以产生输出阈值信 号、以在期望的目标负载电压下维持负载电流IMAD恒定，该输出阈值信号表示必须传递给 电感301的电感电流IL的量值。 在该稳定状态条件中，通过电感301的电感电流^可能偶然地低于阈值。当这种 情况发生时，比较器319的输出可能变高，这使得单触发电路315在单触发输出端327生成 新的单触发脉冲。进而，该脉冲可以被应用到同步开关系统305的控制信号307，如图l(b) 中出现的第一个脉冲所反映的。在该固定宽度的脉冲终止后，传递到电感301的额外能量 传送至输出负载335，再次使得通过电感301的电感电流L降至阈值以下，再次引发补充脉 冲。这种稳定状态条件可能持续至与负载电流1^保持恒定一样长的时间，这导致了基本上具有固定频率的一系列脉冲，其中的每一个脉冲都可以具有基本上相同的固定宽度。
在该负载电流I皿D恒定的时间段内，对其信号在图l(a)中示出的现有技术电路的 操作、可以与图3所示的电路的操作基本上相同，这通过在该期间内图l(a)和l(b)所示信 号之间的相似性可得以反映。 在某些时间点，可能具有负载阶跃121，如图l(b)所示。出于比较的原因，负载阶 跃121图示为在与图l(a)中的负载阶跃101相同的时刻并以相同的大小发生。负载阶跃 121的时间和/或大小可以另选地有所不同。 负载阶跃121最初可以引起负载电压VMAD降低，如负载电压阶跃123所示。进而， 这可以引起由阈值发生器电路337生成的阈值信号的增大，引起比较器319的输出升高，最 终使单触发电路315发起新的脉冲。然而，在由单触发电路315生成的单触发脉冲完成时， 电感电流L可能还没有达到由阈值发生器电路337生成的阈值。因此，比较器319的输出 可能保持为高。发给同步开关系统305的控制信号307、可以通过或门317对单触发输出 327和比较器319的输出之间的逻辑或所控制。发给同步开关系统305的控制信号307、可 以因而在来自单触发电路315的单触发脉冲结束之后保持为高，并直至电感电流^等于由 阈值发生器电路337生成的阈值的时刻为止。这在图l(b)中通过第三个脉冲的宽度延长 来反映。与图l(a)相比较，由图3中的脉冲控制器电路311生成的脉冲流，如图l(b)的底 部所示，导致更多的能量在响应负载阶跃的更短时间段内被传递给电感器301。进而，这使 得负载电压V^在时间125时回到目标值，其短于在图l(a)中负载电压Vf回到目标值 的时间127。因此，图3所示的直流-直流变换器对于由负载阶跃引起的电压错误的校正、 比现有技术电路更快，该现有技术电路生成图l(a)的底部所示的脉冲。
类似的结果可以在负载释放时发生，但是出于不同的原因。 在直流-直流变换器操作的某些点，可能有负载释放，如负载释放129所反映的。 出于比较的目的，使图l(b)中的负载释放129与图l(a)中的负载释放103相一致。负载 释放129的时间和/或大小可以替代地有所不同。 负载释放129可以在固定宽度脉冲发出之后发生，如图l(a)所示。然而，在图l(b) 中，脉冲控制器电路311可以进行不同地操作。该负载释放129可以引起负载电压V^的 对应增加，如在时间131处的增加所反映的。该增加可以使得负载电压V^超过目标负载 电压，且多于其纹波成分的峰-峰值的大约一半加上噪声成分差值的和。如果这种情况发 生，脉冲终止电路321的输出升高，发出信号使得单触发电路315提前终止在单触发输出端 327的单触发脉冲，如图l(b)中该脉冲的提前终止所示。这可以防止额外的能量在错误的 时间被传递给电感器301，因而避免图l(a)中所示的V咖D的进一步增加。进而，这可以减 少图3中所示的变换器能够校正由负载释放引起的负载电压错误的时间。通过比较图1 (b) 中负载电压V自回到目标值的时间135、和图l(a)中负载电压V自回到目标值的相应时间 137，可以看到该增强的性能。 图2和图3所示的PFM直流-直流变换器、对于响应瞬态负载电流的增强的能力 可以通过数学进行验证。下面是进行验证的一种方法的描述。
瞬态错误的各种源可以被识别和定义。 首先，在变换器输出电容上可以穿过稳定状态纹波错误电压VKIP，该VKIP可以用下 面的公式计算[0061: 已经讨论的部件、步骤、特征、目的、好处和优势仅为示例性的。其中任何一项，以 及与之相关的讨论，均不是意图以任何方式限制保护范围。同样可以考虑多种其它的实施
11方式，包括具有较少的，附加的，和/或不同部件、步骤、特征、好处和优势的实施例。这些部 件和步骤也可以以不同方式来设置或排列。 例如，脉冲控制器电路，如图2中的脉冲控制器电路215和/或图3中的脉冲控制 器电路311，可以用于增强传统现有技术变换器的仅关于负载阶跃或者仅关于负载释放的 反应时间，而不是与二者都有关。如果只用于增强与负载阶跃相关的性能，例如，脉冲终止 电路237和321可以省略。相反地，如果只用于增强与负载释放相关的性能，或门317可以 省略。 所述负载阶跃，已经介绍的脉冲终止特征可以应用到其它类型的控制器或调节器 中。关于上面描述的系统，当输出超出目标值、加上其纹波成分的一半和噪声成分差值的和 时，可以终止传递给控制器或者调节器的脉冲。 当监测电流时，负载阶跃特征可以应用于不带积分器的纹波调节器中。例如，比较 器319的负端可以连接到负载电压333、正端可以连接到目标电压345。这可以产生非积分 纹波调节器。当负载电压333低于目标电压345时，可以发出脉冲。当脉冲终止时，如果 输出低于目标电压345，该瞬态增强可以保持开关(top switch)为高而不考虑最小关闭时 间。 术语"连接"包含直接和非直接连接。例如，术语"连接"包含了在连接的两点之 间存在的中间电路。 在权利要求中使用的惯用语"用于...的装置"包含了已经被描述的相应结构和 材料以及它们的等同替换。相似地，在权利要求中使用的惯用语"用于...的步骤"包含了 已经被描述的相应动作以及它们的等同替换。这些术语的缺乏意味着权利要求不限于任何 相应结构，材料或者是动作或它们的等同替换。 已经阐述或图示的内容均不是旨在为公众提供任何部件，步骤，特征，目的，利益， 优势或其等同替代，无论其是否在权利要求书中限定。 简言之，保护范围仅由下面所附权利要求书限定。该范围意在与权利要求书所使 用的语言合理地保持一致，并且包含等同替代的全部结构和功能。
权利要求
一种用于直流-直流变换器的脉冲控制器电路，包括负载电压输入端，用于接收代表所述直流-直流变换器施加到负载上的电压的信号；电感电流输入端，用于接收代表通过电感的电流的信号，通过所述电感电流从电源电压供应源经过电子开关系统流到负载；脉冲发生器电路，用于生成脉冲，所述脉冲的频率通过响应所述直流-直流变换器上负载的增加而增加；所述脉冲发生器电路进一步用于使各个脉冲具有固定宽度，除了当脉冲达到所述固定宽度的末端并且通过所述电感的电流大小低于阈值时，在这种情况下所述脉冲生成器用于延长所述脉冲直至通过所述电感的电流大小达到所述阈值为止；以及脉冲输出端，用于向所述电子开关系统传递由所述脉冲发生器电路生成的脉冲。
2. 根据权利要求1所述的脉冲控制器电路，进一步包括阈值生成器电路，用于基于直 流_直流变换器上的负载生成表示阈值的信号。
3. 根据权利要求2所述的脉冲控制器电路，其中，所述阈值生成器电路包括积分器，所 述积分器用于对代表直流_直流变换器施加到负载上的电压的信号和代表负载上的目标 电压的信号之间的差值进行积分。
4. 根据权利要求3所述的脉冲控制器电路，其中，所述积分电路包括比较器和RC网络。
5. 根据权利要求1所述的脉冲控制器电路，其中，所述脉冲发生器电路包括单触发电路。
6. 根据权利要求5所述的脉冲控制器电路，其中，所述单触发电路构造为每次通过所 述电感的电流大小小于阈值时被触发。
7. 根据权利要求6所述的脉冲控制器电路，其中，所述单触发电路具有输出端，并且其 中所述脉冲发生器电路进一步包括逻辑电路，所述逻辑电路构造为基于所述单触发电路的 输出、和代表通过所述电感的电流的电子信号与代表所述阈值的电子信号之间的比较值的 逻辑或，来生成脉冲。
8. 根据权利要求1所述的脉冲控制器电路，其中，所述直流-直流变换器施加到负载上 的电压包含纹波成分和噪声成分，所述纹波成分具有峰_峰值，并且其中所述脉冲发生器 电路可以进一步用于当负载电压超过目标值为纹波成分的峰-峰值电压的大约一半加上 噪声成分差值的和时，提前终止各个脉冲。
9. 一种用于直流_直流变换器的脉冲控制器电路，包括负载电压输入端，用于接收代表所述直流-直流变换器施加到负载上的电压的信号， 所述电压具有纹波成分和噪声成分，所述纹波成分具有峰_峰值；电感电流输入端，用于接收代表通过电感的电流的信号，通过所述电感电流从电源电 压供应源经过电子开关系统流到负载；脉冲发生器电路，用于生成脉冲，所述脉冲的频率通过响应所述直流-直流变换器上 负载的增加而增加，所述脉冲发生器电路进一步用于使各个脉冲具有固定宽度，而当负载 电压超过目标值为纹波成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值的和时，提前终 止各个脉冲；以及脉冲输出端，用于向所述电子开关系统传递由所述脉冲发生器电路生成的脉冲。
10. 根据权利要求9所述的脉冲控制器电路，其中，所述脉冲发生器电路包括脉冲终止 电路，所述脉冲终止电路用于当负载电压超过目标值大约为纹波成分的峰-峰值电压和噪声成分差值的和的一半时，生成脉冲终止信号。
11. 根据权利要求io所述的脉冲控制器电路，其中，所述脉冲终止电路包括比较器和偏移电路。
12. 根据权利要求11所述的脉冲控制器电路，其中，所述偏移电路用于生成表示目标 值电压加上纹波成分的峰_峰值电压的大约一半加上噪声成分差值的和的信号；并且所述 比较器用于比较表示负载电压的信号和由所述偏移电路生成的信号。
13. 根据权利要求10所述的脉冲控制器电路，其中，所述脉冲发生器电路包括单触发 电路，所述单触发电路用于当接收到脉冲终止信号时提前中止该单触发电路生成的脉冲。
14. 根据权利要求9所述的脉冲控制器电路，其中，所述脉冲发生器电路包括单触发电 路，所述单触发电路构造为每次通过所述电感的电流大小小于阈值时被触发。
15. 根据权利要求14所述的脉冲控制器电路，进一步包括阈值生成器电路所述阈值生 成器电路用于基于所述直流_直流变换器上的负载生成阈值。
16. 根据权利要求15所述的脉冲控制器电路，其中，所述阈值生成器电路包括积分器， 所述积分器用于对代表所述直流_直流变换器施加到负载上的电压的信号和代表负载上 的目标电压的信号之间的差值进行积分。
17. 根据权利要求16所述的脉冲控制器电路，其中，所述积分器电路包括比较器和RC 网络。
18. 根据权利要求14所述的脉冲控制器电路，其中，所述脉冲发生器电路用于，当脉冲 达到所述固定宽度的末端且通过所述电感的电流大小小于阈值时，延长所述脉冲直至通过 所述电感的电流大小达到阈值为止。
19. 根据权利要求14所述的脉冲控制器电路，其中，所述单触发电路用于，一旦负载电 压超过目标值为纹波成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值的和时，提前终止 各个脉冲。
20. —种直流-直流变换器，包括 电子开关系统；电感，通过所述电感电流从电源电压供应源经过所述电子开关系统流到负载；禾口 用于所述直流-直流变换器的脉冲控制器电路，包括负载电压输入端，用于接收代表所述直流-直流变换器施加到负载上的电压的信号；电感电流输入端用于接收代表通过所述电感的电流的信号，通过所述电感电流从电源 电压供应源经过所述电子开关系统流到负载；脉冲发生器电路，用于生成脉冲，所述脉冲的频率通过响应所述直流-直流变换器上 负载的增加而增加，所述脉冲发生器电路进一步用于使各个脉冲具有固定宽度，除了当脉 冲达到所述固定宽度的末端并且通过所述电感的电流大小低于阈值时，所述脉冲生成器用 于延长所述脉冲直至通过所述电感的电流大小达到所述阈值为止；以及脉冲输出端，用于为向所述电子开关系统传递由所述脉冲发生器电路生成的脉冲。
21. —种直流-直流变换器，包括 电子开关系统；电感，通过所述电感电流从电源电压供应源经过所述电子开关系统流到负载；以及 用于所述直流_直流变换器的脉冲控制器电路，包括负载电压输入端，用于接收代表所述直流-直流变换器施加到负载上的电压的信号， 所述电压具有纹波成分和噪声成分，所述纹波成分具有峰_峰值；电感电流输入端，用于接收代表通过所述电感的电流的信号，通过所述电感电流从电 源电压供应源经过所述电子开关系统流到负载；脉冲发生器电路，用于生成脉冲，所述脉冲的频率通过响应所述直流-直流变换器上 负载的增加而增加，所述脉冲发生器电路进一步用于使各个脉冲具有固定宽度，但当负载 电压超过目标值为纹波成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值的和时，提前终 止各个脉冲；禾口脉冲输出端，用于向所述电子开关系统传递由所述脉冲发生器电路生成的脉冲。
22. —种用于直流-直流变换器的脉冲控制器电路，包括 用于接收代表所述直流_直流变换器施加到负载上的电压的信号的装置；用于接收代表通过电感的电流的信号的装置，电流从电源电压供应源流经所述电感经 过电子开关系统到达负载；用于生成脉冲的装置，所述脉冲具有通过响应所述直流-直流变换器上负载的增加而 增加的频率，所述装置用于产生进一步的功能以使各个脉冲具有固定宽度，除了当脉冲达 到所述固定宽度的末端并且通过所述电感的电流大小低于阈值时，在这种情况下用于生成 脉冲功能的所述装置延长所述脉冲直至通过所述电感的电流大小达到所述阈值为止；以及用于向所述电子开关系统传递脉冲的装置，所述脉冲由用于生成脉冲的所述装置生成。
23. —种用于直流-直流变换器的脉冲控制器电路，包括用于接收代表所述直流_直流变换器施加到负载上的电压的信号的装置，所述电压具 有纹波成分和噪声成分，所述纹波成分具有峰_峰值；用于接收代表通过电感的电流的信号的装置，电流从电源电压供应源流经所述电感经 过电子开关系统到达负载；用于生成脉冲的装置，所述装置具有通过响应所述直流_直流变换器上负载的增加而 增加的频率，所述装置用于产生进一步的功能以使各个脉冲具有固定宽度，但当负载电压 超过目标值为纹波成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值的和时，提前终止各 个脉冲；以及向所述电子开关系统传递脉冲的装置，所述脉冲由用于生成脉冲的所述装置生成。
全文摘要
一种直流-直流变换器中的脉冲发生器电路，可以用于生成脉冲，所述脉冲的频率通过响应所述直流-直流变换器上负载的增加而增加。所述脉冲发生器电路用于使各个脉冲具有固定宽度。然而，当脉冲达到所述固定宽度的末端并且通过变换器中的电感的电流大小低于阈值时，所述脉冲生成器用于延长所述脉冲直至通过所述电感的电流大小达到所述阈值为止。所述脉冲生成器电路可以用于当负载电压超过目标值为纹波成分的峰-峰值电压的大约一半加上噪声成分差值的和时，提前终止各个脉冲。
文档编号H02M3/155GK101741239SQ200910226338
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者杰森·李奥纳德, 特里·J·格罗姆 申请人:凌力尔特有限公司