改善负载暂态的固定工作时间模式电源供应器及其方法
【专利摘要】一种改善负载暂态的固定工作时间模式电源供应器及其方法，该固定工作时间模式电源供应器包括：回授电路，检测固定工作时间模式电源供应器的输出电压产生回授信号；补偿器，根据回授信号与一参考电压的差值产生误差信号；锯齿波产生器，提供锯齿波信号；比较器，比较误差信号及锯齿波信号产生比较信号；工作时间产生器，根据比较信号触发具有第一脉宽的第一调节信号供调节输出电压；负载暂态改善电路，根据锯齿波信号及误差信号其中至少一个及比较信号判断负载状态，在负载变化使输出电压下降期间产生具第二脉宽的第二调节信号供调节输出电压。在负载变化使输出电压下降时，增加提供至输出端的能量以防止输出电压过低，并缩短输出电压的趋稳时间。
【专利说明】改善负载暂态的固定工作时间模式电源供应器及其方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关一种固定工作时间模式电源供应器，特别是关于一种改善负载暂态的固定工作时间模式电源供应器及其方法。
【背景技术】
[0002]现行的固定工作时间(Constant On Time;COT)模式电源供应器有非常多种形式，图1显示其中一种较常见的COT电源供应器，其中回授电路18检测COT电源供应器的输出电压Vo产生回授信号Vfb，补偿器12根据回授信号Vfb与参考电压Vrefl的差值产生误差信号Vcomp，图1的补偿器12使用转导放大器，在其他应用中，也可以使用运算放大器，串联的电阻Re及电容Ce作为补偿器元件连接在补偿器12的输出端，锯齿波产生器10提供锯齿波信号Vramp，锯齿波产生器10除了可以根据输入电压Vin或输出电压No决定锯齿波信号Vramp之外，也可以根据开关Ml的导通(on)或关闭(off)而产生如电感电流IL的锯齿波信号Vramp,比较器14比较误差信号Vcomp及锯齿波信号Vramp产生比较信号Scmpl,工作时间产生器(on time generator) 16根据比较信号Scmpl触发具有固定脉宽Tonl的调节信号Scotl，工作时间产生器16的设计方式有很多种，其中最常见的方式就是撷取输入电压Vin及输出电压Vo来决定调节信号Scotl的脉宽Tonl,以达成固定频率(ConstantFrequency;CF)或固定电流链波(Constant Current Ripple;CCR)的COT架构，闸极驱动器20根据调节信号Scotl控制开关Ml及M2以调节输出电压Vo。
[0003]图1的COT电源供应器是将误差信号Vcomp及锯齿波信号Vramp相切，进而产生比较信号Scmpl触发调节信号Scotl，其中锯齿波信号Vramp除了可以增加COT电源供应器的抗杂讯(noise immunity)能力之外,还能够降低误差信号Vcomp出现抖动(jitter)的情况。然而，图1的COT电源供应器有补偿器12，在不同的补偿器设计下会直接影响COT电源供应器的暂态响应，例如当补偿器12的直流增益比较低时，暂态响应较慢，在负载Ro由轻载变成重载时，输出电压Vo可能出现过低(undershoot)情况,造成无法符合电器规范的需求。为了避免输出电压Vo出现过低情况，传统的方法是增加输出端上的电容Co的电容值，但此方法将使成本上升。
[0004]因此，一种不论补偿器设计的优劣皆能防止输出电压过低且能降低成本的固定工作时间模式电源供应器，乃为所冀。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一，在于提出一种改善负载暂态的固定工作时间模式电源供应器及其方法。
[0006]本发明的目的之一，在于提出一种防止输出电压过低且能降低成本的固定工作时间模式电源供应器及其方法。
[0007]本发明的目的之一,在于提出一种缩短输出电压的趋稳时间的固定工作时间模式电源供应器及其方法。[0008]根据本发明，一种固定工作时间模式电源供应器包括回授电路检测该固定工作时间模式电源供应器的输出电压产生回授信号，补偿器根据该回授信号与一参考电压的差值产生误差信号，锯齿波产生器提供锯齿波信号，比较器比较该误差信号及该锯齿波信号产生比较信号，以及工作时间产生器根据该比较信号触发具有第一脉宽的第一调节信号供调节该输出电压。该固定工作时间模式电源供应器根据该锯齿波信号及该误差信号其中至少一个以及该比较信号判断负载状态，在负载变化使该输出电压下降期间，该固定工作时间模式电源供应器产生具有第二脉宽的第二调节信号或者增加该第一调节信号的第一脉宽以增加提供至该固定工作时间模式电源供应器的输出端的能量，进而防止该输出电压过低，同时缩短该输出电压的趋稳时间。与现有增加输出电容的固定工作时间模式电源供应器相比，本发明的固定工作时间电源供应器的成本较低。
[0009]根据本发明，一种固定工作时间模式电源供应器的负载暂态改善方法包括检测该固定工作时间模式电源供应器的输出电压产生回授信号，根据参考电压及该回授信号的差值产生误差信号，比较该误差信号及一锯齿波信号产生比较信号，根据该比较信号触发具有第一脉宽的第一调节信号供调节该输出电压，以及根据该锯齿波信号及该误差信号其中至少一个以及该比较信号判断负载状态。在负载变化使该输出电压下降期间，藉由产生具有第二脉宽的第二调节信号或者增加该第一调节信号的第一脉宽以增加提供至该固定工作时间模式电源供应器的输出端的能量，进而防止该输出电压过低，同时缩短该输出电压的趋稳时间。
[0010]本发明的固定工作时间电源供应器不但可以防止输出电压过低以及缩短输出电压的趋稳时间，而且相对于现有增加输出电容Co的方法，本发明的固定工作时间电源供应器的成本也比较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1显示现有的固定工作时间电源供应器；
[0012]图2显示本发明固定工作时间电源供应器的第一实施例；
[0013]图3显示图2中负载暂态改善电路的第一实施例；
[0014]图4显示图3中信号的时序图；
[0015]图5显示用以达成固定频率的工作时间产生器及快速响应电路的实施例；
[0016]图6显示用以达成固定频率的快速响应电路的第二实施例；
[0017]图7显示用以达成固定电流涟波的工作时间产生器及快速响应电路的实施例；
[0018]图8显示用以达成固定电流涟波的快速响应电路的第二实施例；
[0019]图9显示本发明固定工作时间电源供应器的第二实施例；
[0020]图10显示图9中负载暂态改善电路的实施例；
[0021]图11显示本发明固定工作时间电源供应器的第三实施例；
[0022]图12显不图11中工作时间产生器的第一实施例；
[0023]图13显示图12中时间控制器在固定频率模式的实施例；
[0024]图14显示图12中时间控制器在固定电流涟波模式的实施例；
[0025]图15显示本发明固定工作时间电源供应器的第四实施例；
[0026]图16显不图15中工作时间产生器的实施例；[0027]图17是根据本发明固定工作时间电源供应器的模拟图；
[0028]图18是现有固定工作时间电源供应器的模拟图；以及
[0029]图19显示本发明及现有的固定工作时间电源供应器在负载暂态时的模拟图。
[0030]附图标号:
[0031]10锯齿波产生器
[0032]12补偿器
[0033]14比较器
[0034]16工作时间产生器
[0035]18回授电路
[0036]20闸极驱动器
[0037]22负载暂态改善电路
[0038]24取样及维持电路
[0039]26负载检测器
[0040]28快速响应电路
.[0041]30锯齿波信号Vramp
[0042]32取样信号 Vramp_sh
[0043]34误差信号 Vcomp
[0044]36比较信号 Scmpl
[0045]38检测信号 Scmp2
[0046]40电流转换器
[0047]42比较器
[0048]44与门(and gate)
[0049]46电流转换器
[0050]48比较器
[0051]50加法器
[0052]52加法器50的输入端
[0053]54加法器50的输入端
[0054]56时间控制器
[0055]60输出电压Vo
[0056]62输出电压Vo
【具体实施方式】
[0057]图2显示本发明固定工作时间电源供应器的第一实施例，其除了图1的电路所示的元件之外，还包括负载暂态改善电路22，负载暂态改善电路22根据锯齿波信号Vramp、误差信号Vcomp及比较信号Scmpl判断负载Ro的状态,并在负载Ro变化使输出电压Vo下降时，产生调节信号Scot2至工作时间产生器16，以使工作时间产生器16产生脉宽较大的调节信号Scotl，调节信号Scotl的脉宽增加表示开关Ml的导通(on)时间增加，输入端Vin因而可以多输出一些能量至输出端Vo以防止输出电压Vo过低，同时也可以缩短从负载变化至输出电压Vo稳定的趋稳时间(settling time)。[0058]图3显示图2中负载暂态改善电路22的第一实施例，其包括取样及维持电路24、负载检测器26及快速响应电路28。图4显示图3中信号的时序图，其中波形30为锯齿波信号Vramp,波形32为取样信号Vramp_sh,波形34为误差信号Vcomp,波形36为比较信号Scmpl,波形38为检测信号Scmp2。参照图2、图3及图4,当误差信号Vcomp等于锯齿波信号Vramp时，比较器14产生比较信号Scmpl给取样及维持电路24，如波形30、34及36以及时间tl所示，取样及维持电路24根据比较信号Scmpl对锯齿波信号Vramp取样产生取样信号Vramp_sh,如波形32所示，取样信号Vramp_sh可以藉由小电容储存并于下个周期送出给负载检测器26，负载检测器26藉由取样信号Vramp_sh及误差信号Vcomp判断负载Ro的状态。在正常操作下，误差信号Vcomp小于或等于取样信号Vramp_sh,负载检测器26不会触发检测信号Scmp2。当负载Ro变化使输出电压Vo下降时，误差信号Vcomp将大于取样信号Vramp_sh，如时间t2所示，负载检测器26因而送出检测信号Scmp2，快速响应电路28根据检测信号Scmp2产生调节信号Scot2。锯齿波信号Vramp的动态谷值是由误差信号Vcomp决定，因此不论是负载Ro变动或是输入电压Vin及输出电压No改变，负载暂态改善电路22皆可以防止输出电压Vo过低。
[0059]在图2中，补偿器12的反相输入端及非反相输入端也可以分别接收参考电压Vrefl及回授信号Vfb，在这种状况下，比较器14的反相输入端及非反相输入端将分别接收误差信号Vcomp及锯齿波信号Vramp,负载检测器26则在误差信号Vcomp小于取样信号Vramp_sh时送出检测信号Scmp2。
[0060]图5显示用以达成固定频率(Constant Frequency ；CF)的工作时间产生器16及快速响应电路28的实施例。在快速响应电路28中，电流转换器46根据电流Iinl=Vin/Rl提供与输入电压Vin相关的电流Iq对电容Cq充电，开关SWq与电容Cq并联，比较器48比较输出电压Vo及电容Cq的电压Vcq产生具有脉宽Ton2的调节信号Scot2。在工作时间产生器16中，电流转换器40根据电流Iinl提供与输入电压Vin相关的电流Il对电容Cl充电，开关SWl与电容Cl并联，比较器42比较输出电压No及电容Cl的电压Vcl产生具有脉宽Tonl的调节信号Scot3，与门44根据调节信号Scot2及Scot3产生调节信号Scotl，其中脉宽Ton2大于脉宽Tonl。当比较器14送出比较信号Scmpl时，工作时间产生器16的开关SWl被导通(turn on)使电容Cl放电，电压Vcl因而低于输出电压Vo而触发调节信号Scot3，在开关SWl关闭(turn off)后，电流Il对电容Cl充电而使电压Vcl上升，当电压Vcl大于输出电压Vo时，结束调节信号Scot3。在非负载暂态的情况下，快速响应电路28中的开关SWq保持关闭状态，电容Cq持续被充电使得电压Vcq高于输出电压No，故此时工作时间产生器16产生脉宽等于Tonl的调节信号Scotl。当发生负载暂态使误差信号Vcomp大于取样信号Vramp_sh时,负载检测器26提供检测信号Scmp2导通快速响应电路28中的开关SWq以使电容Cq放电，电压Vcq因而低于输出电压Vo以触发调节信号Scot2，在开关SWq关闭(turn off)后，电流Iq对电容Cq充电，当电压Vcq大于输出电压Vo时，结束调节信号Scot2，因此工作时间产生器16产生脉宽Ton2的调节信号Scotl，以使开关Ml导通较长时间，进而防止输出电压Vo过低。
[0061]图6显示用以达成CF的快速响应电路28的第二实施例，其与图5的电路同样包括电流转换器46、开关SWq、电容Cq及比较器48，但是开关SWq是受控于比较信号ScmpI，此外，图6的快速响应电路28还包括加法器50、电压源Vrefq及开关SW2，加法器50结合其输入端52及54上的电压产生总和电压Vsum至比较器48的非反相输入端，加法器50的输入端52接收输出电压No，电压源Vrefq连接在加法器50的输入端54及接地端之间，开关SW2与电压源Vrefq并联，而且受控于检测信号Scmp2。在非负载暂态期间，开关SW2导通使加法器50的输入端54连接至接地端，故总和电压Vsum=Vo,当比较器14送出比较信号Scmpl时,开关SWq被导通使电容Cq放电，电压Vcq因而低于总和电压Vsum而触发调节信号Scot2,在开关SWq关闭(turn off)后，电流Iq对电容Cq充电而使电压Vcq上升，当电压Vcq大于总和电压Vsum时,结束调节信号Scot2,藉由设定电流Iq及电容Cq其中至少一个，使得此时的调节信号Scot2的脉宽Ton2小于或等于Toni。当发生负载暂态使误差信号Vcomp大于取样信号Vramp_sh时,开关SW2被检测信号Scmpl关闭(turn off),此时总和电压Vsum=Vo+Vrefq，因此调节信号Scot2的脉宽Ton2增加并且大于Toni。
[0062]图7显示用以达成固定电流链波(Constant Current Ripple ;CCR)的工作时间产生器16及快速响应电路28的实施例。图7的工作时间产生器16与图5的电路同样包括电流转换器40、开关SWl、电容Cl、比较器42跟与门44，但是电流转换器40是根据电流Iin2= (Vin-Vo)/Rl提供与输入电压Vin及输出电压Vo之间的差值相关的电流II，比较器42是比较参考电压Vref2及电容Cl的电压Vcl产生调节信号Scot3。图7的快速响应电路28与图5的电路同样包括电流转换器46、开关SWq、电容Cq及比较器48，但是电流转换器46是根据电流Iin2提供与输入电压Vin及输出电压No之间的差值相关的电流Iq，比较器48是比较参考电压Vrefq及电容Cq的电压Vcq产生调节信号Scot2。调节信号Scot2的脉宽Ton2大于调节信号Scot3的脉宽Toni。
[0063]图8显示用以达成CCR的快速响应电路28的第二实施例，其与图7的电路同样包括电流转换器46、开关SWq、电容Cq及比较器48,但是开关SWq是受控于比较信号ScmpI,此外图8的快速响应电路28还包括电压源Vrefql、电压源Vrefq2及开关SW2，电压源Vrefql及Vrefq2串联在比较器48的非反相输入端及接地端之间，开关SW2与电压源Vrefq2并联。在非负载暂态期间，开关SW2导通，比较器48的非反相输入端的电压Vrefq=Vrefql,当比较器14送出比较信号Scmpl时,开关SWq被导通使电容Cq放电，电压Vcq因而低于电压Vrefq而触发调节信号Scot2，在开关SWq关闭(turn off)后，电流Iq对电容Cq充电而使电压Vcq上升，当电压Vcq大于电压Vrefq时,结束调节信号Scot2,藉由设定电流Iq、电容Cq及电压源Vrefql其中至少一个，使得此时的调节信号Scot2的脉宽Ton2小于或等于Toni。当发生负载暂态使误差信号Vcomp大于取样信号Vramp_sh时,开关SW2被检测信号Scmp2关闭(trun off),此时比较器48的非反相输入端的电压Vrefq=Vrefql+Vrefq2,因此调节信号Scot2的脉宽Ton2增加并且大于Toni。
[0064]图9显示本发明固定工作时间电源供应器的第二实施例，其与图2的电路具有相同的元件，但是负载暂态改善电路22是根据误差信号Vcomp及比较信号Scmpl产生调节信号Scot2。图10显示图9中负载暂态改善电路22的实施例，其与图3的电路同样具有取样及维持电路24、负载检测器26及快速响应电路28，但是取样及维持电路24是根据比较信号Scmpl对误差信号Vcomp取样产生取样信号Vc0mp_sh，而且负载检测器26是根据取样信号Vc0mp_sh及误差信号Vcomp产生检测信号Scmp2。当负载Ro变化使误差信号Vcomp大于取样信号Vc0mp_sh时，负载检测器26产生检测信号使快速响应电路28产生调节信号Scot2，进而让开关Ml导通较长的时间以防止输出电压Vo过低，以及缩短输出电压Vo的趋稳时间。图10的快速响应电路28的架构可以参考图5至图8所示的实施例。
[0065]图2及图9中的负载暂态改善电路22也可以与工作时间产生器16结合。图11显示本发明固定工作时间电源供应器的第三实施例，其与图1的电路具有相同的元件，但是工作时间产生器16除了根据比较信号Scmpl触发调节信号Scotl之外，还根据锯齿波信号Vramp、误差信号Vcomp及比较信号Scmpl判断负载Ro是否变化。当负载Ro变化使输出电压Vo下降时，图11的工作时间产生器16将增加调节信号Scotl的脉宽Tonl，以防止输出电压Vo过低，同时也可以缩短输出电压No的趋稳时间。
[0066]图12显不图11中工作时间产生器16的实施例,其包括取样及维持电路24、负载检测器26及时间控制器56，图12的取样及维持电路24及负载检测器26的操作与图3的电路相同，时间控制器56根据比较信号Scmpl触发调节信号Scotl，并且在负载Ro变化使输出电压Vo下降时，根据来自负载检测器26的检测信号Scmp2增加调节信号Scotl的脉宽 Tonl。
[0067]图13显示图12中时间控制器56在CF模式的实施例，其中电流转换器40根据电流Iinl提供与输入电压Vin相关的电流Il对电容Cl充电，开关SWl与电容Cl并联，加法器50将其输入端52及54的电压结合产生总和电压Vsum，加法器50的输入端52接收输出电压Vo，电压源Vref3连接在加法器50的输入端54及接地端之间，开关SW2与电压源Vref3并联，比较器42比较总和电压Vsum及电容Cl的电压Vcl产生调节信号Scotl。在非负载暂态期间，开关SW2导通使加法器50的输入端54连接至接地端，故总和电压Vsum=Vo,当比较器14送出比较信号Scmpl时，开关SWl被导通使电容Cl放电，电压Vcl因而低于总和电压Vsum而触发调节信号Scotl，在开关SWl关闭(turn off)后，电流Il对电容Cl充电而使电压Vcl上升，当电压Vcl大于总和电压Vsum时，结束调节信号Scotl。当发生负载暂态使误差信号Vcomp大于取样信号Vramp_sh时，开关SW2被检测信号Scmp2关闭，此时总和电压，Vsum = Vo+Vref3,因此电容Cl的电压Vcl需要较长的时间才能达到总和电压Vsum，故调节信号Scotl的脉宽Tonl增加。在此实施例中，检测信号Scmp2调整比较器42的非反相输入端的电压Vsum使脉宽Tonl增加,在其他实施例中,检测信号Scmp2也可以调整电流I1、电容Cl及电压Vsum其中至少一个来增加脉宽Tonl。
[0068]图14显示图12中时间控制器56在CCR模式的实施例，其中电流转换器40根据电流Iin2提供与输入电压Vin及输出电压No之间的差值相关的电流Il对电容Cl充电，开关SWl与电容Cl并联，电压源Vref 3及Vref4串联在比较器42的非反相输入端及接地端之间，开关SW2与电压源Vref3并联，电容Cl提供电压Vcl至比较器42的反相输入端，比较器42比较其两输入端的电压产生调节信号Scotl。在非负载暂态期间，开关SW2导通，比较器42的非反相输入端的电压Vref2=Vref4，当比较器14送出比较信号Scmpl时，开关SWl被导通使电容Cl放电，电压Vcl因而低于电压Vref2而触发调节信号Scotl，在开关SWl关闭(turn off)后，电流Il对电容Cl充电而使电压Vcl上升，当电压Vcl大于电压Vref2时，结束调节信号Scotl。当发生负载暂态使误差信号Vcomp大于取样信号Vramp_sh时,开关SW2被检测信号Scmp2关闭，此时比较器42的非反相输入端的电压Vref2=Vref3+Vref4，因此电容Cl的电压Vcl需要较长的时间才能达到电压Vref2，故调节信号Scotl的脉宽Tonl增加。在此实施例中，检测信号Scmp2调整比较器42的非反相输入端的电压Vref2使脉宽Tonl增加，在其他实施例中，检测信号Scmp2也可以调整电流I1、电容Cl及电压Vref2其中至少一个来增加脉宽Toni。
[0069]图15显示本发明固定工作时间电源供应器的第四实施例，其与图1的电路具有相同的元件，但是工作时间产生器16除了根据比较信号Scmpl触发调节信号Scotl之外，还根据误差信号Vcomp及比较信号Scmpl判断负载Ro是否变化。当负载Ro变化使输出电压Vo下降时，图15的工作时间产生器16将增加调节信号Scotl的脉宽Tonl，以防止输出电压Vo过低以及缩短输出电压Vo的趋稳时间。
[0070]图16显不图15中工作时间产生器16的实施例,其包括取样及维持电路24、负载检测器26及时间控制器56，其中时间控制器56根据比较信号Scmpl触发调节信号Scotl，取样及维持电路24根据比较信号Scmpl对误差信号Vcomp取样产生取样信号Vc0mp_sh，负载检测器26根据取样信号Vcomp_sh及误差信号Vcomp判断负载Ro状态，当发生负载暂态使误差信号Vcomp大于取样信号Vc0mp_sh时，负载检测器26产生检测信号Scmp2给时间控制器56以增加调节信号Scotl的脉宽Tonl。图16的时间控制器56的架构如图13及图14所示。
[0071]图17是根据本发明固定工作时间电源供应器的模拟图，图18是现有固定工作时间电源供应器的模拟图，图17及图18的模拟参数是相同的。参照图17，本发明的固定工作时间电源供应器在负载暂态期间，可以增加调节信号Scotl的脉宽，因此输出电压Vo的最低点大约为1.035V。参照图18，现有的固定工作时间电源供应器在负载暂态期间，调节信号Scotl的脉宽保持不变，使得输出电压Vo的最低点约为1.025V，故本发明确实可以防止输出电压Vo过低。
[0072]图19显示本发明及现有的固定工作时间电源供应器在负载暂态时的模拟图，其中波形60为本发明固定工作时间电源供应器的输出电压Vo，波形62为现有固定工作时间电源供应器的输出电压No，从图19可知，在相同模拟参数下，本发明不论是在轻载转重载还是重载转轻载都可以减少输出电压Vo的压降(droop voltage),同时可以使输出电压Vo更快恢复稳定。
[0073]本发明的固定工作时间电源供应器不但可以防止输出电压过低以及缩短输出电压的趋稳时间，而且相对于现有增加输出电容Co的方法，本发明的固定工作时间电源供应器的成本也比较低。
【权利要求】
1.一种改善负载暂态的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述的固定工作时间模式电源供应器包括: 回授电路，检测所述固定工作时间模式电源供应器的输出电压产生回授信号； 补偿器，连接所述回授电路，根据所述回授信号与一参考电压的差值产生误差信号； 锯齿波产生器，提供锯齿波信号； 比较器，连接所述补偿器及所述锯齿波产生器，比较所述误差信号及所述锯齿波信号产生比较信号； 工作时间产生器，连接所述比较器，根据所述比较信号触发具有第一脉宽的第一调节信号供调节所述输出电压；以及 负载暂态改善电路，连接所述比较器，根据所述锯齿波信号及所述误差信号其中至少一个以及所述比较信号判断负载状态，并在负载变化使所述输出电压下降期间产生具有第二脉宽的第二调节信号供调节所述输出电压以防止所述输出电压过低。
2.如权利要求1所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述第二脉宽大于所述第一脉宽。
3.如权利要求1所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述负载暂态改善电路包括: 取样及维持电路，连接所述锯齿波产生器及所述比较器，根据所述比较信号对所述锯齿波信号取样产生取样信号； 负载检测器，连接所述取样及维持电路及所述补偿器，比较所述取样信号及所述误差信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及快速响应电路，连接所 述负载检测器，根据所述检测信号产生所述第二调节信号。
4.如权利要求1所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述负载暂态改善电路包括: 取样及维持电路，连接所述补偿器及所述比较器，根据所述比较信号对所述误差信号取样产生取样信号； 负载检测器，连接所述取样及维持电路及所述补偿器，比较所述取样信号及所述误差信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及快速响应电路，连接所述负载检测器，根据所述检测信号产生所述第二调节信号。
5.如权利要求3或4所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述快速响应电路包括: 电容； 开关，与所述电容并联，根据所述检测信号而导通使所述电容放电； 电流转换器，连接所述电容，提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压相关的电流对所述电容充电；以及 第二比较器，连接所述电容，比较所述电容的电压及所述输出电压产生所述第二调节信号。
6.如权利要求3或4所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述的快速响应电路包括: 电容；第一开关，与所述电容并联，根据所述比较信号而导通使所述电容放电； 电流转换器，连接所述电容，提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压相关的电流对所述电容充电； 加法器，结合其输入端的电压产生总和电压，其中所述加法器的第一输入端接收所述输出电压； 电压源，连接在所述加法器的第二输入端及接地端之间； 第二开关，与所述电压源并联，根据所述检测信号而关闭；以及第二比较器，连接所述电容及所述加法器，比较所述电容的电压及所述总和电压产生所述第二调节信号。
7.如权利要求3或4所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述的快速响应电路包括: 电容； 开关，与所述电容并联，根据所述检测信号而导通使所述电容放电； 电流转换器，连接所述电容，提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压及所述输出电压之间的差值相关的电流对所述电容充电；以及 第二比较器，连接所述电容，比较所述电容的电压及一第二参考电压产生所述第二调节信号。
8.如权利要求3或4所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述的快速响应电路包括: 电容； 第一开关，与所述电容并联，根据所述比较信号而导通使所述电容放电； 电流转换器，连接所述电容，提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压及所述输出电压之间的差值相关的电流对所述电容充电； 第二比较器，具有第一输入端及第二输入端，比较所述第一及第二输入端的电压产生所述第二调节信号，其中所述第一输入端连接所述电容； 二电压源，串联在所述第二比较器的第二输入端及一接地端之间；以及 第二开关，与所述二电压源的其中之一并联，根据所述检测信号而关闭。
9.一种改善负载暂态的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述的固定工作时间模式电源供应器包括: 回授电路，检测所述固定工作时间模式电源供应器的输出电压产生回授信号； 补偿器，连接所述回授电路，根据参考电压及所述回授信号的差值产生误差信号； 锯齿波产生器，提供锯齿波信号； 比较器，连接所述补偿器及所述锯齿波产生器，比较所述误差信号及所述锯齿波信号产生比较信号；以及 工作时间产生器，连接所述比较器，根据所述比较信号触发调节信号供调节所述输出电压，并且根据所述锯齿波信号及所述误差信号其中至少一个以及所述比较信号判断负载状态，在负载变化使所述输出电压下降期间调整所述调节信号的脉宽以防止所述输出电压过低。
10.如权利要求9所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述工作时间产生器包括: 取样及维持电路，连接所述锯齿波产生器及所述比较器，根据所述比较信号对所述锯齿波信号取样产生取样信号； 负载检测器，连接所述取样及维持电路及所述补偿器，比较所述取样信号及所述误差信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 时间控制器，连接所述负载检测器及所述比较器，根据所述比较信号触发所述调节信号，以及根据所述检测信号调整所述调节信号的脉宽。
11.如权利要求9所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述的工作时间产生器包括: 取样及维持电路，连接所述补偿器及所述比较器，根据所述比较信号对所述误差信号取样产生取样信号； 负载检测器，连接所述取样及维持电路及所述补偿器，比较所述取样信号及所述误差信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 时间控制器，连接所述负载检测器及所述比较器，根据所述比较信号触发所述调节信号，以及根据所述检测信号调整所述调节信号的脉宽。
12.如权利要求10或11所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述时间控制器包括: 电容； 第一开关，与所述电容并联，根据所述比较信号而导通使所述电容放电； 电流转换器，连接所述电容，提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压相关的电流对所述电容充电； 加法器，结合其输入端的电压产生总和电压，其中所述加法器的第一输入端接收所述输出电压； 电压源，连接在所述加法器的第二输入端及接地端之间； 第二开关，与所述电压源并联，根据所述检测信号而关闭；以及 第二比较器，连接所述电容，比较所述电容的电压及所述总和电压产生所述调节信号。
13.如权利要求10或11所述的固定工作时间模式电源供应器，其特征在于，所述的时间控制器包括: 电容； 第一开关，与所述电容并联，根据所述比较信号而导通使所述电容放电； 电流转换器，连接所述电容，提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压及所述输出电压之间的差值相关的电流对所述电容充电； 第二比较器，具有第一输入端及第二输入端，比较所述第一及第二输入端的电压产生所述调节信号，其中所述第一输入端连接所述电容； 二电压源，串联在所述第二比较器的第二输入端及接地端之间；以及 第二开关，与所述二电压源的其中之一并联，根据所述检测信号而关闭。
14.一种固定工作时间模式电源供应器的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的负载暂态改善方法包括下列步骤: (A)检测所述固定工作时间模式电源供应器的输出电压产生回授信号；(B)根据参考电压及所述回授信号的差值产生误差信号； (C)比较所述误差信号及一锯齿波信号产生比较信号； (D)根据所述比较信号触发具有第一脉宽的第一调节信号供调节所述输出电压；以及 (E)根据所述锯齿波信号及所述误差信号其中至少一个以及所述比较信号判断负载状态，并在负载变化使所述输出电压下降期间产生具有第二脉宽的第二调节信号供调节所述输出电压以防止所述输出电压过低。
15.如权利要求14所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述第二脉宽大于所述第一脉宽。
16.如权利要求14所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤E包括: 根据所述比较信号对所述锯齿波信号取样产生取样信号； 比较所述误差信号及所述取样信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 根据所述检测信号产生所述第二调节信号。
17.如权利要求14所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤E包括: 根据所述比较信号对所述误差信号取样产生取样信号； 比较所述误差信号及所述取样信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 根据所述检测信号产 生所述第二调节信号。
18.如权利要求16或17所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述根据所述检测信号产生所述第二调节信号的步骤包括: 根据所述检测信号使电容放电； 提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压相关的电流对所述电容充电；以及 比较所述电容的电压及所述输出电压产生所述第二调节信号。
19.如权利要求16或17所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述根据所述检测信号产生所述第二调节信号的步骤包括: 根据所述比较信号使所述电容放电； 提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压相关的电流对所述电容充电；比较所述电容的电压及所述输出电压产生所述第二调节信号；以及根据所述检测信号调整所述电容、所述电流及所述输出电压其中至少一个以使所述第二调节信号具有所述第二脉宽。
20.如权利要求16或17所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述根据所述检测信号产生所述第二调节信号的步骤包括: 根据所述检测信号使电容放电； 提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压及所述输出电压之间的差值相关的电流对所述电容充电；以及 比较所述电容的电压及一第二参考电压产生所述第二调节信号。
21.如权利要求16或17所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述根据所述检测信号产生所述第二调节信号的步骤包括:根据所述比较信号使电容放电； 提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压及所述输出电压之间的差值相关的电流对所述电容充电； 比较所述电容的电压及一第二参考电压产生所述第二调节信号；以及根据所述检测信号调整所述电容、所述电流及所述第二参考电压其中至少一个以使所述第二调节信号具有所述第二脉宽。
22.一种固定工作时间模式电源供应器的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的负载暂态改善方法包括下列步骤: (A)检测所述固定工作时间模式电源供应器的输出电压产生回授信号； (B)根据参考电压及所述回授信号的差值产生误差信号； (C)比较所述误差信号及一锯齿波信号产生比较信号； (D)根据所述比较信号触发调节信号供调节所述输出电压；以及 (E)根据所述锯齿波信号及所述误差信号其中至少一个以及所述比较信号判断负载状态，并在负载变化使所述输出电压下降时调整所述调节信号的脉宽以防止所述输出电压过低。
23.如权利要求22所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤D包括: 根据所述比较信号使电容放电 ； 提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压相关的电流对所述电容充电；以及 比较所述电容的电压及所述输出电压产生所述调节信号。
24.如权利要求23所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤E包括: 根据所述比较信号对所述锯齿波信号取样产生取样信号； 比较所述误差信号及所述取样信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 根据所述检测信号调整所述电容、所述电流及所述输出电压其中至少一个以调整所述调节信号的脉宽。
25.如权利要求23所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤E包括: 根据所述比较信号对所述误差信号取样产生取样信号； 比较所述误差信号及所述取样信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 根据所述检测信号调整所述电容、所述电流及所述输出电压其中至少一个以调整所述调节信号的脉宽。
26.如权利要求22所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤D包括: 根据所述比较信号使电容放电； 提供与所述固定工作时间模式电源供应器的输入电压及所述输出电压之间的差值相关的电流对所述电容充电；以及 比较所述电容的电压及一第二参考电压产生所述调节信号。
27.如权利要求26所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤E包括: 根据所述比较信号对所述锯齿波信号取样产生取样信号；比较所述误差信号及所述取样信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 根据所述检测信号调整所述电容、所述电流及所述第二参考电压其中至少一个以调整所述调节信号的脉宽。
28.如权利要求26所述的负载暂态改善方法，其特征在于，所述的步骤E包括: 根据所述比较信号对所述误差信号取样产生取样信号； 比较所述误差信号及所述取样信号以判断负载状态，并在所述误差信号大于所述取样信号时产生检测信号；以及 根据所述检测信号调整所述电容、所述电流及所述第二参考电压其中至少一个以调整所述调节信号的脉宽。·
【文档编号】H02M3/10GK103427634SQ201210187809
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年6月8日 优先权日:2012年5月24日
【发明者】陈文玮 申请人:立锜科技股份有限公司