[发明专利]开关型调节器控制器及其混合模式控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件领域。更具体的说，依据本发明的实施例涉及功 率调节和控制方法。

背景技术

电压调节器，例如直流-直流电压转换器，用于给各种不同的电子系统提 供稳定的电压。

低功率设备(如便携式笔记本、移动电话等)的电池管理更需要高效的 直流-直流转换器。开关型电压调节器通过将输入直流电压转换为高频电压， 然后滤波该高频电压从而获得直流输出电压。更具体的说，开关型调节器包 括开关、输出滤波器和控制器。所述开关用以将输入直流电压源交替性的(如 电池)连接和断开连接到负载(如集成电路)；所述输出滤波器，通常包括电 感和电容，其连接在输入电压源和负载之间，用以对开关输出进行滤波，进 而提供输出直流电压；所述控制器(如脉冲宽度调制器(PWM)，脉冲频率调 制器等)用以控制开关以保持一相对恒定的直流输出电压。

传统的开关型调节器利用跨导放大器或者运算放大器作为误差放大器以 放大输出反馈值和基准值之间的差值。为了稳定调节回路，需要设计误差放 大器的传递函数以来满足通常的功率级传递函数的极点和零点。但是，开关 型调节器的功率级传递函数会随着工作状态而变化(如输入电压、输出电流 等)。因此，对于开关型调节器，可以对其误差放大器的传递函数进行合适的 设计以在任何工作状态下均能获得较好的稳定裕度，但是这种操作会导致暂 态响应较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有快速暂态响应的开关型调节器 控制器，以解决现有技术稳定性能较差，暂态响应较差的问题。

依据本发明一优选实施例的开关型调节器控制器包括：

第一反馈电路，用于检测开关型调节器的输出，并与调节参考值进行比 较，然后产生控制信号，所述控制信号用以在所述开关型调节器的稳态状态 时，使所述开关型调节器的输出与所述调节参考值相匹配；

第二反馈电路，用以检测所述开关型调节器的输出和所述一组阈值之间 的输出误差，并据此产生调节信号，所述调节信号用以在暂态状态下调节所 述控制信号以提高所述开关型调节器的暂态响应。

依据本发明优选实施例的一种多路输出开关型调节器包括：

第一公共反馈电路，其采用分时复用的方式来放大每一输出端的输出值 和相应的调节参考值之间的输出调节误差，然后在所述分时复用的一预设时 间间隔内产生与每一路输出端相应的一组控制信号，并且持续至下一检测周 期，所述控制信号用以在开关型调节器的稳态状态时，控制所述开关型调节 器使其每一路输出端输出与相应的调节参考值相匹配的输出值；

一组第二反馈电路，其与所述多路输出开关型调节器的输出端数目相匹 配，用以检测所述开关型调节器的每一路输出和相应的一组阈值之间的误差， 并据此产生相应的一调节信号，所述调节信号用以在暂态状态下调节相应的 所述控制信号以提高所述开关型调节器的暂态响应。

依据本发明优选实施例的另一种多路输出开关型调节器包括：

分时复用电路，其分别与第一公共反馈电路和第二公共反馈电路连接， 用以在不同的时间区间内，分别将第一公共反馈电路和第二公共反馈电路与 对应的输出端连接；

第一公共反馈电路，其采用分时复用的方式以在不同的时间区间内来放 大每一输出端的输出值和相应的调节参考值之间的输出调节误差，然后在所 述分时复用的预设时间间隔内产生与每一路输出端相应的一组控制信号，并 且持续至下一检测周期，所述每一控制信号用以在开关型调节器的稳态状态 时，控制所述开关型调节器使其每一路输出端输出与相应的调节参考值相匹 配的输出值；

第二公共反馈电路，其采用分时复用的方式以在不同的时间区间内检测 所述开关型调节器的每一路输出和相应的一组阈值之间的误差，并据此产生 相应的一调节信号，所述调节信号用以在暂态状态下调节相应的所述控制信 号以提高所述开关型调节器的暂态响应。

依据本发明实施例的一种开关型调节器的控制方法，包括以下步骤：

(1)使用第一反馈电路放大所述开关型调节器输出端的输出值和调节参 考值之间的输出误差；

(2)产生源自所述放大输出误差的控制信号，以获得所述开关型调节器 的稳态状态；

(3)使用第二反馈电路检测所述开关型调节器输出端的输出值和所述一 组阈值之间的所述输出误差；