[发明专利]用于控制开关电源的设备

权利要求书

1.一种用于通过调整开关占空比来控制开关电源(SMPS)的输出电压的装置，所述装置包括：

比较器，所述比较器被配置成输出随所述SMPS的输出电压与参考电压之间的比较结果而变的状态信号；

时钟产生器，所述时钟产生器被配置成产生所述SMPS的内部芯片工作频率和开关频率；

数字控制器，所述数字控制器被配置成根据从所述比较器输入的所述状态信号而确定电流单元的开启/关闭；以及

数字脉宽调制器(DPWM)，所述数字脉宽调制器被配置成根据所述电流单元的电流量来确定内部电容器的充电/放电时间，由此确定数字脉宽调制信号的占空比。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述DPWM根据由所述数字控制器确定的所述电流单元的电流量来控制所述内部电容器的电压的上升斜率。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述DPWM：根据从所述比较器输入的所述状态信号使3位移位寄存器运作，由此以第一占空分辨率来确定所述数字脉宽调制信号的初始占空比；如果从所述比较器输入的所述状态信号改变，那么便使4位移位寄存器运作，由此改变所述数字控制器的状态使得所述数字脉宽调制信号的占空比以低于所述第一占空分辨率的第二占空分辨率得到控制；如果所述4位移位寄存器完成了运作，那么使5位移位寄存器运作；以及如果所述5位移位寄存器完成了运作，那么通过3位可逆计数器以低于所述第二分辨率的第三占空分辨率向负载供应稳定的输出电压。

4.根据权利要求3所述的装置，其中在所述3位移位寄存器处于全高或全低状态时所述3位移位寄存器产生切换信号，使得所述数字控制器的状态改变，由此使所述4位移位寄存器运作。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述数字脉宽调制信号的占空比被确定为与所述内部电容器的电压到达逻辑阈值电压所需的时间成比例。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述内部电容器的电容随所需使用的开关频率而变。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述内部电容器的所述电压的上升通过以下等式A进行计算：

【等式A】

V(t)=(I_c/C)×t，

其中，V(t)是随充电时间而变的电容电压，Ic是充入所述内部电容器中的电流，C是电容，t是充电时间。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述DPWM包括：

升压模式电路，所述升压模式电路被配置成对所述内部电容器的所述电压放电，以减少所述输出电压的纹波；以及

自适应开启时间电路，所述自适应开启时间电路被配置成防止因所述升压模式电路造成的开关频率的速度的降低。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述数字控制器以10倍于转换器开关频率的内部工作频率来控制占空比。

10.根据权利要求1所述的装置，其中如果从所述比较器输入的是第一控制信号，那么所述数字控制器依次开启各个所述电流单元以增加所述内部电容器的充电电流量；如果从所述比较器输入的是第二控制信号，那么相继关闭各个所述电流单元以降低所述内部电容器的充电电流量。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，当所述SMPS的输出电压低于所述参考电压时，所述第一控制信号对应于高电平的信号输出；当所述SMPS的输出电压高于所述参考电压时，所述第二控制信号对应于低电平的信号输出。

12.根据权利要求8所述的装置，其中如果因为所述升压模式电路而导致在各开关频率下没能产生所述数字脉宽调制信号，那么所述自适应开启时间电路产生具有最小占空比的脉冲，来最小化各开关频率下的输出电压纹波。

13.根据权利要求8所述的装置，其中由所述DPWM通过所述升压模式电路和所述自适应开启时间电路产生的所述数字脉宽调制信号提供随机扩频时钟(SSC)。