[发明专利]用于增强电源变换系统的动态响应的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于增强动态响应的系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于电源变换系统。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。

背景技术

开关电源变换系统常常不仅需要不同负载条件下的良好动态响应，而且还需要良好的稳定性。图1是示出具有降压（step-down）结构的传统开关电源变换系统的简化示图。该开关电源变换系统100包括系统控制器102、开关104、电容器106、两个二极管108和110以及电感器112。例如，电源变换系统100的输出电压120通常需要被调整为在输出负载变化时几乎恒定并且相对稳定。

图2是示出作为电源变换系统100的一部分的系统控制器102的某些组件的简化传统示图。系统控制器102包括误差放大器202、控制组件204和栅极驱动器206。另外，系统控制器102使用包括电容器210和212以及电阻器214的补偿网络208。

误差放大器202接收参考信号218和与输出电压120有关的反馈信号216，并生成指示系统100的负载条件的放大信号220。控制组件204接收放大信号220并且向栅极驱动器206输出调制信号222，栅极驱动器206生成驱动开关104的栅极驱动信号224。补偿网络208被连接到误差放大器202的输出端子。如果放大信号220在大小上较大从而指示平均输出电压120与参考信号218大不相同，则控制组件204调节调制信号222以提高开关频率和占空因数，以使得更多电力可被传递给输出负载。

该控制环路的带宽常需要非常小以便将输出电压120调整为几乎恒定。该控制环路的主极点与误差放大器202和补偿网络208相关联。通常，电容器212具有大电容以减小控制环路的带宽。但是，如果负载条件改变，则电容器212的大电容不利地影响了电源变换系统100的动态响应。

为了获得良好的动态响应，常常需要电源变换系统100的控制环路具有宽的带宽。例如，补偿网络208可被移除以增加控制环路的带宽。于是，误差放大器202变成比较器，并且误差放大器202的输出轨到轨地变化，这引起了开关频率和占空因数的极大改变。电源变换系统100因此在开关模式（例如，开/关（on/off）模式）中操作，而非误差放大器模式（EA模式）。然而，即使在输出负载稳定时，控制环路的宽带宽常常也会不利地影响电源变换系统100的稳定性。通常需要具有大量外部组件的复杂补偿网络来获得良好的动态响应和满意的稳定性两者。但是，这样的补偿网络通常极大地提高了系统成本。

因此，提高用于增强电源变换系统的动态响应的技术变得非常重要。

发明内容

本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于增强动态响应的系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于电源变换系统。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。

根据一个实施例，一种用于调整电源变换系统的系统控制器包括第一放大器、可变电阻组件、第一电容器以及调制和驱动组件。第一放大器被配置为接收参考信号和与所述电源变换系统的输出信号相关联的反馈信号，所述第一放大器包括放大器端子。可变电阻组件与第一可变电阻值相关联，所述可变电阻组件包括第一组件端子和第二组件端子，所述第一组件端子被与所述放大器端子相耦合。第一电容器包括第一电容器端子和第二电容器端子，所述第一电容器端子被与所述第二组件端子相耦合。调制和驱动组件包括第一端子和第二端子，所述第一端子被与所述放大器端子相耦合，所述调制和驱动组件被配置为在所述第二端子处将驱动信号输出给开关，以影响所述电源变换系统的所述输出信号。所述系统控制器被配置为：将所述第一可变电阻值设为第一电阻大小以便在开关模式中操作；以及将所述第一可变电阻值设为第二电阻大小以便在误差放大器模式中操作。所述第一电阻大小大于所述第二电阻大小。所述开关模式不同于所述误差放大器模式。