[发明专利]一种BUCK控制器和输出电压的控制方法

说明书

本申请的实施例公开了一种BUCK控制器和输出电压的控制方法，用于提高BUCK控制器的瞬态响应能力。在本申请的实施例提供的BUCK控制器中采用差分检测比较器和非线性脉宽调制器，非线性脉宽调制器设置在功率驱动级电路和差分检测比较器之间，当输出电压跌落至检测阈值时，差分检测比较器可以进行差分采样，产生输出信号，非线性脉宽调制器可以根据差分检测比较器产生的输出信号产生非线性脉冲控制信号。本申请的实施例提供的BUCK控制器通过内建非线性脉宽调制器，发出非线性脉冲控制信号，在BUCK控制器的线性环路响应之前，电感器可以提前做出调节输出电压的动作，从而可以提高BUCK控制器的瞬态响应能力。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种BUCK控制器和输出电压的控制方法。

背景技术

在使用直流源的电子设备中，需要采取电压变换器将电源的电压转换为所需的工作电压，其中，BUCK控制器即降压式转换控制器，主要用于直流到直流的降压变换。

BUCK控制器一般采用线性环路控制，随着负载电流的跳变速率的加快，BUCK控制器的瞬态响应要求不能满足客户端的需求。例如，在负载电流跳变很快的场景下，受限于BUCK控制器的环路带宽，BUCK控制器的瞬态响应能力受限，当客户端的负载电流快速跳变时，BUCK控制器的输出电压会产生较大的跌落，进而影响客户端运行的稳定性。又如在一些输出电容较小的应用场景下，在BUCK控制器处于线性环路响应的这段时间内，输出电容便出现较大的电压跌落，进而影响瞬态响应指标。

由于现有技术中BUCK控制器采用的是线性环路控制，而线性环路的带宽受限于开关频率的一半的限制，并且线性环路的相位裕度受限于环路延时的限制，都会导致线性环路的带宽不能无限制的提高，因此BUCK控制器自身的响应时间导致瞬态响应指标的优化遇到瓶颈，降低了BUCK控制器的瞬态响应能力。

发明内容

本申请的实施例提供了一种BUCK控制器和输出电压的控制方法，用于提高BUCK控制器的瞬态响应能力。

为解决上述技术问题，本申请的实施例提供以下技术方案：

第一方面，本申请的实施例提供一种BUCK控制器，包括：所述BUCK控制器包括：脉冲宽度调制PMW调制器、差分检测比较器、非线性脉宽调制器、功率驱动级电路、PMOS功率管、NMOS功率管、电感器、电容器和电阻器，其中，

所述PMW调制器，用于提供PMW驱动信号，产生输出信号；

所述差分检测比较器的输入端分别输入有检测阈值、所述电感器产生的输出电压、所述电阻器产生的负载电压，所述差分检测比较器，用于当所述输出电压跌落至所述检测阈值时，根据所述检测阈值、所述输出电压、所述负载电压进行差分采样，产生输出信号；

所述非线性脉宽调制器的输入端连接所述差分检测比较器，所述非线性脉宽调制器，用于根据所述差分检测比较器产生的输出信号产生非线性脉冲控制信号；

所述功率驱动级电路的输入端输入有所述PMW调制器产生的输出信号和所述非线性脉冲控制信号进行逻辑运算后产生的输出信号，所述功率驱动级电路，用于在所述非线性脉冲控制信号的控制下强制导通，并产生PWM调制信号；

所述PMOS功率管的栅极和所述NMOS功率管的栅极分别输入有所述PWM调制信号，所述PMOS功率管的漏极和所述NMOS功率管的漏极彼此耦合形成输出节点；

所述电感器的输入端耦合至所述输出节点，所述电感器的输出端分别连接所述电容器、所述电阻器、所述差分检测比较器，所述电感器，用于产生电感电流以增加所述输出电压的取值；

所述电阻器和所述电容器并联，所述电容器的正极和负极分别耦合至所述差分检测比较器，所述电容器和所述电阻器，用于产生所述负载电压。