[发明专利]直流变换器及其方法

说明书

本申请公开了一种直流变换器及其方法。所述直流变换器，包括：功率开关电路、电流电压转换器、比例积分电路、电压电流转换器以及逻辑控制电路。所述直流变换器消除了系统暂态过程中输出电压的过冲。

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种直流变换器及其方法。

背景技术

大多数电子产品如笔记本电脑、台式电脑、PDA等，需要直流(DC)电源向各个功能模块提供经过调节的功率。采用恒定导通时间控制(constant on time，COT)的直流变换器具有瞬态响应速度快、结构简单等优点，在上述领域得到了广泛的应用。COT直流变换器通常需要斜坡补偿，以稳定输出电压。

在现有技术中，斜坡补偿信号具有固定的斜率。在变换器的主功率开关导通时，斜坡补偿信号被复位为零，随后以固定斜率上升；当输出电压降至斜坡补偿信号和参考电压之和时，斜坡信号被重新复位为零。如此周而复始地变化。

然而，当负载跳变时，输出电压将急剧下降，并在短时间内下降至参考电压之下。图1示出了采用现有斜坡补偿技术的直流变换器在负载突然跳变为重载时的时序波形图(电感电流I_L、开关控制信号PWM、输出电压V_O、斜坡信号V_SL、参考电压V_REF、输出电流I_O)。如图1所示，此时斜坡信号V_SL短时间内被多次复位为零，开关控制信号PWM产生一系列脉冲。该一系列脉冲使电感电流I_L急剧上升，从而当输出电压V_O开始稳住该负载跳变时，电感上存储的能量将大于实际所需。该多余的能量在输出电流I_O平衡后将给输出电容充电，使得输出电压V_O被泵高，产生过冲现象。在某些最坏的情况下，甚至产生输出电压回振(ring back)。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的直流变换器及其方法。

根据本发明的实施例，提出了一种直流变换器，包括：功率开关电路，周期性地被导通和断开以将输入电压转化为输出电压，为负载供电；电流电压转换器，将电流采样信号和电流补偿信号的差值转化为电压补偿信号，其中所述电流采样信号表征流过功率开关电路的电流；比例积分电路，对所述电压补偿信号进行积分得到积分信号；电压电流转换器，将积分信号转化为所述电流补偿信号；逻辑控制电路，根据电压补偿信号和表征输出电压的差分电压之和产生开关控制信号，以控制功率开关电路。

根据本发明的实施例，还提出了一种直流变换器，包括：功率开关电路，周期性地被导通和断开以将输入电压转化为输出电压，为负载供电；电阻器，其中电流采样信号和电流补偿信号的差值流经电阻器，其中所述电流采样信号表征流过功率开关电路的电流；比例积分电路，对电阻器两端的电压进行积分得到积分信号；电压电流转换器，将积分信号转化为所述电流补偿信号；逻辑控制电路，经由所述电阻器接收表征输出电压的差分电压，产生开关控制信号，以控制功率开关电路。

根据本发明的实施例，还提出了一种用于直流变换器的方法，所述直流变换器包括功率开关电路，接收输入电压、产生输出电压，以给负载供电，所述方法包括：提供表征输出电压的差分信号、表征流过功率开关电路电流的电流采样信号；检测直流变换器是否处于稳态：如果直流变换器处于稳态，产生与电流采样信号相抵消的电流补偿信号；根据差分信号控制功率开关电路；如果直流变换器处于暂态，根据差分信号和电流采样信号之和控制功率开关。

根据本发明各方面的上述直流变换器及其方法，消除了系统暂态过程中输出电压的过冲，保证了系统的稳定性。

附图说明

图1示出了采用现有斜坡补偿技术的直流变换器在负载突然跳变为重载时的时序波形图；

图2示出了根据本发明实施例的直流变换器100的电路结构示意图；