[发明专利]一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源及方法

权利要求书

1.一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源，包括控制器、功率级模块、PWM产生器和输出电压采样模块，控制器接受设定值Vref，及输出电压采样模块采集功率级模块和负载之间输出电压Vo后的采样电压Vs，输出电压Ve去控制PWM产生器，PWM产生器调控功率级模块，其特征在于：还包括阀值电路，阀值电路耦接在输出电压采样模块的输出端和控制器的输入端，阀值电路设定有过冲阀值VH和下冲阀值VL，当输出电压Vo跌落致使采样电压Vs超过设定的下冲阀值VL时，阀值电路使控制器的反向输入端拉到零电位，控制器的输出电压Ve以正饱和电压增加，当输出电压Vo跃升致使采样电压Vs超过跃升阀值VH时，阀值电路使控制器的反向输入端置高，控制器的输出电压Ve以负饱和电压减小。

2.根据权利要求1所述的一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源，其特征在于：所述阀值电路包括第一、第二比较器、与第一比较器耦接的第一门电路、与第二比较器耦接的第二门电路，第一、第二比较器的输入端接收采样电压Vs，第一、第二门电路输出端接控制器输入端。

3.根据权利要求2所述的一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源，其特征在于：所述阀值电路包括P沟道的MOS管Q2、N沟道的MOS管Q1和电阻R3，第一门电路为与非门，第二门电路为或非门，第一比较器的反向输入端、第二比较器的正向输入端和输出电压采样模块的输出端连接，第二比较器的输出端经或非门与MOS管Q2的栅极连接，第一比较器的输出端经与非门与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q2的漏极串接电阻R3后与MOS管Q1的漏极和控制器的反向输入端连接，MOS管Q2的源极接受设定值Vref，MOS管Q1的源极连接电源负极。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源，其特征在于：控制器采用误差放大器。

5.根据权利要求3所述的一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源，其特征在于：控制器的正向输入端经串接的电阻R1接受设定值Vref，控制器的反向输入端经串接的电阻R2接受采样电压Vs,电阻R1、电阻R2和电阻R3的阻值符合R1=R2=100*R3。

6.一种实现如权利要求1至3任一项所述的输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源的方法，其特征在于包括如下步骤：

采集功率级模块和负载之间输出电压Vo得到采样电压Vs；

采样电压Vs一路输入到控制器的输入端，另一路输入到阀值电路的输入端；

当输出电压Vo瞬间跌落或者跃升导致采样电压Vs跌落或者跃升的值分别超过阀值电路的设定下冲阀值VL或者过冲阀VH值时，阀值电路触发控制器迅速分别以正饱和电压或者负饱和电压输出，进而使输出电压Vo得以迅速被拉回到正常值;

当输出电压瞬间跌落或者跃升时，采样电压Vs跌落或者跃升的值在设定下冲阀值VL和过冲阀值VH内，阀值电路不会动作，控制器依据输入端的Vs进行正常的环路调整工作。

7.一种实现如权利6所述的一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源的方法，其特征在于包括如下步骤：

输出电压瞬间跌落幅值可控步骤，当开关电源负载瞬间加载时，输出电压Vo瞬间跌落，使得采样电压Vs跌落超过阀值电路中设定的下冲阀值VL时，此时会触发相连的与非门输出高电平，使与与非门相连的MOS管Q1导通并将误差放大器的反向输入端拉到零电位，此刻误差放大器的输出电压Ve以正饱和电压迅速升高促使PWM产生器迅速变大，进而输出电压Vo从跌落到下冲阀值VL值迅速恢复到正常值；

输出电压瞬间跃升幅值可控步骤，当开关电源负载瞬间卸载时，输出电压Vo瞬间跃升，使得采样电压Vs增大超过过冲阀值VH时，此时会触发相连的或非门输出低电平，使与或非门相连的MOS管Q2导通并将误差放大器的反向输入端置高，此刻误差放大器的输出电压Ve以负饱和电压迅速减小促使PWM产生器迅速变小，进而输出电压Vo从跃升到过冲阀值VH值迅速恢复到正常值。