[发明专利]用于升压转换器的具有可调环路增益的反馈电路

说明书

一种用于升压转换器的反馈电路，其中所述反馈电路包括测量电阻R_M、反馈电阻R_SH、增益电路g_M以及比较电路，所述测量电阻R_M被配置为接收来自所述升压转换器的电流I_COIL，所述增益电路g_M包括增益输出并且被配置为接收与所述测量电阻相关联的感测电压，并在所述增益输出处提供基于所述感测电压生成的增益信号；所述比较电路包括比较输出，并被配置为在所述比较输出处生成比较信号，其中比较信号是基于所述增益信号、所述反馈电阻R_SH两端的电压降和参考信号V_REF生成的。

本申请要求2021年12月9日提交欧洲专利局、申请号为21213515.6、发明名称为“用于升压转换器的具有可调环路增益的反馈电路”的欧洲申请的优先权，其全部内容通过应用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及一种用于升压转换器的具有可调环路增益的反馈电路。本申请还涉及包括具有可调环路增益的反馈电路的升压转换器电路以及操作具有可调环路增益的反馈电路的方法。

背景技术

能量收集是从外部来源获取、捕获并存储能量用于小型无线自主设备的过程，例如可穿戴电子设备和无线传感器网络中使用的设备。直流到直流“DC-to-DC”转换器电路，例如升压转换器电路，是电子电路，其首先通过使用输入电压对储能元件充电将直流(DC)源从一个电压电平转换为另一电压使用输入电压，然后对储能元件进行放电，以在DC-DC转换器的输出处提供能量。DC-DC转换器可用于增加从能源收集的能量。恒定导通时间(constant-on-time，COT)升压转换器因其在连续导通模式(continuous conductionmode，CCM)和非连续导通模式(discontinuous conduction mode，DCM)中的简单性和高性能而广受欢迎。COT升压转换器使用反馈电路来控制升压电路的切换。这些反馈电路需要符合一定的稳定性要求才能正常工作。由于稳定性标准取决于升压转换器电路的某些组件对于给定目标输出电压的值，因此牺牲效率和/或成本来满足稳定性标准。

Xiaoru Xu、Xiaobo Wu和Xiaolang Yan，《A Quasi Fixed Frequency ConstantOn Time Controlled Boost Converter》，《IEEE International Symposium on Circuitsand Systems》，ISCAS 2008，公开了一种COT升压转换器电路，其中，对于作为输入的给定电池电压V_BAT、给定电感L_BST和给定目标电流I_LOAD，稳定性要求与成本要求(即，输出处电容器C_BST的低值)以及效率(即，测量电阻R_M的低值)相矛盾。即，只有牺牲效率或成本才能达到稳定性。避免矛盾要求的一个明显方法是使用不同类型的转换器拓扑，但这会消除COT拓扑的所有简单性和性能优势。

Jinping Wang、Liangkui Hou、Liang Zhang、Sheng Xiang和Yigang He，《Analysis of the Low-frequency Oscillation Phenomenon in Constant-on-timeControlled Boost Converter》，《IEEE Energy Conversion Congress and Exposition》，ECCE 2015公开了一种方法，该方法包括重新定位与输出电容器C_BST串联的反馈电路的测量电阻R_M。以这种方式，耗散被移动到输出电容器C_BST。然而，这并没有提高效率，并使稳定性依赖于外部组件的寄生，即依赖于输出电容器C_BST。另外，稳定性要求仍取决于电阻R_M的测量值。此外，该配置还在输出电压V_BST上引入了不需要的高纹波。