專利名稱：恒定時間控制方法、控制電路及應(yīng)用其的開關(guān)型調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源技術(shù)，更具體的說，涉及一種應(yīng)用于開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制方法及其恒定時間控制電路。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源由功率級電路和控制電路兩部分組成?？刂齐娐返墓δ苁窃谳斎腚妷?、內(nèi)部參數(shù)和外接負載變化時，調(diào)節(jié)功率級電路中的開關(guān)系統(tǒng)的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，以使開關(guān)電源的輸出電壓或者輸出電流保持恒定。因此，在開關(guān)電源的設(shè)計中，控制方法的選擇和設(shè)計對于開關(guān)電源的性能來說是十分重要的。采用不同的檢測信號和不同的控制電路會有不同的控制效果。開關(guān)電源的控制方式可以分為定頻控制和變頻控制。定頻控制即開關(guān)周期恒定不變，通過調(diào)整一個周期內(nèi)開關(guān)導(dǎo)通的時間寬度來調(diào)節(jié)輸出電壓，即脈沖寬度調(diào)制。變頻控制有恒定導(dǎo)通時間、恒定關(guān)斷時間和遲滯比較控制等幾種控制方式。恒定導(dǎo)通時間控制即保持主功率開關(guān)的導(dǎo)通時間維持不變，通過改變主功率開關(guān)的關(guān)斷時間來調(diào)節(jié)占空比；恒定關(guān)斷時間控制通過保持主功率開關(guān)的關(guān)斷時間維持不變，而改變主功率開關(guān)的開通時間來調(diào)節(jié)占空比。在實際應(yīng)用中，恒定時間控制方案實現(xiàn)簡單，成本也較低，其穩(wěn)定性優(yōu)于定頻控制方案。但是，恒定時間控制方案對恒定時間間隔內(nèi)發(fā)生的負載的瞬態(tài)響應(yīng)較慢，需要較長的恢復(fù)時間。參考圖1A，所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的一種采用恒定導(dǎo)通時間谷值電流控制模式的直流-直流變換器。其中，開關(guān)器件O1、二極管Dtl,電感Ltl和輸出電容Ctl組成一降壓型拓撲結(jié)構(gòu)，其輸入端接收輸入電壓Vin,輸出端連接一負載16,并且維持輸出電壓Vtjut和輸出電流iout基本恒定。以下結(jié)合圖1B所示的圖1A所示的直流-直流變換器的工作波形圖來詳細說明其
工作原理。如時刻t(l至h時間區(qū)間內(nèi)，所述直流-直流變換器處于正常工作狀態(tài)時，運算放大器15根據(jù)接收到的基準電壓Vkef和采樣得到的輸出電壓Vwt產(chǎn)生電壓補償信號Votp ;電流比較器14將接收到的表征電感電流的電壓信號Vsen和電壓補償信號Votp進行比較，以組成一由電流環(huán)和電壓環(huán)構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。當所述電感電流k的谷值電流到達所述電壓補償信號Votp時，置位RS觸發(fā)器12的置位端，輸出端Q上輸出的控制信號通過驅(qū)動器11驅(qū)動開關(guān)器件Ql導(dǎo)通；在經(jīng)過所述恒定導(dǎo)通時間電路13確定的一恒定時間后，復(fù)位所述RS觸發(fā)器的復(fù)位端，從而關(guān)斷開關(guān)器件Ql ;周而復(fù)始，實現(xiàn)了恒定導(dǎo)通時間控制方案，以維持輸出電壓Vtjut和輸出電流U恒定。在該實現(xiàn)方案中，放大器15用于對輸出電壓環(huán)進行補償設(shè)計。一個優(yōu)化的補償網(wǎng)絡(luò)至少需要一對零極點和一積分器來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及保證系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度。但是這種補償設(shè)計，補償設(shè)計參數(shù)取決于電路的實際參數(shù)，例如輸出電容，以及實際使用條件，例如輸出電流，等因素的影響。由于實際使用中的電路參數(shù)和使用條件變化很大，一個固定的優(yōu)化的補償設(shè)計并不能滿足開關(guān)電源系統(tǒng)的要求。另外，如果在恒定導(dǎo)通時間內(nèi)，負載16發(fā)生一階躍突變，如由重載到輕載的突變時，如在t2時刻，則使得輸出電流U瞬間下降；而此時，由于恒定時間控制電路的控制，開關(guān)器件Ql仍處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此電感電流k將繼續(xù)增加直至當前導(dǎo)通時間結(jié)束?？梢?，這樣的控制方案使得電感電流k和輸出電流iwt之間的差值越來越大。并且，輸出電壓Vwt在t2時刻也瞬間上升，并且在導(dǎo)通時間段內(nèi)，輸出電壓持續(xù)上升，輸出電壓的波動很大，需要一段很長的時間才能重新達到新的穩(wěn)定狀態(tài)，輸出恒定的輸出電壓來滿足負載的需要?？梢姡捎萌鐖D1A所示的恒定導(dǎo)通時間控制方案的直流-直流變換器，系統(tǒng)的補償設(shè)計復(fù)雜，并且對負載的瞬態(tài)變化響應(yīng)很慢，容易產(chǎn)生輸出電壓的過沖，對電路中的元器件帶來損壞。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的恒定時間控制方法及其恒定時間控制電路，以來解決現(xiàn)有技術(shù)中的瞬態(tài)響應(yīng)慢，以及補償設(shè)計復(fù)雜的問題。依據(jù)本發(fā)明的一種開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制方法，包括以下步驟檢測所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出端的輸出電壓，以獲得表征所述輸出電壓的電壓反饋信號；檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感的電感電流，以獲得表征所述電感電流的三角波信號；將所述三角波信號和所述電壓反饋信號進行疊加，以產(chǎn)生第一控制信號；計算所述電壓反饋信號和第一基準電壓之間的誤差，并對所述誤差進行補償，以獲得一補償信號；所述補償信號維持基本恒定；將所述第一控制信號和所述補償信號進行比較，以產(chǎn)生第二控制信號；根據(jù)所述第二控制信號和一恒定時間控制信號，控制所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的功率開關(guān)器件的開關(guān)動作，以維持所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電信號基本恒定；并在所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流發(fā)生跳變時，控制所述電感電流連續(xù)跟隨所述輸出電流的變化，從而所述電感電流的平均值快速恢復(fù)至與所述輸出電流一致，同時減小所述輸出電壓的紋波。依據(jù)本發(fā)明一實施例的恒定時間控制方法，在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第二控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時刻，所述恒定時間控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為一恒定時間。當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間恒定時，當所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小關(guān)斷時間。當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間恒定時，當所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，在所述恒定時間后，延長所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間恒定時，當在所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。
依據(jù)本發(fā)明另一實施例的恒定時間控制方法，，在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第二控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時刻，所述恒定時間控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為一恒定時間。當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間恒定時，當所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小導(dǎo)通時間。當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間恒定時，當所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，在所述恒定時間后，延長所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間恒定時，當在所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。依據(jù)本發(fā)明一實施例的所述三角波信號的產(chǎn)生步驟包括，采樣流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流；對所述電感電流進行比例運算，以獲得所述三角波信號。依據(jù)本發(fā)明另一實施例的所述三角波信號的產(chǎn)生步驟包括，采用DCR檢測方法檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流，以獲得電感電流信號；對所述電感電流信號進行隔直處理，以獲得所述三角波信號。其中，采用隔直電容接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中的直流部分?；蛘?，采用交流紋波放大器接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中直流部分，以及對所述電感電流信號的交流部分進行放大運算。依據(jù)本發(fā)明一實施例的一種恒定時間控制電路，用以控制一開關(guān)型調(diào)節(jié)器，包括，三角波信號發(fā)生電路，用以根據(jù)流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感的電感電流，以獲得表征所述電感電流的三角波信號；第一控制信號發(fā)生電路，用以將所述三角波信號和表征所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓的電壓反饋信號進行疊加，以產(chǎn)生第一控制信號；補償信號發(fā)生電路，用以對所述電壓反饋信號和第一基準電壓之間的誤差進行補償，以產(chǎn)生一補償信號；所述補償信號維持基本恒定；比較電路，用以比較接收到的所述補償信號和所述第一控制信號，以產(chǎn)生第二控制信號；邏輯電路，用以根據(jù)接收到的所述第二控制信號和一恒定時間控制信號產(chǎn)生第三控制信號；在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第三控制信號用以控制所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間或者關(guān)斷時間為一恒定時間，以維持所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電信號基本恒定；以及在所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流發(fā)生跳變時，控制所述電感電流連續(xù)跟隨所述輸出電流的變化，以使電感電流的平均值與所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流一致，并減小所述輸出電壓的紋波。進一步的，還包括第一屏蔽電路；
當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小關(guān)斷時間。進一步的，還包括第一延長時間電路；當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，在所述恒定時間后，延長所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。進一步的，還包括第一瞬態(tài)控制電路，用以控制所述恒定時間發(fā)生電路；當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為所述恒定時間時，當在所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。進一步的，還包括第二屏蔽電路；當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小導(dǎo)通時間。進一步的，還包括第二延長時間電路；當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，在所述恒定時間后，延長所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。進一步的，還包括第二瞬態(tài)控制電路，用以控制所述恒定時間發(fā)生電路；當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為所述恒定時間時，當在所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。依據(jù)本發(fā)明一實施例的所述三角波信號發(fā)生電路包括，電感電流采樣電路，以采樣流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流；比例電路，對所述電感電流進行比例運算，以獲得所述三角波信號。依據(jù)本發(fā)明另一實施例的所述三角波信號發(fā)生電路包括，DCR電流檢測電路，檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流，以獲得電感電流信號；隔直電路，對所述電感電流信號進行隔直處理，以獲得所述三角波信號。優(yōu)選的，所述隔直電路包括隔直電容。優(yōu)選的，所述隔直電路包括交流紋波放大器，接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中直流部分，以及對所述電感電流信號的交流部分進行放大運算。依據(jù)本發(fā)明一實施例的一種開關(guān)型調(diào)節(jié)器，包括上述所述的任一恒定時間控制電路，還包括，功率級電路和驅(qū)動電路；所述功率級電路的輸入端接收一輸入電壓；所述恒定時間控制電路分別與所述功率級電路和驅(qū)動電路，以產(chǎn)生一方波控制信號;所述驅(qū)動電路根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動信號，來驅(qū)動所述功率級電路中的開關(guān)器件，以在所述功率級電路的輸出端獲得一恒定的輸出電壓。其中，所述功率級電路為降壓型或者升壓型或者升降壓型拓撲結(jié)構(gòu)或者隔離式拓撲結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的恒定時間控制方法，對于不同的電路參數(shù)和使用條件，采用非常簡單的補償設(shè)計(例如積分器、補償電容)即實現(xiàn)了很好的補償，獲得了良好的穩(wěn)定裕量。同時，所述恒定時間控制方法在輸出電流發(fā)生跳變時，所述電感電流能夠連續(xù)、快速的跟隨所述輸出電流的變化，以維持電感電流的平均值與所述輸出電流一致，減小所述輸出電壓的紋波。當發(fā)生瞬態(tài)變化時，能夠通過關(guān)斷最小關(guān)斷時間或者最小導(dǎo)通時間，或者在恒定時間結(jié)束后，直接延長導(dǎo)通時間或者關(guān)斷時間，或者提前關(guān)斷當前具有恒定時間寬度的脈沖，保證電感電流的變化趨勢能夠最大程度、最快速的跟隨輸出電流的變化趨勢，以最大程度的減小兩者之間的差值，實現(xiàn)了對瞬態(tài)變化的快速實時響應(yīng)；同時也減小了輸出電壓的波動，從而減小輸出電壓的恢復(fù)時間。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1A所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種恒定導(dǎo)通時間谷值電流控制的直流-直流變換器的原理框圖；圖1B所示為圖1A所示的直流-直流變換器的工作波形圖。圖2A所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的可用以控制開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制電路的原理框圖。圖2B所示為圖2A所示的恒定時間控制電路的第一工作狀態(tài)的工作波形圖；圖2C所示為圖2A所示的恒定時間控制電路的第二工作狀態(tài)的工作波形圖；圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖；圖3B所示為依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖；圖3C所示為依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖；圖3D所示為依據(jù)本發(fā)明的第四實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖；圖3E所示為圖3D所示的三角波信號發(fā)生電路的交流紋波放大器的一具體實施例；圖4所示為依據(jù)本發(fā)明第二實施例的可用以控制開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制電路的原理框圖；圖5所示為依據(jù)本發(fā)明第三實施例的可用以控制開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制電路的原理框圖；圖6A所示為圖2A所示的恒定時間控制電路中的恒定時間發(fā)生電路的原理框圖；圖6B所示為采用圖6A所示的恒定時間發(fā)生電路的恒定時間控制電路的工作波形圖；圖7A所示為依據(jù)本發(fā)明第四實施例的可用以控制開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制電路的原理框圖；圖7B所示的圖7A所示的恒定時間控制電路的工作波形圖8所示為依據(jù)本發(fā)明的一種開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制方法的一優(yōu)選實施例的流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例進行詳細描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細說明了具體的細節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。實施例一參考圖2 A，所示為依據(jù)本發(fā)明第一實施例的可用以控制開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制電路的原理框圖。
為方便說明，在該實施例中，以降壓型開關(guān)型調(diào)節(jié)器為例對恒定時間控制電路200的工作原理進行說明。這里，主功率開關(guān)器件Q1、二極管Dtl,電感Ltl和輸出電容Ctl組成一降壓型拓撲結(jié)構(gòu)的功率級電路，其輸入端接收輸入電壓Vin，輸出端連接一負載16。串聯(lián)連接在輸出電壓Vrat和等電位之間的電阻Rl和電阻R2組成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)作為電壓反饋電路，接收輸出端的輸出電壓Vwt，從而在電阻Rl和電阻R2的公共連接端產(chǎn)生一表征輸出電壓信息的電壓反饋信號Vfb。三角波信號發(fā)生電路201根據(jù)流過電感Ltl的電感電流L產(chǎn)生一表征電感電流信息的三角波信號Staia。這里，三角波信號發(fā)生電路201可以通過不同的實施例實現(xiàn)，以準確的獲得三角波信號。然后，三角波信號Staia和電壓反饋信號Vfb通過第一控制信號發(fā)生電路進行疊加，從而產(chǎn)生第一控制信號％。這里，第一控制信號發(fā)生電路包括加法電路203。包括誤差放大器和補償電路的補償信號發(fā)生電路分別接收電壓反饋信號Vfb和表征期望輸出電壓的第一基準電壓Vkefi,以在輸出端產(chǎn)生表征當前輸出電壓Vrat和期望輸出電壓之間的誤差的補償信號Vcxw^這里，誤差放大器202可以選擇為具有低帶寬的電路，其同相輸入端接收第一基準電壓Vkefi，反相輸入端接收電壓反饋信號VFB。因此，在穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)時，可以保證開關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)誤差為零。相應(yīng)的，簡單的補償電路即能滿足電路系統(tǒng)的需要。在該實施例中，補償電路包括連接在誤差放大器的輸出端和等電位之間的電容(ωΜΡ。通過簡單的補償設(shè)計，就能保證補償信號Votp基本不變。包括比較器204的比較電路分別接收第一控制信號V1和補償信號VroMP，并將兩者進行比較，輸出端的輸出信號作為第二控制信號v2。邏輯電路206接收第二控制信號V2和恒定時間發(fā)生電路205產(chǎn)生的恒定時間信號S”以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號Vrfri，來控制主功率開關(guān)器件Q1的開關(guān)動作，從而維持輸出端的輸出電壓或者輸出電流恒定。以恒定導(dǎo)通時間為例，邏輯電路206包括一 RS觸發(fā)器207，其置位端S接收第二控制信號V2,復(fù)位端R接收恒定時間控制信號ST。當?shù)谝豢刂菩盘朧1小于補償信號Votp時，控制信號Vetrt控制主功率開關(guān)器件Q1導(dǎo)通，在經(jīng)過恒定時間控制信號St表征的一恒定時間段后，關(guān)斷主功率開關(guān)器件％。
以下將結(jié)合圖2B和圖2C所示的恒定時間控制電路的工作波形圖，來詳細說明恒定時間控制電路的工作原理。在圖2B中，在正常工作狀態(tài)時，即時刻tQ至時刻&以及時刻t3至時刻t4的兩個時間區(qū)間內(nèi)，當主功率開關(guān)器件Ql導(dǎo)通時，電感電流k持續(xù)上升，第一控制信號V1持續(xù)上升，在經(jīng)過一恒定導(dǎo)通時間〖。 后，主功率開關(guān)器件Ql被關(guān)斷；然后，電感電流k持續(xù)下降，第一控制信號V1持續(xù)下降。當?shù)谝豢刂菩盘朧1下降至補償信號Votp時，主功率開關(guān)器件Ql被重新導(dǎo)通。周而復(fù)始，通過主功率開關(guān)器件周期性的導(dǎo)通和關(guān)斷控制，電感電流k周期性的上升和下降，從而維持電感電流的平均值即輸出電流iOTT基本恒定，以及維持輸出電壓基本恒定。當輸出負載發(fā)生跳變時,如圖2B中,在t2時 刻,輸出負載由重載變?yōu)檩p載,使得輸出電流ioUT瞬間快速下降，輸出電壓Vrat瞬間快速上升,導(dǎo)致第一控制信號V1瞬間快速上升。由于補償信號Vcmmp基本不變,而第一控制信號V1變大,所以從時刻t2至時刻t3的時間區(qū)間內(nèi)，電感電流id呆持持續(xù)下降，因此電感電流數(shù)值可以降至一較低值，因此，在該時間區(qū)間內(nèi)，輸出電壓Vtjut大體恢復(fù)至第一基準電壓。當?shù)谝豢刂菩盘朧1再次下降至補償信號Vcomp時，主功率開關(guān)器件Ql被再次導(dǎo)通?？梢姡诎l(fā)生負載跳變時，由于電感電流的平均值能夠持續(xù)處于下降狀態(tài)，因此，輸出電壓可以在最短時間內(nèi)下降到穩(wěn)態(tài)電壓，實現(xiàn)了良好的瞬態(tài)響應(yīng)。參考圖2C，所示為圖2A所示的恒定時間控制電路的另一工作狀態(tài)的工作波形圖。在時刻t5，輸出負載由輕載變?yōu)橹剌d，導(dǎo)致輸出電流i·向上跳變,輸出電流瞬間快速上升，輸出電壓Vout瞬間快速下降，第一控制信號V1瞬間快速下降。由于補償信號Votp維持基本不變，所以第一控制信號V1小于補償信號Votp,主功率開關(guān)器件Ql被開通，電感電流k開始持續(xù)上升直至時刻t6。通常的開關(guān)電源系統(tǒng)中，都會存在最小關(guān)斷時間mini_off ο電源系統(tǒng)中的邏輯電路和驅(qū)動電路存在的固有延時使得電源系統(tǒng)存在最小關(guān)斷時間；或者為了對穩(wěn)態(tài)時的最大占空比進行限制，電源系統(tǒng)也可以設(shè)置最小關(guān)斷時間。因此，由于最小關(guān)斷時間mini_ofT的限制，在時刻t6至時刻t7，主功率開關(guān)器件Ql被強制關(guān)斷，關(guān)斷狀態(tài)持續(xù)時間為系統(tǒng)的最小關(guān)斷時間。在最小關(guān)斷時間內(nèi)，電感電流k持續(xù)下降。在最小關(guān)斷時間結(jié)束后，由于第一控制信號V1仍然小于補償信號Vcmmp,所以主功率開關(guān)器件Ql被再次開通，電感電流k恢復(fù)上升狀態(tài)。通過上述控制方案，輸出電壓Vwt快速恢復(fù)至第一基準電壓VKEF1，電感電流的平均值維持基本恒定。在發(fā)生負載跳變時，由于電感電流的平均值能夠以最快的速度持續(xù)增加，輸出電壓可以在最短時間內(nèi)上升到穩(wěn)態(tài)電壓，實現(xiàn)了良好的瞬態(tài)響應(yīng)?？梢?，采用圖2A所示的依據(jù)本發(fā)明實施例的恒定時間控制電路，在穩(wěn)定工作狀態(tài)時，可以保證開關(guān)型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)誤差為零，同時通過簡單的補償設(shè)計又能保證控制環(huán)路在任何電路參數(shù)和應(yīng)用條件下都有足夠的穩(wěn)定裕量。在發(fā)生負載跳變時，能夠使電感電流的平均值在最短時間內(nèi)，以最快的速度上升或者下降，從而使輸出電壓可以在最短時間內(nèi)下降到穩(wěn)態(tài)電壓，實現(xiàn)了良好的瞬態(tài)響應(yīng)。圖2A所示的恒定時間控制電路中的三角波信號發(fā)生電路可以通過不同的實施例來獲得。以下結(jié)合具體實施例來詳細說明生成三角波信號以及第一控制信號的具體實現(xiàn)方式。為方便說明，以下附圖僅僅示出了生成三角波信號以及第一控制信號相關(guān)的電路結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的其余部分在此省略。參考圖3A，所示為依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖。在該實施例中，霍爾電流傳感器301位于電感Ltj和電容Ctj的公共連接點，以采樣電感電流iL°電感電流k經(jīng)過比例電路302進行比例運算后,獲得二角波/[目號Staia。二角波/[目號Staia和電壓反饋信號Vfb經(jīng)過加法電路303進行疊加，其輸出信號作為第一控制信號％。這里，電感電流的采樣也可以通過其他電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，例如采樣電阻等。參考圖3B，所示為依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖。在該實施例中，串聯(lián)連接在電感Ltj兩端的電阻Ra和電容Ca組成一 DCR檢測電路，以檢測流過電感Ltj的電感電流L從而在電阻Ra和電容Ca的公共連接端處產(chǎn)生一表征電感電流信息的檢測信號然后，檢測信號&通過隔直電容Cb進行隔直處理后，檢測信號&中的直流信號部分被濾除。剩余的檢測信號&中的交流信號部分與電壓反饋信號Vfb在連接點A處進行疊加，從而獲得了更加精確的第一控制信號V1。參考圖3C，所示為依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖。在該實施例中，串聯(lián)連接在電感Ltj的輸入端和功率級電路的等電位之間的電阻Rb和電容C。組成一 DCR檢測電路，以檢測流過電感U的電感電流iy從而在電阻Rb和電容C。的公共連接端處產(chǎn)生一表征電感電流信息的檢測信號Sp隔直電容(；和隔直電容Cd串聯(lián)連接在電阻Ra和電容Ca的公共連接端和功率級電路的輸出端(輸出電壓Vwt)之間，以接收檢測信號Sl,并將檢測信號&中的直流信號部分進行濾除。檢測信號&中的交流信號部分通過隔直電容Cd和隔直電容(；的公共連接點在連接點B處與電壓反饋信號Vfb進行的疊加，從而生成第一控制信號％。參考圖3D，所示為依據(jù)本發(fā)明的第四實施例的三角波信號發(fā)生電路的原理框圖。與圖3C所示的實施例不同的是，檢測信號&經(jīng)過一交流紋波放大器304以濾除檢測信號Sl中的直流信號部分，并對檢測信號&中的交流信號部分進行放大后再與電壓反饋信號Vfb進行疊加后，生成第一控制信號V1。參考圖3E，所示為圖3D所示的三角波信號發(fā)生電路的交流紋波放大器的一具體實施例。交流紋波放大器304包括放大器305，電阻R。和電容Cf。其中，放大器305的同相輸入端接收檢測信號SL，電阻R。和電容Cf依次串聯(lián)連接在電阻Rb和電容C。的公共連接端和等電位之間，電阻R。和電容Cf的公共連接點連接至放大器305的反相輸入端。放大器305的同相輸入端的輸入信號為同時包括交流信號部分和直流信號部分的檢測信號Sp經(jīng)過電阻R。和電容Cf的濾波作用，放大器305的反相輸入端的輸入信號為檢測信號&中的直流信號部分，因此放大器305的輸出端的輸出信號為檢測信號&中的交流信號部分。通過以上對依據(jù)本發(fā)明實施例的恒定時間控制電路的詳細說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，功率級電路可以為任何合適形式的拓撲結(jié)構(gòu)，如降壓型、升壓型、升降壓或者隔離式拓撲結(jié)構(gòu)。恒定時間控制電路可以為恒定導(dǎo)通時間或者恒定關(guān)斷時間控制方案。恒定時間發(fā)生電路可以為任何合適形式的能夠產(chǎn)生固定時間的電路結(jié)構(gòu)。實施例二在圖2A所示的恒定時間控制電路的實施例中，在輸出電流由低到高的跳變中，由于最小關(guān)斷時間mini_off的限制，電感電流不能持續(xù)的增加，這一定程度上影響了系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能。如果能夠在瞬態(tài)響應(yīng)過程中，屏蔽最小關(guān)斷時間，則可以進一步的加快瞬態(tài)響應(yīng)。以下將結(jié)合圖4所示的依據(jù)本發(fā)明第二實施例的恒定時間控制電路的具體實施例詳細說明其具體實現(xiàn)方式。在圖2A所示的實施例的基礎(chǔ)上，恒定時間控制電路400增加了屏蔽電路404，以在瞬態(tài)響應(yīng)過程中屏蔽最小關(guān)斷時間，進一步的減小瞬態(tài)響應(yīng)時間，提聞瞬態(tài)響應(yīng)性能。具體的，屏蔽電路404包括比較器401，與門402和或門403。比較器401用以比較表征當前的輸出電壓數(shù)值的電壓反饋信號Vfb和第二基準電壓VKEF2。這里，第三基準電壓Veef3根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置，當輸出電壓大于第三基準電壓時，判斷為發(fā)生瞬態(tài)變化。與門402分別接收比較器401的輸出信號和最小關(guān)斷時間mini_off。當輸出電流發(fā)生由低到高的跳變，并且電壓反饋信號Vfb小于第一基準電壓Vkefi時，比較器401的輸出端的輸出信號維持為低電平，因此，不論最小關(guān)斷時間mini_off的狀態(tài)，與門402的輸出信號始終保持為低電平，因此，最小關(guān)斷時間mini_off不起作用。如圖2C中所示的時刻t6至時刻t7的時間區(qū)間，在該時間區(qū)間內(nèi)，電感電流k的狀態(tài)為持續(xù)上升，而不是如圖2C所示因為最小關(guān)斷時間的作用，電感電流經(jīng)過該時間區(qū)間內(nèi)的下降狀態(tài)后，再重新上升。實施例三參考圖5，所示為依據(jù)本發(fā)明第三實施例的恒定時間控制電路的原理框圖。在該實施例中，當輸出電流發(fā)生跳變時，恒定時間控制電路500直接將功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間延長，以最快的完成瞬態(tài)響應(yīng)。具體的，在圖2A所示的實施例的基礎(chǔ)上，恒定時間控制電路500增加了延長時間電路505。具體的，延長時間電路505包括瞬態(tài)判斷電路501，反相器502，與門503和或門504。瞬態(tài)判斷電路501根據(jù)電壓反饋信號Vfb和第一基準電壓Vkefi的大小關(guān)系判斷瞬態(tài)變化的發(fā)生。其可以通過不同的實現(xiàn)方式來實現(xiàn)，例如比較器等。當輸出電流發(fā)生由低到高的跳變，電壓反饋信號小于第一基準電壓時，并且，第二控制信號V2變?yōu)榈碗娖綍r，與門503的兩個輸入端的輸入信號均為高電平。通過或門504將主功率開關(guān)器件Ql開通，直至電壓反饋信號重新恢復(fù)至第一基準電壓，電路系統(tǒng)完成瞬態(tài)響應(yīng)。通過這種實現(xiàn)方式，在瞬態(tài)過程中，增加了主功率開關(guān)器件Ql的導(dǎo)通時間。以上對圖3和圖4所示的恒定時間控制電路的實施例的說明，均是以恒定導(dǎo)通時間為例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，基于同樣的發(fā)明原理，同樣可以應(yīng)用于恒定關(guān)斷時間的恒定時間控制方案。例如，基于圖4所公開的實施例的基礎(chǔ)上，可以采用相應(yīng)的屏蔽電路以在輸出電流的由高到低的跳變中，屏蔽最小導(dǎo)通時間mini_on,從而在最快的時間內(nèi)完成瞬態(tài)響應(yīng)?；趫D5所公開的實施例的基礎(chǔ)上，可以采用相應(yīng)的延長時間電路以在輸出電流的由高到低的跳變中，延長主功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間，從而在最快的時間內(nèi)完成瞬態(tài)響應(yīng)。在此，不再進行贅述。另外，需要說明的是，以上均是在發(fā)生瞬態(tài)變化狀態(tài)時，而不是短路或者過流或者啟動狀態(tài)。實施例四以下將結(jié)合具體實施例，詳細說明依據(jù)本發(fā)明的另一種通過改變恒定時間發(fā)生電路的恒定時間的方式來提高瞬態(tài)響應(yīng)的恒定時間控制電路的實現(xiàn)方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，恒定時間發(fā)生電路可以通過很多不同的實現(xiàn)方式來實現(xiàn)。僅以以下實施例為例，來說明其實現(xiàn)方式。這些實施例也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施例。
以圖2A所示的恒定時間控制電路的實施例為例，其恒定時間發(fā)生電路205可以為圖6A所示的實施例。在該實施例中，恒定時間發(fā)生電路600包括由比較器601和單脈沖發(fā)生電路602和開關(guān)603組成的第一瞬態(tài)控制電路，以及由恒流源605，電容606、開關(guān)604和比較器607組成的時間發(fā)生電路。這里，恒流源605，電容606依次串聯(lián)連接在電壓源Vcc和地之間；開關(guān)604連接在恒流源605和電容606的公共連接點和地之間；開關(guān)603連接在電壓源Vrc和恒流源605和電容606的公共連接點之間。比較器601的同相輸入端接收電壓反饋信號Vfb，反相輸入端接收第三基準電壓Vkef3，輸出端連接至單脈沖發(fā)生電路602的輸入端；單脈沖發(fā)生電路602輸出的瞬態(tài)控制信號Vt為一單脈沖信號，來控制開關(guān)603的開關(guān)狀態(tài)。比較器607的同相輸入端連接至恒流源605和電容606的公共連接點以及開關(guān)604和開關(guān)603的公共連接點；反相輸入端連接一電壓閾值Vth,輸出端的輸出信號作為恒定時間信號ST。以下結(jié)合圖6B所示的包括圖6A所示的恒定時間發(fā)生電路的恒定時間控制電路的工作波形圖，來詳細說明其工作過程和工作原理。在正常工作狀態(tài)時，圖6B所示的時刻h至時刻t2的時間區(qū)間內(nèi)，在主功率開關(guān)器件導(dǎo)通時，電感電流k持續(xù)上升，補償信號Votp維持基本不變，因此第一控制信號V1持續(xù)上升。此時，開關(guān)604處于關(guān)斷狀態(tài)，恒流源605持續(xù)對電容606進行充電，恒流源605和電容606的公共連接點處的電壓Vc持續(xù)上升，經(jīng)過固定的導(dǎo)通時間tw后，電壓Vc上升至電壓閾值VTH。比較器607的輸出信號變?yōu)楦唠娖?，從而將主功率開關(guān)器件關(guān)斷。然后，開關(guān)604被閉合，電容606上的電壓被快速放電。同時，電感電流k持續(xù)下降，第一控制信號V1持續(xù)下降，當?shù)谝豢刂菩盘栂陆抵裂a償信號Votp時，主功率開關(guān)器件被再次導(dǎo)通。周而復(fù)始，電感電流的平均值即輸出電流維持基本恒定，輸出電壓維持基本恒定。當在主功率開關(guān)器件導(dǎo)通時間內(nèi)，如圖6B中的時刻t3，輸出電流發(fā)生由高到低的跳變，輸出電壓瞬間上升，導(dǎo)致第一控制信號V1瞬間上升。此時，由于輸出電壓Vrat已經(jīng)超出第三基準電壓Vkef3的數(shù)值，比較器601的輸出信號變?yōu)楦唠娖?，從而觸發(fā)單脈沖發(fā)生電路602，瞬態(tài)控制信號Vt控制開關(guān)603閉合，恒流源605和電容606的公共連接點處的電壓\被瞬間抬升。由于電壓\大于電壓閾值Vth，所以比較器607的輸出信號變?yōu)楦唠娖?，從而將主功率開關(guān)器件提前關(guān)斷，而不再是固定的導(dǎo)通時間。因此，電感電流k從時刻t3開始持續(xù)下降，第一控制信號V1持續(xù)下降，直至時刻t5。而此時，輸出電壓Vrat也已恢復(fù)至第一基準電壓。當?shù)谝豢刂菩盘朧1再次下降至補償信號Votp時，主功率開關(guān)器件被再次導(dǎo)通。從時刻t5開始，電路系統(tǒng)恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。與不采用減小導(dǎo)通時間的控制方案相比較，當在時刻t3發(fā)生跳變后，由于主功率開關(guān)器件仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以電感電流k和第一控制信號V1仍然處于上升狀態(tài)，直至導(dǎo)通時間結(jié)束，即時刻t4。由于第一控制信號V1數(shù)值較高，因此需要更長的時間，如到時刻t6，第一控制信號V1才下降至補償信號V·，因此，增加了瞬態(tài)響應(yīng)時間。這里，第三基準電壓Vkef3根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置，當輸出電壓大于第三基準電壓時，判斷為發(fā)生瞬態(tài)變化。電壓閾值Vth根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，如恒定時間寬度等?？梢?，采用圖6A所示的恒定時間控制電路，當發(fā)生瞬態(tài)變化時，提前關(guān)斷當前具有恒定時間寬度的脈沖，保證電感電流k的變化趨勢跟隨輸出電流的變化趨勢1-，以最大程度的減小兩者之間的差值，實現(xiàn)了對瞬態(tài)變化的快速實時響應(yīng)；同時也減小了輸出電壓的波動，從而減小輸出電壓的恢復(fù)時間。實施例五以上實施例以采用恒定導(dǎo)通時間的控制方案為例對依據(jù)本發(fā)明實施例的恒定時間控制電路進行了詳細說明。以下結(jié)合具體實施例，對采用恒定關(guān)斷時間的控制方案的恒定時間控制電路進行說明。參考圖7A，所示為依據(jù)本發(fā)明第四實施例的恒定時間控制電路的原理框圖，以及圖7B所示的圖7A所示的恒定時間控制電路的工作波形圖。在該實施例中，開關(guān)型調(diào)節(jié)器的功率級電路選擇為升壓型拓撲結(jié)構(gòu)。升壓型拓撲結(jié)構(gòu)的功率級電路為本領(lǐng)域公知技術(shù)，在此不再進行說明。 三角波信號發(fā)生電路701根據(jù)電感電流產(chǎn)生三角波信號StHa。三角波信號Staia和表征輸出電壓信息的電壓反饋信號Vfb通過加法電路703進行疊加，以產(chǎn)生第一控制信號％。低帶寬的放大器702計算電壓反饋信號Vfb和表征期望輸出電壓的第一基準電壓Veefi之間的誤差，并經(jīng)過電容Cotp進行補償后，獲得補償信號V·，并且，補償信號Votp維持基本恒定。比較器704將第一控制信號V1和補償信號Votp進行比較；第一控制信號V1大于補償信號Votp時，通過RS觸發(fā)器和驅(qū)動器11關(guān)斷主功率開關(guān)器件Qp恒定時間發(fā)生電路705用以產(chǎn)生一恒定時間信號ST。在主功率開關(guān)器件關(guān)斷狀態(tài)持續(xù)一恒定時間t-后，開通主功率開關(guān)器件。周而復(fù)始，主功率開關(guān)器件周期性的導(dǎo)通和關(guān)斷，以維持輸出電壓或者輸出電流基本恒定。其中，恒定時間發(fā)生電路705包括由比較器707、單脈沖發(fā)生電路708和開關(guān)709組成的第二瞬態(tài)控制電路，串聯(lián)連接在電壓源Vrc和地之間的開關(guān)709和開關(guān)710，以及串聯(lián)連接在電壓源Vcc和地之間的恒流源711和電容712 ;開關(guān)709和開關(guān)710的公共連接點以及恒流源711和電容712的公共連接點處的電壓\輸入至比較器713的同相輸入端，反相輸入端接收電壓閾值Vth,輸出端的輸出信號作為恒定時間信號ST。在時刻&至時刻t2，系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)。當在主功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間內(nèi)，如在時刻&，輸出電流發(fā)生由低到高的跳變。如果此時，仍然維持固定的關(guān)斷時間，即至時刻t4，則電感電流會繼續(xù)下降。同時，輸出電壓瞬間下降，導(dǎo)致第一控制信號瞬間下降后還讓繼續(xù)下降，直至關(guān)斷時間結(jié)束，主功率開關(guān)器件導(dǎo)通，電感電流和第一控制信號才會開始上升，顯然這樣的控制使得瞬態(tài)響應(yīng)速度非常慢。在該實施例中，在時刻〖3，當檢測到電壓反饋信號Vfb小于第四基準電壓Vkef4時，比較器707的輸出信號變?yōu)楦唠娖?，觸發(fā)單脈沖發(fā)生電路708，以將開關(guān)709閉合，此時開關(guān)710處于關(guān)斷狀態(tài)，電壓\被瞬間拉高，其數(shù)值超過電壓閾值VTH。比較器713的輸出信號變?yōu)楦唠娖?，從而置位RS觸發(fā)器706，以開通主功率開關(guān)器件。然后，電感電流和第一控制信號持續(xù)上升，輸出電壓Vtjut已恢復(fù)至第一基準值；直至時刻t5，第一控制信號V1上升至補償信號Votp,主功率開關(guān)器件再次被關(guān)斷，關(guān)斷狀態(tài)持續(xù)時間為恒定時間t,，系統(tǒng)恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。這里，第四基準電壓Vkef4根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置，當輸出電壓小于第四基準電壓時，判斷為發(fā)生瞬態(tài)變化。電壓閾值Vth根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，如恒定時間寬度等。同樣的原理，當發(fā)生瞬態(tài)變化時，通過提前關(guān)斷當前具有恒定時間寬度的恒定時間信號，保證電感電流L跟隨輸出電流，實現(xiàn)了對瞬態(tài)變化的快速實時響應(yīng)；同時也減小了輸出電壓的波動，從而減小輸出電壓的恢復(fù)時間。以下對依據(jù)本發(fā)明一實施例的恒定時間控制方法進行詳細說明，所述恒定時間控制方法用以控制一開關(guān)型調(diào)節(jié)器。參考圖8，所示為依據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的恒定時間控制方法的流程圖。其具體包括以下步驟S801 :檢測所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出端的輸出電壓，以獲得表征所述輸出電壓的電壓反饋信號；S802 :檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感的電感電流，以獲得表征所述電感電流的三角波信號；S803 :將所述三角波信號和所述電壓反饋信號進行疊加，以產(chǎn)生第一控制信號；S804:計算所述電壓反饋信號和第一基準電壓之間的誤差，并對所述誤差進行補償，以獲得一補償信號；所述補償信號維持基本恒定；S805 :將所述第一控制信號和所述補償信號進行比較，以產(chǎn)生第二控制信號；S806:根據(jù)所述第二控制信號和一恒定時間控制信號，控制所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的功率開關(guān)器件的開關(guān)動作，以維持所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電信號基本恒定。依據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的恒定時間控制方法，對于不同的電路參數(shù)和使用條件，采用非常簡單的補償設(shè)計(例如積分器)即實現(xiàn)了很好的補償，獲得了良好的穩(wěn)定裕量。同時，所述恒定時間控制方法在輸出電流發(fā)生跳變時，所述電感電流能夠連續(xù)、快速的跟隨所述輸出電流的變化，從而電感電流的平均值能夠快速恢復(fù)至與所述輸出電流一致，同時，減小所述輸出電壓的紋波。其中，所述恒定時間控制方法可以通過以下方式實現(xiàn)在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第二控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時刻，所述恒定時間控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為一恒定時間。當所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小關(guān)斷時間。當所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，在所述恒定時間后，延長所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。當在所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。其中，所述恒定時間控制方法可以通過以下方式實現(xiàn)在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第二控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時刻，所述恒定時間控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為一恒定時間。當所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小導(dǎo)通時間。當所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，在所述恒定時間后,延長所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。
當在所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。通過以上方法，在輸出電流發(fā)生跳變時，能夠使電感電流最大程度的跟隨輸出電流的變化，最大程度的減小兩者之間的差值，實現(xiàn)了對瞬態(tài)變化的快速實時響應(yīng)；同時也減小了輸出電壓的波動，從而減小了輸出電壓的恢復(fù)時間。這里，三角波信號的產(chǎn)生步驟可以通過不同的實現(xiàn)方式來實現(xiàn)。在第一實施例中，所述三角波信號的產(chǎn)生步驟包括，采樣流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流；對所述電感電流進行比例運算，以獲得所述三角波信號。在第二實施例中，所述三角波信號的產(chǎn)生步驟包括，采用DCR檢測方法檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流，以獲得電感電流信號；對所述電感電流信號進行隔直處理，以獲得所述三角波信號。其中，隔直處理可以采用隔直電容接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中的直流部分；或者采用交流紋波放大器接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中直流部分，以及對所述電感電流信號的交流部分進行放大運算。如圖2A、圖6A和圖7A所示，依據(jù)本發(fā)明的一種開關(guān)型調(diào)節(jié)器，在包括以上所述的任一恒定時間控制電路的基礎(chǔ)上，還包括一驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路根據(jù)接收到的所述第三控制信號產(chǎn)生驅(qū)動信號Ve來驅(qū)動所述功率級電路中的功率開關(guān)器件。并且，所述功率級電路可以為任何合適形式的拓撲結(jié)構(gòu)，如降壓型或者升壓型或者升降壓型或者隔離式拓撲結(jié)構(gòu)。以上對依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的開關(guān)型調(diào)節(jié)器的恒定時間控制電路和恒定時間控制方法進行了詳盡描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員據(jù)此可以推知其他技術(shù)或者結(jié)構(gòu)以及電路布局、元件等均可應(yīng)用于所述實施例。恒定時間控制電路可以為任何合適形式的能夠?qū)崿F(xiàn)恒定導(dǎo)通時間或者恒定關(guān)斷時間控制方案的控制電路。本說明書中的各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。依照本發(fā)明的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
權(quán)利要求
1.一種恒定時間控制方法，用于控制一開關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括檢測所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出端的輸出電壓，以獲得表征所述輸出電壓的電壓反饋信號;檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感的電感電流，以獲得表征所述電感電流的三角波信號;將所述三角波信號和所述電壓反饋信號進行疊加，以產(chǎn)生第一控制信號；計算所述電壓反饋信號和第一基準電壓之間的誤差，并對所述誤差進行補償，以獲得一補償信號；所述補償信號維持基本恒定；將所述第一控制信號和所述補償信號進行比較，以產(chǎn)生第二控制信號；根據(jù)所述第二控制信號和一恒定時間控制信號，控制所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的功率開關(guān)器件的開關(guān)動作，以維持所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電信號基本恒定；并在所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流發(fā)生跳變時，控制所述電感電流連續(xù)跟隨所述輸出電流的變化，從而所述電感電流的平均值快速恢復(fù)至與所述輸出電流一致，同時減小所述輸出電壓的紋波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定時間控制方法，其特征在于，在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第二控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時刻，所述恒定時間控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為一恒定時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒定時間控制方法，其特征在于，當所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小關(guān)斷時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒定時間控制方法，其特征在于，當所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，在所述恒定時間后，延長所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒定時間控制方法，其特征在于，當在所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定時間控制方法，其特征在于，在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第二控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時刻，所述恒定時間控制信號用以控制所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為一恒定時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒定時間控制方法，其特征在于，當所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小導(dǎo)通時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒定時間控制方法，其特征在于，當所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，在所述恒定時間后，延長所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒定時間控制方法，其特征在于，當在所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定時間控制方法，其特征在于，所述三角波信號的產(chǎn)生步驟包括，采樣流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流；對所述電感電流進行比例運算，以獲得所述三角波信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定時間控制方法，其特征在于，所述三角波信號的產(chǎn)生步驟包括，采用DCR檢測方法檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流，以獲得電感電流信號;對所述電感電流信號進行隔直處理，以獲得所述三角波信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的恒定時間控制方法，其特征在于，采用隔直電容接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中的直流部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的恒定時間控制方法，其特征在于，采用交流紋波放大器接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中直流部分，以及對所述電感電流信號的交流部分進行放大運算。
14.一種恒定時間控制電路，用以控制一開關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括，三角波信號發(fā)生電路，用以根據(jù)流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感的電感電流，以獲得表征所述電感電流的三角波信號；第一控制信號發(fā)生電路，用以將所述三角波信號和表征所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓的電壓反饋信號進行疊加，以產(chǎn)生第一控制信號；補償信號發(fā)生電路，用以對所述電壓反饋信號和第一基準電壓之間的誤差進行補償， 以產(chǎn)生一補償信號；所述補償信號維持基本恒定；比較電路，用以比較接收到的所述補償信號和所述第一控制信號，以產(chǎn)生第二控制信號;邏輯電路，用以根據(jù)接收到的所述第二控制信號和一恒定時間控制信號產(chǎn)生第三控制信號;在每一開關(guān)周期內(nèi)，所述第三控制信號用以控制所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間或者關(guān)斷時間為一恒定時間，以維持所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電信號基本恒定；以及在所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流發(fā)生跳變時，控制所述電感電流連續(xù)跟隨所述輸出電流的變化，以使電感電流的平均值與所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流一致，并減小所述輸出電壓的紋波。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒定時間控制電路，其特征在于，還包括第一屏蔽電路；當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小關(guān)斷時間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒定時間控制電路，其特征在于，還包括第一延長時間電路；當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時,在所述恒定時間后,延長所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒定時間控制電路，其特征在于，還包括第一瞬態(tài)控制電路，用以控制所述恒定時間發(fā)生電路；當所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間為所述恒定時間時，當在所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的導(dǎo)通時間。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒定時間控制電路，其特征在于，還包括第二屏蔽電路；當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時，屏蔽所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的最小導(dǎo)通時間。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒定時間控制電路，其特征在于，還包括第二延長時間電路；當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為所述恒定時間時，以及所述輸出電流發(fā)生由高到低的跳變時,在所述恒定時間后,延長所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的恒定時間控制電路，其特征在于，還包括第二瞬態(tài)控制電路，用以控制所述恒定時間發(fā)生電路；當所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間為所述恒定時間時，當在所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間內(nèi)，所述輸出電流發(fā)生由低到高的跳變時，提前關(guān)斷所述恒定時間控制信號，減小所述功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定時間控制電路，其特征在于，所述三角波信號發(fā)生電路包括，電感電流采樣電路，以采樣流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流；比例電路，對所述電感電流進行比例運算，以獲得所述三角波信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定時間控制電路，其特征在于，所述三角波信號發(fā)生電路包括，DCR電流檢測電路，檢測流過所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感上的電感電流，以獲得電感電流信號;隔直電路，對所述電感電流信號進行隔直處理，以獲得所述三角波信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的恒定時間控制電路，其特征在于，其特征在于，所述隔直電路包括隔直電容。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的恒定時間控制電路，其特征在于，所述隔直電路包括交流紋波放大器，接收所述電感電流信號，并去除所述電感電流信號中直流部分，以及對所述電感電流信號的交流部分進行放大運算。
25.一種開關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括權(quán)利要求14-24所述的任一恒定時間控制電路，還包括，功率級電路和驅(qū)動電路；所述功率級電路的輸入端接收一輸入電壓；所述恒定時間控制電路分別與所述功率級電路和驅(qū)動電路，以產(chǎn)生一方波控制信號； 所述驅(qū)動電路根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動信號，來驅(qū)動所述功率級電路中的開關(guān)器件，以在所述功率級電路的輸出端獲得一恒定的輸出電壓。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的開關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述功率級電路為降壓型或者升壓型或者升降壓型拓撲結(jié)構(gòu)或者隔離式拓撲結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及恒定時間控制方法、控制電路及應(yīng)用其的開關(guān)型調(diào)節(jié)器。其中恒定時間控制方法包括檢測所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電壓，以獲得表征所述輸出電壓的電壓反饋信號；檢測流電感電流，以獲得表征所述電感電流的三角波信號；將所述三角波信號和所述電壓反饋信號進行疊加，以產(chǎn)生第一控制信號；計算所述電壓反饋信號和第一基準電壓之間的誤差，并對所述誤差進行補償，以獲得一補償信號；所述補償信號維持基本恒定；將所述第一控制信號和所述補償信號進行比較，以產(chǎn)生第二控制信號；根據(jù)所述第二控制信號和一恒定時間控制信號，控制所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器中的功率開關(guān)器件的開關(guān)動作，以維持所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電信號基本恒定。
文檔編號H02M3/156GK103023326SQ20121053858
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者陳偉 申請人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司