一種開關(guān)模式電源及其控制電路和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SMPS及其控制電路和控制方法。SMPS包括開關(guān)電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路；其中控制電路包括加法電路、比較電路和邏輯電路，其中：加法電路提供SMPS輸出電壓反饋信號(hào)和SMPS輸出電流反饋信號(hào)的復(fù)合反饋信號(hào)；比較電路比較復(fù)合反饋信號(hào)和參考信號(hào)；邏輯電路的輸入端耦接比較電路的輸出端；以及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端耦接邏輯電路的輸出端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端耦接開關(guān)電路的開關(guān)用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。該SMPS具有控制電路簡單，控制穩(wěn)定以及對(duì)負(fù)載瞬態(tài)變化的響應(yīng)快速等特點(diǎn)。
【專利說明】一種開關(guān)模式電源及其控制電路和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電子電路，具體但不限于涉及開關(guān)模式電源及其瞬態(tài)響應(yīng)控制電路和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流-直流開關(guān)模式電源(SMPS )被廣泛用于電力電子領(lǐng)域，用于通過控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷來實(shí)現(xiàn)將一直流輸入電壓轉(zhuǎn)換成通常具有預(yù)定值的直流輸出電壓。開關(guān)的定頻控制是用于開關(guān)模式電源的常用控制方式，它采用定頻的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)控制開關(guān)的開關(guān)信號(hào)的上升沿或下降沿，使得開關(guān)信號(hào)具有固定的頻率。定頻控制能用于降低電磁干擾(EMI)效應(yīng)，因而具有廣泛的應(yīng)用，如用于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域等對(duì)電磁干擾敏感的系統(tǒng)的供電。此外，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，由于響應(yīng)具有一定滯后，輸出電壓會(huì)有一段時(shí)間的波動(dòng)。而一些應(yīng)用場合對(duì)輸出電壓的迅速穩(wěn)定具有較高的要求，因此需要控制電路具有較快的響應(yīng)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決前面描述的一個(gè)問題或者多個(gè)問題，本發(fā)明提出一種開關(guān)模式電源，控制電路和瞬態(tài)響應(yīng)控制方法。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種SMPS包括:開關(guān)電路,具有電源輸入端和電源輸出端，其中電源輸入端耦接輸入電壓，電源輸出端提供輸出電壓用于為負(fù)載供電，開關(guān)電路包括開關(guān)；控制電路，其中控制電路包括加法電路、比較電路和邏輯電路，其中:加法電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，第二輸入端用于接收開關(guān)電路的輸出電流反饋信號(hào)，加法電路至少對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加，加法電路的輸出端提供復(fù)合反饋信號(hào)；比較電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中比較電路的第一輸入端I禹接加法電路的輸出端用于接收復(fù)合反饋信號(hào)，比較電路的第二輸入端接收參考信號(hào)，比較電路比較復(fù)合反饋信號(hào)和參考信號(hào)并在輸出端提供比較信號(hào)；邏輯電路具有輸入端和輸出端，其中邏輯電路的輸入端耦接比較電路的輸出端用于接收比較信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，具有輸入端和輸出端，其中驅(qū)動(dòng)電路的輸入端耦接邏輯電路的輸出端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端耦接開關(guān)電路的開關(guān)用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路可進(jìn)一步包括直流校正電路，其中直流校正電路具有輸入端和輸出端，直流校正電路的輸入端耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，直流校正電路的輸出端提供參考信號(hào)，其中參考信號(hào)為至少對(duì)輸出電壓進(jìn)行積分的信號(hào)；加法電路進(jìn)一步具有第三輸入端接收斜坡信號(hào)，加法電路對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)、斜坡信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加，在加法電路的輸出端提供復(fù)合反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，直流校正電路包括:跨導(dǎo)型誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，第二輸入端耦接參考電壓；以及補(bǔ)償電路，包括串聯(lián)的電容和電阻，串聯(lián)的電容和電阻一端耦接參考地，串聯(lián)的電容和電阻另一端耦接跨導(dǎo)型誤差放大電路的輸出端，其中跨導(dǎo)型誤差放大電路的輸出端用于提供參考信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)償電路具有低通濾波功能。參考信號(hào)為直流信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路進(jìn)一步包括:直流校正電路，具有輸入端和輸出端，直流校正電路的輸入端耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，直流校正電路的輸出端提供輸出電壓校正信號(hào)，其中輸出電壓校正信號(hào)為對(duì)輸出電壓進(jìn)行積分和濾波的信號(hào)；以及第二加法電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端稱接直流校正電路用于接收輸出電壓校正信號(hào)，第二輸入端接收斜坡信號(hào)，輸出端提供參考信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路包括:時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；以及RS觸發(fā)器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路用于接收時(shí)鐘信號(hào)，第二輸入端耦接比較電路的輸出端，RS觸發(fā)器的輸出端耦接驅(qū)動(dòng)電路的輸入端。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路進(jìn)一步包括斜坡信號(hào)發(fā)生電路，斜坡信號(hào)發(fā)生電路輸出斜坡信號(hào)，其中斜坡信號(hào)具有與時(shí)鐘信號(hào)相同的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，SMPS進(jìn)一步包括電壓反饋電路，電壓反饋電路包括:第一電阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接電源輸出端；以及第二電阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接第一電阻的第二端，第二端耦接參考地，其中第一電阻的第二端提供輸出電壓反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出電流反饋信號(hào)通過檢測(cè)流過開關(guān)的電流獲得。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路包括:開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接電源輸入端，第二端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)，控制端耦接驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；整流管，具有第一端和第二端，其中第一端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)，第二端耦接參考地；輸出電感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)；以及輸出電容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接輸出電感的第二端，輸出電容的第二端耦接參考地，其中輸出電容的第一端提供輸出電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，整流管包括同步整流管，同步整流管進(jìn)一步具有控制端，同步整流管的控制端稱接驅(qū)動(dòng)電路。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于控制開關(guān)電路的控制電路包括上述控制電路。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路包括:加法電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接開關(guān)電路的電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，第二輸入端用于接收開關(guān)電路的輸出電流反饋信號(hào)，加法電路至少對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加，在輸出端提供復(fù)合反饋信號(hào)；比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中比較電路的第一輸入端耦接加法電路的輸出端用于接收復(fù)合反饋信號(hào)，比較電路的第二輸入端接收參考信號(hào)，比較電路比較復(fù)合反饋信號(hào)和參考信號(hào)并在輸出端提供比較信號(hào)；以及邏輯電路，具有輸入端和輸出端，其中邏輯電路的輸入端耦接比較電路的輸出端用于接收比較信號(hào)，邏輯電路的輸出端耦接開關(guān)電路的開關(guān)用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，上述控制電路進(jìn)一步包括直流校正電路，其中:直流校正電路具有輸入端和輸出端，直流校正電路的輸入端耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，直流校正電路的輸出端提供參考信號(hào)，其中參考信號(hào)為至少對(duì)輸出電壓進(jìn)行積分和濾波的信號(hào)；以及加法電路進(jìn)一步具有第三輸入端，第三輸入端接收斜坡信號(hào)，加法電路對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)、斜坡信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加，加法電路在輸出端提供復(fù)合反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，直流校正電路包括:跨導(dǎo)型誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，第二輸入端耦接參考電壓；以及補(bǔ)償電路，包括串聯(lián)的電容和電阻，串聯(lián)的電容和電阻的一端耦接參考地，串聯(lián)的電容和電阻的另一端耦接跨導(dǎo)型誤差放大電路的輸出端；其中跨導(dǎo)型誤差放大電路的輸出端用于提供參考信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路進(jìn)一步包括:驅(qū)動(dòng)電路，具有輸入端和輸出端，其中驅(qū)動(dòng)電路的輸入端耦接邏輯電路的輸出端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端耦接開關(guān)電路的開關(guān)用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷；以及電壓反饋電路包括:第一電阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接電源輸出端；以及第二電阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接第一電阻的第二端，第二端耦接參考地；其中，第一電阻的第二端提供輸出電壓反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路包括:時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；以及RS觸發(fā)器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路用于接收時(shí)鐘信號(hào)，第二輸入端耦接比較電路的輸出端，輸出端耦接開關(guān)電路的開關(guān)用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路進(jìn)一步包括斜坡信號(hào)發(fā)生電路，輸出斜坡信號(hào)，其中斜坡信號(hào)具有與時(shí)鐘信號(hào)相同的頻率。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種用于SMPS的瞬態(tài)響應(yīng)控制方法,包括:檢測(cè)SMPS的輸出電壓獲得輸出電壓反饋信號(hào)；檢測(cè)SMPS的輸出電流獲得輸出電流反饋信號(hào)；將輸出電壓反饋信號(hào)、輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)；將復(fù)合反饋信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行比較獲得比較信號(hào)；以及基于該比較信號(hào)控制SMPS的開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括將斜坡信號(hào)與輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)，其中參考信號(hào)通過對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)進(jìn)行積分和濾波獲得。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所提供的開關(guān)模式電源、控制電路和控制方法，具有控制電路簡單，控制穩(wěn)定以及瞬態(tài)響應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0009]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的SMPS示意框圖；
[0010]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的SMPS示意框圖；
[0011]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的SMPS示意框圖；
[0012]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的SMPS示意框圖；
[0013]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的SMPS的示意圖；
[0014]圖6不出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的SMPS中多個(gè)信號(hào)的波形不意圖；
[0015]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的負(fù)載上升時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖以及傳統(tǒng)控制方法下負(fù)載上升時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖；
[0016]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的負(fù)載下降時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖以及傳統(tǒng)控制方法下的負(fù)載下降時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖；
[0017]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種用于SMPS瞬態(tài)響應(yīng)控制的方法示意圖。
[0018]下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同的或相似的部件或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了更好地理解本發(fā)明，描述了大量的細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。為了清晰明了地闡述本發(fā)明，本文簡化了一些具體結(jié)構(gòu)和功能的詳細(xì)描述。此外，在一些實(shí)施例中已經(jīng)詳細(xì)描述過的類似的結(jié)構(gòu)和功能，在其它實(shí)施例中不再贅述。盡管本發(fā)明的各項(xiàng)術(shù)語是結(jié)合具體的示范實(shí)施例來一一描述的，但這些術(shù)語不應(yīng)理解為局限于這里闡述的示范實(shí)施方式。
[0020]上述本發(fā)明的說明書和實(shí)施僅僅以示例性的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，這些實(shí)施例不是完全詳盡的，并不用于限定本發(fā)明的范圍。對(duì)于公開的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實(shí)施例和對(duì)實(shí)施例中元件的等同變化可以被本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員所了解。本發(fā)明所公開的實(shí)施例的其他變化和修改并不超出本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。
[0021]本發(fā)明的說明書中提到的“耦接”可指直接的連接或通過間接物的連接，如通過導(dǎo)體的連接，該導(dǎo)體具有阻值，也可有寄生參數(shù)，如具有電感值和電容值，以及如通過二極管的連接。本發(fā)明的說明書提到的“電路”可表現(xiàn)為集成電路，也可表現(xiàn)為器件、電路印刷板模塊、系統(tǒng)及其它的形式。
[0022]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的SMPS100示意框圖。SMPS100包括開關(guān)電路10、加法電路12、比較電路14 (CMP)、邏輯電路15 (LGC)以及驅(qū)動(dòng)電路16 (DRV)0開關(guān)電路10具有電源輸入端和電源輸出端，其中電源輸入端I禹接輸入電壓Vin,電源輸出端提供輸出電壓Vout用于為負(fù)載LD供電。標(biāo)記Vin和Vout在下文中也可用于表征電源輸入端Vin和電源輸出端Vout。開關(guān)電路10包括開關(guān)Q1，開關(guān)電路10在開關(guān)Ql的導(dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作下將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓Vout。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路10包括直流-直流降壓轉(zhuǎn)換電路(buck),輸出的輸出電壓Vout低于輸入電壓Vin。加法電路12具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端I禹接電源輸出端Vout用于接收表征輸出電壓Vout的輸出電壓反饋信號(hào)FB。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出電壓反饋信號(hào)FB等于輸出電壓Vout。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸出電壓反饋信號(hào)FB通過電壓反饋電路檢測(cè)輸出電壓Vout獲得的反饋值，其中電壓反饋電路的輸入端耦接電源輸出端Vout，電壓反饋電路的輸出端提供電壓反饋信號(hào)FB。加法電路12的第二輸入端用于接收開關(guān)電路10的輸出電流反饋信號(hào)CS，其中輸出電流反饋信號(hào)CS表征流過開關(guān)Ql或其它節(jié)點(diǎn)的電流值。在一個(gè)實(shí)施例中，SMPS100包括輸出電流反饋電路，輸出電流反饋電路的輸入端耦接開關(guān)電路10用于感測(cè)流過開關(guān)的電流，輸出電流反饋電路的輸出端提供輸出電流反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出電流反饋信號(hào)CS為通過電流檢測(cè)電路檢測(cè)流過開關(guān)Ql的電流而得到的表征輸出電流的電壓信號(hào)。加法電路12至少對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)FB和輸出電流反饋信號(hào)CS進(jìn)行疊加，獲得復(fù)合反饋信號(hào)FB2。比較電路14具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中比較電路14的第一輸入端耦接加法電路12的輸出端用于接收復(fù)合反饋信號(hào)FB2，比較電路14的第二輸入端接收一參考信號(hào)VI，比較電路14將復(fù)合反饋信號(hào)FB2和參考信號(hào)Vl進(jìn)行比較并輸出比較信號(hào)CP。SMPS100根據(jù)比較電路14的比較信號(hào)CP對(duì)開關(guān)電路10進(jìn)行控制。在一個(gè)實(shí)施例中，參考信號(hào)Vl為對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)FB進(jìn)行積分和濾波的信號(hào)，如圖2所示，參考信號(hào)Vl為輸出電壓校正信號(hào)，由直流校正電路23產(chǎn)生，直流校正電路23具有低頻濾波性能，使得輸出電壓校正信號(hào)Vl變化緩慢。在另一個(gè)實(shí)施例中，參考信號(hào)Vl為一直流信號(hào)，如圖4所示。SMPS100可進(jìn)一步采用斜率補(bǔ)償，將一斜坡信號(hào)SLP疊加入比較電路12的任意一輸入端，如將一斜坡信號(hào)SLP和輸出電壓反饋信號(hào)FB以及輸出電流反饋信號(hào)CS疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)FB2，如圖2所示；或者將斜坡信號(hào)SLP疊加如比較電路14的一端以獲得參考信號(hào)VI，如圖3所示。斜坡信號(hào)SLP在一個(gè)周期中的至少一個(gè)時(shí)間段內(nèi)具有斜坡波形，如在輸出電流上升階段具有斜坡波形。在一個(gè)實(shí)施例中，斜坡信號(hào)SLP為鋸齒波。
[0023]繼續(xù)圖1的說明，邏輯電路15具有輸入端和輸出端，其中邏輯電路的輸入端耦接比較電路14的輸出端用于接收比較信號(hào)CP，邏輯電路15的輸出端耦接驅(qū)動(dòng)電路16的輸入端。邏輯電路15根據(jù)比較電路14提供的比較信號(hào)CP輸出脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路16用于將邏輯電路15輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成適用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)Ql的電壓信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路16的輸出端耦接開關(guān)電路10的開關(guān)Ql用于控制開關(guān)Ql的導(dǎo)通和關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，SMPS100包括開關(guān)電路10和控制電路11。其中控制電路11包括加法電路12、t匕較電路14、邏輯電路15和驅(qū)動(dòng)電路16。在另一個(gè)實(shí)施例中，SMPS100包括開關(guān)電路10、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路16，其中控制電路包括加法電路12、比較電路14和邏輯電路15。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路制作在一集成電路中。
[0024]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的SMPS200示意框圖。與圖1的SMPS100相t匕，SMPS200進(jìn)一步包括一直流校正電路23，且加法電路22將輸出電壓反饋信號(hào)FB、輸出電流反饋信號(hào)CS和斜坡信號(hào)SLP進(jìn)行疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)FB2。為了使描述簡單清楚，對(duì)SMPS200中與SMPS100相同的部件和連接將不再進(jìn)行贅述。直流校正電路23具有輸入端和輸出端，其中直流校正電路23的輸入端耦接電源輸出端Vout用于接收輸出電壓反饋信號(hào)FB，輸出端提供參考信號(hào)VI，其中參考信號(hào)Vl為對(duì)輸出電壓Vout至少進(jìn)行過積分的輸出電壓校正信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，參考信號(hào)Vl為對(duì)輸出電壓Vout針對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分并進(jìn)行低通濾波后得到的信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，參考信號(hào)Vl為直流信號(hào)。加法電路22除了具有接收輸出電壓反饋信號(hào)FB的第一輸入端和接收輸出電流反饋信號(hào)CS的第二輸入端外，還進(jìn)一步具有第三輸入端，其中第三輸入端接收斜坡信號(hào)SLP，使得加法電路22的輸出端提供的復(fù)合反饋信號(hào)FB2為輸出電壓反饋信號(hào)FB、輸出電流反饋信號(hào)CS和斜坡信號(hào)SLP的疊加信號(hào)，即FB2=FB+CS+SLP。比較電路14進(jìn)一步將FB2與輸出電壓校正信號(hào)Vl進(jìn)行比較，獲得比較信號(hào)CP。控制電路21基于比較信號(hào)CP控制開關(guān)電路10中開關(guān)Ql的導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0025]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的SMPS300的示意框圖。與圖1的SMPS100相t匕，SMPS300進(jìn)一步包括直流校正電路23和第二加法電路32。與圖2中的SMPS200相比，圖3中的SMPS300將斜坡信號(hào)SLP與輸出電壓校正信號(hào)Vh進(jìn)行疊加以獲得參考信號(hào)VI，而圖2中的SMPS200將斜坡信號(hào)SLP與輸出電壓反饋信號(hào)FB和輸出電流反饋信號(hào)CS進(jìn)行疊加以獲得復(fù)合反饋信號(hào)FB2。是為了使描述簡單清楚，對(duì)SMPS300中與SMPS100相同的部件和連接將不再進(jìn)行贅述。其中直流校正電路23用于提供輸出電壓校正信號(hào)Vh，輸出電壓校正信號(hào)Vh可為對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行積分和濾波的信號(hào)。第二加法電路32具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中第一輸入端I禹接直流校正電路23用于接收輸出電壓校正信號(hào)Vh，第二輸入端接收斜坡信號(hào)SLP，輸出端提供參考信號(hào)Vl耦接至比較電路14。這樣，比較電路14的第一輸入端接收將輸出電壓反饋信號(hào)FB和輸出電流反饋信號(hào)CS進(jìn)行疊加的復(fù)合反饋信號(hào)FB2，即FB2=FB+CS ;而比較電路14的第二輸入端接收將輸出電壓校正信號(hào)Vh和斜坡信號(hào)SLP進(jìn)行疊加的參考信號(hào)VI，即Vl=Vh+SLP ；比較電路14將復(fù)合反饋信號(hào)FB2和參考信號(hào)Vl進(jìn)行比較獲得比較信號(hào)CP，控制電路31基于該比較信號(hào)CP控制開關(guān)電路10中開關(guān)Ql的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0026]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的SMPS400的示意框圖。與圖1中的SMPS100相比，SMPS400將斜坡信號(hào)SLP與輸出電壓反饋信號(hào)FB和輸出電流反饋信號(hào)CS進(jìn)行疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)FB2，同時(shí)SMPS400的參考信號(hào)Vl為一直流信號(hào)。是為了使描述簡單清楚，對(duì)SMPS400中與SMPS100相同的部件和連接將不再進(jìn)行贅述。直流參考信號(hào)Vl可通過直流參考電壓發(fā)生電路產(chǎn)生。這樣，比較電路將復(fù)合反饋信號(hào)FB2 (FB2=FB+CS+SLP)與直流的參考信號(hào)DC進(jìn)行比較以獲得比較信號(hào)CP?？刂齐娐?1基于該比較信號(hào)CP控制開關(guān)電路10中開關(guān)Ql的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0027]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的SMPS500的示意圖。SMPS500包括開關(guān)電路50和控制電路51。其中控制電路51包括加法電路52、斜坡信號(hào)發(fā)生電路521、直流校正電路53、比較電路54、邏輯電路55、驅(qū)動(dòng)電路56和電壓反饋電路57。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路51集成在一電子封裝體內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制電路51集成在一半導(dǎo)體襯底上并可僅包括加法電路52、斜坡信號(hào)發(fā)生電路521、直流校正電路53、比較電路54、邏輯電路55、驅(qū)動(dòng)電路56和電壓反饋電路57之中的部分電路和部件。
[0028]開關(guān)電路50為buck型開關(guān)電路。開關(guān)電路50包括開關(guān)Q1、同步整流管Q2、輸出電感L以及輸出電容Co。其中開關(guān)Ql的第一端I禹接電源輸入端用于接收輸入電壓Vin,開關(guān)Ql的第二端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW，開關(guān)Ql的控制端耦接驅(qū)動(dòng)電路56。同步整流管Q2的第一端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW，同步整流管Q2的第二端耦接參考地GND，同步整流管Q2的控制端耦接驅(qū)動(dòng)電路56。在另一個(gè)實(shí)施例中，同步整流管Q2被一個(gè)非同步整流管如二極管代替。開關(guān)Ql和同步整流管Q2包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。MOSFET管可包括增強(qiáng)型N-溝道MOSFET。在另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)和同步整流管為P-溝道M0SFET。在其它的實(shí)施例中，開關(guān)和同步整流管可包括其他類型的器件，如結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)或雙極結(jié)型晶體管(BJT)。輸出電感L的第一端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW，輸出電感的第二端耦接輸出電容Co。輸出電容Co的第一端耦接輸出電感L，輸出電感Co的第二端耦接參考地GND。輸出電感Co的第一端直接耦接電源輸出端用于提供輸出電壓Vout。開關(guān)電路50可進(jìn)一步包括輸入電容Cin用于將輸入電壓Vin進(jìn)行濾波。開關(guān)電路50除了具有接收輸入電壓Vin的電源輸入端和提供輸出電壓Vout的電源輸出端外,還具有接收第一控制信號(hào)HS的第一控制信號(hào)輸入端和接收第二控制信號(hào)LS的第二控制信號(hào)輸入端，其中第一控制信號(hào)輸入端耦接開關(guān)Ql的控制端，第二控制信號(hào)輸入端耦接同步整流管Q2的控制端。當(dāng)開關(guān)Ql導(dǎo)通時(shí)，同步整流管Q2關(guān)斷，開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW上的電壓上升至輸入電壓Vin，輸出電流經(jīng)輸出電感L從開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW流向電源輸出端，負(fù)載電流1上升。此時(shí)輸出電容Co可被充電，輸出電壓Vout可上升。然后，開關(guān)Ql關(guān)斷，同步整流管Q2導(dǎo)通，輸出電流經(jīng)輸出電感L和同步整流管Q2從電源輸出端流向參考地GND。此時(shí)輸出電容Co可放電，輸出電壓Vout可下降。開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW處的電壓被PWM信號(hào)調(diào)制，波形近可似于PWM波形。開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW處電壓經(jīng)輸出電感L和輸出電容Co的濾波被轉(zhuǎn)換成直流電壓Vout。該直流電壓Vout受負(fù)載LD大小的影響而波動(dòng)。例如，當(dāng)負(fù)載LD升高時(shí),如負(fù)載LD阻抗降低,輸出電壓Vout下降。當(dāng)負(fù)載LD降低時(shí)，輸出電壓Vout升高。此外由于輸出電容Co等效電阻的存在，輸出電壓Vout具有與PWM信號(hào)周期相近的紋波。在另一些實(shí)施例中，開關(guān)電路可包括升壓型(boost)轉(zhuǎn)換電路或其它類型的開關(guān)電路。[0029]加法電路52將輸出電流反饋信號(hào)CS、輸出電壓反饋信號(hào)FB和斜坡信號(hào)SLP進(jìn)行疊加，生成復(fù)合反饋信號(hào)FB2。在一個(gè)實(shí)施例中，加法電路52將輸出電流反饋信號(hào)CS、輸出電壓反饋信號(hào)FB和斜坡信號(hào)SLP以1:1:1的比例進(jìn)行疊加。在另外的實(shí)施例中，加法電路52可將輸出電流反饋信號(hào)CS、輸出電壓反饋信號(hào)FB和斜坡信號(hào)SLP以任意的其它比例進(jìn)行疊加。輸出電流反饋信號(hào)CS可通過檢測(cè)流過開關(guān)Ql的電流獲得，其中流過開關(guān)Ql的電流在上升階段可反映輸出電流的變化。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸出電流反饋信號(hào)CS通過檢測(cè)流過輸出電感L的電流來獲得。輸出電流反饋信號(hào)可通過任意形式的電流檢測(cè)電路和電流檢測(cè)方法獲得。
[0030]斜坡信號(hào)SLP由斜坡信號(hào)發(fā)生電路521生成并輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，斜坡信號(hào)SLP具有與時(shí)鐘信號(hào)CLK相同的頻率，并至少在輸出電流上升階段具有斜坡。
[0031]直流校正電路53包括跨導(dǎo)型誤差放大電路531和補(bǔ)償電路532?？鐚?dǎo)型誤差放大電路531具有耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)FB的第一輸入端，耦接參考電壓Vref的第二輸入端以及輸出端。在圖示的實(shí)施例中，跨導(dǎo)型誤差放大電路531的同相輸入端耦接參考電壓Vref，反相端耦接輸出電壓反饋信號(hào)FB。跨導(dǎo)型誤差放大電路531用于將輸出電壓反饋信號(hào)FB與參考電壓Vref的差值進(jìn)行積分放大，并輸出電流信號(hào)，該電流信號(hào)經(jīng)補(bǔ)償電路532的轉(zhuǎn)換在跨導(dǎo)型誤差放大電路531的輸出端提供輸出電壓校正信號(hào)VI。補(bǔ)償電路532包括串聯(lián)的電容Ce和電阻Re，串聯(lián)的電容Ce和電阻Re —端耦接參考地GND，另一端耦接跨導(dǎo)型誤差放大電路531的輸出端。其中電容Ce耦接參考地，電阻Re耦接跨導(dǎo)型誤差放大電路531的輸出端。補(bǔ)償電路532可設(shè)置具有低通濾波功能，使得輸出電壓校正信號(hào)Vl具有很低的頻率，即輸出電壓校正信號(hào)Vl較為平坦。當(dāng)負(fù)載上升時(shí)，輸出電壓反饋信號(hào)FB下降，輸出電壓校正信號(hào)Vl可平緩上升。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)負(fù)載上升時(shí)，輸出電壓Vout下降，而輸出電壓反饋信號(hào)可為上升，相應(yīng)地輸出電壓反饋信號(hào)輸入跨導(dǎo)型誤差放大電路的同相端，使得輸出電壓校正信號(hào)亦平緩上升。
[0032]比較電路54的同相端接收復(fù)合反饋信號(hào)FB2，比較電路54的反相端接收參考信號(hào)Vl (該實(shí)施例中為輸出電壓校正信號(hào)VI)，比較電路54的輸出端輸出比較信號(hào)CP至邏輯電路55用于控制開關(guān)Ql的導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)復(fù)合反饋信號(hào)FB2大于輸出電壓校正信號(hào)Vl時(shí)，比較信號(hào)CP為高電平，觸發(fā)邏輯電路55輸出低電平的PWM信號(hào)用于關(guān)斷開關(guān)Ql。然而在另一個(gè)實(shí)施例中，比較電路的同相端和反相端接收信號(hào)可相反。
[0033]邏輯電路55包括時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路551和RS觸發(fā)器552。其中時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路551產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK。如圖所示，時(shí)鐘信號(hào)CLK在每一個(gè)周期開始時(shí)出現(xiàn)一高電平脈沖，用于在每個(gè)周期將PWM信號(hào)置高從而導(dǎo)通開關(guān)Ql。RS觸發(fā)器552具有置位輸入端S、復(fù)位輸入端R和輸出端Q，其中置位輸入端S耦接時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路551用于接收時(shí)鐘信號(hào)CLK，復(fù)位輸入端R耦接比較電路54的輸出端用于接收比較信號(hào)CP，以及輸出端Q輸出PWM信號(hào)用于控制開關(guān)Ql的導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK為高電平時(shí)，RS觸發(fā)器552輸出高電平的PWM信號(hào)。PWM信號(hào)一直置高，直到當(dāng)比較信號(hào)CP為高電平時(shí)，PWM信號(hào)置低。當(dāng)下一個(gè)時(shí)鐘高電平脈沖到來時(shí)，PWM信號(hào)再次置高。在另一個(gè)實(shí)施例中，RS觸發(fā)器552的置位輸入端接收比較信號(hào)，而復(fù)位輸入端接收時(shí)鐘信號(hào)，而當(dāng)PWM信號(hào)為低電平時(shí)開關(guān)Ql導(dǎo)通。
[0034]驅(qū)動(dòng)電路56用于將邏輯電路55輸出的邏輯電平的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成適于驅(qū)動(dòng)開關(guān)Ql的第一控制信號(hào)HS和適于控制同步整流管Q2的第二控制信號(hào)LS。在另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路50不包括同步整流管，驅(qū)動(dòng)電路56只輸出控制開關(guān)的第一控制信號(hào)HS。
[0035]控制電路51可進(jìn)一步包括電壓反饋電路57，用于耦接開關(guān)電路50的電源輸出端將輸出電壓Vout轉(zhuǎn)換成輸出電壓反饋信號(hào)FB。電壓反饋電路57包括電阻分壓電路，即包括第一電阻Rl和第二電阻R2，其中第一電阻Rl的第一端作為電壓反饋電路57的輸入端耦接開關(guān)電路50的電源輸出端Vout，第一電阻Rl的第二端耦接第二電阻R2，第二電阻R2的另一端耦接參考地GND，第一電阻和第二電阻的公共節(jié)點(diǎn)即第一電阻Rl的第二端作為輸出端提供輸出電壓反饋信號(hào)FB。這樣，輸出電壓反饋信號(hào)FB正比于輸出電壓Vout，即FB=R2/(Rl+R2)*Vout。在另一些實(shí)施例中，電壓反饋電路57可包括其它類型的電路，或具有其它類型的檢測(cè)部件。
[0036]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的SMPS中多個(gè)信號(hào)的波形示意圖。該示意圖從上至下分別表示參考信號(hào)VI，復(fù)合反饋信號(hào)FB2，輸出電流反饋信號(hào)CS，輸出電壓反饋信號(hào)FB，負(fù)載電流1，PWM信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)CLK。下面將結(jié)合圖5和圖6中的波形示意圖闡述SMPS工作的方式。如圖5所示，因?yàn)檠a(bǔ)償電路532采用低頻濾波，輸出電壓校正信號(hào)Vl很平坦，在較短時(shí)間內(nèi)基本為直流電壓。該電路不需要對(duì)補(bǔ)償電路進(jìn)行復(fù)雜的校正。在另一個(gè)實(shí)施方式中，參考信號(hào)Vl為直流參考信號(hào)。輸出電壓反饋信號(hào)FB具有周期性的紋波，同時(shí)受負(fù)載變化的影響。在時(shí)間t3，負(fù)載增大，S卩負(fù)載電流1增大，輸出電壓反饋信號(hào)FB跟隨輸出電壓Vout下降而下降。輸出電流反饋信號(hào)CS為流過開關(guān)Ql的輸出電流檢測(cè)信號(hào)，在開關(guān)Ql導(dǎo)通期間(PWM信號(hào)為高)上升，在開關(guān)Ql關(guān)斷期間(PWM信號(hào)為低)無電流。復(fù)合反饋信號(hào)FB2為輸出電流反饋信號(hào)CS、輸出電壓反饋信號(hào)FB和斜坡信號(hào)SLP的疊加信號(hào)，即復(fù)合反饋信號(hào)FB2=CS+FB+SLP。斜坡信號(hào)SLP用于斜率補(bǔ)償，使得復(fù)合反饋信號(hào)FB2更迅速更穩(wěn)定地觸發(fā)開關(guān)Ql的變化，降低誤觸發(fā)，提高可靠性。當(dāng)輸出電壓反饋信號(hào)FB較大時(shí)，復(fù)合反饋信號(hào)FB2信號(hào)的上升初始值也較大；當(dāng)輸出電壓反饋信號(hào)FB較低時(shí)，復(fù)合反饋信號(hào)FB2的上升初始值也較低，從而更好地響應(yīng)負(fù)載的變化。
[0037]在時(shí)間tl，時(shí)鐘信號(hào)CLK出現(xiàn)高電平脈沖，RS觸發(fā)器552被置位，輸出端Q提供高電平的PWM信號(hào)，開關(guān)Ql導(dǎo)通，輸出電流反饋信號(hào)CS上升。復(fù)合反饋信號(hào)FB2也上升。在時(shí)間t2，當(dāng)復(fù)合反饋信號(hào)FB2上升到高于參考信號(hào)Vl時(shí)，比較電路24輸出高電平的比較信號(hào)CP將RS觸發(fā)器552復(fù)位，RS觸發(fā)器552輸出端Q的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電平，開關(guān)Ql關(guān)斷。當(dāng)下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLK的高電平脈沖到來時(shí)，PWM信號(hào)再次置高以導(dǎo)通開關(guān)Q1。
[0038]在時(shí)間t3，負(fù)載上升，即負(fù)載電流1上升，輸出電壓反饋信號(hào)FB下降。此時(shí)PWM信號(hào)為低，開關(guān)Ql處于關(guān)斷狀態(tài)。在時(shí)間t4，時(shí)鐘信號(hào)CLK的高電平脈沖到來，PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平，開關(guān)Ql導(dǎo)通。因?yàn)樵跁r(shí)間t4時(shí)的輸出電壓反饋信號(hào)FB比在時(shí)間tl時(shí)的輸出電壓反饋信號(hào)FB低，復(fù)合反饋信號(hào)FB2的初始值較低，因此需要更長的時(shí)間使得復(fù)合反饋信號(hào)FB2上升至高于輸出電壓校正信號(hào)Vl，這直接導(dǎo)致在該周期PWM信號(hào)占空比提高，因此很好地響應(yīng)了負(fù)載上升的變化。從圖上可見，SMPS對(duì)負(fù)載瞬態(tài)變化的響應(yīng)時(shí)間為Td，小于一個(gè)時(shí)鐘周期。這種對(duì)負(fù)載瞬態(tài)變化的快速響應(yīng)使得系統(tǒng)對(duì)輸出電壓校正信號(hào)Vl對(duì)負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的調(diào)節(jié)重要性降低，因此不需對(duì)補(bǔ)償電路進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)節(jié)，使得控制電路和控制簡單，控制穩(wěn)定。
[0039]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的負(fù)載上升時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖以及傳統(tǒng)控制方法下負(fù)載上升時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖。其中信號(hào)HS代表了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PWM控制信號(hào)波形圖。信號(hào)FB代表了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的輸出電壓反饋信號(hào)波形圖。HS-A代表了傳統(tǒng)控制方法的采用補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)控制方法下的PWM控制信號(hào)波形圖。FB-A代表了傳統(tǒng)控制方法下的輸出電壓反饋信號(hào)波形圖。其中其它條件如輸入電壓、輸出電壓預(yù)定值、負(fù)載條件等在上述兩個(gè)例子中一致?？梢钥吹?，當(dāng)負(fù)載上升時(shí)，輸出電壓反饋信號(hào)下降。當(dāng)輸出電壓反饋信號(hào)回復(fù)到預(yù)定值附近時(shí)，相比傳統(tǒng)控制方法，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PWM信號(hào)能及時(shí)地適應(yīng)這種變化，在短時(shí)間內(nèi)具有比傳統(tǒng)控制方法更大的占空比，且輸出電壓反饋信號(hào)FB的過沖和波動(dòng)比較小。而傳統(tǒng)控制方法中的輸出電壓反饋信號(hào)FB-A具有較大的過沖和波動(dòng)?？梢姼鶕?jù)本發(fā)明一實(shí)施例的SMPS和控制方法在負(fù)載上升時(shí)具有更快速更良好的瞬態(tài)響應(yīng)和更穩(wěn)定的控制。
[0040]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的負(fù)載下降時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖以及傳統(tǒng)控制方法下的負(fù)載下降時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)波形圖。其中HS代表了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PWM控制信號(hào)波形圖。FB代表了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的輸出電壓反饋信號(hào)波形圖。HS-A代表了傳統(tǒng)控制方法的采用補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)控制方法下的PWM控制信號(hào)波形圖。FB-A代表了傳統(tǒng)控制方法下的輸出電壓反饋信號(hào)波形圖。其中其它條件如輸入電壓、輸出電壓預(yù)定值、負(fù)載條件等在上述兩個(gè)例子中一致?？梢钥吹?，當(dāng)負(fù)載下降時(shí)，輸出電壓反饋信號(hào)上升。當(dāng)輸出電壓反饋信號(hào)回復(fù)到預(yù)定值附近時(shí)，相比傳統(tǒng)控制方法，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PWM信號(hào)能及時(shí)地適應(yīng)這種變化，在短時(shí)間內(nèi)具有比傳統(tǒng)控制方法更小的占空比，輸出電壓反饋信號(hào)FB的過沖和波動(dòng)比較小。而傳統(tǒng)控制方法中的輸出電壓反饋信號(hào)FB-A具有較大的過沖和波動(dòng)。可見根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的SMPS和控制方法在負(fù)載下降時(shí)具有更快速更良好的瞬態(tài)響應(yīng)和更穩(wěn)定的控制。
[0041]圖9不出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種用于SMPS瞬態(tài)響應(yīng)控制的方法900不意圖。瞬態(tài)響應(yīng)控制方法900包括在步驟901檢測(cè)SMPS的輸出電壓以獲得輸出電壓反饋信號(hào)，以及檢測(cè)SMPS的輸出電流以獲得輸出電流反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出電壓反饋信號(hào)正比于SMPS電源輸出端的輸出電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出電流反饋信號(hào)正比于流過SMPS的開關(guān)的電流。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸出電流反饋信號(hào)反映流過輸出電感的電流。方法900包括在步驟902將輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，將輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加等同于將輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)以1:1的比例進(jìn)行疊加，獲得復(fù)合反饋信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)合反饋信號(hào)通過將輸出電壓反饋信號(hào)、輸出電流反饋信號(hào)和斜坡信號(hào)進(jìn)行疊加獲得。方法900包括在步驟903將復(fù)合反饋信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行比較獲得比較信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，參考信號(hào)通過對(duì)輸出電壓進(jìn)行積分和濾波獲得，此時(shí)參考信號(hào)反映長時(shí)間內(nèi)的輸出電壓的變化，用于校正輸出電壓的直流信號(hào)偏移。方法900進(jìn)一步包括在步驟904根據(jù)比較信號(hào)對(duì)SMPS的開關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)復(fù)合反饋信號(hào)高于參考信號(hào)時(shí)，SMPS的開關(guān)關(guān)斷，而當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)脈沖到來時(shí)，SMPS的開關(guān)導(dǎo)通。
[0042]上述的一些特定實(shí)施例僅僅以示例性的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，這些實(shí)施例不是完全詳盡的，并不用于限定本發(fā)明的范圍。對(duì)于公開的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實(shí)施例和對(duì)實(shí)施例中元件的等同變化可以被本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員所了解。本發(fā)明所公開的實(shí)施例的其他變化和修改并不超出本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)模式電源(SMPS),包括: 開關(guān)電路，具有電源輸入端和電源輸出端，其中電源輸入端耦接輸入電壓，電源輸出端提供輸出電壓用于為負(fù)載供電，開關(guān)電路包括開關(guān)； 控制電路，其中控制電路包括加法電路、比較電路和邏輯電路，其中: 加法電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中加法電路的第一輸入端稱接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，加法電路的第二輸入端用于接收開關(guān)電路的輸出電流反饋信號(hào)，加法電路至少對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加并在加法電路的輸出端提供復(fù)合反饋信號(hào)； 比較電路具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中比較電路的第一輸入端耦接加法電路的輸出端用于接收復(fù)合反饋信號(hào)，比較電路的第二輸入端接收參考信號(hào)，比較電路比較復(fù)合反饋信號(hào)和參考信號(hào)并在輸出端提供比較信號(hào)； 邏輯電路具有輸入端和輸出端，其中邏輯電路的輸入端耦接比較電路的輸出端用于接收比較信號(hào)；以及 驅(qū)動(dòng)電路，具有輸入端和輸出端，其中驅(qū)動(dòng)電路的輸入端耦接邏輯電路的輸出端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端耦接開關(guān)電路的開關(guān)用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
2.如權(quán)利要求1所述的SMPS，其中控制電路進(jìn)一步包括直流校正電路，其中: 直流校正電路具有輸入端和輸出端，直流校正電路的輸入端耦接電源輸出端，直流校正電路的輸出端提供參考信號(hào)，其中參考信號(hào)為至少對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)進(jìn)行積分的信號(hào)；以及 加法電路進(jìn)一步具有第三輸入端接收斜坡信號(hào)，加法電路對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)、輸出電流反饋信號(hào)和斜坡信號(hào)進(jìn)行疊加。
3.如權(quán)利要求2所述的SMPS，其中直流校正電路包括: 跨導(dǎo)型誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中跨導(dǎo)型誤差放大電路的第一輸入端耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，跨導(dǎo)型誤差放大電路的第二輸入端耦接參考電壓；以及 補(bǔ)償電路，包括串聯(lián)的電容和電阻，串聯(lián)的電容和電阻一端耦接參考地，串聯(lián)的電容和電阻另一端耦接跨導(dǎo)型誤差放大電路的輸出端，其中跨導(dǎo)型誤差放大電路的輸出端用于提供參考信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的SMPS，其中補(bǔ)償電路具有低通濾波功能。
5.如權(quán)利要求1所述的SMPS，其中參考信號(hào)為直流信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的SMPS，其中控制電路進(jìn)一步包括: 直流校正電路，具有輸入端和輸出端，直流校正電路的輸入端耦接電源輸出端用于接收輸出電壓反饋信號(hào)，直流校正電路的輸出端提供輸出電壓校正信號(hào)，其中輸出電壓校正信號(hào)為對(duì)輸出電壓進(jìn)行積分和濾波的信號(hào)；以及 第二加法電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第二加法電路的第一輸入端耦接直流校正電路用于接收輸出電壓校正信號(hào)，第二加法電路的第二輸入端接收斜坡信號(hào)，第二加法電路的輸出端提供參考信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的SMPS，其中邏輯電路包括: 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)； 以及RS觸發(fā)器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中RS觸發(fā)器的第一輸入端I禹接時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路用于接收時(shí)鐘信號(hào)，RS觸發(fā)器的第二輸入端耦接比較電路的輸出端用于接收比較信號(hào)，RS觸發(fā)器的輸出端耦接驅(qū)動(dòng)電路的輸入端。
8.如權(quán)利要求7所述的SMPS，其中控制電路進(jìn)一步包括斜坡信號(hào)發(fā)生電路，斜坡信號(hào)發(fā)生電路輸出斜坡信號(hào)，其中斜坡信號(hào)具有與時(shí)鐘信號(hào)相同的頻率。
9.如權(quán)利要求1所述的SMPS，進(jìn)一步包括電壓反饋電路，電壓反饋電路包括: 第一電阻，具有第一端和第二端，其中第一電阻的第一端I禹接電源輸出端；以及 第二電阻，具有第一端和第二端，其中第二電阻的第一端耦接第一電阻的第二端，第二電阻的第二端耦接參考地，其中第一電阻的第二端提供輸出電壓反饋信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的SMPS，其中輸出電流反饋信號(hào)通過檢測(cè)流過開關(guān)的電流獲得。
11.如權(quán)利要求1所述的SMPS，其中開關(guān)電路包括: 開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中開關(guān)的第一端耦接電源輸入端，開關(guān)的第二端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)，開關(guān)的控制端耦接驅(qū)動(dòng)電路的輸出端； 整流管，具有第一端和第二端，其中整流管的第一端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)，整流管的第二端耦接參考地； 輸出電感，具有第一端和第二端，其中輸出電感的第一端耦接開關(guān)節(jié)點(diǎn)；以及輸出電容，具有第一端和第二端，其中輸出電容的第一端耦接輸出電感的第二端，輸出電容的第二端耦接參考地，其中輸出電容的第一端提供輸出電壓。
12.如權(quán)利要求11所述的SMPS，其中整流管包括同步整流管，同步整流管進(jìn)一步具有控制端，同步整流管的控制端耦接驅(qū)動(dòng)電路。
13.一種用于控制開關(guān)電路的控制電路，包括權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的控制電路。
14.如權(quán)利要求13所述的控制電路，進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路具有輸入端和輸出端，其中驅(qū)動(dòng)電路的輸入端耦接邏輯電路的輸出端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端耦接開關(guān)電路的開關(guān)用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
15.一種用于SMPS的瞬態(tài)響應(yīng)控制方法，包括: 檢測(cè)SMPS的輸出電壓獲得輸出電壓反饋信號(hào)； 檢測(cè)SMPS的輸出電流獲得輸出電流反饋信號(hào)； 將輸出電壓反饋信號(hào)、輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)； 將復(fù)合反饋信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行比較獲得比較信號(hào)；以及 基于該比較信號(hào)控制SMPS的開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷。
16.如權(quán)利要求15所述的方法,進(jìn)一步包括將斜坡信號(hào)與輸出電壓反饋信號(hào)和輸出電流反饋信號(hào)進(jìn)行疊加獲得復(fù)合反饋信號(hào)，其中參考信號(hào)通過對(duì)輸出電壓反饋信號(hào)進(jìn)行積分和濾波獲得。
【文檔編號(hào)】H02M3/157GK103683935SQ201310642504
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】歐陽茜, 袁偉 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司