本發(fā)明涉及電流模式控制調(diào)節(jié)器領(lǐng)域，尤其涉及一種具有負(fù)載電阻器仿真的電流模式控制調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)：

經(jīng)配置以將電力提供至系統(tǒng)負(fù)載且對電池充電的調(diào)節(jié)器可在沒有該電池的情況下操作。常常使用電流模式控制來實施用于電池充電器應(yīng)用的調(diào)節(jié)器以簡化控制回路補(bǔ)償。電流模式控制的具挑戰(zhàn)性問題為：電流回饋回路并有調(diào)節(jié)器的輸出電感器-電容器(LC)濾波器的交流電(AC)信息。當(dāng)電池被連接時，電池的內(nèi)部電阻呈現(xiàn)增加相位邊限以幫助使控制操作穩(wěn)定的AC負(fù)載電阻器。然而，當(dāng)電池自輸出被電斷接時，相位邊限減小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有負(fù)載電阻器仿真的電流模式控制調(diào)節(jié)器，解決了當(dāng)電池自輸出被電斷接時，相位邊限減小問題。

當(dāng)在沒有電池的情況下操作時，諸如當(dāng)電池實體上被移除或以其他方式被電斷接時，如本文中所描述的負(fù)載電阻器仿真器仿真AC負(fù)載電阻器以增加電流模式控制調(diào)節(jié)器的相位邊限。當(dāng)電池被連接時，操作未實質(zhì)上改變，使得在具有或沒有電池的情況下達(dá)成所要相位邊限。

附圖說明

圖1表示包括根據(jù)一個具體實例而實施的調(diào)節(jié)器的電子裝置的簡化方塊圖，該調(diào)節(jié)器包括負(fù)載電阻器仿真；

圖2表示圖1的調(diào)節(jié)器的現(xiàn)有調(diào)節(jié)器的示意圖，其中該調(diào)節(jié)器耦接至電力配接器及電池且被實施為具有輸出電阻RO的窄電壓直流電(NVDC)充電器， 該輸出電阻RO表示圖1的調(diào)節(jié)器的輸出處的等效負(fù)載電阻；

圖3表示根據(jù)一個具體實例而實施的具有負(fù)載電阻器仿真的調(diào)節(jié)器的示意圖及方塊圖，該調(diào)節(jié)器可用作圖1的調(diào)節(jié)器；

圖4表示根據(jù)另一具體實例的描繪被實施為具有合成電流信息的電流模式磁滯控制器的另一調(diào)節(jié)器的示意圖，該調(diào)節(jié)器亦可用作圖1的調(diào)節(jié)器；

圖5表示根據(jù)一個具體實例的說明使用負(fù)載電阻器仿真來調(diào)節(jié)輸出電壓的方法的流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本申請案主張2015年6月1日申請的美國臨時申請案第62/169，209號及2015年12月22日申請的美國臨時申請案第62/270874號的權(quán)益，該兩個美國臨時申請案的全文均出于所有意圖及目的而特此以引用的方式并入。

圖1為包括根據(jù)一個具體實例而實施的調(diào)節(jié)器111的電子裝置109的簡化方塊圖，調(diào)節(jié)器111包括負(fù)載電阻器仿真，如本文中進(jìn)一步所描述。調(diào)節(jié)器111并有用于對可再充電電池119進(jìn)行充電的電池充電器功能。101處所展示的AC線路電壓被提供至電力配接器103的輸入，電力配接器103將AC電壓轉(zhuǎn)換至DC配接器電壓VADP。VADP的電壓位準(zhǔn)及電力配接器103的電流容量應(yīng)適合于將足夠電力提供至電子裝置109。適用于不同類型的電子裝置。

VADP經(jīng)展示為由合適連接件105提供以將VADP提供至調(diào)節(jié)器111的輸入，調(diào)節(jié)器111將輸出電壓VO提供至系統(tǒng)負(fù)載113。當(dāng)配接器103不可用時，可再充電電池119將電池電壓VBAT提供至電力接口的另一輸入以用于生成VO。電池119及系統(tǒng)負(fù)載113經(jīng)展示為參考接地(GND)，其中應(yīng)理解，GND通常表示任何合適正或負(fù)電壓位準(zhǔn)及/或多種接地類型，諸如電力接地、信號接地、模擬接地、機(jī)殼接地等等。

電子裝置109可為任何類型的電子裝置，包括行動、攜帶型或手持型裝置， 諸如任何類型的個人數(shù)字助理(PDA)、個人計算機(jī)(PC)、攜帶型計算機(jī)、膝上型計算機(jī)等等、蜂巢式電話、個人媒體裝置等等。電子裝置109的主要功能由系統(tǒng)負(fù)載113執(zhí)行，系統(tǒng)負(fù)載113可包括一或多個不同系統(tǒng)負(fù)載組件。在所說明的具體實例中，系統(tǒng)負(fù)載113包括中央處理單元(CPU)或處理器115，諸如微處理器或控制器或其類似者，其耦接至通常用于電子裝置的任何類型的內(nèi)存117的任何組合，諸如各種類型及配置的隨機(jī)存取內(nèi)存(RAM)及只讀存儲器(ROM)及其類似者。

在一個具體實例中，電池119可自電子裝置109實體上被移除。當(dāng)電池119實體上存在且電連接至電子裝置109時，調(diào)節(jié)器111可作為電池充電器而操作以對電池119充電直至其被完全地充電為止。當(dāng)被完全地充電時，電池119即使實體上存在亦可自調(diào)節(jié)器111被電斷接(諸如由電子開關(guān)或其類似者)。

圖2為被實施為窄電壓直流電(NVDC)充電器的現(xiàn)有調(diào)節(jié)器200的示意圖，調(diào)節(jié)器200耦接至電力配接器103、電池119及具有電阻RO的輸出電阻器213，該電阻RO表示調(diào)節(jié)器200的輸出處的等效負(fù)載電阻。舉例而言，輸出電阻器RO表示由系統(tǒng)負(fù)載113呈現(xiàn)的負(fù)載。電力配接器103生成VADP，VADP被提供至電子開關(guān)201的一個電流端子。電子開關(guān)201的另一電流端子耦接至相位節(jié)點(diǎn)202，相位節(jié)點(diǎn)202耦接至二極管203的陰極且耦接至具有電感LO的輸出電感器205的一個末端。二極管203的另一末端耦接至GND。二極管203作為用于降壓調(diào)節(jié)器配置的異步開關(guān)而操作。輸出電感器205的另一末端耦接至具有電阻RL的電阻器207的一個末端，電阻器207使其另一末端耦接至生成輸出電壓VO的輸出節(jié)點(diǎn)204。電阻器207并非實體電阻器，而是表示輸出電感器205的內(nèi)部寄生阻抗。

輸出節(jié)點(diǎn)204進(jìn)一步耦接至具有電阻RCO的電阻器209的一個末端且耦接至電阻器213的一個末端。電阻器209的另一末端耦接至具有電容CO的輸出電容器211的一個末端。輸出電容器211的另一末端及電阻器213的另一末端耦接至GND。電阻器209并非實體電阻器，而是表示輸出電容器211的等效串聯(lián)電阻(ESR)或寄生電阻。輸出節(jié)點(diǎn)204耦接至電池119的正端子，電池119使其負(fù)端子耦接至GND。然而，如所展示，電池119經(jīng)表示為與電壓源216串聯(lián)的電阻器215，其中電阻器215表示電池119的內(nèi)部串聯(lián)電阻RB， 且電壓源生成電池電壓VBAT。

電流傳感器217感測通過輸出電感器205的電流，且將電流感測信號IS提供至控制器219的輸入?？刂破?19具有耦接至輸出節(jié)點(diǎn)204的另一輸入以用于接收輸出電壓VO，且具有提供閘極驅(qū)動信號GD的輸出，閘極驅(qū)動信號GD被提供至電子開關(guān)201的控制輸入。在一個具體實例中，電子開關(guān)201經(jīng)配置為場效晶體管(FET)或MOS晶體管或其類似者，但可替代開關(guān)配置及實施方案。輸出電感器205及電阻器207集體地形成阻抗參數(shù)ZLO。電阻器209及213以及輸出電容器211集體地形成輸出阻抗參數(shù)ZCO。

在與圖3所展示的具體實例相似的替代具體實例中，同步開關(guān)(例如，與電子開關(guān)201相似的另一電子開關(guān))可替換二極管203。當(dāng)使用同步開關(guān)時，控制器219在每一循環(huán)的第一部分中接通電子開關(guān)201及關(guān)斷同步開關(guān)，且接著在正常操作期間關(guān)斷電子開關(guān)201及接通同步開關(guān)。可(諸如)在低功率操作期間使用二極管仿真，其中在循環(huán)的早期關(guān)斷同步開關(guān)，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解。

控制器219經(jīng)說明為電流模式控制器，其中偵測及使用流動通過輸出電感器LO的電流IL以在控制器219內(nèi)產(chǎn)生脈寬調(diào)變(PWM)信號(例如，圖3)。PWM信號在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間雙態(tài)觸發(fā)以用于控制切換動作，其中第一狀態(tài)可為用以宣告GD的作用中狀態(tài)，以接通電子開關(guān)201而用于將電流驅(qū)動至輸出電路，及用于自輸出電路拉電流的非作用中狀態(tài)。PWM信號用以生成用于切換電子開關(guān)201(及同步開關(guān)(若被提供))的GD。輸出電壓VO直接地或間接地經(jīng)由感測電路(圖中未示)被偵測，且與表示VO的目標(biāo)電壓位準(zhǔn)的參考電壓(例如，VREF，圖3)相比較以生成控制或誤差信號(例如，VC，圖3)?？刂菩盘柤爸甘倦姼衅麟娏鱅L的信號(例如，IS)用以雙態(tài)觸發(fā)或轉(zhuǎn)變PWM信號，以在調(diào)節(jié)輸出電壓VO時控制通過電感器205的電流切換。許多方法可用于偵測電感器電流IL，諸如直接地使用電流傳感器(電阻性或電感性)，或間接地(諸如)通過感測橫越RL的電壓。如本文中所描述的另一方法通過將橫越輸出電感器205所施加的電壓轉(zhuǎn)換至施加至斜坡電容器的電流來合成地偵測電感器電流，如本文中進(jìn)一步所描述。

電流控制回路含有來自ZLO+ZCO之信息。可根據(jù)以下等式(1)來判定 ZCO：

$ZCO=RO\frac{s\left(RCO\right)\left(CO\right)+1}{s(RCO+RO)CO+1}---\left(1\right)$

可根據(jù)以下等式(2)來判定ZLO：

ZLO＝sLO+RL(2)

阻抗參數(shù)ZLO及ZCO形成出于回路補(bǔ)償?shù)哪康亩尸F(xiàn)雙極的輸出LC濾波器。當(dāng)使用電壓模式控制時，雙LC極較靠攏，從而呈現(xiàn)顯著補(bǔ)償挑戰(zhàn)。當(dāng)使用電流模式控制時，雙LC極被分成低頻率極及高頻率極。以此方式，針對電流模式控制而簡化補(bǔ)償，此由于其通常必須補(bǔ)償僅一個極。出于此原因，電池充電器應(yīng)用典型地使用電流模式控制。然而，如本文中進(jìn)一步所描述，電流控制回路中的回饋電流信息含有來自輸出LC濾波器的AC信息，該輸出LC濾波器包括輸出電感器205及輸出電容器CO。

針對輸出電阻RO的不同值的用于阻抗參數(shù)ZCO+ZLO的增益及相位相對于頻率，連同在沒有回路補(bǔ)償?shù)那闆r下針對輸出電阻RO的相同值的調(diào)節(jié)器200(如圖2所描繪)的電流控制回路的增益及相位相對于頻率，揭露出極低輸出阻抗提供具有高相位邊限的改良型回應(yīng)。RO的較大電阻值使負(fù)載更具電容性，此將ZCO極移動至較低頻率。較大負(fù)載電阻在低頻率下造成顯著相移。電池充電器常常以在低頻率極的頻率范圍內(nèi)的回路帶寬而操作。

用于如圖2所描繪的調(diào)節(jié)器200的電流控制回路的經(jīng)驗結(jié)果已用以在電池119被連接(具有電池)時及在電池119未被連接(沒有電池)時比較相位邊限。此等結(jié)果說明沒有電池119的模式具有較少相位邊限，且電池119在被連接時將相位邊限提升達(dá)顯著量。舉例而言，在一個具體實例中，當(dāng)電池119被連接時，相位邊限可被改良達(dá)30度至40度。電池119的內(nèi)部電阻RB將增加對于調(diào)節(jié)器200的AC負(fù)載以改良相位邊限。

如本文中所描述的負(fù)載電阻器仿真器仿真AC負(fù)載電阻以改良調(diào)節(jié)器200的相位邊限。負(fù)載電阻器仿真器改良相位邊限，此在電池119未被連接時特別有益。當(dāng)電池119被連接時，電路參數(shù)未顯著地改變，使得與沒有負(fù)載電阻器仿真器的電路相比較，相位邊限保持顯著地改良?？蓪⒖刂破?19提供于芯片或集成電路(IC)上，其中在芯片上產(chǎn)生AC負(fù)載電池仿真。

圖3為根據(jù)一個具體實例而實施的調(diào)節(jié)器300的示意圖及方塊圖，調(diào)節(jié)器300可用作圖1的調(diào)節(jié)器111，調(diào)節(jié)器300經(jīng)展示為耦接至具有電阻RO的輸出電阻器213，該電阻RO表示諸如系統(tǒng)負(fù)載113的輸出負(fù)載。調(diào)節(jié)器300亦被實施為與圖2所描繪的調(diào)節(jié)器200相似的具有輸出電阻RO的窄電壓直流電(NVDC)充電器，但其中電池119被移除且進(jìn)一步包括根據(jù)一個具體實例的負(fù)載電阻器仿真。包括輸出電感器205(包括具有電阻RL的內(nèi)部電阻器207)的輸出部分、電流傳感器217、電容器209以及電阻器211及213經(jīng)展示為以與調(diào)節(jié)器200相似的方式而耦接。輸出電流IO經(jīng)展示為被提供至輸出電阻器213(RO)。輸入電壓VIN(諸如配接器電壓VADP)被提供至電子開關(guān)609的電流端子，電子開關(guān)609使其另一電流端子耦接至相位節(jié)點(diǎn)615。相位節(jié)點(diǎn)615耦接至輸出電感器205的一個末端，且耦接至電子開關(guān)613的一個電流端子。電子開關(guān)613的另一電流端子耦接至GND。提供PWM信號以控制電子開關(guān)609及613的控制端子。反相器611插入于PWM與電子開關(guān)613的控制端子之間，此表示電子開關(guān)609及613相對于彼此異相地切換。電子開關(guān)609及613、輸出電感器205及輸出電容器209通常形成電壓轉(zhuǎn)換器614，其如由PWM信號所控制般地將輸入電壓轉(zhuǎn)換至輸出電壓。調(diào)節(jié)器300經(jīng)展示為包括經(jīng)配置為降壓類型轉(zhuǎn)換器之轉(zhuǎn)換器614，其中應(yīng)理解，調(diào)節(jié)器300可根據(jù)其他轉(zhuǎn)換器架構(gòu)(諸如升壓轉(zhuǎn)換器或降壓-升壓轉(zhuǎn)換器或其類似者)而配置。

感測電阻器601耦接于感測節(jié)點(diǎn)602與GND之間。電流偵測器包括經(jīng)由感測節(jié)點(diǎn)602將感測電流IS提供至感測電阻器601的電流傳感器217，其中感測電阻器601在節(jié)點(diǎn)602上生成電流感測電壓CS。VO或其經(jīng)感測版本被回饋至誤差放大器603的反相(負(fù))輸入，誤差放大器603在其非反相(正)輸入處接收參考電壓VREF。盡管圖中未示，但可將VO提供至電阻性分壓器以施加對應(yīng)輸出感測電壓而非VO。VREF具有為輸出電壓VO的目標(biāo)電壓位準(zhǔn)或以其他方式表示輸出電壓VO的目標(biāo)電壓位準(zhǔn)的電壓位準(zhǔn)，輸出電壓VO可具有指示VO或其經(jīng)感測版本的目標(biāo)電壓位準(zhǔn)的電壓位準(zhǔn)。盡管圖中未示，但誤差放大器603可包括用于補(bǔ)償回路的補(bǔ)償組件。誤差放大器603的輸出提供控制信號VC，控制信號VC被提供至比較器605的正輸入。CS被提供至比較器605的負(fù)輸入，比較器605使其輸出耦接至設(shè)定-重設(shè)(SR)鎖存器607 的重設(shè)(R)輸入。SR鎖存器607的設(shè)定(S)輸入經(jīng)展示為接收頻率信號CLK。SR鎖存器607的Q輸出提供PWM信號以控制電子開關(guān)609及613的控制端子。

應(yīng)了解到例圖解經(jīng)過簡化，其中可提供額外電路系統(tǒng)以用于驅(qū)動電子開關(guān)609及613的閘極。舉例而言，可提供驅(qū)動電路系統(tǒng)以足夠驅(qū)動能力來接通及關(guān)斷開關(guān)?？蓪嵤┩r間控制以在每一切換循環(huán)期間確保不在相同時間下接通開關(guān)609及613。進(jìn)一步地，可(諸如)在低輸出功率操作期間實施二極管仿真，其中在每一循環(huán)的早期關(guān)斷(或甚至不接通)開關(guān)613，其中兩個開關(guān)均在順次切換循環(huán)期間關(guān)斷一段時間。

在調(diào)節(jié)器300的操作中，當(dāng)PWM高時，接通電子開關(guān)609，而關(guān)斷電子開關(guān)613。電流自VIN流動通過輸出電感器205以對輸出電容器CO充電且將電流提供至輸出負(fù)載(被表示為RO)及/或?qū)﹄姵?19(圖中未示為被連接)充電。在接通電子開關(guān)609時，電感器電流IL斜升，此致使CS相應(yīng)地斜升。當(dāng)CS上升至高于VC時，比較器605切換以重設(shè)SR鎖存器607，使得將PWM拉低。當(dāng)PWM低時，接通電子開關(guān)613，而關(guān)斷電子開關(guān)609。電感器電流IL斜降，此致使CS相應(yīng)地斜降。最終，CLK上的上升邊緣設(shè)定SR鎖存器607，從而將PWM往回拉高，且操作在順次循環(huán)中重復(fù)。

需要將AC電阻自VO提供至GND以仿真AC負(fù)載電阻，此在電池119被移除時特別有利。VREF可用作AC接地參考。因此，自VO至VREF時得參考AC電阻。負(fù)載步升或負(fù)載瞬變會引起VO縮減。電流自VREF流動至VO直至VO返回至VREF的位準(zhǔn)為止?？捎煽鐚?dǎo)放大器617仿真此行為，跨導(dǎo)放大器617使其正輸入接收VREF、使其負(fù)輸入接收VO，且使其輸出將電流自節(jié)點(diǎn)602驅(qū)動至GND。跨導(dǎo)放大器617生成與在VREF與VO之間的差或gm*(VREF-VO)成比例的電流，其中“gm”為跨導(dǎo)放大器617的跨導(dǎo)增益?？鐚?dǎo)放大器617調(diào)整回饋回路的增益，此又調(diào)整調(diào)節(jié)器111的正向回路的增益?？鐚?dǎo)放大器617形成改良調(diào)節(jié)器300的相位邊限的負(fù)載仿真器。

圖4為根據(jù)另一具體實例的描繪被實施為具有合成電流信息的電流模式磁滯控制器的調(diào)節(jié)器400的示意圖，其中調(diào)節(jié)器400亦可用作圖1的調(diào)節(jié)器111，調(diào)節(jié)器111經(jīng)展示為耦接至系統(tǒng)負(fù)載113及電池119。VO及VREF被提 供至誤差放大器701的各別輸入，誤差放大器701輸出控制電壓VC?？刂菩盘朧C表示輸出電壓VO相對于VREF之相對誤差。盡管圖中未示，但誤差放大器701可包括補(bǔ)償回饋電路，此為一般技術(shù)者所理解。VC被提供至電壓窗口電路703，電壓窗口電路703分別產(chǎn)生正窗口電壓極性VW+及負(fù)窗口電壓極性VW-。如所展示，VC被提供至耦接于窗口電阻器RW+與RW-之間的節(jié)點(diǎn)704。窗口電阻器RW+的另一末端耦接至節(jié)點(diǎn)706，節(jié)點(diǎn)706進(jìn)一步耦接至生成窗口電流IW的第一電流源，以用于在節(jié)點(diǎn)706上生成正窗口電壓極性VW+。窗口電阻器RW-的另一末端耦接至節(jié)點(diǎn)708，節(jié)點(diǎn)708進(jìn)一步耦接至輸出窗口電流IW的第二電流源，以用于在節(jié)點(diǎn)708上生成負(fù)窗口電壓極性VW-。在操作中，窗口電流源維持通過窗口電阻器RW+及RW-兩者的窗口電流IW，而不管控制電壓VC的改變。因此，電壓VW+及VW-遵循VC的電壓位準(zhǔn)，同時維持在VW+及VW-之間的恒定窗口電壓(VW+-VW-)。

在此配置中，調(diào)節(jié)器400包括斜坡產(chǎn)生器705，其合成地復(fù)制通過輸出電感器205之電感器電流LO。跨導(dǎo)放大器707生成電流gmVIN，其中VIN為諸如VADP的輸入電壓，且gm為跨導(dǎo)增益。電流gmVIN被提供至單極單投(SPST)開關(guān)709的一個端子，開關(guān)709具有接收PWM信號的控制輸入。SPST開關(guān)709的另一末端耦接至橫越具有電容CR的斜坡電容器711生成斜坡電壓VR的斜坡節(jié)點(diǎn)710，斜坡電容器711使其另一末端耦接至GND。另一跨導(dǎo)放大器713生成吸收電流gmVO，其自斜坡節(jié)點(diǎn)710被拉至GND。生成VR的斜坡節(jié)點(diǎn)710耦接至第一PWM比較器715的負(fù)輸入，且耦接至第二PWM比較器717的正輸入，其中第一比較器715及第二比較器717形成比較器電路718。VW-被提供至比較器715的正輸入，且VW+被提供至比較器717的負(fù)輸入。比較器715的輸出被提供至SR鎖存器721的設(shè)定輸入，且比較器717的輸出被提供至SR鎖存器717的重設(shè)輸入。SR鎖存器721的Q輸出提供PWM信號。進(jìn)一步地，跨導(dǎo)放大器723汲取與在VREF與VO之間的差或Kgm*(VREF-VO)成比例的電流，其中“K”為增益因子。

跨導(dǎo)放大器707、713及723以簡化形成被展示為電流裝置。應(yīng)理解，該等跨導(dǎo)放大器可被實施為與具有電壓輸入及合適跨導(dǎo)增益的跨導(dǎo)放大器617相似。跨導(dǎo)放大器707可在各別正及負(fù)輸入處接收輸入電壓VIN(或VADP) 及GND?？鐚?dǎo)放大器713可在各別正及負(fù)輸入處接收輸出電壓VO及GND?？鐚?dǎo)放大器723可在各別正及負(fù)輸入處接收參考電壓VREF及輸出電壓VO。

PWM被提供至將輸入電壓VIN(諸如配接器電壓VADP)轉(zhuǎn)換至輸出電壓VO的轉(zhuǎn)換器725。系統(tǒng)負(fù)載113及電池119經(jīng)展示為耦接于輸出電壓VO與GND之間。轉(zhuǎn)換器725可包括控制切換裝置(與電子開關(guān)609及613相似)的切換的驅(qū)動器電路(圖中未示)、輸出電感器(與輸出電感器LO相似)，及集體地用于電壓轉(zhuǎn)換之任何其他支持電路。

在調(diào)節(jié)器400的操作中，且在暫時忽略跨導(dǎo)放大器723的情況下，補(bǔ)償電路701基于在VO與VREF之間的差來驅(qū)動VC，且窗口電壓VW+及VW-相應(yīng)地調(diào)整(兩者均遵循VC，該VC在窗口電壓VW+與VW-之間居中)。當(dāng)PWM低時，切斷開關(guān)709，使得斜坡電容器711通過與輸出電壓VO或gmVO成比例的電流而放電。當(dāng)VR下降至低于負(fù)窗口電壓VW-時，PWM比較器715設(shè)定SR鎖存器721，從而將PWM拉高。PWM變高會閉合開關(guān)709，使得斜坡電容器711現(xiàn)在基于在VIN與VO之間的差或gm*(VIN-VOUT)而充電，此假定：對于降壓模式配置，VIN大于VO。當(dāng)VR上升至高于正窗口電壓VW+時，PWM比較器717重設(shè)SR鎖存器721以將PWM往回拉低。操作以此方式重復(fù)以用于基于VREF及負(fù)載位準(zhǔn)來調(diào)節(jié)輸出電壓VO。

以與電流感測電壓CS斜升及斜降來追蹤IL相似的方式，斜坡節(jié)點(diǎn)710斜升及斜降而合成地復(fù)制通過輸出電感器205的電流IL。將VR與VW+及VW-相比較，使得VR在窗口電壓之間斜變以控制PWM信號。電壓窗口電路703基于控制電壓VC來生成介于VW+與VW-之間的窗口電壓。調(diào)節(jié)器400的電流模式操作與調(diào)節(jié)器300相似，其中CS斜升及斜降且直接地與控制信號VC相比較。

在調(diào)節(jié)器400的配置中，斜坡節(jié)點(diǎn)710產(chǎn)生斜坡電壓，該斜坡電壓斜升及斜降以控制PWM信號?？鐚?dǎo)放大器723形成負(fù)載仿真器，該負(fù)載仿真器通過產(chǎn)生與在電壓VO與VREF之間的差成比例的電流而對GND仿真AC電阻?？鐚?dǎo)放大器723調(diào)整回饋回路的增益，此又調(diào)整調(diào)節(jié)器400的正向回路的增益。以此方式，跨導(dǎo)放大器723的操作改良調(diào)節(jié)器400的相位邊限。

圖5為根據(jù)一個具體實例的說明使用負(fù)載電阻器仿真來調(diào)節(jié)輸出電壓的 方法的流程圖。在第一區(qū)塊501處，使用脈寬調(diào)變信號來切換施加至輸出電感器的電壓而將輸入電壓轉(zhuǎn)換至輸出電壓。此可(例如)由調(diào)節(jié)器300的電壓轉(zhuǎn)換器614或調(diào)節(jié)器400的轉(zhuǎn)換器725執(zhí)行。在下一區(qū)塊503處，偵測通過輸出電感器的電流且提供對應(yīng)電流感測信號。在下一區(qū)塊505處，提供指示輸出電壓的目標(biāo)位準(zhǔn)與指示輸出電壓的電壓之間的差的控制信號。調(diào)節(jié)器300及400中之誤差放大器603及701分別說明此功能。在下一區(qū)塊507處，將控制信號與電流感測信號相比較以生成比較信號，該比較信號用以生成脈寬調(diào)變信號。最后，在區(qū)塊509處，基于在指示輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差來調(diào)整電流感測信號。跨導(dǎo)放大器617或723可用以執(zhí)行此功能，如針對調(diào)節(jié)器300及400所展示。

可使用將電流提供至感測電阻器(諸如針對調(diào)節(jié)器300所展示)的電流傳感器(將IS提供至601之217)來實施區(qū)塊503的偵測。在調(diào)節(jié)器400中，通過在斜坡節(jié)點(diǎn)710上生成用以模擬通過輸出電感器的電流的斜坡電壓VR，來合成地判定通過輸出電感器205之電流。在一個具體實例中，斜坡電容器711以與輸出電壓VO成比例之電流而連續(xù)地放電，且另外，在PWM為作用中(諸如通過閉合開關(guān)709)時以與輸入電壓成比例的電流而充電。在調(diào)節(jié)器300中，可由比較器605及鎖存器607執(zhí)行比較。在調(diào)節(jié)器400中，生成高于及低于控制電壓VC的正及負(fù)窗口電壓，且將斜坡電壓VR與窗口電壓相比較以用于使PWM信號在其第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。

結(jié)果已表明，通過添加負(fù)載電阻器仿真而極大地改良在電池119不存在時之瞬變回應(yīng)。結(jié)果已進(jìn)一步展示，當(dāng)電池119被連接時，對操作模式存在極小影響。通過添加負(fù)載電阻器仿真且針對給定配置來選擇K的適當(dāng)值，會極大地改良在電池119被斷接時的AC回應(yīng)。在一個具體實例中，K的值可為固定的，或?qū)τ谔娲唧w實例，K的值可為可調(diào)整的。當(dāng)電池119被連接時，K的值對操作模式具有極小影響。

綜上所述，如本文中所描述的負(fù)載電阻器仿真在不必添加外部補(bǔ)償?shù)那闆r下提供改良型穩(wěn)定性效能。如本文中所描述的負(fù)載電阻器仿真在具有及沒有電池及負(fù)載條件的情況下，提供較一致的動態(tài)響應(yīng)。

現(xiàn)在關(guān)于前述描述及隨附圖式而較佳地理解本發(fā)明的益處、特征及優(yōu)勢。 呈現(xiàn)前述描述以使得一般技術(shù)者能夠制作及使用本發(fā)明，如在特定應(yīng)用及其要求的上下文內(nèi)所提供。然而，對較佳具體實例的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見，且本文中所定義的一般原理可應(yīng)用于其他具體實例。因此，本發(fā)明并不意欲限于本文中所展示及描述的特定具體實例，而是應(yīng)符合與本文中所揭示的原理及新穎特征一致的最廣泛范圍。盡管已參考本發(fā)明的某些較佳版本而相當(dāng)詳細(xì)地描述本發(fā)明，但其他版本及變化亦為可能的及預(yù)期的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，其可容易地將所揭示的概念及特定具體實例用作設(shè)計或修改其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，以用于提供本發(fā)明的相同目的而不脫離本發(fā)明的精神及范圍。