脉冲宽度调制直流-直流转换器制造技术

脉冲宽度调制直流-直流转换器。一种脉冲宽度调制直流-直流转换器，包括：开关单元，该开关单元将输入电压转换为输出电压；比例积分微分控制器，该比例积分微分控制器产生比例积分微分控制电压；比较器，该比较器产生开关控制电压；开关控制器，该开关控制器向开关单元提供所述开关控制信号，在开关控制电压的接通时间段中接通充电开关并同时断开放电开关、并且在开关控制电压的断开时间段中断开充电开关并同时接通放电开关；以及工作点补偿单元，该工作点补偿单元响应于工作点补偿信号进行操作并且在初始驱动的预定时间段期间向节点提供统一电平的初始化电压。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】脉冲宽度调制直流-直流转换器。一种脉冲宽度调制直流-直流转换器，包括：开关单元，该开关单元将输入电压转换为输出电压；比例积分微分控制器，该比例积分微分控制器产生比例积分微分控制电压；比较器，该比较器产生开关控制电压；开关控制器，该开关控制器向开关单元提供所述开关控制信号，在开关控制电压的接通时间段中接通充电开关并同时断开放电开关、并且在开关控制电压的断开时间段中断开充电开关并同时接通放电开关；以及工作点补偿单元，该工作点补偿单元响应于工作点补偿信号进行操作并且在初始驱动的预定时间段期间向节点提供统一电平的初始化电压。【专利说明】脉冲宽度调制直流-直流转换器
本专利技术的实施方式涉及用于输出恒定电平的期望电压的直流-直流转换器。
技术介绍
通常，开关调节器是用于利用能量存储装置(诸如电感器和电容器)来转换能量的装置。直流-直流转换器对开关调节器适当地反馈，并且逐步升高或降低输入直流电压，从而输出期望电平的直流电压。直流-直流转换器的示例包括降压转换器和升压转换器。降压转换器是将高的直流电压转换为比较低的直流电压的降压转换器，而升压转换器是将低的直流电压转换为比较高的直流电压的升压转换器。直流-直流转换器必须适当地选择电路元件，诸如电感器和电容器，并且必须以合适方式来进行控制。作为直流-直流转换器中使用的基本控制模式，已知脉冲频率调制(PFM)方式和脉冲宽度调制方式。脉冲宽度调制方式的优点是噪声小、纹波小，并且已经用于大部分直流-直流转换器中。图1例示由脉冲宽度调制方式控制的相关技术的直流-直流转换器的示例。更具体地，图1示意性地例示降压转换器。如图1所示，相关技术的直流-直流转换器包括:开关单元1、比例积分微分控制器2、比较器3和开关控制器4。开关单元I包括:充电开关和放电开关，响应于从开关控制器4接收到的开关控制信号充电开关和放电开关被相反地接通和断开；电感器，该电感器用于存储充电能量；电容器，该电容器用于存储放电能量等，并且产生输出电压Vo。比例积分微分控制器2包括误差放大器。比例积分微分控制器2将输入到该误差放大器的输出电压Vo与之前确定的基准电压进行比较并且产生比例积分微分控制电压Va。比较器3将比例积分微分控制电压Va与斜坡电压Vramp进行比较并且产生开关控制电压Vc。在间歇产生的开关控制电压Vc的接通时间段中，开关控制器4接通充电开关并且同时断开放电开关。在开关控制电压Vc的断开时间段中，开关控制器4断开充电开关并且同时接通放电开关。详细描述相关技术的直流-直流转换器的操作。如图2所示，当在开关控制电压Vc的接通时间段中接通充电开关而断开放电开关时，以(V1-Vo)/LI的斜率将由电池源施加的输入电压Vi充电到电感器，其中，LI是电感器的电感值。此后，当在开关控制电压Vc的断开时间段中断开充电开关而接通放电开关时，以(-Vo/Ll)的斜率将充电到电感器的能量放电到负载和电容器。相关技术的直流-直流转换器周期性地重复充电操作和放电操作，从而保持输出电压Vo恒定。由输入电压Vi和充电开关的接通时间与断开时间之比(SP，占空比)来确定输出电压Vo。由此，由等式Vo=D*Vi来表达相关技术的直流-直流转换器的最终输出，其中，0〈D〈1。图2例示依赖于斜坡电压Vramp和比例积分微分控制电压Va的充电开关的接通率和断开率。在图2中，当因为输出电压Vo低于基准电压，所以比例积分微分控制电压Va增加时，开关控制电压Vc的接通时间段的宽度增加。在图2中，当因为输出电压Vo高于基准电压，所以比例积分微分控制电压Va减小时，开关控制电压Vc的断开时间段的宽度增加。通过上述过程来控制输出电压Vo，使得输出电压Vo保持在期望的恒定电平。相关技术的直流-直流转换器通过负反馈构造来保持输出电压Vo不变。然而，相关技术的直流-直流转换器不依赖于初始驱动时的操作条件来生成输出电压Vo。更具体地，当相关技术的直流-直流转换器为初始驱动而操作时，比较器3将比例积分微分控制电压Va与斜坡电压Vramp进行比较，并且生成开关控制电压Vc。开关控制电压Vc施加于开关控制器4并且用于控制充电开关和放电开关的开关操作。然而，在初始驱动中，因为通过比例积分微分控制器2的负反馈特性，根据初始驱动的操作条件，通过节点Na输出的比例积分微分控制电压Va具有不同的初始值。因此，相关技术的直流-直流转换器示出因为比例积分微分控制电压Va的不同初始值的影响，所以不根据操作条件产生输出电压Vo的条件性情形。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种不管操作条件如何都能够稳定地产生输出电压的脉冲宽度调制直流-直流转换器。在一个方面，一种脉冲宽度调制直流-直流转换器，该脉冲宽度调制直流-直流转换器包括开关单元，该开关单元包括被相反地接通和断开的充电开关和放电开关、用于存储充电能量的电感器、和用于存储放电能量的电容器，所述开关单元被构造为将输入电压转换为输出电压；比例积分微分控制器，该比例积分微分控制器包括误差放大器，所述比例积分微分控制器被构造为将输入到所述误差放大器的所述输出电压与预定确定的基准电压进行比较并且产生比例积分微分控制电压；比较器，该比较器被构造为将所述比例积分微分控制电压与斜坡电压进行比较并且产生开关控制电压；开关控制器，该开关控制器被构造为基于所述开关控制电压来产生开关控制信号、向所述开关单元提供所述开关控制信号，在所述开关控制电压的接通时间段中接通所述充电开关并同时断开所述放电开关，并且在所述开关控制电压的断开时间段中断开所述充电开关并同时接通所述放电开关；以及工作点补偿单元，该工作点补偿单元被构造为响应于工作点补偿信号进行操作并且在初始驱动的预定时间段期间向所述比例积分微分控制电压所输出到的节点Na提供统一电平的初始化电压。所述工作点补偿单元仅在针对所述初始驱动的预定时间段期间进行操作，并且在所述初始驱动时间段之后的正常驱动时间段期间停止操作。所述工作点补偿单元包括电阻器串；第一节点和第二节点，该第一节点和第二节点分别连接到所述电阻器串的两端；第一启动开关，该第一启动开关连接在高电势电压源与所述第一节点之间并且响应于所述工作点补偿信号被接通或断开；以及第二启动开关，该第二启动开关连接在低电势电压源与所述第二节点之间并且响应于所述工作点补偿信号被接通或断开，其中，所述第一节点连接到所述节点Na,并且由其中电流在内流动的所述电阻器串确定的所述初始化电压施加于所述第一节点。所述第一启动开关和所述第二启动开关响应于所述工作点补偿信号，仅在针对所述初始驱动的预定时间段期间接通，并且在所述初始驱动时间段之后的正常驱动时间段期间断开。当接通所述第一启动开关和所述第二启动开关时，所述节点Na被重置为所述初始化电压。所述工作点补偿单元还包括多个电压确定开关，所述多个电压确定开关连接在所述电阻器串的电压划分节点与所述第二节点之间。各个所述电压确定开关响应于用于确定所述初始化电压的电平的电压确定控制信号来接通或断开。【专利附图】【附图说明】包括附图来提供对专利技术的进一步理解，附图被并入并构成本说明书的一部分，附图例示了专利技术的实施方式，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附图中:图1例示相关技术的直流-直流转换器的示例；图2例示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲宽度调制直流‑直流转换器，该脉冲宽度调制直流‑直流转换器包括：开关单元，该开关单元包括被相反地接通和断开的充电开关和放电开关、用于存储充电能量的电感器、和用于存储放电能量的电容器，所述开关单元被构造为将输入电压转换为输出电压；比例积分微分控制器，该比例积分微分控制器包括误差放大器，所述比例积分微分控制器被构造为将输入到所述误差放大器的所述输出电压与预定确定的基准电压进行比较并且产生比例积分微分控制电压；比较器，该比较器被构造为将所述比例积分微分控制电压与斜坡电压进行比较并且产生开关控制电压；开关控制器，该开关控制器被构造为基于所述开关控制电压来产生开关控制信号，向所述开关单元提供所述开关控制信号，在所述开关控制电压的接通时间段中接通所述充电开关并同时断开所述放电开关，并且在所述开关控制电压的断开时间段中断开所述充电开关并同时接通所述放电开关；以及工作点补偿单元，该工作点补偿单元被构造为响应于工作点补偿信号进行操作并且在初始驱动的预定时间段期间向所述比例积分微分控制电压所输出到的节点Na提供统一电平的初始化电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李丞胤，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：无