本发明专利技术揭示一种用于峰值电流模式控制的功率转换器中的选择性及自适应斜率补偿的设备及方法。峰值电流模式控制的功率转换器中的所述选择性及自适应斜率补偿由硬件、软件及／或两者的组合实施以执行经脉冲宽度调制周期的开始及将斜率补偿的开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达第一时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字集成电路，且更明确地说，涉及一种用于实施峰值电流模式控制的数字集成电路中的选择性及自适应斜率补偿的设备及方法。
技术介绍
峰值电流模式控制(PCMC)是功率转换器的理论上使得能够实现一些所要优点(如电压前馈、自动周期性即时电流限制及所属领域的技术人员己知的其它优点)的控制方案。为在实践中实施此PCMC控制方案，用以驱动功率转换器中的控制开关的精确控制的经脉冲宽度调制(PWM)波形是必要的。这些功率转换器通常在不具有或具有斜率补偿的情况下采用峰值电流参考。将峰值电流参考与在功率转换器的输出处所感测到的电流进行比较；所述比较的结果控制PWM波形。图1描绘数控基于PCMC的功率转换器系统100的概念性框图。功率转换器102在其输入处接收来自源104的输入电压Vin且在其输出处将经调节电压Vtjut提供到负载106。为实现Vwt调节，将Vwt反馈提供到包括将V-反馈数字化的模/数(ADC)转换器的块108，所述Vwt反馈接着被提供到包括比较器及电压控制器(未展示)的块110的第一输入。将来自参考电压源112的数字参考电压VMf提供到块110的第二输入。将经数字化“反馈与数字参考电压通过比较器进行比较且将所述比较的结果提供到电压控制器。基于所述比较，电压控制器产生电压V_p，所述电压V_p提供于电压控制器110的输出处且用于导出峰值电流参考信号IpMf。 所属领域的技术人员众所周知，理论上，基于PCMC的功率转换器系统针对高于50%工作循环的操作具有稳定性问题及分谐波振荡。工作循环是PWM波形在与经脉冲宽度调制周期成比例的活动状态中花费的时间。因此，基于PCMC的功率转换器系统可实施斜率补偿。斜率补偿可应用于峰值电流Ipeak,从而按斜坡递减峰值电流Ipeak,因此达到经斜率补偿的峰值电流参考信号IpMf。或者，可通过使峰值电流Ipeak保持恒定或按斜坡递增反馈电流Ifb而实现斜率补偿。如图1中所描绘，取决于功率转换器的拓扑、控制转换器的手段及所属领域的技术人员己知的其它设计准则而在转换器102的节点处感测反馈电流If^以实例方式，反馈电流可为穿过负载106的电流，其可为穿过电感器的电流、变压器初级电流及所属领域的技术人员己知的其它节点。为不同方面的阐释的清晰起见，使用经斜率补偿的峰值电流参考信号Ipref ;然而，所揭示概念同样适用于其中将斜率补偿斜坡添加到反馈电流Ifb的情形。经斜率补偿的峰值电流参考信号Ipref的产生由块114及斜坡产生器实施，所述块包括用于将由电压控制器114提供的电压Vwt的数字表示转换成对应于峰值电流Ipeak的模拟表示的数/模(DAC)转换器，所述斜坡产生器在将峰值电流Ipeak的值作为斜坡产生器的初始值的情况下产生补偿斜率。将经斜率补偿的峰值电流参考信号Iimf提供到块116的第一输入。块116的第二输入具备对应于功率转换器102中的所感测电流的反馈电流If^块116包括比较器(未展示)，所述比较器将经斜率补偿的峰值电流参考信号Iimf与反馈电流Ifb进行比较，且所述比较的结果影响由块116的PWM产生器(未展示)产生的PWM波形PWM(I)到PWM (η)的各种属性且被提供到功率转换器102。尽管如上文所描述，块108、110、114、116及112构成数字PCMC控制器101，但所属领域的技术人员将理解，并非所有块均需要实施于数字PCMC控制器101中。以实例方式，斜率补偿(即，块114)可或可不实施于数字PCMC控制器101中。同样地，描述为块116的一部分的比较器可在数字PCMC控制器101的外部。数字PCMC控制器101可任选地与数字控制器117介接或存在于数字控制器117的内侧，例如，微控制器、数字信号处理器及所属领域的技术人员己知的任何其它数字控制器。可利用数字控制器117来编程PWM波形的各种属性及补偿斜率；因此，赋予系统较多智能及对用于最优数控基于PCMC的功率转换器系统100性能的变化条件适应性地进行调整的能力。数字PCMC控制器101的不同实施方案可根据特定数字PCMC控制器101的所建议使用而提供不同数目个PWM波形。然而，所属领域的技术人员将理解，并非所有波形均需要被产生且提供到功率转换器。因此，以实例方式，降压功率转换器可需要单个PWM波形，同步降压功率转换器可需要两个PWM波形，具有同步整流的经隔离相位移位的全桥式直流/直流(DC-DC)转换器可需要六个波形等等。用于避免直通的一种技术提供空载时间(即，第一开关的关断与第二开关的接通之间的时间差且反之亦然)，并参考图2而阐释，图2描绘同步降压功率转换器连同所关注的波形200的概念性示意图。参考图2Α， 电力供应器204将输入电压Vin提供到同步降压功率转换器202。如此项技术中众所周知，同步降压转换器的电路包括用以使输入电压Vin的电位变化平稳的(任选)输入电容器202_1、使得能够对电感器202_4 /电容器202_5组合进行充电及放电的一对开关202_2及202_3 ;因此调节提供到负载206的输出电压ν_。开关202_2及202_3由PWM波形产生器(例如，图1的PWM波形产生器116 (图2Α中未展示))所产生的两个PWM波形驱动。此PWM波形产生器必须产生两个PWM波形，使得防止开关202_2及202_3被同时接通。用于防止开关202_2及202_3被同时接通的一种技术提供空载时间(即，开关202_2的关断与开关202_3的接通之间的时间差且反之亦然)，并参考图2Β而阐释，图2Β描绘随选定波形的时间而变的振幅。标题为“用于峰值电流模式控制的功率转换器中的可编程空载时间的设备及方法(APPARATUS AND METHOD FORA PROGRAMMABLE DEAD-TIME IN PEAK CURRENT MODE CONTROLLED POWER CONVERTERS)” 的案号T1-71547的同在申请中的申请案中可发现关于空载时间的进一步细节，所述申请案与本申请案在同一日期提出申请且受让于本申请案的受让人。参考图2Β，在标志前一 PWM周期的结束及新PWM周期的开始的时间t。处，将经斜率补偿的峰值电流参考信号IpMf224复位到峰值电流值Ipeak且斜坡从斜率补偿的峰值电流值Ipeak递减。同时，将第一 PWM波形218从振幅A1 2复位到振幅A1」；因此，致使图2A的开关202_3断开。反馈电流Ifb222继续减小。在第一空载时间DT1之后(即，在时间&处)，将第二 PWM波形220从振幅A2」设定到振幅A2 2 ;因此，致使图2A的开关202_2闭合；因此致使反馈电流Ifb222开始增加直到在将第二 PWM波形220从振幅A2 2复位到振幅A2」的时间t2处达到由经斜率补偿的峰值电流参考信号IPref224设定的极限为止；所述复位致使图2A的开关202_2断开，因此致使反馈电流Ifb222开始减小。在第二空载时间DT2之后(S卩，在时间t3处)，将第一 PWM波形218从振幅A1」设定到振幅A1 2 ;因此，致使图2A的开关202_3闭合；因此使反馈电流Ifb222继续减小。在PWM周期结束的时间t4处，将第一 PWM波形218本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于峰值电流模式控制的功率转换器中的选择性及自适应斜率补偿的方法，其包括：开始经脉冲宽度调制周期；及将斜率补偿的开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达第一时间。
【技术特征摘要】
2013.02.23 US 13/775,1801.一种用于峰值电流模式控制的功率转换器中的选择性及自适应斜率补偿的方法，其包括: 开始经脉冲宽度调制周期；及 将斜率补偿的开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达第一时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述开始经脉冲宽度调制周期包括: 提供第一定时器计数器，其从第一定时器计数器的初始值计数到第一定时器计数器的最终值；及 在所述第一定时器计数的所述开始处开始所述经脉冲宽度调制周期。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一定时器计数器的初始值与所述第一定时器计数器的最终值之间的差等于所述经脉冲宽度调制周期。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述将斜率补偿的开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达第一时间包括: 提供第二定时器计数器，其从相对于所述第一定时器计数器的初始值偏移达所述第一时间的第二定时器计数器的初始值计数到等于经脉冲宽度调制周期的第二定时器计数器的最终值；及 在所述第一定时器计数的所述开始处开始所述斜率补偿。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二定时器计数器的初始值与所述第二定时器计数器的最终值之间的差等于经脉冲宽度调制周期。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述将斜率补偿的开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达第一时间包括: 提供经配置以将斜率补偿的所述开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达所述第一时间的延迟专用数字定时器计数器。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述将斜率补偿的开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达第一时间包括: 在所述经脉冲宽度调制周期的所述开始处将斜率补偿的开始延迟达至少所需空载时间的持续时间。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述将斜率补偿的开始从所述经脉冲宽度调制周期的所述开始延迟达第一时间包括: 将斜率补偿的开始延迟达至少所述经脉冲宽度调制周期的在其处发生所述峰值电流模式控制的功率转换器中的不稳定性的值。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述经脉冲宽度调制周期的所述值等于40%。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述将斜率补偿的开始从...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫里什凯什·拉特纳卡·内妮，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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