电压调节器及电压调节器的反馈回路电路和控制器电路制造技术

本发明专利技术提供一种电压调节器的反馈回路电路，包括电压提取电路和回路滤波电路。电压提取电路接收表示输出电压信号与电压调节器的参考电压之间的差的误差电压信号，并根据误差电压信号，通过为电压调节器的一个开关周期提取一个代表电压来产生电压提取信号。回路滤波器电路对电压提取信号进行滤波以设置反馈信号，并将反馈信号输出到电压调节器的控制器电路以调节输出电压信号。使用本申请的技术方案，可以准确地调节输出电压。可以准确地调节输出电压。可以准确地调节输出电压。

【技术实现步骤摘要】
电压调节器及电压调节器的反馈回路电路和控制器电路


[0001]本专利技术涉及一种电压调节器设计，更具体地，涉及一种使用反馈回路电路的电压调节器，用于在误差电压的积分保持(on hold)时准确地调节输出电压。

技术介绍

[0002]在电子设备中，电压调节器(voltage regulator)用于向电子负载提供稳定的电力。电压调节器通常设计用于将输出电压保持在规定的范围内。然而，当电压调节器工作在非连续导通模式(discontinuous conduction mode，DCM)下时，当负载瞬变发生时，输出电压可能会显著下降。因此，需要一种创新的电压调节器设计，它能够在不影响(compromise)负载瞬态响应(load transient response)的情况下补偿输出电压的不准确性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的其中一个目的在于提供一种电压调节器，其使用反馈回路电路，用于在误差电压的积分被保持时准确地调节输出电压。其中，误差电压的积分被保持表示误差电压的积分被保持为误差电压当前的积分值，而不继续积分下去。
[0004]根据本专利技术的第一方面，公开了电压调节器的示例性反馈回路电路。示例性反馈回路电路包括电压提取电路和回路滤波器电路。电压提取电路用于接收表示电压调节器的输出电压信号与参考电压之间的差的误差电压信号，并根据误差电压信号，通过为电压调节器的一个开关周期提取一个代表电压来产生电压提取信号。回路滤波器电路，用于对所述电压提取信号进行滤波以设置反馈信号，并将所述反馈信号输出到所述电压调节器的控制器电路，以调节所述输出电压信号。
[0005]根据本专利技术的第二方面，公开了电压调节器的示例性控制器电路。示例性控制器电路包括滤波器电路和保持决策电路。滤波器电路用以接收输入信号，并对输入信号进行积分以设定滤波输出信号，其中输入信号从表示电压调节器的输出电压信号与参考电压之间的差的误差电压信号得到。滤波输出信号用于电压调节器的脉宽调制(pulse
‑
width modulation，PWM)控制。保持决策电路用于检查多个参数以做出保持决定以指示滤波器电路暂时保持输入信号的积分。
[0006]根据本专利技术的第三方面，公开了一种示例性电压调节器。示例性电压调节器包括控制器电路和反馈回路电路。控制器电路包括滤波器电路和保持决策电路。滤波器电路用以接收输入信号，并对输入信号进行积分以设定滤波输出信号，其中输入信号来自误差电压信号，该误差电压信号指示电压调节器的输出电压信号与参考电压之间的差。滤波输出信号用于电压调节器的脉宽调制(PWM)控制。保持决策电路被布置为产生第一控制信号和第二控制信号。反馈回路电路用于接收误差电压信号，并根据误差电压信号产生反馈信号。响应具有第一设置的第一控制信号，控制器电路暂时保持输入信号的积分。响应具有第二设置的第二控制信号，反馈回路电路在控制器电路暂时保持输入信号的积分的时段期间产生反馈信号并将反馈信号输出到控制器电路，以调节输出电压信号。
[0007]本专利技术实施例提供的电压调节器通过设置反馈信号并将反馈信号输出到电压调节器的控制器电路来调节电压调节器的输出电压信号，提高输出电压信号的准确度，和/或，通过暂时保持输入信号的积分，减少对负载瞬态响应的影响或者不影响负载瞬态响应。
[0008]在阅读了在各种附图和附图中示出的优选实施例的以下详细描述之后，本专利技术的这些和其他目的对于本领域普通技术人员无疑将变得显而易见。
附图说明
[0009]图1为本专利技术实施例的第一电压调节器的示意图。
[0010]图2是在反馈回路电路和保持决策电路都被禁用且负载瞬变不发生的情况下，图1所示的电压调节器中不同信号的波形。
[0011]图3是在反馈回路电路和保持决策电路都被禁用，负载瞬变不发生，且负载电流具有较小电流值的情况下，图1所示的电压调节器中不同信号的波形图。
[0012]图4是在反馈回路电路和保持决策电路都被禁用并发生负载瞬变的情况下，图1所示的电压调节器中不同信号的波形图。
[0013]图5是在反馈回路电路被禁用、保持决策电路124被启用并且负载瞬变发生的情况下，图1所示的电压调节器中不同信号的波形图。
[0014]图6是在反馈回路电路和保持决策电路都被启用并发生负载瞬变的情况下，图1所示的电压调节器中不同信号的波形图。
[0015]图7A和图7B是示出根据本专利技术实施例的第二电压调节器的示意图。
[0016]图8是示出根据本专利技术实施例的第三电压调节器的示意图。
[0017]图9是示出根据本专利技术实施例的第四电压调节器的示意图。
具体实施方式
[0018]某些术语在以下描述和权利要求中使用，它们指代特定组件。如本领域技术人员将理解的，电子设备制造商可以用不同的名称来指代一个组件。本申请无意区分名称不同但功能相同的组件。在以下描述和权利要求中，术语“包括”和“包含”以开放式方式使用，因此应解释为意味着“包括但不限于
……”
。此外，术语“耦接”旨在表示间接或直接电连接。因此，如果一个设备耦接到另一个设备，则该连接可以是通过直接电连接，或通过经由其他设备和连接的间接电连接。
[0019]图1为根据本专利技术实施例的第一电压调节器的示意图。电压调节器100可以是开关电压调节器，其能够根据非连续导通模式(discontinuous conduction mode，DCM)操作来调节传送到负载108的输出电压信号Vo。需要注意的是，提供给负载108的负载电流Io可以响应负载108的不同负载状态而变化。如图1所示，电压调节器100可以包括控制器电路102、反馈回路电路104、功率级(power stage)电路(标记为“PS”)106、电感器L
N
和输出电容器Co。反馈回路电路104包括电压提取电路(标记为“V
m
提取”)112和回路滤波器电路114(标记为“A
e
(s)”)。控制器电路102包括滤波器电路122(标记为“A
c
(s)”)(例如，具有积分功能(integration function)的滤波器)、保持决策(hold decision maker)电路124(标记为“HDM”)和脉宽调制(pulse
‑
width modulation，PWM)信号发生器电路126(标记为“PWM”)。控制器电路102是输出电压反馈回路的一部分。在本实施例中，滤波器电路122的输入信号V
e
是从指示电压调节器100的输出电压信号Vo与参考电压V
ref
之间的差的误差电压信号V
err
导出的，以及馈入到PWM信号产生器电路126的控制电压信号V
c
是从滤波器电路122的输出信号导出的。PWM信号产生电路126用于处理功率级电路106的PWM控制。因此，PWM信号产生电路126可以通过控制施加到功率级电路106的PWM脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压调节器的反馈回路电路，其特征在于，包括：电压提取电路，用于接收指示所述电压调节器的输出电压信号与参考电压之间的差的误差电压信号，并根据所述误差电压信号，通过为所述电压调节器的一个开关周期提取一个代表电压来产生电压提取信号；以及回路滤波器电路，用于对所述电压提取信号进行滤波以设置反馈信号，并将所述反馈信号输出到所述电压调节器的控制器电路，以调节所述输出电压信号。2.如权利要求1所述的反馈回路电路，其特征在于，在所述电压调节器的所述一个开关周期内，所述电压提取电路用于对所述误差电压信号的波峰电压和波谷电压进行采样，并根据所述波峰电压和所述波谷电压确定所述一个代表电压。3.如权利要求2所述的反馈回路电路，其特征在于，所述一个代表电压是所述波峰电压和所述波谷电压之间的中间点电压。4.根据权利要求1所述的反馈回路电路，其特征在于，所述反馈回路电路被布置为在所述电压调节器在非连续导通模式DCM下操作的时段期间向所述控制器电路输出所述反馈信号。5.根据权利要求1所述的反馈回路电路，其特征在于，在所述控制器电路暂时保持输入信号的积分的时段期间，所述反馈回路电路被布置成向所述控制器电路输出所述反馈信号，其中，所述输入信号是从所述误差电压信号得到的。6.一种电压调节器的控制器电路，其特征在于，包括：滤波器电路，用于接收输入信号，并对所述输入信号进行积分以设置滤波输出信号，其中所述输入信号是从指示所述电压调节器的输出电压信号与参考电压之间的差的误差电压信号得到的，以及所述滤波输出信号用于所述电压调节器的脉宽调制控制；以及保持决策电路，用于检查多个参数以做出保持决定，以指示所述滤波器电路暂时保持所述输入信号的积分。7.根据权利要求6所述的控制器电路，其特征在于，所述多个参数包括指示所述误差电压信号的极性的参数。8.根据权利要求6所述的控制器电路，其特征在于，所述多个参数包括指示所述电压调节器是否在不连续导通模式DCM下操作的参数。9.根据权利要求6所述的控制器电路，其特征在于，所述多个参数包括指示所述电压调节器的电感器电流的零电流交叉是否发生的参数。10.根据权利要求6所述的控制器电路，其特征在于，所述多个参数包括指示是否发生PWM脉冲的触发的参数。11.一种电压调节器，其特征在于，包括：控制器电路和反馈回路电路，所述控制器电路包括：滤波器电路，用于接收输入信号，并对所述输入信号进行积分以设置滤波输出信号，其中所述输入信号是从指示所述电压调节器的输出电压信号与参考电压之间的差的误差电压信号得到的，所述滤波输出信号用于所述电压调节器的脉宽调制PWM控制；以及保持决策电路，用于产生第一控制信号和第二控制信号；以及所述反馈回路电路，用于接收所述误差电压信号，并根据所述误差电压信号产生反馈信号；
其中，响应于具有第一设置的第一控制信号，所述控制器电路暂时保持所述输入信号的积分；以及响应于具有第二设置的第二控制信号，所述反馈回路电路在所述控制器电路暂时保持所述输入信号的积分的时段期间产生所述反馈信号并向所述控制器电路输出所述反馈信号，以调节所述输出电压信号。12.根据权利要求11所述的电压调节器，其特征在于，响应于具有第三设置的第一控制信号，所述控制器电路不暂时保持所述输入信号的积分，并且响应于具有第四设置的第二控制信号，在所述控制器电路不暂时保持所述输入信号的积分的时段期间，所述反馈回路电路不产生所述反馈信号和不向所述控制器电路输出所述反馈信号。13.根据权利要求11所述的电压调节器，其特征在于，所述反馈回路电路包括：电压提取电路，用于根据所述误差电压信号，通过为所述电压调节器的一个开关周期提取一个代表电压，产生电压提取信号；以及回路滤波器电路，用于对所述电压提取信号进行滤波以设置所述反馈信号。14.根据权利要求13所述的电压调节器，其特征在于，在所述电压调节器的所述一个开...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈闽畔，洪浩评，颜永智，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：