本发明专利技术公开了一种谷值电流模式DC至DC转换器，所述转换器可包括电子控制系统，所述电子控制系统被设置成促使DC至DC转换器在连续电流模式和非连续电流模式下工作。所述电子控制系统可包括电流感应系统，所述电流感应系统被设置成感测通过电感的电流；双阈值发生器，所述双阈值发生器被设置成产生第一和不同的第二阈值；和比较器系统，所述比较器系统被设置成当DC至DC转换器工作在连续电流模式时将由电流感应系统所感测的电流与第一阈值进行比较，并且当DC至DC转换器工作在非连续电流模式时将由电流感应系统所感测的电流与第二阈值进行比较。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用谷值电流模式控制的DC至DC转换器。
技术介绍
切换DC至DC转换器可以通过利用开关网络周期性地在规定的工作周期(占空 比)期间将能量传送入电感来调整输出电压。尽管在负载和/或输入电压上有变化，可以 调节工作周期(占空比)以使输出电压保持不变。电流模式控制已被用于调节工作周期(占空比)。一种类型的电流模式控制被称 为谷值电流模式控制。电流感应可能发生在电流通过电感或Bottom MOSFET (底部金属氧 化物半导体场效应管)的下降斜率的时间间隔期间。控制器可以在有些时候使得DC至DC转换器工作在连续电流模式(“CCM”)，在所 述连续电流模式期间电流可以一直流过电感。控制器可以在另一些时侯使得DC至DC转换 器工作在非连续电流模式(“DCM”)，在所述非连续电流模式期间电流可能在每个周期的一 部分期间停止流过电感。DC至DC转换器是工作在CCM模式还是工作在DCM模式可取决于 负载、输入电压和所希望的输出电压之间的差值、以及其它因素。这两种工作模式之间的转换可能导致转换器输出的不稳定和相关的噪声。
技术实现思路
谷值电流模式DC至DC转换器可包括电感，所述电感具有第一和第二连接点；电 容，所述电容连接至电感的第二连接点并被设置成在第二连接点处过滤电压；电子开关系 统，所述电子开关系统连接至电感的第一连接点并被设置成可控制地将第一连接点连接至 电压源；以及电子控制系统。所述电子控制系统可被设置成控制电子开关系统并且使得电子开关系统促使DC 至DC转换器在某些条件下工作在连续电流模式并在某些其它条件下工作在非连续电流模 式。所述电子控制系统可包括电流感应系统，所述电流感应系统被设置成感测通过电 感的电流；双阈值发生器，所述双阈值发生器被设置成产生第一和不同的第二阈值；和比 较器系统，所述比较器系统被设置成当DC至DC转换器工作在连续电流模式时将由电流感 应系统感测的电流与第一阈值进行比较，而当DC至DC转换器工作在非连续电流模式时将 由电流感应系统感测的电流与第二阈值进行比较。上述以及其它部件、步骤、特征、目的、益处和优势，会通过参见下文详细描述的示 例性实施例、附图和权利要求而变得更为清楚。附图说明附图披露了示例性实施例。附图并没有描绘所有的实施例。可以另外使用或替换使用其它的实施例。显而易见或不是必要的细节可能被省略，以便节省篇幅或以便进行更 有效地描述。相反地，在没有使用所有披露的细节的情况下也可以实施一些实施例。当相 同的附图标记出现在不同的附图中时，其表示相同或相似的部件或步骤。图1示出了使用谷值电流模式控制的现有技术的DC至DC转换器。图2示出了当DC至DC转换器工作在连续电流模式时(例如当转换器上的负载为 重负载时)可流过图1所示DC至DC转换器中的电感的电流。图3示出了当DC至DC转换器工作在非连续电流模式时(例如当转换器上的负载 为轻负载时)可流过图1所示DC-至-DC转换器中的电感的电流。图4示出了当DC-至-DC转换器处于连续电流模式和非连续电流模式之间的转换 (过渡)时(例如当转换器上的负载为中等负载时)可流过图1所示DC至DC转换器中的 电感的电流。图5示出了使用谷值电流模式控制并根据DC至DC转换器的工作模式改变反向电 流比较系统中的阈值的DC至DC转换器。图6示出了当DC-至-DC转换器从连续电流模式向非连续电流模式转换时(例如 当转换器上的负载减轻时)可流过图5所示DC至DC转换器中的电感的电流。具体实施例方式现在讨论示例性实施例。可以使用其它实施例作为补充或替换。显而易见或不是 必要的细节可能被省略以便节省篇幅或以便更有效的演示。相反地，在没有使用所披露的 所有细节的情况下可以实施一些实施例。图1示出了使用谷值电流模式控制的现有技术的DC至DC转换器。如图1所示，现有技术的DC至DC转换器可包括电感101，电容103，可包括电子开 关105和107的电子开关系统，可包括电流感应系统的电子控制系统(其中所述电流感应 系统可包括电阻109和计数器(scaler) 111)，可包括正向电流比较器113和反向电流比较 器117的比较器系统，和脉宽调制器123。如图1所示，现有技术的DC至DC转换器可包括 其它部件，例如可提供网络补偿的部件。电子开关105可被设置成可控制地将电感101连接至电压源121。电子开关107 可被设置成可控制地将电感101连接至接地。脉宽调制器123连同正向电流比较器113、反向电流比较器117和其它部件可被设 置成为DC至DC转换器提供电流模式控制。它们可被设置成提供谷值电流模式控制，所述 谷值电流模式控制可在电流通过电感101的下降(谷值)斜率期间促使发生电子开关105 和/或107的状态的改变。这些部件可被设置成使DC至DC转换器在某些时侯工作在连续电流模式(CCM)而 在另一些时侯工作在非连续电流模式(DCM)。在连续电流模式中，通过电感101的电流可在 每个周期的所有部分期间流过。在非连续电流模式中，对于每个周期的一部分期间，电流可 能停止流过电感101。正向电流比较器113和反向电流比较器117都可被设置成感测电感电流的下降 (谷值)斜率。正向电流比较器113可被设置成通过与脉宽调制器123的配合接通电子开 关105并关断电子开关107。反向电流比较器117可被设置成越过脉宽调制器并关断电子开关107。反向电流比较器117可被设置成一旦电感电流下降至零并开始反向就如此工作。可能不能预见CCM和DCM之间的边界(界限)，以及在边界(界限)情况期间通过 电感101的电流的波形。这可能导致系统在CCM和DCM之间转换时噪声的增大。这可归因 于当电感电流刚开始反向时在边界处正向电流比较器113和反向电流比较器117之间的竞 争现象。此外，当电子开关107被关断时，由于对电子开关107中的电容进行放电可能导致 接地反弹。这些噪声源可能导致不希望的正向电流比较器性能并可能导致转换器输出VO 的更多纹波(ripple)。图2-4示出了这些工作模式。图2示出了当转换器工作在连续电流模式时(例如当转换器上的负载为重负载 时)可流过图1所示DC至DC转换器中的电感的电流。如图2所示，流过电感101的电流 可能变化，但可以是连续的。在该连续电流模式期间，正向电流比较器113可单独负责开启 (接通)/关断电子开关105/107。此外，在该连续电流模式期间，反向电流比较器117可能 不产生任何输出。图3示出了当转换器工作在非连续电流模式(例如当转换器上的负载为轻负载 时)可流过图1所示DC至DC转换器中的电感的电流。如图3所示，通过电感的电流可能 是非连续的，因为所述电流可能在每个周期的一部分期间停止流过电感。在该模式时，反向 电流比较器117在每次电流下降至零并开始反向时关断电子开关107。图4示出了当转换器处于连续电流模式和非连续电流模式之间的转换(过渡)时 (例如当转换器上的负载为中等负载时)可流过图1所示DC至DC转换器中的电感的电流。 在该边界(界限)处，正向电流比较器113和反向电流比较器115可能改变状态并且关于哪 个改变状态可能存在不稳定性。每次在关断电子开关107时接地反弹也可能被注入系统。 该不稳定性和接地反弹可能将噪本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种谷值电流模式ＤＣ至ＤＣ转换器，包括：电感，所述电感具有第一和第二连接点；电容，所述电容连接至电感的第二连接点并被设置成在第二连接点处过滤电压；电子开关系统，所述电子开关系统连接至电感的第一连接点并被设置成可控制地将第一连接点连接至电压源；和电子控制系统，所述电子控制系统被设置成控制电子开关系统并使得电子开关系统促使ＤＣ至ＤＣ转换器在某些条件下工作在连续电流模式并在某些其它条件下工作在非连续电流模式，所述控制系统包括：电流感应系统，所述电流感应系统被设置成感测通过所述电感的电流；双阈值发生器，所述双阈值发生器被设置成产生第一和不同的第二阈值；和比较器系统，所述比较器系统被设置成当ＤＣ至ＤＣ转换器工作在连续电流模式时将由所述电流感应系统所感测的电流与第一阈值进行比较，并且当ＤＣ至ＤＣ转换器工作在非连续电流模式时将由电流感应系统所感测的电流与第二阈值进行比较。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古一丁，任弘，
申请(专利权)人：凌特公司，
类型：发明
国别省市：US
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