CN101685314A - 自适应电压定位直流稳压器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种自适应电压定位直流稳压器,包括一直流变换主电路和一直流变换控制电路。其中所述直流变换控制电路包括一采样部分,一反馈部分,一比较部分,一PWM产生器部分以及一驱动电路部分。该直流稳压器实现了自适应电压定位控制,并且内部结构简单,外部所需引脚少。
Description
技术领域
本发明涉及直流稳压器电路,更具体地说,本发明涉及自适应电压定位直流稳压器电路。
背景技术
近几年来,一种叫做自适应电压定位(AVP)的控制被广泛应用于稳压器中。自适应电压定位控制的基本数学关系可参看图1。如图1所示,其纵坐标为稳压器输出电压VO,横坐标为稳压器输出电流IO,并且稳压器输出电压VO与输出电流IO呈函数关系:
VO=VSET-R*IO (1)
其中R为其变化斜率,VSET、R均为定值。当***负载电流急剧增大(如t1时刻***从相对轻载跳至相对重载,即输出电流IO增大),则根据等式(1),输出电压VO变小,如图2所示,输出电压从接近VMAX降至接近VMIN;当***负载电流急剧减小(如t2时刻***从相对重载跳至相对轻载,即输出电流IO减小),根据等式(1),输出电压VO变大,如图2所示,输出电压从接近VMIN升至接近VMAX。可以看到,此时输出电压VO的变化范围为(VMAX-VMIN)。而如图2中间部分所示,当***没有自适应电压定位控制时,当***负载在t1时刻出现电流急剧增大,其输出电压VO从V减小至接近VMIN,而后又迅速回到V;当***负载在t2时刻出现电流急剧减小,其输出电压VO从V增大至接近VMAX,而后又迅速回到V。可以看到,无自适应电压定位控制的***,其输出电压VO的变化范围为0.5*(VMAX-VMIN)。其中VMAX和VMIN分别为***输出电压VO可被允许的正负波动值。可以看到,自适应电压定位控制的***,其输出电压可波动范围比无自适应电压定位控制的***大一倍。同时,自适应电压定位控制的***,当***负载电流增大时,其输出电压相应减小,相应减小了损耗。
现有自适应电压定位控制技术如图3所示。如图3所示,电路50包括由开关管S1、S2,电感L,电容CO,负载RL组成的传统buck电路,其为电路50的直流变换主电路。电路50的直流变换控制电路包括连接在电感L和电容CO之间的电流采样电阻RS,并联在负载RL两端的反馈电阻R1和R2,比较器U0、跨导放大器U1、电流源A、PWM产生器以及驱动电路。其中电流采样电阻RS两端电压被送至跨导放大器U1的两端,并被转化成相应电流ISENCE被送至PWM产生器的第一输入端。反馈电阻R1和R2构成分压器,反馈***输出电压。反馈电压经由电阻R3连接至比较器U0的反相输入端,比较器U0的同相输入端接收一参考电平VREF。另外输出电流为I=K*ISENCE的电流源A的输出端连接至比较器U0的反相输入端和电阻R3的一端。其中K为一常系数,ISENCE即跨导放大器U1的输出电流。比较器U0的输出端连接一补偿网络Zf,补偿网络Zf的另一端接地;比较器的输出端还连接至PWM产生器的第二输入端。PWM产生器的第三输入端接收一时钟信号CLK,其输出端连接至驱动电路的输入端。驱动电路的两个输出端分别连接至开关管S1、S2的门极。
电路50直流变换主电路的运行情况即为传统buck电路运行情况,这里不再阐述其原理。以下阐述其直流变换控制电路的工作情况:由于比较器U0呈高阻状态,电流源A的输出电流I流向电阻R3。而根据比较器U0的“虚短”特性,其反相输入端的电压等于其正相输入端的电压VREF,即
可以推出:
而I=K*ISENCE,
所以
而ISENCE由***输出电流IO决定,因此上述等式(2)即等式(1)所表现的输出电压与输出电流IO的函数关系。
因此现有技术电路50实现了自适应电压定位控制。即,当电路50的负载电流急剧增大,即从相对轻载跳至相对重载,采样电阻RS两端电压增大,增大的电压经过跨导放大器U1后其电流ISENCE增大,使得电流源A的输出电流I增大,而根据等式(2),电路50的输出电压将减小。反之,当电路50的负载电流出现急剧减小,即从相对重载跳至相对轻载,采样电阻RS两端电压减小,减小的电压经过跨导放大器U1后其电流ISENCE减小,使得电流源A的输出电流I减小,而根据等式(2),电路50的输出电压将增大。于是,电路50实现了自适应电压定位控制技术输出电压可波动范围大,损耗小的优点。
然而,现有技术电路50通过跨导放大器U1接收采样电阻RS反馈的***输出电流,这需要芯片提供两个额外的引脚接收电阻RS两端信号差,而且电阻RS本身将造成一定损耗,降低了效率;同时电路50需要反映输出电流的电流源A,使得内部结构比较复杂。
于是有必要提供一种内部结构简单、外接引脚不多并且可以实现自适应电压定位控制的比较简单的直流稳压器电路。
发明内容
因此本发明的目的在于提供了一种改进的自适应电压定位直流稳压器,该直流稳压器具有内部结构简单、无需芯片提供额外引脚等优点。
为实现上述目的,本发明公开了一种自适应电压定位直流稳压器,包括一直流变换主电路和一直流变换控制电路,其特征在于,所述直流变换控制电路包括一采样部分,一反馈部分,一比较部分,一PWM产生器部分,一驱动电路部分;所述采样部分的输入端采样直流变换主电路的输出电流,其输出端连接至所述反馈部分的输入端;所述反馈部分的输出端连接至所述比较部分的第一输入端;所述比较部分的第二输入端接收一参考电平,所述比较部分的输出端连接至所述PWM产生器部分的第一输入端,所述PWM产生器部分的第二输入端接收一时钟信号,所述PWM产生器的输出端连接至所述驱动电路部分的输入端;所述驱动电路部分的输出端连接至直流变换主电路各开关管的门极控制端。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述直流变换主电路为buck电路。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述直流变换主电路为隔离直流变换电路,如半桥、全桥、正激。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述反馈部分为一分压器。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述分压器由串联连接的第一电阻和第二电阻组成,其中两个电阻的串联连接点作为所述反馈部分的输出端,第一电阻的另一端作为所述反馈部分的输入端,第二电阻的另一端接地。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述比较部分包括一比较器和一补偿网络,所述比较器的输入端为所述比较部分的输入端,所述比较器的输出端为所述比较部分的输出端,所述补偿网络的一端连接于所述比较器的输出端,所述补偿网络的另一端接地。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述PWM产生器部分还包括第三输入端,所述第三输入端接收直流变换主电路一开关管电流或电感电流。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述采样部分包括一电阻和一电容,所述电阻和电容串联连接,两者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容并联,两者并联后再与一电阻串联,三者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容串联,所述串联连接点作为所述采样部分的输出端;所述其中另一个电阻与所述直流变换主电路的电感串联,两者串联后再与所述串联连接的电阻与电容相并联。
如本发明所述的一种自适应电压定位直流稳压器,其中所述采样部分为一电阻,所述电阻与直流变换主电路的电感串联。
为实现上述目的,本发明还公开了一种自适应电压定位的控制方法,包括在采样部分采样直流变换主电路的输出电流,并转化为相应电压信号;在反馈部分反馈所述电压信号得到反馈信号;在比较部分将所述反馈信号与一预定值进行比较得到比较信号;将所述比较信号输入PWM产生器部分得到PWM信号;将所述PWM信号输入驱动电路部分得到驱动信号;将所述驱动信号输入所述直流变换主电路,用以控制所述直流变换主电路各开关管的开通与关断。
如本发明所述的一种自适应电压定位的控制方法,其中所述反馈部分为一分压器。
如本发明所述的一种自适应电压定位的控制方法,其中所述分压器由串联连接的第一电阻和第二电阻组成,其中两个电阻的串联连接点作为所述反馈部分的输出端,所述第一电阻的另一端作为所述反馈部分的输入端,所述第二电阻的另一端接地。
如本发明所述的一种自适应电压定位的控制方法,其中所述比较部分包括一比较器和一补偿网络,所述比较器的输入端为所述比较部分的输入端,所述比较器的输出端为所述比较部分的输出端,所述补偿网络的一端连接于所述比较器的输出端,所述补偿网络的另一端接地;所述预定值为一参考电平。
如本发明所述的一种自适应电压定位的控制方法,其中所述采样部分包括一电阻和一电容,所述电阻和电容串联连接,两者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
如本发明所述的一种自适应电压定位的控制方法,其中所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容并联,两者并联后再与一电阻串联,三者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
如本发明所述的一种自适应电压定位的控制方法,其中所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容串联,所述串联连接点作为所述采样部分的输出端;所述其中另一个电阻与所述直流变换主电路的电感串联,两者串联后再与所述串联连接的电阻与电容相并联。
如本发明所述的一种自适应电压定位的控制方法,其中所述采样部分为一电阻,所述电阻与直流变换主电路的电感串联。
本发明的优点在于所提供的直流稳压器实现了自适应电压定位控制,并且其内部结构简单、外部所需引脚少。
附图说明
图1为自适应电压定位控制的基本数学关系图。
图2为当***输出电流跳变时,具有和不具有自适应电压定位控制的电路输出电压变化的比较。
图3为现有具有自适应电压定位控制的电路50。
图4为根据本发明第一实施例的具有自适应电压定位控制的电路100。
图5为根据本发明第二实施例的具有自适应电压定位控制的电路200。
图6为根据本发明第三实施例的具有自适应电压定位控制的电路300。
图7为根据本发明第四实施例的具有自适应电压定位控制的电路400。
图8为根据本发明第五实施例的具有自适应电压定位控制的电路500。
图9为根据本发明第六实施例的具有自适应电压定位控制的电路600。
图10为根据本发明第七实施例的具有自适应电压定位控制的电路700。
图11为根据本发明第八实施例的具有自适应电压定位控制的电路800。
具体实施方式
如图4所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路100,其为本发明的第一实施例。其与背景技术电路50相同的部分采用相同的附图标记。如图所示,电路100包括由开关管S1、S2,电感L,电容CO,负载RL组成的传统buck电路,其为电路100的直流变换主电路。即输入VIN一端连接至开关管S1的一端,开关管S1的另一端连接至开关管S2的一端和电感L的一端,电感L的另一端连接至输出电容CO的一端和负载RL的一端;输入VIN的另一端、开关管S2的另一端、输出电容CO的另一端和负载RL的另一端均接地。电阻DCR为电感L的直流电阻,其与电感L相串联,连接于电感L和输出电容CO之间。电路100还包括一直流变换控制电路。所述直流变换控制电路包括一采样部分、一反馈部分、一比较部分、一PWM产生器部分、一驱动电路部分。其中采样部分包括电阻RS、电容CS,电阻RS与电容CS串联连接,两者的共同连接点作为采样部分的输出端连接至反馈部分的输入端。电阻RS的另一端连接至开关管S1、开关管S2以及电感L的共同连接点;电容CS的另一端连接至电感L的直流电阻DCR、输出电容CO以及负载RL的共同连接点,从而采样直流变换主电路的输出电流,并转化为相应电压信号。反馈部分为串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2构成的分压器,第一电阻R1和第二电阻R2的共同连接点作为反馈部分的输出端连接至比较部分的第一输入端。第一电阻R1的另一端作为反馈部分的输入端,连接至采样部分的输出端;第二电阻R2的另一端接地。在本实施例中,比较部分包括比较器U0和补偿网络Zf,补偿网络Zf的一端连接在比较器U0的输出端,起补偿作用,补偿网络Zf的另一端接地。比较器U0的反相输入端作为比较部分的第一输入端,连接至反馈部分的输出端;比较器U0的同相输入端作为比较部分的第二输入端,接收一预定值。在本实施例中,所述预定值为一参考电平VREF;比较器U0的输出端作为比较部分的输出端,连接至PWM产生器部分的第一输入端。PWM产生器部分的第二输入端接收时钟信号CLK(时钟信号产生器图中未示出)。本领域的技术人员应该认识到,当采用电流模式控制时,PWM产生器部分还包括第三输入端,所述第三输入端接收直流变换主电路开关管S1的采样电流IHS或电感电流,如图中虚线所示。(采样电路图中未示出)。PWM产生器部分的输出端连接至驱动电路部分的输入端。驱动电路部分的两个输出端分别连接至直流变换主电路中开关管S1和S2的门极控制端,进而控制开关管S1和S2的开通与关断。本领域技术人员应该认识到PWM产生器部分和驱动电路部分可以是本领域技术人员公知的任意可实现形式。
电路100的直流变换主电路为传统buck电路,其工作原理是本领域技术人员的公知常识,这里不再阐述,以下简要阐述电路100的怎样实现自适应电压定位:
另外,根据电路并联特性,电阻RS两端电压加上电容CS两端电压等于电感L两端电压加上直流电阻DCR两端电压。把其放在S域中计算,则电容CS两端电压VCS为:
其中IL为电感L的电流。对等式(4)进行变换,得
当电容CS和电阻RS的取值满足一定关系:
则等式(5)变成VCS=DCR*IL (7)
等式(7)结合等式(3),得
而电感电流IL由输出电流IO决定,当电阻R1、R2、参考电平VREF、电感L的直流电阻DCR取定后,上述等式(8)即等式(1)所表现的输出电压VO与输出电流IO的函数关系。
进一步地,电路100的直流变换控制电路根据VO与IO的函数关系,通过PWM产生器部分以及驱动电路部分,用传统直流变换电路的调节方式控制直流变换主电路中两个开关管的开通与关断状态,实现整个电路的控制。
如图5所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路200,其为本发明的第二实施例。其与第一实施例电路100相同的部分采用相同的附图标记。与图4的电路100不同之处在于,电路200在直流变换控制电路中添加了一个与电感L及其直流电阻DCR相串联、与电阻RS和电容CS相并联的电阻RX。即本实施例中,采样部分包括两个电阻和一个电容,所述其中一个电阻RS与所述电容CS串联,两者的串联连接点作为采样部分的输出端连接至反馈部分的输入端;所述其中另一个电阻RX与直流变换主电路的电感L串联,两者串联后与所述串联连接的电阻RS和电容CS相并联。这是因为电感L的直流电阻DCR的阻抗值有可能偏小,使得电容CS和电阻RS在满足等式(6)的前提下取值时不能同时满足工程要求。本领域的技术人员可以看到,电路200的工作原理与电路100的工作原理相同,这里不再另行阐述。
如图6所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路300,其为本发明的第三实施例。其与第一实施例电路100相同的部分采用相同的附图标记。与图4的电路100不同之处在于,电路300在直流变换控制电路中添加了一个与电容CS相并联的电阻RS2。即在本实施例中,采样部分包括两个电阻RS、RS2与一个电容CS,所述其中一个电阻RS2与所述电容CS并联,两者并联后再与其中另一个电阻RS相串联,三者的共同连接点作为所述采样部分的输出端连接至反馈部分的输入端。这是因为电感L的直流电阻DCR的阻抗值有可能偏大,使得电容CS和电阻RS在满足等式(6)的前提下取值时不能同时满足工程要求。本领域的技术人员可以看到,电路300的工作原理与电路100的工作原理相同,这里不再另行阐述。
如图7所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路400,其为本发明的第四实施例。其与第一实施例电路100相同的部分采用相同的附图标记。与图4的电路100不同之处在于,电路400在直流变换控制电路部分将其采样部分由串联连接的电阻RS和电容CS改成一个与电感L串联的电阻RS,电感L的阻抗DCR忽略。即在本实施例中,采样部分包括一个电阻RS,电阻RS与直流变换主电路的电感L串联。电阻RS在电感L端的一端作为该采样部分的输出端,连接至反馈部分的输入端。则同样由比较器U0的“虚短”特性,可得
对等式(9)进行等式转换,得
而电感电流IL由输出电流IO决定,当电阻R1、R2以及参考电平VREF取定后,上述等式(8)即等式(1)所表现的输出电压VO与输出电流IO的函数关系。即电路400实现了如电路100的自适应电压定位控制。
进一步地,电路400的直流变换控制电路部分根据VO与IO的函数关系,通过PWM产生器部分以及驱动电路部分,用传统直流变换电路的调节方式控制直流变换主电路两个开关管的开通与关断状态,实现整个电路的控制。
如图8所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路500,其为本发明的第五实施例。其与第一实施例电路100相同的部分采用相同的附图标记。与图4的电路100不同之处在于,电路500的输入不直接接入buck电路,而是先经由带变压器T的隔离电路10,然后再连接至buck电路。本领域的技术人员可以看到,信号从隔离电路10出来后,电路500的后续部分电路工作原理与电路100的工作原理相同,这里不再另行阐述。同时本领域的技术人员应该认识到,隔离电路10的拓扑可以是半桥、全桥和正激等隔离拓扑,而且隔离电路10的工作原理为本领域技术人员的公知常识,这里不再另行阐述。
如图9所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路600,其为本发明的第六实施例。其与第二实施例电路200相同的部分采用相同的附图标记。与图5的电路200不同之处在于,电路500的输入不直接接入buck电路,而是先经由带变压器T的隔离电路20,然后再连接至buck电路。本领域的技术人员可以看到,信号从隔离电路20出来后,电路600的后续部分电路工作原理与电路200的工作原理相同,这里不再另行阐述。同时本领域的技术人员应该认识到,隔离电路20的拓扑可以是半桥、全桥和正激等隔离拓扑,而且隔离电路20的工作原理为本领域技术人员的公知常识,这里不再另行阐述。
如图10所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路700,其为本发明的第七实施例。其与第三实施例电路300相同的部分采用相同的附图标记。与图6的电路300不同之处在于,电路700的输入不直接接入buck电路,而是先经由带变压器T的隔离电路30,然后再连接至buck电路。本领域的技术人员可以看到,信号从隔离电路30出来后,电路700的后续部分电路工作原理与电路300的工作原理相同,这里不再另行阐述。同时本领域的技术人员应该认识到,隔离电路30的拓扑可以是半桥、全桥和正激等隔离拓扑,而且隔离电路30的工作原理为本领域技术人员的公知常识,这里不再另行阐述。
如图11所示,为根据本发明的一种具有自适应电压定位控制的电路800,其为本发明的第八实施例。其与第四实施例电路400相同的部分采用相同的附图标记。与图7的电路400不同之处在于,电路800的输入不直接接入buck电路,而是先经由带变压器T的隔离电路40,然后再连接至buck电路。本领域的技术人员可以看到,信号从隔离电路40出来后,电路800的后续部分电路工作原理与电路400的工作原理相同,这里不再另行阐述。同时本领域的技术人员应该认识到,隔离电路40的拓扑可以是半桥、全桥和正激等隔离拓扑,而且隔离电路40的工作原理为本领域技术人员的公知常识,这里不再另行阐述。
本发明还提供了一种自适应电压定位的控制方法,包括在采样部分采样直流变换主电路的输出电流,并转化为相应电压信号;在反馈部分反馈所述电压信号得到反馈信号;在比较部分将所述反馈信号与一预定值进行比较得到比较信号;将所述比较信号输入PWM产生器部分得到PWM信号;将所述PWM信号输入驱动电路部分得到驱动信号;将所述驱动信号输入所述直流变换主电路,用以控制所述直流变换主电路各开关管的开通与关断。其中一预定值为一参考电平。
因此本发明提供的电路100、200、300、400、500、600、700、800实现了自适应电压定位控制。即,当其负载电流出现急剧增大,即从相对轻载跳至相对重载,电感电流IL增大,而参考电平VREF保持不变,则根据等式(3)或等式(10),其输出电压VO减小。反之,当其负载电流出现急剧减小,即从相对重载跳至相对轻载,电感电流IL减小,而参考电平VREF保持不变,使得根据等式(3)或等式(10),其输出电压增大。于是,本发明提供的电路100、200、300、300、400、500、600、700、800实现了自适应电压定位控制技术输出电压可波动范围大,损耗小的优点。同时与现有技术的电路50相比较,本发明提供的电路100、200、300、400、500、600、700、800无需采用跨导放大器接收采样电阻的采样值来反馈***输出电流,这就不需要芯片提供两个额外的引脚;同时本发明提供的电路100、200、300、400、500、600、700、800不需要其他额外部件,如电路50中用于反映输出电流的电流源A,使得内部结构比较简单。
需要声明的是,上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用,不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内,当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (19)
1.一种自适应电压定位直流稳压器,包括一直流变换主电路和一直流变换控制电路,其特征在于,所述直流变换控制电路包括
一采样部分,一反馈部分,一比较部分,一PWM产生器部分,一驱动电路部分;
所述采样部分的输入端采样直流变换主电路的输出电流,其输出端连接至所述反馈部分的输入端;所述反馈部分的输出端连接至所述比较部分的第一输入端;所述比较部分的第二输入端接收一参考电平,所述比较部分的输出端连接至所述PWM产生器部分的第一输入端,所述PWM产生器部分的第二输入端接收一时钟信号,所述PWM产生器部分的输出端连接至所述驱动电路部分的输入端;所述驱动电路部分的输出端连接至直流变换主电路各开关管的门极控制端。
2.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述直流变换主电路为buck电路。
3.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述直流变换主电路为隔离直流变换电路,如半桥、全桥、正激。
4.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述反馈部分为一分压器。
5.如权利要求4所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述分压器由串联连接的第一电阻和第二电阻组成,其中两个电阻的串联连接点作为所述反馈部分的输出端,第一电阻的另一端作为所述反馈部分的输入端,第二电阻的另一端接地。
6.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述比较部分包括一比较器和一补偿网络,所述比较器的输入端为所述比较部分的输入端,所述比较器的输出端为所述比较部分的输出端,所述补偿网络的一端连接于所述比较器的输出端,所述补偿网络的另一端接地。
7.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述PWM产生器部分还包括第三输入端,所述第三输入端接收直流变换主电路一开关管电流或电感电流。
8.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述采样部分包括一电阻和一电容,所述电阻和电容串联连接,两者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
9.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容并联,两者并联后再与一电阻串联,三者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
10.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容串联,所述串联连接点作为所述采样部分的输出端;所述其中另一个电阻与所述直流变换主电路的电感串联,两者串联后再与所述串联连接的电阻与电容相并联。
11.如权利要求1所述的自适应电压定位直流稳压器,其特征在于,所述采样部分为一电阻,所述电阻与直流变换主电路的电感串联。
12.一种自适应电压定位的控制方法,包括
在采样部分采样直流变换主电路的输出电流,并转化为相应电压信号;
在反馈部分反馈所述电压信号得到反馈信号;
在比较部分将所述反馈信号与一预定值进行比较得到比较信号;
将所述比较信号输入PWM产生器部分得到PWM信号;
将所述PWM信号输入驱动电路部分得到驱动信号;
将所述驱动信号输入所述直流变换主电路,用以控制所述直流变换主电路各开关管的开通与关断。
13.如权利要求12所述的自适应电压定位的控制方法,其特征在于,所述反馈部分为一分压器。
14.如权利要求13所述的自适应电压定位的控制方法,其特征在于,所述分压器由串联连接的第一电阻和第二电阻组成,其中两个电阻的串联连接点作为所述反馈部分的输出端,所述第一电阻的另一端作为所述反馈部分的输入端,所述第二电阻的另一端接地。
15.如权利要求12所述的自适应电压定位的控制方法,其特征在于,所述比较部分包括一比较器和一补偿网络,所述比较器的输入端为所述比较部分的输入端,所述比较器的输出端为所述比较部分的输出端,所述补偿网络的一端连接于所述比较器的输出端,所述补偿网络的另一端接地;所述预定值为一参考电平。
16.如权利要求12所述的自适应电压定位的控制方法,其特征在于,所述采样部分包括一电阻和一电容,所述电阻和电容串联连接,两者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
17.如权利要求12所述的自适应电压定位的控制方法,其特征在于,所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容并联,两者并联后再与一电阻串联,三者的共同连接点作为所述采样部分的输出端。
18.如权利要求12所述的自适应电压定位的控制方法,其特征在于,所述采样部分包括两个电阻与一电容,所述其中一个电阻与所述电容串联,所述串联连接点作为所述采样部分的输出端;所述其中另一个电阻与所述直流变换主电路的电感串联,两者串联后再与所述串联连接的电阻与电容相并联。
19.如权利要求12所述的自适应电压定位的控制方法,其特征在于,所述采样部分为一电阻,所述电阻与直流变换主电路的电感串联。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102315773A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 成都芯源***有限公司 | 一种开关变换器的装置和方法 |
CN102801307A (zh) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | 纬创资通股份有限公司 | 电源转换器与其控制方法 |
CN104977966A (zh) * | 2014-07-25 | 2015-10-14 | 成都芯源***有限公司 | 自适应电压定位直流稳压器及其控制器和控制方法 |
CN111208857A (zh) * | 2019-03-27 | 2020-05-29 | 成都芯源***有限公司 | 自适应电压定位直流稳压器的控制电路和控制方法 |
CN113162368A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-23 | 成都芯源***有限公司 | Dcr电流采样电路和方法以及相关控制电路 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1402266B1 (it) * | 2010-10-04 | 2013-08-28 | St Microelectronics Srl | Regolatore di tensione |
TWI468895B (zh) * | 2012-07-13 | 2015-01-11 | Issc Technologies Corp | 低壓降穩壓器與其電子裝置 |
CN102843032A (zh) * | 2012-09-11 | 2012-12-26 | 成都芯源***有限公司 | 电压变换器及其在电压变换器中提供过压保护的方法 |
US9315113B2 (en) * | 2012-12-21 | 2016-04-19 | Ample Inc. | Electric vehicle battery systems with exchangeable parallel electric vehicle battery modules |
US9134738B2 (en) * | 2013-02-08 | 2015-09-15 | Excelliance Mos Corporation | Voltage converter |
EP2955831A4 (en) * | 2013-02-08 | 2016-12-21 | Murata Manufacturing Co | DC-DC CONVERTER |
KR102045780B1 (ko) | 2013-03-05 | 2019-11-18 | 삼성전자주식회사 | 양방향 전압 배치 회로, 이를 포함하는 전압 컨버터 및 전력 공급 장치 |
US9627969B2 (en) * | 2014-05-27 | 2017-04-18 | Infineon Technologies Austria Ag | Inductor current measurement compensation for switching voltage regulators |
US9391518B2 (en) * | 2014-06-11 | 2016-07-12 | Semiconductor Components Industries, Llc | Current sensing circuit for switching power converters |
US10951116B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-03-16 | Monolithic Power Systems, Inc. | Voltage regulator with nonlinear adaptive voltage position and control method thereof |
US10498234B2 (en) | 2018-03-28 | 2019-12-03 | Monolithic Power Systems, Inc. | Voltage regulator with nonlinear adaptive voltage position and control method thereof |
CN108539979B (zh) * | 2018-05-02 | 2020-11-17 | 成都芯源***有限公司 | 直流变换器及电压直流变换方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6879136B1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-04-12 | Analog Devices, Inc. | Inductor current emulation circuit for switching power supply |
TW200609700A (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Richtek Techohnology Corp | Low-gain current mode voltage regulator and control method thereof |
TW200713768A (en) * | 2005-09-05 | 2007-04-01 | Niko Semiconductor Co Ltd | Auto-adaptive voltage positioning high-speed PWM controlling device and driving signal generation method thereof |
US20070075711A1 (en) * | 2003-10-21 | 2007-04-05 | Flavien Blanc | Device for non-dissipative measurement of the current in an inductor |
US20070241727A1 (en) * | 2006-04-18 | 2007-10-18 | Dell Products L.P. | Temperature-compensated inductor DCR dynamic current sensing |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000193687A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 電流検出回路、およびその電流検出回路を備えたdc/dcコンバ―タ |
US7106035B2 (en) * | 2004-02-18 | 2006-09-12 | Intersil Americas Inc. | Inductor current sensing scheme for PWM regulator |
US7299132B2 (en) * | 2005-08-08 | 2007-11-20 | Schlumberger Technology Corp. | Method and system for pre-drill pore pressure prediction |
US7299135B2 (en) * | 2005-11-10 | 2007-11-20 | Idexx Laboratories, Inc. | Methods for identifying discrete populations (e.g., clusters) of data within a flow cytometer multi-dimensional data set |
WO2009076197A2 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-18 | Intersil Americas Inc. | System and method for improving inductor current sensing accuracy of a dc/dc voltage regulator |
TW200943042A (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-16 | Inventec Corp | Power supply module |
-
2008
- 2008-09-23 CN CN200810046122.9A patent/CN101685314B/zh active Active
-
2009
- 2009-09-22 US US12/564,870 patent/US8395368B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070075711A1 (en) * | 2003-10-21 | 2007-04-05 | Flavien Blanc | Device for non-dissipative measurement of the current in an inductor |
US6879136B1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-04-12 | Analog Devices, Inc. | Inductor current emulation circuit for switching power supply |
TW200609700A (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Richtek Techohnology Corp | Low-gain current mode voltage regulator and control method thereof |
TW200713768A (en) * | 2005-09-05 | 2007-04-01 | Niko Semiconductor Co Ltd | Auto-adaptive voltage positioning high-speed PWM controlling device and driving signal generation method thereof |
US20070241727A1 (en) * | 2006-04-18 | 2007-10-18 | Dell Products L.P. | Temperature-compensated inductor DCR dynamic current sensing |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102315773A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 成都芯源***有限公司 | 一种开关变换器的装置和方法 |
CN102315773B (zh) * | 2010-07-02 | 2014-02-12 | 成都芯源***有限公司 | 一种开关变换器的装置和方法 |
CN102801307A (zh) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | 纬创资通股份有限公司 | 电源转换器与其控制方法 |
CN104977966A (zh) * | 2014-07-25 | 2015-10-14 | 成都芯源***有限公司 | 自适应电压定位直流稳压器及其控制器和控制方法 |
CN104977966B (zh) * | 2014-07-25 | 2016-12-07 | 成都芯源***有限公司 | 自适应电压定位直流稳压器及其控制器和控制方法 |
TWI581084B (zh) * | 2014-07-25 | 2017-05-01 | 茂力科技股份有限公司 | 自我調整電壓定位直流穩壓器及其控制器和控制方法 |
CN111208857A (zh) * | 2019-03-27 | 2020-05-29 | 成都芯源***有限公司 | 自适应电压定位直流稳压器的控制电路和控制方法 |
CN111208857B (zh) * | 2019-03-27 | 2022-02-18 | 成都芯源***有限公司 | 自适应电压定位直流稳压器的控制电路和控制方法 |
CN113162368A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-23 | 成都芯源***有限公司 | Dcr电流采样电路和方法以及相关控制电路 |
CN113162368B (zh) * | 2021-03-11 | 2023-02-10 | 成都芯源***有限公司 | Dcr电流采样电路和方法以及相关控制电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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