CN107612324B - 直流变换器及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种直流变换器及其方法。所述直流变换器，包括：功率开关电路、电流电压转换器、比例积分电路、电压电流转换器以及逻辑控制电路。所述直流变换器消除了***暂态过程中输出电压的过冲。

Description

直流变换器及其方法

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种直流变换器及其方法。

背景技术

大多数电子产品如笔记本电脑、台式电脑、PDA等，需要直流(DC)电源向各个功能模块提供经过调节的功率。采用恒定导通时间控制(constant on time，COT)的直流变换器具有瞬态响应速度快、结构简单等优点，在上述领域得到了广泛的应用。COT直流变换器通常需要斜坡补偿，以稳定输出电压。

在现有技术中，斜坡补偿信号具有固定的斜率。在变换器的主功率开关导通时，斜坡补偿信号被复位为零，随后以固定斜率上升；当输出电压降至斜坡补偿信号和参考电压之和时，斜坡信号被重新复位为零。如此周而复始地变化。

然而，当负载跳变时，输出电压将急剧下降，并在短时间内下降至参考电压之下。图1示出了采用现有斜坡补偿技术的直流变换器在负载突然跳变为重载时的时序波形图(电感电流I_L、开关控制信号PWM、输出电压V_O、斜坡信号V_SL、参考电压V_REF、输出电流I_O)。如图1所示，此时斜坡信号V_SL短时间内被多次复位为零，开关控制信号PWM产生一系列脉冲。该一系列脉冲使电感电流I_L急剧上升，从而当输出电压V_O开始稳住该负载跳变时，电感上存储的能量将大于实际所需。该多余的能量在输出电流I_O平衡后将给输出电容充电，使得输出电压V_O被泵高，产生过冲现象。在某些最坏的情况下，甚至产生输出电压回振(ring back)。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的直流变换器及其方法。

根据本发明的实施例，提出了一种直流变换器，包括：功率开关电路，周期性地被导通和断开以将输入电压转化为输出电压，为负载供电；电流电压转换器，将电流采样信号和电流补偿信号的差值转化为电压补偿信号，其中所述电流采样信号表征流过功率开关电路的电流；比例积分电路，对所述电压补偿信号进行积分得到积分信号；电压电流转换器，将积分信号转化为所述电流补偿信号；逻辑控制电路，根据电压补偿信号和表征输出电压的差分电压之和产生开关控制信号，以控制功率开关电路。

根据本发明的实施例，还提出了一种直流变换器，包括：功率开关电路，周期性地被导通和断开以将输入电压转化为输出电压，为负载供电；电阻器，其中电流采样信号和电流补偿信号的差值流经电阻器，其中所述电流采样信号表征流过功率开关电路的电流；比例积分电路，对电阻器两端的电压进行积分得到积分信号；电压电流转换器，将积分信号转化为所述电流补偿信号；逻辑控制电路，经由所述电阻器接收表征输出电压的差分电压，产生开关控制信号，以控制功率开关电路。

根据本发明的实施例，还提出了一种用于直流变换器的方法，所述直流变换器包括功率开关电路，接收输入电压、产生输出电压，以给负载供电，所述方法包括：提供表征输出电压的差分信号、表征流过功率开关电路电流的电流采样信号；检测直流变换器是否处于稳态：如果直流变换器处于稳态，产生与电流采样信号相抵消的电流补偿信号；根据差分信号控制功率开关电路；如果直流变换器处于暂态，根据差分信号和电流采样信号之和控制功率开关。

根据本发明各方面的上述直流变换器及其方法，消除了***暂态过程中输出电压的过冲，保证了***的稳定性。

附图说明

图1示出了采用现有斜坡补偿技术的直流变换器在负载突然跳变为重载时的时序波形图；

图2示出了根据本发明实施例的直流变换器100的电路结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的图2所示直流变换器100中暂态反应单元104的电路结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的图2所示直流变换器100中暂态反应单元104的电路结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例的图2所示直流变换器100中比较电路105的电路结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例的直流变换器200的电路结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例的图6所示直流变换器200中比较电路105的电路结构示意图；

图8示出了根据本发明实施例的直流变换器中功率开关电路103的电路结构示意图；

图9示意性示出了根据本发明实施例的用于直流变换器的方法流程图300；

图10示出了根据本发明实施例的直流变换器400的电路结构示意图；

图11示出了根据本发明实施例的直流变换器500的电路结构示意图；

图12示出了根据本发明实施例的直流变换器600的电路结构示意图；

图13示出了根据本发明实施例的直流变换器700的电路结构示意图；

图14示出了根据本发明实施例的直流变换器800的电路结构示意图；

图15示意性示出了根据本发明实施例的用于直流变换器的方法流程图900。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

图2示出了根据本发明实施例的直流变换器100的电路结构示意图。在图2所示实施例中，所述直流变换器100包括：输入端口101，接收输入电压Vin；输出端口102，提供输出电压V_O；功率开关电路103，耦接在输入端口101和输出端口102之间；控制电路，提供开关控制信号PWM，用以控制功率开关电路103的运行，所述控制电路包括：暂态反应单元104，接收表征流过功率开关电路103的电流的采样信号I_CS，产生暂态电流信号V_tra；比较电路105，接收参考电压V_REF、表征输出电压V_O的反馈电压V_FB、斜坡补偿信号V_SL和瞬态电流信号V_tra，产生置位信号S；逻辑控制电路106，接收置位信号S，产生所述开关控制信号PWM，用以控制功率开关电路103的运行；其中当输出电压V_O与瞬态电流信号V_tra之和小于参考电压V_REF与斜坡信号V_SL之和时，即

V_O+V_tra<V_REF+V_SL (1)

所述置位信号S触发所述开关控制信号PWM。

在一个实施例中，所述采样信号I_CS可以是电流信号；也可以是电压信号(如电流流经一采样电阻，从而在该采样电阻两端产生相应的电压降)，此时采样信号可以表示为V_CS。为了表述统一，这里统一将采样信号表示为I_CS。

在一个实施例中，所述暂态反应单元104接收采样信号I_CS，输出反映采样信号I_CS暂态信息的暂态电流信号V_tra。

在负载变化(如负载跳变为重载)时，输出电压V_O减小，则开关控制信号PWM的脉冲频率变大，流过功率开关电路103的电流增大，即采样信号I_CS变大，暂态电流信号V_tra也变大。因此，根据等式(1)，此时输出电压V_O的变化变缓，置位信号S延迟触发开关控制信号PWM，使得开关控制信号PWM相比于现有技术，其脉冲数有所减少。因此，负载跳变过程中存储在电感上的能量减少，过冲现象被消除，***稳定性得到了保障。

图3示出了根据本发明实施例的图2所示直流变换器100中暂态反应单元104的电路结构示意图。在图3所示实施例中，所述暂态反应单元104包括：电阻41，具有第一端子和第二端子，其第一端子接收采样信号I_CS；电容42，耦接在电阻41的第二端子和参考地之间；运算放大器43，跨接在电阻41的两端，接收电阻41两端的电压，输出暂态电流信号V_tra。

在***运行时，如果出现负载跳变(如跳变为重载)，则采样信号I_CS增大，电阻41两端的电压也增大，即暂态电流信号V_tra变大。根据等式(1)，相比于现有技术此时输出电压V_O的变化变缓，置位信号S延迟触发开关控制信号PWM，使得开关控制信号PWM，其脉冲数有所减少。因此，负载跳变过程中存储在电感上的能量减少，过冲现象被消除。而在稳态时，由于电容42的存在，电阻41两端电压的平均值为零。因此，暂态反应单元104提供的暂态电流信号V_tra反映了采样信号I_CS的暂态信息，也就是说，暂态电流信号V_tra反映了流过功率开关电路103的电流的暂态信息(交流信息)。

图4示出了根据本发明实施例的图2所示直流变换器100中暂态反应单元104的电路结构示意图。图4所示实施例与图3所示实施例相似，与图3所示实施例不同的是，在图4所示实施例中，所述暂态反应单元104还包括：电流-电压转器44，所述电阻41经由电流-电压转换器44接收采样信号I_CS。当采样信号I_CS为电流信号时，所述电流-电压转换器44将该电流形式转化为电压形式，输送至电阻41的第一端。

图5示出了根据本发明实施例的图2所示直流变换器100中比较电路105的电路结构示意图。在图5所示实施例中，所述比较电路105包括：比较器51，具有第一输入端、第二输入端和输出端；第一加法器52，接收暂态电流信号V_tra和反馈电压V_FB，对暂态电流信号V_tra和反馈电压V_FB执行相加运算后将结果输送至比较器51的第一输入端；第二加法器53，接收参考电压V_REF和斜坡信号V_SL，对参考电压V_REF和斜坡信号V_SL执行相加运算后将结果输送至比较器51的第二输入端；其中，所述比较器51比较其第一输入端和第二输入端的大小，产生置位信号S。

图6示出了根据本发明实施例的直流变换器200的电路结构示意图。在图6所示实施例中，所述直流变换器200包括：输入端口101，接收输入电压Vin；输出端口102，提供输出电压V_O；功率开关电路103，耦接在输入端口101和输出端口102之间；控制电路，提供开关控制信号PWM，用以控制功率开关电路103的运行，所述控制电路包括：电阻41，具有第一端和第二端，其第一端接收表征流过功率开关电路103的电流的采样信号I_CS；电容42，耦接在电阻41的第二端和参考地之间，所述电容42两端电压为稳态电流信号V_ste；比较电路105，接收参考电压V_REF、表征输出电压V_O的反馈电压V_FB、斜坡补偿信号V_SL、采样信号I_CS和稳态电流信号V_ste，产生置位信号S；逻辑控制电路106，接收置位信号S，产生所述开关控制信号PWM，用以控制功率开关电路103的运行。

在一个实施例中，当采样信号I_CS为电流形式时，直流变换器200还包括如图4所示的电流-电压转换器，所述电阻41经由电流-电压转换器接收采样信号I_CS。

图7示出了根据本发明实施例的图6所示直流变换器200中比较电路105的电路结构示意图。在图7所示实施例中，所述比较电路105包括：比较器51，具有第一输入端、第二输入端和输出端；第一加法器52，接收采样信号I_CS和反馈电压V_FB，对采样信号I_CS和反馈电压V_FB执行相加运算后将结果输送至比较器51的第一输入端；第二加法器53，接收参考电压V_REF、斜坡信号V_SL和稳态电流信号V_ste，对三者执行相加运算后将结果输送至比较器51的第二输入端；其中，所述比较器51比较其第一输入端和第二输入端的大小，产生所述置位信号S。

在直流变换器200运行时，稳态情况下，采样信号I_CS一方面经由第一加法器51输送至比较器53的第一输入端，另一方面经由电阻41、电容42和第二加法器42输送至比较器53的第二输入端。因此，在稳态情况下，采样信号I_CS被比较器53抵消。而在暂态下，如负载突然跳变为重载时，采样信号I_CS增大，而由于电容42的存在，电阻41第二端的电势(即稳态电流信号V_ste)不能突变，因此采样信号I_CS的暂态信息被传送至比较器53的第一输入端。因此，相比于现有技术此时输出电压V_O的变化变缓，置位信号S延迟触发开关控制信号PWM，使得开关控制信号PWM，其脉冲数有所减少。负载跳变过程中存储在电感上的能量减少，过冲现象被消除。

图8示出了根据本发明实施例的直流变换器中功率开关电路103的电路结构示意图。在图8所示实施例中，所述功率开关电路103包括典型的buck电路，即包括：上拉功率开关31、下拉功率开关32、电感33和输出电容34，其结构为本领域技术人员所熟知，为叙述简明，不再详述。

图9示意性示出了根据本发明实施例的用于直流变换器的方法流程图300，所述直流变换器包括功率开关电路，接收输入电压、产生输出电压。

步骤301，提供表征输出电压的反馈电压、表征流过功率开关电路的电流的采样信号；

步骤302，判断所述直流变换器是否处于稳态：如果直流变换器处于稳态，进入步骤303；如果直流变换器处于暂态，则进入步骤305；

步骤303，比较斜坡信号V_SL和参考电压V_REF两者之和(V_SL+V_REF)与反馈电压V_FB的大小，并基于比较结果产生置位信号；

步骤304，产生表征采样信号暂态信息的暂态电流信号V_tra；

步骤305，比较斜坡信号V_SL和参考电压V_REF两者之和(V_SL+V_REF)与反馈电压V_FB和暂态电流信号V_tra两者之和(V_FB+V_tra)的大小，并基于比较结果产生置位信号；

步骤306，响应置位信号产生开关控制信号，用以控制功率开关电路的运行。

图10示出了根据本发明实施例的直流变换器400的电路结构示意图。在图10所示实施例中，所述直流变换器400包括：功率开关电路401，周期性地被导通和断开以将输入电压V_IN转化为输出电压V_O，为负载(如中央处理器CPU)供电；电流电压转换器402，将电流采样信号I_droop和电流补偿信号I_EA的差值转化为电压补偿信号V_droop，其中所述电流采样信号I_droop表征流过功率开关电路401的电流；比例积分电路403，对所述电压补偿信号V_droop进行积分得到积分信号V_EA；电压电流转换器404，将积分信号V_EA转化为所述电流补偿信号I_EA；逻辑控制电路405，根据电压补偿信号V_droop和表征输出电压V_O的差分电压V_diff之和产生开关控制信号PWM，以控制功率开关电路401。

在图10所示实施例中，所述功率开关电路401至少包括主功率开关4011。当主功率开关4011被导通时，流过功率开关电路401的电流增大；而当主功率开关4011被断开时，流过功率开关电路401的电流减小。功率开关电路401还可以进一步包含第二功率开关(未示于图10)，被控制为与主功率开关4011互补导通。

在一个实施例中，所述直流变换器400还包括：加法器406，对电压补偿信号V_droop和差分信号V_diff进行相加运算，以产生电压反馈信号V_f，其中所述电压反馈信号V_f被输送至逻辑控制电路405易产生开关控制信号PWM。

在一个实施例中，所述直流变换器400还包括：差分放大器407，接收输出电压V_O，产生差分电压V_diff。

稳态情况下，当主功率开关4011被导通时，电流采样信号I_droop随着流过功率开关电路401的增大而增大，比例积分电路403对电流采样信号I_droop的变化进行积分，并产生反映电流采样信号I_droop变化的积分信号V_EA。随后该积分信号V_EA被转化为电流补偿信号I_EA，并与电流采样信号I_droop一起被输送至电流电压转换器402。由于电流电压转换器402对电流采样信号I_droop和电流补偿信号I_EA的差值进行转化，因此，稳态情况下，电流采样信号I_droop被电流补偿信号IEA抵消。

暂态情况下(如负载在短时间内快速地由轻载跳变至重载)，输出电压VO减小。开关控制信号PWM的频率增大，流过功率开关电路401的电流(即电流采样信号I_droop)快速增大。比例积分电路403继续对电流采样信号I_droop的变化进行积分。由于电流采样信号I_droop的快速变化，比例积分电路403的积分速度远远落后于电流采样信号I_droop的变化，使得比例积分电路403不能及时对电流采样信号I_droop的变化进行积分。此时，电流采样信号I_droop不能被电流补偿信号IEA抵消。因此，暂态情况下，电流采样信号I_droop被转化为电压补偿信号V_droop后被添加进反馈控制环，并与差分电压V_diff一起被输送至逻辑控制电路405，用以控制功率开关电路401的运行。因此，电压补偿信号V_droop反映了负载电流的暂态信息，其作用与前述图2-图5实施例的直流变换器100中的暂态电流信号V_tra一样。相应地，根据等式(1)，输出电压V_O的变化变缓，开关控制信号PWM被延迟触发，使得开关控制信号PWM的脉冲数被减少。因此，负载跳变过程中存储在电感上的能量减少，过冲现象被消除，***稳定性得到了保障。

图11示出了根据本发明实施例的直流变换器500的电路结构示意图。在图11所示实施例中，所述电流电压转换器402包括电阻器。具体来说，在图11所示实施例中，所述直流变换器500包括：功率开关电路401，周期性地被导通和断开以将输入电压V_IN转化为输出电压V_O，为负载(如中央处理器CPU)供电；电阻器R_droop，其中电流采样信号I_droop和电流补偿信号IEA的差值流经电阻器R_droop，其中所述电流采样信号I_droop表征流过功率开关电路401的电流；比例积分电路403，对电阻器R_droop两端的电压V_droop进行积分得到积分信号V_EA；电压电流转换器404，将积分信号V_EA转化为所述电流补偿信号I_EA；逻辑控制电路405，根据电压补偿信号V_droop和表征输出电压V_O的差分电压V_diff之和(即差分电压V_diff经由电阻器R_droop被输送至逻辑控制电路405)，产生开关控制信号PWM，以控制功率开关电路401。

在一个实施例中，电流采样信号I_droop以电流源形式、电流补偿信号I_EA以电流吸收器形式。两者的差值流经电阻器R_droop。该电阻器R_droop具有电流电压转换器402的作用，且电阻器R_droop两端的电压为电压补偿信号V_droop。当电流采样信号I_droop缓慢增大(如当直流变换器500处于稳态情况)时，电阻器R_droop两端的电压V_droop随之增大。相应地，积分信号V_EA也增大，使得电流补偿信号I_EA也增大。因此，电流采样信号I_droop的变化被电流补偿信号I_EA的变化所抵消。因此，稳态情况下，电阻器R_droop两端的电压V_droop非常小，几乎没有电流被添加进反馈控制环。然而，当电流采样信号I_droop快速变化(如当直流变换器500处于暂态情况)时，由于比例积分电路403的迟缓反应，电流补偿信号I_EA跟不上电流采样信号I_droop的变化。此时，电流采样信号I_droop和电流补偿信号I_EA的差值开始显著，并很可能具有与差分信号V_diff相同的电压水平。相应地，电压补偿信号V_droop被添加进差分信号V_diff，并被输送至逻辑控制电路405。因此，暂态情况下，反馈控制环包含了电流信息。如上所述，负载跳变过程中存储在电感上的能量减少，过冲现象被消除，***稳定性得到了保障。

图12示出了根据本发明实施例的直流变换器600的电路结构示意图。在图12所示实施例中，比例积分电路403的电路结构被示意性地示出。具体来说，在图12所示实施例中，所述比例积分电路403包括：误差放大器EA，将电压补偿信号V_droop进行放大，并将放大后的电压补偿信号积分至电容器Ci，所述电容器Ci两端的电压即为积分信号V_EA。在一个实施例中，所述比例积分电路403还包括积分电阻Ri。

图12所示直流变换器600的其他电路结构和工作原理与图11所示直流变换器500相似，为叙述简明，这里不再详述。

在一个实施例中，图10所示直流变换器400的比例积分电路403与图12所示直流变换器600的比例积分电路403具有相同的电路结构。在其他实施例中，图10所示直流变换器400的比例积分电路403具有其他电路结构。

图13示出了根据本发明实施例的直流变换器700的电路结构示意图。图13所示直流变换器700具体示出了电流采样信号I_droop的获得。在图13所示实施例中，所述功率开关电路401包括降压型(buck)拓扑。与前述图10～图12的直流变换器400、500、600一样，所述直流变换器700包括功率开关电路401、电流电压转换器402、比例积分电路403、电压电流转换器404和逻辑控制电路405，在图13所示实施例中，所述直流变换器700还包括：采样开关4012，用以提供电流采样信号I_droop，其中流过采样开关4012的电流与流过功率开关电路401的电流(即流过主功率开关4011的电流)成镜像比例关系。也就是说，采样开关4012与主功率开关4011形成电流镜，以提供标准流过功率开关电路401电流的电流采样信号I_droop。

在一个实施例中，流过采样开关4012的电流与流过主功率开关4011的电流的比例关系为1:10000。但是本领域的技术人员应当意识到，流过采样开关4012的电流与流过主功率开关4011的电流可以呈其他任何合适的比例关系。在图13所示实施例中，主功率开关4011和采样开关4012均为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，但是本领域的技术人员应当意识到，均为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，但是本领域的技术人员应当意识到，同步整流管和开关管可以采用其他合适的开关器件(如三极管BJT等)。可以采用其他合适的开关器件(如三极管BJT等)。

图13所示直流变换器700的其他电路结构和工作原理与图10所示直流变换器400相似，为叙述简明，这里不再详述。

图14示出了根据本发明实施例的直流变换器800的电路结构示意图。在图14所示实施例中，逻辑控制电路405的电路结构被示意性地示出。具体来说，在图14所示实施例中，所述逻辑控制电路405包括：比较器5011，比较电压反馈信号V_f(如电阻器R_droop两端电压与差分电压V_diff之和或电压补偿信号V_droop与差分电压V_diff之和)与参考电压V_REF和斜坡补偿信号V_SL之和的大小，产生置位信号S。当电压反馈信号V_f低于参考电压V_REF和斜坡补偿信号V_SL之和时，功率开关电路401被控制导通。

在一个实施例中，电压反馈信号V_f为差分信号V_diff和电压补偿信号V_droop之和。当直流变换器800处于稳态时，电压补偿信号V_droop非常小(如接近零)；而当直流变换器800处于暂态时，电压补偿信号V_droop可具有与差分信号V_diff相同的电压水平，使得暂态电流信号被添加进反馈控制环，以提高***性能。

在图14所示实施例中，所述直流变换器800进一步包括：RS触发器5012，被置位信号S置位，被恒定导通时间信号COT复位，以产生所述开关控制信号PWM。

在一个实施例中，图10所示直流变换器400的逻辑控制电路405和图11所示直流变换器500的逻辑控制电路405与图14所示直流变换器800的逻辑控制电路405具有相同的电路结构。在其他实施例中，图10所示直流变换器400的逻辑控制电路405和图11所示直流变换器500的逻辑控制电路405具有其他电路结构。

图15示意性示出了根据本发明实施例的用于直流变换器的方法流程图900，所述直流变换器包括功率开关电路，接收输入电压、产生输出电压，以给负载(如CPU)供电，所述方法包括：

步骤901，提供表征输出电压的差分信号、表征流过功率开关电路电流的电流采样信号。

步骤902，判断直流变换器是否处于稳态：如果直流变换器处于稳态，则进入步骤903；反之，如果直流变换器处于暂态，则进入步骤905。

步骤903，产生与电流采样信号相抵消的电流补偿信号。

步骤904，根据差分信号控制功率开关电路。

步骤905，根据差分信号和电流采样信号之和控制功率开关。

在一个实施例中，所述电流采样信号为流过功率开关电路电流的镜像电流。

在一个实施例中，所述方法还包括：比较差分信号和电流采样信号之和与参考电压和斜坡补偿信号之和的大小。当差分信号和电流采样信号之和小于参考电压和斜坡补偿信号之和时，功率开关电路被控制导通。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种直流变换器，包括：

功率开关电路，周期性地被导通和断开以将输入电压转化为输出电压，为负载供电；

电流电压转换器，将电流采样信号和电流补偿信号的差值转化为电压补偿信号，其中所述电流采样信号表征流过功率开关电路的电流；

比例积分电路，对所述电压补偿信号进行积分得到积分信号；

电压电流转换器，将积分信号转化为所述电流补偿信号；

逻辑控制电路，根据电压补偿信号和表征输出电压的差分电压之和产生开关控制信号，以控制功率开关电路。

2.如权利要求1所述的直流变换器，还包括：

采样开关，用以提供所述电流采样信号，其中流过采样开关的电流与流过功率开关电路的电流成镜像比例关系。

3.如权利要求1所述的直流变换器，其中所述比例积分电路包括：

误差放大器，将电压补偿信号进行放大，并将放大后的电压补偿信号积分至电容器，所述电容器两端的电压即为积分信号。

4.如权利要求1所述的直流变换器，其中所述逻辑控制电路包括：

比较器，比较电压补偿信号与差分电压之和与参考电压和斜坡补偿信号之和的大小，产生置位信号；当电压补偿信号与差分电压之和低于参考电压和斜坡补偿信号之和时，功率开关电路被控制导通。

5.一种直流变换器，包括：

功率开关电路，周期性地被导通和断开以将输入电压转化为输出电压，为负载供电；

电阻器，其中电流采样信号和电流补偿信号的差值流经电阻器，其中所述电流采样信号表征流过功率开关电路的电流；

比例积分电路，对电阻器两端的电压进行积分得到积分信号；

电压电流转换器，将积分信号转化为所述电流补偿信号；

逻辑控制电路，经由所述电阻器接收表征输出电压的差分电压，以根据电压补偿信号和表征输出电压的差分电压之和，产生开关控制信号，以控制功率开关电路，其中电压补偿信号是电阻器两端的电压。

6.如权利要求5所述的直流变换器，还包括：

采样开关，用以提供电流采样信号，其中流过采样开关的电流与流过功率开关电路的电流成镜像比例关系。

7.如权利要求5所述的直流变换器，其中所述比例积分电路包括：

误差放大器，将电压补偿信号进行放大，并将放大后的电压补偿信号积分至电容器，所述电容器两端的电压即为积分信号。

8.如权利要求5所述的直流变换器，其中所述逻辑控制电路包括：

比较器，比较电压补偿信号与差分电压之和与参考电压和斜坡补偿信号之和的大小，产生置位信号；当电压补偿信号与差分电压之和低于参考电压和斜坡补偿信号之和时，功率开关电路被控制导通。

9.一种用于直流变换器的方法，所述直流变换器包括功率开关电路，接收输入电压、产生输出电压，以给负载供电，所述方法包括：

提供表征输出电压的差分信号、表征流过功率开关电路电流的电流采样信号；

检测直流变换器是否处于稳态：

如果直流变换器处于稳态，产生与电流采样信号相抵消的电流补偿信号；

根据差分信号控制功率开关电路；

如果直流变换器处于暂态，根据差分信号和电流采样信号之和控制功率开关。

10.如权利要求9所述的方法，还包括：

比较差分信号和电流采样信号之和与参考电压和斜坡补偿信号之和的大小；当差分信号和电流采样信号之和小于参考电压和斜坡补偿信号之和时，功率开关电路被控制导通。