CN115483819A - 峰值电流模式下的功率转换器的恒定关断时间控制 - Google Patents

峰值电流模式下的功率转换器的恒定关断时间控制 Download PDF

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Abstract

描述了用于调节功率转换器的方法和装置。包括控制电路和逻辑电路的设备可以集成在耦合到功率转换器的控制器中。控制电路可以基于斜坡信号和误差信号产生恒定关断时间信号。逻辑电路可以基于恒定关断时间信号和恒定导通时间信号生成控制信号。逻辑电路可以向功率转换器输出控制信号。响应于恒定关断时间信号的导通时间段小于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定导通时间信号变化。响应于恒定关断时间信号的导通时间段大于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定关断时间信号变化。

Description

峰值电流模式下的功率转换器的恒定关断时间控制
技术领域
本公开总体上涉及这样的装置、设备和方法,其可以通过切换控制模式,尤其是通过引入恒定关断时间控制模式来从谷值电流控制模式切换到峰值电流控制模式,增加功率转换器的占空比。
背景技术
在一些示例中,高频(例如,在兆赫范围内)的应用可能需要相对高的输入电压来使功率转换器的输出电压保持稳压。控制器可以实现恒定导通时间控制模式来调节功率转换器。恒定导通时间控制模式可能需要最小关断时间信号来稳定功率转换器的操作。然而,最小关断时间信号可能限制功率转换器的占空比,并且无法实现最大占空比(例如,100%)。
发明内容
在一些示例中,一般描述了用于增加功率转换器的占空比的设备。该设备可以包括控制电路和逻辑电路。控制电路可以被配置为基于斜坡信号和误差信号生成恒定关断时间信号。斜坡信号可以从功率转换器感测的电感器电流中采样到。误差信号可以基于功率转换器的输出的反馈。逻辑电路可以耦合到控制电路和功率转换器。逻辑电路可以被配置为基于恒定关断时间信号和恒定导通时间信号来生成控制信号。逻辑电路还可以被配置为向功率转换器输出控制信号以操作功率转换器。响应于恒定关断时间信号的导通时间段小于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定导通时间信号变化。响应于恒定关断时间信号的导通时间段大于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定关断时间信号变化。
在一些示例中,一般描述了用于增加功率转换器的占空比的装置。该装置可以包括功率转换器和耦合到功率转换器的控制器。控制器可以被配置为基于斜坡信号和误差信号生成恒定关断时间信号。斜坡信号可以从功率转换器感测的电感器电流中采样到,并且误差信号可以基于功率转换器的输出的反馈。控制器还可以被配置为基于恒定关断时间信号和恒定导通时间信号生成控制信号。控制器还可以被配置为向功率转换器输出控制信号以操作功率转换器。响应于恒定关断时间信号的导通时间段小于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定导通时间信号变化。响应于恒定关断时间信号的导通时间段大于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定关断时间信号变化。
在一些示例中,一般描述了用于增加功率转换器的占空比的方法。该方法可以包括基于斜坡信号和误差信号生成恒定关断时间信号。斜坡信号可以从功率转换器感测的电感器电流中采样到,并且误差信号可以基于功率转换器的输出的反馈。该方法还可以包括基于恒定关断时间信号和恒定导通时间信号生成控制信号。该方法还可以包括向功率转换器输出控制信号以操作功率转换器。响应于恒定关断时间信号的导通时间段小于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定导通时间信号变化。响应于恒定关断时间信号的导通时间段大于恒定导通时间信号的导通时间段,控制信号可以根据恒定关断时间信号变化。功率转换器的占空比可以响应于根据恒定关断时间信号变化的控制信号而增加。
下面参照附图详细描述各种实施例的更多的特征、结构和操作。在附图中,相似的附图标记表示完全相同或功能相似的元素。
附图说明
图1是示出在一个实施例中能够实现功率转换器在峰值电流模式下的恒定关断时间控制的示例装置的图。
图2A是示出一个实施例中图1的示例装置的附加细节的图。
图2B是示出一个实施例中图1的示例装置的附加细节的图。
图3A是示出在一个实施例中由图1的示例装置的实施方式产生的一组信号和波形的图。
图3B是示出在一个实施例中由图1的示例装置的实施方式产生的另一组信号和波形的图。
图4A是示出一个实施例中功率转换器在峰值电流模式下的恒定关断时间控制的实施方式的示例仿真结果的图。
图4B是示出一个实施例中图4A的示例仿真结果的附加细节的图。
图4C是示出一个实施例中图4A的示例仿真结果的附加细节的图。
图4D是示出一个实施例中图4A的示例仿真结果的附加细节的图。
图4E是示出一个实施例中图4A的示例仿真结果的附加细节的图。
图5是示出在一个实施例中实现功率转换器在峰值电流模式下的恒定关断时间控制的另一过程的流程图。
具体实施方式
图1是示出在一个实施例中能够实现功率转换器在峰值电流模式下的恒定关断时间控制的示例装置100的图。装置100可以包括控制器110和功率转换器101。控制器110可以耦合到功率转换器101。控制器110可以被配置为控制或调节功率转换器101的操作。在示例中,功率转换器101可以是直流到直流的功率转换器,其被配置为将直流(direct current,DC)源从一个电压电平(例如,VIN)转换成另一个电压电平(例如,VOUT)。在示例实施例中,功率转换器101可以是降压转换器或步降转换器,其被配置为(在步增电流的同时)将电压从输入电压VIN步降至输出电压VOUT。输出电压VOUT可以施加到负载上。在图1所示的示例中,控制器110可以包括设备112,设备112可以被配置为在功率转换器101的不同操作模式之间(例如,在谷值电流模式和峰值电流模式之间)切换,以便增加功率转换器101的占空比。
设备112可以包括控制电路120和逻辑电路130。在示例中,设备112可以嵌入或集成在控制器110中。控制电路120可以被配置为生成如图1中标记为B的定时控制信号。例如,信号B可以是恒定关断时间控制信号(例如,在每个切换周期中具有逻辑低的恒定关断时间段的定时控制信号)。控制电路120可以包括比较器122和SR锁存器124。在示例中,比较器122可以是差分放大器。比较器122可以接收斜坡信号(标记为RAMP)和误差信号(标记为COMP)作为输入。例如,RAMP信号可以是流入功率转换器101的电感器电流的样本,其中该电感器电流可以由驻留于控制器110中的电流采样电路感测和提供。例如,COMP信号可以是基于由功率转换器101输出的输出电压VOUT的反馈信号和参考信号之间的差的误差信号。COMP信号可以通过可驻留于控制器110中的补偿电路提供给比较器122。
比较器122可以向SR锁存器124输出标记为Y的信号。信号Y可以是指示RAMP和COMP信号的比较结果的差分输出。SR锁存器124可以从控制器110的另一个组件接收标记为X的另一个信号。在示例中,信号X可以是由最小关断时间控制信号和表示RAMP和COMP信号的另一个比较结果的另一个信号的逻辑与(例如,逻辑与(AND)运算)产生的信号。SR锁存器124可以向逻辑电路130输出信号B,该信号B可以是恒定关断时间控制信号。在示例中,信号Y可以充当导通时间控制信号,其可以驱动控制信号B至LOW(例如,逻辑低)以终止切换周期的导通时段,并且信号X可以充当关断时间控制信号,其可以驱动信号B至HIGH(例如,逻辑高)以终止切换周期的关断时段。在示例中,信号X可以响应于COMP信号大于RAMP信号而驱动信号B至HIGH。
在图1所示的示例中,逻辑电路130可以包括或门132和反相器134。或门132可以接收信号B作为第一输入,并且可以接收另一个信号A作为第二输入。例如,控制信号A可以是恒定导通时间控制信号(例如,在每个切换周期中具有逻辑高的恒定导通时间段的定时控制信号)。或门132可以输出信号A和B的逻辑或(例如,或(OR)运算输出)作为控制信号UG。控制信号UG可以输入到反相器134。反相器134可以将控制信号UG反相,以便于输出另一控制信号LG。控制信号UG和LG可以被提供给功率转换器101。控制信号UG可用于切换功率转换器101的第一开关元件的接通或断开,并且控制信号LG可用于切换功率转换器101的第二开关元件的接通或断开。第一和第二开关元件可以是场效应晶体管(field-effecttransistors,FET)。第一开关元件可以是降压转换器(例如,功率转换器101)的上FET(例如,图2B中的Q1),并且第二开关元件可以是降压转换器的下FET(例如,图2B中的Q2)。因此,控制器110或设备112可以使用控制信号UG和LG来操作功率转换器101。
取决于信号A和信号B的导通时间段,控制信号UG的导通时间段可以随着信号A或信号B变化。例如,导通时间段可以是信号保持逻辑高的持续时间。在图1所示的示例中,响应于信号B的导通时间段小于信号A的导通时间段,控制信号UG可以随着信号A变化。响应于信号B的导通时间段大于信号A的导通时间段,控制信号UG可以随着信号B变化。换句话说,控制信号UG随着信号A和信号B中具有更长导通时间段的信号变化。
在示例中,响应于控制信号UG随信号A变化,控制器110可以在谷值电流模式下操作功率转换器101。响应于控制信号UG随信号B变化,控制器110可以在峰值电流模式下操作功率转换器101。通过从谷值电流模式切换到峰值电流模式,可以增加信号UG的占空比,其中这个增加可以达到100%的占空比(例如,最大占空比)。
图2A是示出一个实施例中图1的示例装置100的附加细节的图。装置100还可以包括电流感测电路202、驱动器204、误差放大器206、比较器电路208、电流采样电路210、导通时间生成器212和最小关断时间生成器214。在图2A所示的示例中,控制电路120、逻辑电路130、电流感测电路202、驱动器204、误差放大器电路206、比较器电路208、电流采样电路210、导通时间生成器212和最小关断时间生成器214可以是嵌入或集成在图1所示的控制器110中的组件。在示例实施例中,电流感测电路202、驱动器204、误差放大器电路206、比较器电路208、电流采样电路210、导通时间生成器212和最小关断时间生成器214可以是现有的控制器的组件,并且控制电路120和逻辑电路130(共同构成图1中的设备112)可以被添加到现有的控制器以形成装置100。
感测电路202可以被配置为检测或感测流入功率转换器101的电感器电流。感测的电流ISEN可以由感测电路202提供给电流采样电路210。电流采样电路210可以被配置为基于感测电流ISEN生成RAMP信号。误差放大器电路206可以被配置为基于由功率转换器101输出的输出电压VOUT的反馈来生成COMP信号。误差放大器电路206可以向比较器电路208提供COMP信号。比较器电路208可以被配置为将从误差放大器电路206接收的COMP信号与从电流采样电路210接收的RAMP信号进行比较。COMP信号和RAMP信号也可以被发送到控制电路120。
比较器电路208可以输出COMP和RAMP信号之间的比较结果作为信号N。请注意,信号N和图1所示的信号Y可能不同,尽管信号N和信号Y都是COMP和RAMP信号之间的比较结果。例如,图2B是示出在一个实施例中示例装置100的附加细节的图。比较器电路208中的比较器可以在正输入引脚接收COMP信号,并且可以在负输入引脚接收RAMP信号。回到图1,控制电路120中的比较器122可以在正输入引脚接收RAMP信号,并且可以在负输入引脚接收COMP信号。因此,信号N和Y可以是由COMP和RAMP信号的不同比较产生的不同比较信号。
最小关断时间生成器214可以生成最小关断时间控制信号M。信号M和N可以输入到与门216。与门216可以输出信号X,其中信号X可以是信号M和N的逻辑与(例如,逻辑与运算)。信号X可以输出到控制电路120和SR锁存器218。导通时间生成器212可以被配置为生成信号P,并且可以将信号P输出到SR锁存器218。在示例中,从导通时间生成器212输出的信号P可以是可以控制信号A的导通时间段的导通时间控制信号。从比较器电路208输出的信号N可以是可以控制信号A和B的关断时间段(例如,信号保持在逻辑低的持续时间)的关断时间控制信号。从最小关断时间生成器214输出的信号M可以是最小关断时间控制信号,并且可以被设置为跨多个周期具有一致的脉冲宽度或持续时间。
控制电路120可以被配置为基于信号X和信号Y(如图1所示)生成定时控制信号B。控制电路120可以向逻辑电路130输出信号B。SR锁存器218可以向逻辑电路130输出信号A。在示例中,信号P可以充当导通时间控制信号,其可以终止切换周期的导通时段并驱动控制信号A至LOW,并且信号X可以充当关断时间控制信号,其可以终止切换周期的关断时段并驱动信号A至HIGH。在示例中,响应于COMP信号大于RAMP信号,信号X可以驱动信号A至HIGH。逻辑电路130可以通过驱动器204将控制信号UG输出到功率转换器101,作为控制信号UG_Q1。在一些示例中,装置100可以包括连接在功率转换器101的第二开关元件(例如,由控制信号LG_Q2控制的开关元件)和与门222之间的电路220。电路220可以是用于其二极管仿真的第二开关元件的过零检测电路。
图3A是示出在一个实施例中从示例装置100(图1-图2B所示)的实施方式产生的一组信号和波形的图。图3A所示的示例示出了跨六个周期(标记为周期1、2、3、4、5、6)的输入电压VIN、COMP信号、RAMP信号、信号A、信号B、控制信号UG和信号M(最小关断时间)。RAMP信号可以从功率转换器101(如图1-图2B所示)的上FET(例如,图2B中的Q1)检测到的感测电流ISEN中采样到。响应于控制信号UG为HIGH,其表示降压转换器的上开关元件或FET闭合,感测电流ISEN增大,并且RAMP信号也增大。响应于控制信号UG为LOW,RAMP信号减小,表示降压转换器中的电感器正在放电。控制器110(如图1-图2B所示)可以在周期1至4中使用谷值电流模式控制来操作功率转换器101,并且可以在周期5和6中使用峰值电流模式控制来操作功率转换器101。
在周期1至4中,响应于信号A的导通时段大于信号B的导通时段,控制信号UG跟随信号A或根据信号A变化(信号A进行控制)。注意,当COMP信号和RAMP信号两者都增大时,响应于COMP信号大于RAMP信号,信号B被驱动至HIGH。响应于RAMP信号变得比COMP信号大,信号B再次变成LOW。在周期5和6中,响应于信号A的导通时段小于信号B的导通时段,控制信号UG跟随信号B或者根据信号B变化(信号B进行控制)。当COMP信号和RAMP信号两者都增大时,响应于COMP信号大于RAMP信号,信号B被驱动至HIGH。
在示例中,如果信号B保持为LOW,则控制信号UG可以根据信号A变化,导致将功率转换器101限制为随着时间有限且一致的占空比(例如,由控制信号的脉冲宽度表示)。通过结合具有控制电路120和逻辑电路130的设备112来生成信号B、并响应于COMP信号大于RAMP信号而驱动信号B至HIGH,可以增加占空比。例如,随着图3A中的示例从周期1进展到周期6,控制信号UG的脉冲宽度增加,表示占空比的增加。在图3B所示的另一个示例中,随着输入电压VIN和输出电压VOUT之间的差减小,功率转换器101的占空比可以增加并实现100%的占空比。注意,响应于实现100%的占空比,信号B(其控制控制信号UG)的关断时间段可减少到信号M(例如,最小关断时间)。此外,在输入电压VIN变成等于输出电压VOUT的示例中,COMP信号饱和,并且RAMP信号不再能达到COMP信号来关闭控制信号UG(或驱动控制信号UG至LOW),导致功率转换器101以100%的占空比运行。
图4A是示出一个实施例中峰值电流模式下的功率转换器的恒定关断时间控制的示例实施方式的示例仿真结果400的图。示例仿真结果400是特定量的电流被提供给功率转换器101的电感器(例如,图2B中的电感器L)的实施方式的结果。在图4A所示的时段402中,响应于COMP信号小于RAMP信号,功率转换器101可以在恒定导通时间控制下操作。在图4A所示的时段404中,响应于RAMP信号小于COMP信号,功率转换器101可以在恒定关断时间控制下操作。随着从时段404到时段406COMP信号持续增大,功率转换器101可以在时段406中达到100%的占空比。在时段408,响应于RAMP信号小于COMP信号,功率转换器101可以继续以恒定关断时间模式操作。在时段410,响应于COMP信号小于RAMP信号,功率转换器101可以回到恒定导通时间模式操作。
仿真结果400的不同部分在图4B至图4E中详细呈现。图4B示出了部分412的细节,图4C示出了部分414的细节,图4D示出了部分416的细节,并且图4E示出了部分418的细节。在图4B中,当从时段402过渡到时段404时,COMP信号逐渐地变得大于RAMP信号。随着COMP信号变得大于RAMP信号,控制信号UG的导通时间段或脉冲宽度也增加。在时段404中,控制器110在恒定导通时间控制下可以退出谷值电流控制模式,并且在恒定关断时间控制下转换到峰值电流控制模式。在图4C中,在时段404中,COMP信号保持大于RAMP信号。在从时段404到时段406的过渡中,控制信号UG的导通时间段可以在时段406中达到最大值,引起功率转换器101的占空比为100%。在图4D中,在时段406中,COMP信号保持大于RAMP信号,但是COMP信号开始减小,并使得功率转换器101退出100%的占空比操作。在时段408中,响应于COMP信号在不同场合小于RAMP信号,控制信号UG的导通时间段可以开始减小。当功率转换器101退出100%的占空比操作时,控制器110可以在恒定关断时间控制下使用峰值电流控制模式来控制功率转换器101。在图4E中,在时段410中,COMP信号可以变得小于RAMP信号,并且控制器110可以在恒定导通时间控制下使用谷值电流控制模式来控制功率转换器101。此外,在恒定导通时间控制中,功率转换器101可以转换到具有相对长的关断时间(例如,由控制信号UG的关断时间表示)的脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)操作。
本文描述的方法、装置和***通过引入恒定关断时间控制模式来控制功率转换器的开关元件,从而可以增加功率转换器的占空比。占空比的增加可以解决由传统的恒定导通时间控制模式中的最小关断时间实施方式所导致的有限占空比的问题。此外,本文描述的方法、装置和***可以通过添加相对简单的电路来实施,该电路将现有的输出作为输入来生成恒定关断时间信号。例如,在装置100中,设备112可以被添加到现有的功率转换器控制器,而不改变现有的功率转换器控制器的现有组件。设备112可以使用由功率转换器控制器(例如,控制器110)中的其他组件生成的COMP和RAMP信号。此外,通过将设备112添加到现有控制器,可以平稳地执行谷值电流控制模式和峰值电流控制模式之间的转换。更进一步,本文描述的装置可以使用恒定导通时间控制模式(例如,当信号A控制信号UG时)或恒定关断时间控制模式(例如,当信号B控制信号UG时)。在恒定关断时间控制模式下,控制信号UG的导通时间段可以增加以扩大占空比,并且导通时间段可以增加到最大占空比(例如,100%的占空比)。
本文描述的方法、装置和***可以为完美的降压调节器控制方案提供相对简单和有效的实施方式,以实现具有0至100%的占空比控制能力的最佳输出调节。该方案可以在恒定导通时间和恒定关断时间控制之间、在恒定关断时间控制和具有无限长导通时间的100%的占空比操作之间、以及在恒定导通时间控制下具有无限长关断时间能力的脉冲频率调制(PFM)和几乎恒定的频率脉宽调制(PWM)之间快速且平滑地转换。此外,该方案可以为电池供电设备提供最佳解决方案,以通过降低PFM模式下的频率来最小化轻负载或空载时的功率损耗,并通过在非常大直到100%的占空比条件下运行来充分利用过放电低电压条件下的电池电量。
图5是示出在一个实施例中实施扩展卡电流监控的过程500的流程图。过程500可以包括由块502、504、506、508、510和/或512中的一个或多个所示的一个或多个操作、动作或功能。尽管被图示为离散的块,但是取决于期望的实施方式,各种块可以被分成额外的块、被组合成更少的块、被消除或者被并行执行。
过程500可以在块502处开始。在块502处,设备可以被集成在耦合到功率转换器的控制器中。该设备可以基于斜坡信号和误差信号生成恒定关断时间信号(信号B)。斜坡信号可以从功率转换器感测的电感电流中采样到,并且误差信号可以基于功率转换器的输出的反馈。
过程500可以从块502前进到块504。在块504处,设备可以基于恒定关断时间信号和恒定导通时间信号(信号A)生成控制信号。斜坡信号可以从功率转换器感测的电感器电流中采样到,并且误差信号可以基于功率转换器的输出的反馈。在一些示例中,功率转换器可以是降压转换器。在一些示例中,设备可以将斜坡信号与误差信号进行比较,以生成关断时间信号。设备可以向SR锁存器输出关断时间信号,以生成恒定关断时间信号。响应于误差信号大于斜坡信号,导通时间信号可以驱动恒定关断时间信号至HIGH。
过程500可以从块504前进到块506。在块506处,设备可以向功率转换器输出控制信号,以操作功率转换器。在示例中,设备可以对恒定关断时间信号和恒定导通时间信号执行逻辑或,以生成控制信号。设备可以向功率转换器的第一开关元件输出控制信号,并且可以向反相器输出控制信号以对控制信号进行反相。设备可以向功率转换器的第二开关元件输出反相的控制信号。在功率转换器是降压转换器的示例中,设备可以向降压转换器的上开关元件输出控制信号,并且可以向降压转换器的下开关元件输出控制信号的反相信号。
过程500可以从块506前进到块508。在块508处,设备可以将恒定关断时间信号的导通时间段(TB)与恒定导通时间信号的导通时间段(TA)进行比较。响应于TB小于TA,过程500可以从块508前进到块510。在块510处,控制信号可以根据恒定导通时间信号变化。响应于TB大于TA,过程500可以从块508前进到块512。在块512处,控制信号可以根据恒定关断时间信号变化。响应于控制信号根据恒定关断时间信号变化,功率转换器的占空比可以增加。响应于控制信号根据恒定导通时间信号变化,功率转换器可以以谷值电流模式操作。响应于控制信号根据恒定关断时间信号变化,功率转换器可以以峰值电流控制模式操作。
附图中的流程图和框图说明了根据本发明的各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个块可以表示指令的模块、段或一部分,其包括用于实施(多个)指定逻辑功能的一个或多个可运行指令。在一些可替换的实施方式中,块中提到的功能可以不按图中提到的顺序发生。例如,取决于所涉及的功能,连续示出的两个块实际上可以基本上同时运行,或者这些块有时可以以相反的顺序执行。还将注意到,框图和/或流程图说明的每个块以及框图和/或流程图说明中的块的组合可以由基于专用硬件的***来实施,该***执行特定的功能或动作或者实现专用硬件和计算机指令的组合。
本文使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例,而不是为了限制本发明。如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文清楚地另有说明。还应当理解,当在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定所述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或增加。
出于说明的目的,已经给出了本发明的各种实施例的描述,但是这些描述并不旨在穷举或局限于所公开的实施例。在不脱离所述实施例的范围和精神的情况下,许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或相对于市场上发现的技术的技术改进、或者使本领域普通技术人员能够理解本文公开的实施例。

Claims (20)

1.一种用于功率转换的设备,包括:
控制电路,被配置为基于斜坡信号和误差信号生成恒定关断时间信号,所述斜坡信号从功率转换器感测的电感器电流中采样到,并且所述误差信号基于所述功率转换器的输出的反馈;以及
逻辑电路,耦合到所述控制电路和所述功率转换器,所述逻辑电路被配置为:
基于所述恒定关断时间信号和恒定导通时间信号生成控制信号,其中:
响应于所述恒定关断时间信号的导通时间段小于所述恒定导通时间信号的导通时间段,所述控制信号被生成为根据所述恒定导通时间信号变化;以及
响应于所述恒定关断时间信号的导通时间段大于所述恒定导通时间信号的导通时间段,所述控制信号被生成为根据所述恒定关断时间信号变化;以及
向所述功率转换器输出所述控制信号以操作所述功率转换器。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述逻辑电路被配置为:
响应于所述控制信号根据所述恒定导通时间信号变化,向所述功率转换器输出所述控制信号,以在谷值电流模式下操作所述功率转换器;以及
响应于所述控制信号根据所述恒定关断时间信号变化,向所述功率转换器输出所述控制信号,以在峰值电流模式下操作所述功率转换器。
3.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述控制电路包括比较器和耦合到所述比较器的SR锁存器;
所述比较器被配置为:
将所述斜坡信号与所述误差信号进行比较,以生成关断时间信号;以及
向所述SR锁存器输出所述关断时间信号;并且
所述SR锁存器被配置为:
接收导通时间信号作为第一输入;
接收所述关断时间信号作为第二输入;以及
输出所述恒定关断时间信号,其中,响应于所述误差信号大于所述斜坡信号,所述导通时间信号驱动所述恒定关断时间信号至HIGH。
4.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述逻辑电路包括或门和耦合到所述或门的反相器;
所述或门被配置为:
对所述恒定关断时间信号和所述恒定导通时间信号进行逻辑或以生成所述控制信号;
向所述功率转换器的第一开关元件输出所述控制信号;以及
向反相器输出所述控制信号;并且
所述反相器被配置为:
对所述控制信号进行反相;以及
向所述功率转换器的第二开关元件输出所反相的控制信号。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述功率转换器是降压转换器。
6.根据权利要求5所述的设备,其中所述逻辑电路还被配置为:
向所述降压转换器的上开关元件输出所述控制信号;以及
向所述降压转换器的下开关元件输出所述控制信号的反相信号。
7.根据权利要求1所述的设备,其中所述逻辑电路被配置为向所述功率转换器输出所述控制信号,以增加所述功率转换器的占空比,所述控制信号被生成为根据所述恒定关断时间信号变化。
8.一种用于功率转换的装置,包括:
功率转换器;
控制器,耦合到所述功率转换器,所述控制器被配置为:
基于斜坡信号和误差信号生成恒定关断时间信号,所述斜坡信号从所述功率转换器感测的电感器电流中采样到,并且所述误差信号基于所述功率转换器的输出的反馈;
基于所述恒定关断时间信号和恒定导通时间信号生成控制信号,其中:
响应于所述恒定关断时间信号的导通时间段小于所述恒定导通时间信号的导通时间段,所述控制信号被生成为根据所述恒定导通时间信号变化;以及
响应于所述恒定关断时间信号的导通时间段大于所述恒定导通时间信号的导通时间段,所述控制信号被生成为根据所述恒定关断时间信号变化;以及
向所述功率转换器输出所述控制信号以操作所述功率转换器。
9.根据权利要求8所述的装置,其中所述控制器被配置为:
响应于所述控制信号根据所述恒定导通时间信号变化,向所述功率转换器输出所述控制信号,以在谷值电流模式下操作所述功率转换器;以及
响应于所述控制信号根据所述恒定关断时间信号变化,向所述功率转换器输出所述控制信号,以在峰值电流模式下操作所述功率转换器。
10.根据权利要求8所述的装置,其中:
所述控制器包括控制电路;
所述控制电路包括比较器和耦合到所述比较器的SR锁存器;
所述比较器被配置为:
将所述斜坡信号与所述误差信号进行比较,以生成关断时间信号;以及
向所述SR锁存器输出所述关断时间信号;并且
所述SR锁存器被配置为:
接收导通时间信号作为第一输入;
接收关断时间信号作为第二输入;以及
输出所述恒定关断时间信号,其中,响应于所述误差信号大于所述斜坡信号,所述导通时间信号驱动所述恒定关断时间信号至HIGH。
11.根据权利要求8所述的装置,其中:
所述控制器包括逻辑电路;
所述逻辑电路包括或门和耦合到所述或门的反相器;
所述或门被配置为:
对所述恒定关断时间信号和所述恒定导通时间信号执行逻辑或以生成所述控制信号;
向所述功率转换器的第一开关元件输出所述控制信号;以及
向反相器输出所述控制信号;并且
所述反相器被配置为:
对所述控制信号进行反相;以及
向所述功率转换器的第二开关元件输出所反相的控制信号。
12.根据权利要求8所述的装置,其中所述功率转换器是降压转换器。
13.根据权利要求12所述的装置,其中所述控制器被配置为:
向所述降压转换器的上开关元件输出所述控制信号;以及
向所述降压转换器的下开关元件输出所述控制信号的反相信号。
14.根据权利要求8所述的装置,其中所述控制器被配置为向所述功率转换器输出所述控制信号,以增加所述功率转换器的占空比,所述控制信号被生成为根据所述恒定关断时间信号变化。
15.一种用于功率转换的方法,包括:
基于斜坡信号和误差信号生成恒定关断时间信号,所述斜坡信号从功率转换器感测的电感器电流中采样到,并且所述误差信号基于所述功率转换器的输出的反馈;
基于所述恒定关断时间信号和所述恒定导通时间信号生成控制信号,其中:
响应于所述恒定关断时间信号的导通时间段小于所述恒定导通时间信号的导通时间段,所述控制信号被生成为根据所述恒定导通时间信号变化;以及
响应于所述恒定关断时间信号的导通时间段大于所述恒定导通时间信号的导通时间段,所述控制信号被生成为根据所述恒定关断时间信号变化;以及
向所述功率转换器输出所述控制信号以操作所述功率转换器。
16.根据权利要求15所述的方法,其中:
响应于所述控制信号根据所述恒定导通时间信号变化,向所述功率转换器输出所述控制信号,以在谷值电流模式下操作所述功率转换器;以及
响应于所述控制信号根据所述恒定关断时间信号变化,向所述功率转换器输出所述控制信号,以在峰值电流模式下操作所述功率转换器。
17.根据权利要求15所述的方法,还包括:
将所述斜坡信号与所述误差信号进行比较,以生成关断时间信号;以及
向SR锁存器输出所述关断时间信号以输出所述恒定关断时间信号,其中,响应于所述误差信号大于所述斜坡信号,所述导通时间信号驱动所述恒定关断时间信号至HIGH。
18.根据权利要求15所述的方法,还包括:
对所述恒定关断时间信号和所述恒定导通时间信号执行逻辑或以生成所述控制信号;
向所述功率转换器的第一开关元件输出所述控制信号;
向反相器输出所述控制信号以对所述控制信号进行反相;以及
向所述功率转换器的第二开关元件输出所反相的控制信号。
19.根据权利要求15所述的方法,其中所述功率转换器是降压转换器。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括:
向所述降压转换器的上开关元件输出所述控制信号;以及
向所述降压转换器的下开关元件输出所述控制信号的反相信号。
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