專利名稱：自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流穩(wěn)壓器電路，更具體地說，本發(fā)明涉及自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器電路。

背景技術(shù)：
近幾年來，一種叫做自適應(yīng)電壓定位(AVP)的控制被廣泛應(yīng)用于穩(wěn)壓器中。自適應(yīng)電壓定位控制的基本數(shù)學(xué)關(guān)系可參看圖1。如圖1所示，其縱坐標(biāo)為穩(wěn)壓器輸出電壓VO，橫坐標(biāo)為穩(wěn)壓器輸出電流IO，并且穩(wěn)壓器輸出電壓VO與輸出電流IO呈函數(shù)關(guān)系 VO＝VSET-R*IO(1) 其中R為其變化斜率，VSET、R均為定值。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載電流急劇增大(如t1時刻系統(tǒng)從相對輕載跳至相對重載，即輸出電流IO增大)，則根據(jù)等式(1)，輸出電壓VO變小，如圖2所示，輸出電壓從接近VMAX降至接近VMIN；當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載電流急劇減小(如t2時刻系統(tǒng)從相對重載跳至相對輕載，即輸出電流IO減小)，根據(jù)等式(1)，輸出電壓VO變大，如圖2所示，輸出電壓從接近VMIN升至接近VMAX?？梢钥吹?，此時輸出電壓VO的變化范圍為(VMAX-VMIN)。而如圖2中間部分所示，當(dāng)系統(tǒng)沒有自適應(yīng)電壓定位控制時，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載在t1時刻出現(xiàn)電流急劇增大，其輸出電壓VO從V減小至接近VMIN，而后又迅速回到V；當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載在t2時刻出現(xiàn)電流急劇減小，其輸出電壓VO從V增大至接近VMAX，而后又迅速回到V?？梢钥吹剑瑹o自適應(yīng)電壓定位控制的系統(tǒng)，其輸出電壓VO的變化范圍為0.5*(VMAX-VMIN)。其中VMAX和VMIN分別為系統(tǒng)輸出電壓VO可被允許的正負(fù)波動值?？梢钥吹?，自適應(yīng)電壓定位控制的系統(tǒng)，其輸出電壓可波動范圍比無自適應(yīng)電壓定位控制的系統(tǒng)大一倍。同時，自適應(yīng)電壓定位控制的系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載電流增大時，其輸出電壓相應(yīng)減小，相應(yīng)減小了損耗。
現(xiàn)有自適應(yīng)電壓定位控制技術(shù)如圖3所示。如圖3所示，電路50包括由開關(guān)管S1、S2，電感L，電容CO，負(fù)載RL組成的傳統(tǒng)buck電路，其為電路50的直流變換主電路。電路50的直流變換控制電路包括連接在電感L和電容CO之間的電流采樣電阻RS，并聯(lián)在負(fù)載RL兩端的反饋電阻R1和R2，比較器U0、跨導(dǎo)放大器U1、電流源A、PWM產(chǎn)生器以及驅(qū)動電路。其中電流采樣電阻RS兩端電壓被送至跨導(dǎo)放大器U1的兩端，并被轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電流ISENCE被送至PWM產(chǎn)生器的第一輸入端。反饋電阻R1和R2構(gòu)成分壓器，反饋系統(tǒng)輸出電壓。反饋電壓經(jīng)由電阻R3連接至比較器U0的反相輸入端，比較器U0的同相輸入端接收一參考電平VREF。另外輸出電流為I＝K*ISENCE的電流源A的輸出端連接至比較器U0的反相輸入端和電阻R3的一端。其中K為一常系數(shù)，ISENCE即跨導(dǎo)放大器U1的輸出電流。比較器U0的輸出端連接一補償網(wǎng)絡(luò)Zf，補償網(wǎng)絡(luò)Zf的另一端接地；比較器的輸出端還連接至PWM產(chǎn)生器的第二輸入端。PWM產(chǎn)生器的第三輸入端接收一時鐘信號CLK，其輸出端連接至驅(qū)動電路的輸入端。驅(qū)動電路的兩個輸出端分別連接至開關(guān)管S1、S2的門極。
電路50直流變換主電路的運行情況即為傳統(tǒng)buck電路運行情況，這里不再闡述其原理。以下闡述其直流變換控制電路的工作情況由于比較器U0呈高阻狀態(tài)，電流源A的輸出電流I流向電阻R3。而根據(jù)比較器U0的“虛短”特性，其反相輸入端的電壓等于其正相輸入端的電壓VREF，即 可以推出 而I＝K*ISENCE， 所以 而ISENCE由系統(tǒng)輸出電流IO決定，因此上述等式(2)即等式(1)所表現(xiàn)的輸出電壓與輸出電流IO的函數(shù)關(guān)系。
因此現(xiàn)有技術(shù)電路50實現(xiàn)了自適應(yīng)電壓定位控制。即，當(dāng)電路50的負(fù)載電流急劇增大，即從相對輕載跳至相對重載，采樣電阻RS兩端電壓增大，增大的電壓經(jīng)過跨導(dǎo)放大器U1后其電流ISENCE增大，使得電流源A的輸出電流I增大，而根據(jù)等式(2)，電路50的輸出電壓將減小。反之，當(dāng)電路50的負(fù)載電流出現(xiàn)急劇減小，即從相對重載跳至相對輕載，采樣電阻RS兩端電壓減小，減小的電壓經(jīng)過跨導(dǎo)放大器U1后其電流ISENCE減小，使得電流源A的輸出電流I減小，而根據(jù)等式(2)，電路50的輸出電壓將增大。于是，電路50實現(xiàn)了自適應(yīng)電壓定位控制技術(shù)輸出電壓可波動范圍大，損耗小的優(yōu)點。
然而，現(xiàn)有技術(shù)電路50通過跨導(dǎo)放大器U1接收采樣電阻RS反饋的系統(tǒng)輸出電流，這需要芯片提供兩個額外的引腳接收電阻RS兩端信號差，而且電阻RS本身將造成一定損耗，降低了效率；同時電路50需要反映輸出電流的電流源A，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
于是有必要提供一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、外接引腳不多并且可以實現(xiàn)自適應(yīng)電壓定位控制的比較簡單的直流穩(wěn)壓器電路。


發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供了一種改進的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，該直流穩(wěn)壓器具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、無需芯片提供額外引腳等優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，包括一直流變換主電路和一直流變換控制電路，其特征在于，所述直流變換控制電路包括一采樣部分，一反饋部分，一比較部分，一PWM產(chǎn)生器部分，一驅(qū)動電路部分；所述采樣部分的輸入端采樣直流變換主電路的輸出電流，其輸出端連接至所述反饋部分的輸入端；所述反饋部分的輸出端連接至所述比較部分的第一輸入端；所述比較部分的第二輸入端接收一參考電平，所述比較部分的輸出端連接至所述PWM產(chǎn)生器部分的第一輸入端，所述PWM產(chǎn)生器部分的第二輸入端接收一時鐘信號，所述PWM產(chǎn)生器的輸出端連接至所述驅(qū)動電路部分的輸入端；所述驅(qū)動電路部分的輸出端連接至直流變換主電路各開關(guān)管的門極控制端。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述直流變換主電路為buck電路。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述直流變換主電路為隔離直流變換電路，如半橋、全橋、正激。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述反饋部分為一分壓器。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述分壓器由串聯(lián)連接的第一電阻和第二電阻組成，其中兩個電阻的串聯(lián)連接點作為所述反饋部分的輸出端，第一電阻的另一端作為所述反饋部分的輸入端，第二電阻的另一端接地。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述比較部分包括一比較器和一補償網(wǎng)絡(luò)，所述比較器的輸入端為所述比較部分的輸入端，所述比較器的輸出端為所述比較部分的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的一端連接于所述比較器的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的另一端接地。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述PWM產(chǎn)生器部分還包括第三輸入端，所述第三輸入端接收直流變換主電路一開關(guān)管電流或電感電流。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述采樣部分包括一電阻和一電容，所述電阻和電容串聯(lián)連接，兩者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容并聯(lián)，兩者并聯(lián)后再與一電阻串聯(lián)，三者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容串聯(lián)，所述串聯(lián)連接點作為所述采樣部分的輸出端；所述其中另一個電阻與所述直流變換主電路的電感串聯(lián)，兩者串聯(lián)后再與所述串聯(lián)連接的電阻與電容相并聯(lián)。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其中所述采樣部分為一電阻，所述電阻與直流變換主電路的電感串聯(lián)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開了一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，包括在采樣部分采樣直流變換主電路的輸出電流，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電壓信號；在反饋部分反饋所述電壓信號得到反饋信號；在比較部分將所述反饋信號與一預(yù)定值進行比較得到比較信號；將所述比較信號輸入PWM產(chǎn)生器部分得到PWM信號；將所述PWM信號輸入驅(qū)動電路部分得到驅(qū)動信號；將所述驅(qū)動信號輸入所述直流變換主電路，用以控制所述直流變換主電路各開關(guān)管的開通與關(guān)斷。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其中所述反饋部分為一分壓器。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其中所述分壓器由串聯(lián)連接的第一電阻和第二電阻組成，其中兩個電阻的串聯(lián)連接點作為所述反饋部分的輸出端，所述第一電阻的另一端作為所述反饋部分的輸入端，所述第二電阻的另一端接地。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其中所述比較部分包括一比較器和一補償網(wǎng)絡(luò)，所述比較器的輸入端為所述比較部分的輸入端，所述比較器的輸出端為所述比較部分的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的一端連接于所述比較器的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的另一端接地；所述預(yù)定值為一參考電平。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其中所述采樣部分包括一電阻和一電容，所述電阻和電容串聯(lián)連接，兩者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其中所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容并聯(lián)，兩者并聯(lián)后再與一電阻串聯(lián)，三者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其中所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容串聯(lián)，所述串聯(lián)連接點作為所述采樣部分的輸出端；所述其中另一個電阻與所述直流變換主電路的電感串聯(lián)，兩者串聯(lián)后再與所述串聯(lián)連接的電阻與電容相并聯(lián)。
如本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其中所述采樣部分為一電阻，所述電阻與直流變換主電路的電感串聯(lián)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于所提供的直流穩(wěn)壓器實現(xiàn)了自適應(yīng)電壓定位控制，并且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、外部所需引腳少。



圖1為自適應(yīng)電壓定位控制的基本數(shù)學(xué)關(guān)系圖。
圖2為當(dāng)系統(tǒng)輸出電流跳變時，具有和不具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路輸出電壓變化的比較。
圖3為現(xiàn)有具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路50。
圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路100。
圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路200。
圖6為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路300。
圖7為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路400。
圖8為根據(jù)本發(fā)明第五實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路500。
圖9為根據(jù)本發(fā)明第六實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路600。
圖10為根據(jù)本發(fā)明第七實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路700。
圖11為根據(jù)本發(fā)明第八實施例的具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路800。

具體實施例方式 如圖4所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路100，其為本發(fā)明的第一實施例。其與背景技術(shù)電路50相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。如圖所示，電路100包括由開關(guān)管S1、S2，電感L，電容CO，負(fù)載RL組成的傳統(tǒng)buck電路，其為電路100的直流變換主電路。即輸入VIN一端連接至開關(guān)管S1的一端，開關(guān)管S1的另一端連接至開關(guān)管S2的一端和電感L的一端，電感L的另一端連接至輸出電容CO的一端和負(fù)載RL的一端；輸入VIN的另一端、開關(guān)管S2的另一端、輸出電容CO的另一端和負(fù)載RL的另一端均接地。電阻DCR為電感L的直流電阻，其與電感L相串聯(lián)，連接于電感L和輸出電容CO之間。電路100還包括一直流變換控制電路。所述直流變換控制電路包括一采樣部分、一反饋部分、一比較部分、一PWM產(chǎn)生器部分、一驅(qū)動電路部分。其中采樣部分包括電阻RS、電容CS，電阻RS與電容CS串聯(lián)連接，兩者的共同連接點作為采樣部分的輸出端連接至反饋部分的輸入端。電阻RS的另一端連接至開關(guān)管S1、開關(guān)管S2以及電感L的共同連接點；電容CS的另一端連接至電感L的直流電阻DCR、輸出電容CO以及負(fù)載RL的共同連接點，從而采樣直流變換主電路的輸出電流，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電壓信號。反饋部分為串聯(lián)連接的第一電阻R1和第二電阻R2構(gòu)成的分壓器，第一電阻R1和第二電阻R2的共同連接點作為反饋部分的輸出端連接至比較部分的第一輸入端。第一電阻R1的另一端作為反饋部分的輸入端，連接至采樣部分的輸出端；第二電阻R2的另一端接地。在本實施例中，比較部分包括比較器U0和補償網(wǎng)絡(luò)Zf，補償網(wǎng)絡(luò)Zf的一端連接在比較器U0的輸出端，起補償作用，補償網(wǎng)絡(luò)Zf的另一端接地。比較器U0的反相輸入端作為比較部分的第一輸入端，連接至反饋部分的輸出端；比較器U0的同相輸入端作為比較部分的第二輸入端，接收一預(yù)定值。在本實施例中，所述預(yù)定值為一參考電平VREF；比較器U0的輸出端作為比較部分的輸出端，連接至PWM產(chǎn)生器部分的第一輸入端。PWM產(chǎn)生器部分的第二輸入端接收時鐘信號CLK(時鐘信號產(chǎn)生器圖中未示出)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，當(dāng)采用電流模式控制時，PWM產(chǎn)生器部分還包括第三輸入端，所述第三輸入端接收直流變換主電路開關(guān)管S1的采樣電流IHS或電感電流，如圖中虛線所示。(采樣電路圖中未示出)。PWM產(chǎn)生器部分的輸出端連接至驅(qū)動電路部分的輸入端。驅(qū)動電路部分的兩個輸出端分別連接至直流變換主電路中開關(guān)管S1和S2的門極控制端，進而控制開關(guān)管S1和S2的開通與關(guān)斷。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到PWM產(chǎn)生器部分和驅(qū)動電路部分可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意可實現(xiàn)形式。
電路100的直流變換主電路為傳統(tǒng)buck電路，其工作原理是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，這里不再闡述，以下簡要闡述電路100的怎樣實現(xiàn)自適應(yīng)電壓定位 根據(jù)比較器U0的“虛短”特性，其同相輸入端和反相輸入端的電位相等，而其反相輸入端電位為

其中VO為電路100的輸出電壓，VCS為電容CS兩端的電壓，即

將其進行變換，得 另外，根據(jù)電路并聯(lián)特性，電阻RS兩端電壓加上電容CS兩端電壓等于電感L兩端電壓加上直流電阻DCR兩端電壓。把其放在S域中計算，則電容CS兩端電壓VCS為 其中IL為電感L的電流。對等式(4)進行變換，得 當(dāng)電容CS和電阻RS的取值滿足一定關(guān)系 則等式(5)變成VCS＝DCR*IL (7) 等式(7)結(jié)合等式(3)，得 而電感電流IL由輸出電流IO決定，當(dāng)電阻R1、R2、參考電平VREF、電感L的直流電阻DCR取定后，上述等式(8)即等式(1)所表現(xiàn)的輸出電壓VO與輸出電流IO的函數(shù)關(guān)系。
進一步地，電路100的直流變換控制電路根據(jù)VO與IO的函數(shù)關(guān)系，通過PWM產(chǎn)生器部分以及驅(qū)動電路部分，用傳統(tǒng)直流變換電路的調(diào)節(jié)方式控制直流變換主電路中兩個開關(guān)管的開通與關(guān)斷狀態(tài)，實現(xiàn)整個電路的控制。
如圖5所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路200，其為本發(fā)明的第二實施例。其與第一實施例電路100相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。與圖4的電路100不同之處在于，電路200在直流變換控制電路中添加了一個與電感L及其直流電阻DCR相串聯(lián)、與電阻RS和電容CS相并聯(lián)的電阻RX。即本實施例中，采樣部分包括兩個電阻和一個電容，所述其中一個電阻RS與所述電容CS串聯(lián)，兩者的串聯(lián)連接點作為采樣部分的輸出端連接至反饋部分的輸入端；所述其中另一個電阻RX與直流變換主電路的電感L串聯(lián)，兩者串聯(lián)后與所述串聯(lián)連接的電阻RS和電容CS相并聯(lián)。這是因為電感L的直流電阻DCR的阻抗值有可能偏小，使得電容CS和電阻RS在滿足等式(6)的前提下取值時不能同時滿足工程要求。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看到，電路200的工作原理與電路100的工作原理相同，這里不再另行闡述。
如圖6所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路300，其為本發(fā)明的第三實施例。其與第一實施例電路100相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。與圖4的電路100不同之處在于，電路300在直流變換控制電路中添加了一個與電容CS相并聯(lián)的電阻RS2。即在本實施例中，采樣部分包括兩個電阻RS、RS2與一個電容CS，所述其中一個電阻RS2與所述電容CS并聯(lián)，兩者并聯(lián)后再與其中另一個電阻RS相串聯(lián)，三者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端連接至反饋部分的輸入端。這是因為電感L的直流電阻DCR的阻抗值有可能偏大，使得電容CS和電阻RS在滿足等式(6)的前提下取值時不能同時滿足工程要求。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看到，電路300的工作原理與電路100的工作原理相同，這里不再另行闡述。
如圖7所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路400，其為本發(fā)明的第四實施例。其與第一實施例電路100相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。與圖4的電路100不同之處在于，電路400在直流變換控制電路部分將其采樣部分由串聯(lián)連接的電阻RS和電容CS改成一個與電感L串聯(lián)的電阻RS，電感L的阻抗DCR忽略。即在本實施例中，采樣部分包括一個電阻RS，電阻RS與直流變換主電路的電感L串聯(lián)。電阻RS在電感L端的一端作為該采樣部分的輸出端，連接至反饋部分的輸入端。則同樣由比較器U0的“虛短”特性，可得 對等式(9)進行等式轉(zhuǎn)換，得 而電感電流IL由輸出電流IO決定，當(dāng)電阻R1、R2以及參考電平VREF取定后，上述等式(8)即等式(1)所表現(xiàn)的輸出電壓VO與輸出電流IO的函數(shù)關(guān)系。即電路400實現(xiàn)了如電路100的自適應(yīng)電壓定位控制。
進一步地，電路400的直流變換控制電路部分根據(jù)VO與IO的函數(shù)關(guān)系，通過PWM產(chǎn)生器部分以及驅(qū)動電路部分，用傳統(tǒng)直流變換電路的調(diào)節(jié)方式控制直流變換主電路兩個開關(guān)管的開通與關(guān)斷狀態(tài)，實現(xiàn)整個電路的控制。
如圖8所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路500，其為本發(fā)明的第五實施例。其與第一實施例電路100相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。與圖4的電路100不同之處在于，電路500的輸入不直接接入buck電路，而是先經(jīng)由帶變壓器T的隔離電路10，然后再連接至buck電路。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看到，信號從隔離電路10出來后，電路500的后續(xù)部分電路工作原理與電路100的工作原理相同，這里不再另行闡述。同時本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，隔離電路10的拓?fù)淇梢允前霕?、全橋和正激等隔離拓?fù)?，而且隔離電路10的工作原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，這里不再另行闡述。
如圖9所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路600，其為本發(fā)明的第六實施例。其與第二實施例電路200相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。與圖5的電路200不同之處在于，電路500的輸入不直接接入buck電路，而是先經(jīng)由帶變壓器T的隔離電路20，然后再連接至buck電路。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看到，信號從隔離電路20出來后，電路600的后續(xù)部分電路工作原理與電路200的工作原理相同，這里不再另行闡述。同時本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，隔離電路20的拓?fù)淇梢允前霕颉⑷珮蚝驼さ雀綦x拓?fù)?，而且隔離電路20的工作原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，這里不再另行闡述。
如圖10所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路700，其為本發(fā)明的第七實施例。其與第三實施例電路300相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。與圖6的電路300不同之處在于，電路700的輸入不直接接入buck電路，而是先經(jīng)由帶變壓器T的隔離電路30，然后再連接至buck電路。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看到，信號從隔離電路30出來后，電路700的后續(xù)部分電路工作原理與電路300的工作原理相同，這里不再另行闡述。同時本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，隔離電路30的拓?fù)淇梢允前霕颉⑷珮蚝驼さ雀綦x拓?fù)?，而且隔離電路30的工作原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，這里不再另行闡述。
如圖11所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種具有自適應(yīng)電壓定位控制的電路800，其為本發(fā)明的第八實施例。其與第四實施例電路400相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。與圖7的電路400不同之處在于，電路800的輸入不直接接入buck電路，而是先經(jīng)由帶變壓器T的隔離電路40，然后再連接至buck電路。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看到，信號從隔離電路40出來后，電路800的后續(xù)部分電路工作原理與電路400的工作原理相同，這里不再另行闡述。同時本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，隔離電路40的拓?fù)淇梢允前霕?、全橋和正激等隔離拓?fù)洌腋綦x電路40的工作原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，這里不再另行闡述。
本發(fā)明還提供了一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，包括在采樣部分采樣直流變換主電路的輸出電流，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電壓信號；在反饋部分反饋所述電壓信號得到反饋信號；在比較部分將所述反饋信號與一預(yù)定值進行比較得到比較信號；將所述比較信號輸入PWM產(chǎn)生器部分得到PWM信號；將所述PWM信號輸入驅(qū)動電路部分得到驅(qū)動信號；將所述驅(qū)動信號輸入所述直流變換主電路，用以控制所述直流變換主電路各開關(guān)管的開通與關(guān)斷。其中一預(yù)定值為一參考電平。
因此本發(fā)明提供的電路100、200、300、400、500、600、700、800實現(xiàn)了自適應(yīng)電壓定位控制。即，當(dāng)其負(fù)載電流出現(xiàn)急劇增大，即從相對輕載跳至相對重載，電感電流IL增大，而參考電平VREF保持不變，則根據(jù)等式(3)或等式(10)，其輸出電壓VO減小。反之，當(dāng)其負(fù)載電流出現(xiàn)急劇減小，即從相對重載跳至相對輕載，電感電流IL減小，而參考電平VREF保持不變，使得根據(jù)等式(3)或等式(10)，其輸出電壓增大。于是，本發(fā)明提供的電路100、200、300、300、400、500、600、700、800實現(xiàn)了自適應(yīng)電壓定位控制技術(shù)輸出電壓可波動范圍大，損耗小的優(yōu)點。同時與現(xiàn)有技術(shù)的電路50相比較，本發(fā)明提供的電路100、200、300、400、500、600、700、800無需采用跨導(dǎo)放大器接收采樣電阻的采樣值來反饋系統(tǒng)輸出電流，這就不需要芯片提供兩個額外的引腳；同時本發(fā)明提供的電路100、200、300、400、500、600、700、800不需要其他額外部件，如電路50中用于反映輸出電流的電流源A，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單。
需要聲明的是，上述發(fā)明內(nèi)容及具體實施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明保護范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換、或改進。本發(fā)明的保護范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，包括一直流變換主電路和一直流變換控制電路，其特征在于，所述直流變換控制電路包括
一采樣部分，一反饋部分，一比較部分，一PWM產(chǎn)生器部分，一驅(qū)動電路部分；
所述采樣部分的輸入端采樣直流變換主電路的輸出電流，其輸出端連接至所述反饋部分的輸入端；所述反饋部分的輸出端連接至所述比較部分的第一輸入端；所述比較部分的第二輸入端接收一參考電平，所述比較部分的輸出端連接至所述PWM產(chǎn)生器部分的第一輸入端，所述PWM產(chǎn)生器部分的第二輸入端接收一時鐘信號，所述PWM產(chǎn)生器部分的輸出端連接至所述驅(qū)動電路部分的輸入端；所述驅(qū)動電路部分的輸出端連接至直流變換主電路各開關(guān)管的門極控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述直流變換主電路為buck電路。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述直流變換主電路為隔離直流變換電路，如半橋、全橋、正激。
4.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述反饋部分為一分壓器。
5.如權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述分壓器由串聯(lián)連接的第一電阻和第二電阻組成，其中兩個電阻的串聯(lián)連接點作為所述反饋部分的輸出端，第一電阻的另一端作為所述反饋部分的輸入端，第二電阻的另一端接地。
6.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述比較部分包括一比較器和一補償網(wǎng)絡(luò)，所述比較器的輸入端為所述比較部分的輸入端，所述比較器的輸出端為所述比較部分的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的一端連接于所述比較器的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的另一端接地。
7.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述PWM產(chǎn)生器部分還包括第三輸入端，所述第三輸入端接收直流變換主電路一開關(guān)管電流或電感電流。
8.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述采樣部分包括一電阻和一電容，所述電阻和電容串聯(lián)連接，兩者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
9.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容并聯(lián)，兩者并聯(lián)后再與一電阻串聯(lián)，三者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
10.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容串聯(lián)，所述串聯(lián)連接點作為所述采樣部分的輸出端；所述其中另一個電阻與所述直流變換主電路的電感串聯(lián)，兩者串聯(lián)后再與所述串聯(lián)連接的電阻與電容相并聯(lián)。
11.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，其特征在于，所述采樣部分為一電阻，所述電阻與直流變換主電路的電感串聯(lián)。
12.一種自適應(yīng)電壓定位的控制方法，包括
在采樣部分采樣直流變換主電路的輸出電流，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電壓信號；
在反饋部分反饋所述電壓信號得到反饋信號；
在比較部分將所述反饋信號與一預(yù)定值進行比較得到比較信號；
將所述比較信號輸入PWM產(chǎn)生器部分得到PWM信號；
將所述PWM信號輸入驅(qū)動電路部分得到驅(qū)動信號；
將所述驅(qū)動信號輸入所述直流變換主電路，用以控制所述直流變換主電路各開關(guān)管的開通與關(guān)斷。
13.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其特征在于，所述反饋部分為一分壓器。
14.如權(quán)利要求13所述的自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其特征在于，所述分壓器由串聯(lián)連接的第一電阻和第二電阻組成，其中兩個電阻的串聯(lián)連接點作為所述反饋部分的輸出端，所述第一電阻的另一端作為所述反饋部分的輸入端，所述第二電阻的另一端接地。
15.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其特征在于，所述比較部分包括一比較器和一補償網(wǎng)絡(luò)，所述比較器的輸入端為所述比較部分的輸入端，所述比較器的輸出端為所述比較部分的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的一端連接于所述比較器的輸出端，所述補償網(wǎng)絡(luò)的另一端接地；所述預(yù)定值為一參考電平。
16.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其特征在于，所述采樣部分包括一電阻和一電容，所述電阻和電容串聯(lián)連接，兩者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
17.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其特征在于，所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容并聯(lián)，兩者并聯(lián)后再與一電阻串聯(lián)，三者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。
18.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其特征在于，所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容串聯(lián)，所述串聯(lián)連接點作為所述采樣部分的輸出端；所述其中另一個電阻與所述直流變換主電路的電感串聯(lián)，兩者串聯(lián)后再與所述串聯(lián)連接的電阻與電容相并聯(lián)。
19.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)電壓定位的控制方法，其特征在于，所述采樣部分為一電阻，所述電阻與直流變換主電路的電感串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)電壓定位直流穩(wěn)壓器，包括一直流變換主電路和一直流變換控制電路。其中所述直流變換控制電路包括一采樣部分，一反饋部分，一比較部分，一PWM產(chǎn)生器部分以及一驅(qū)動電路部分。該直流穩(wěn)壓器實現(xiàn)了自適應(yīng)電壓定位控制，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，外部所需引腳少。
文檔編號G05F1/46GK101685314SQ20081004612
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者歐陽茜 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司