用于峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器中的可編程時(shí)序的設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示一種用于實(shí)施峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器的數(shù)字集成電路中的可編程時(shí)序的設(shè)備及方法。通過以執(zhí)行以下各項(xiàng)的硬件、軟件及硬件與軟件的組合實(shí)施的方式實(shí)施可編程空載時(shí)間：設(shè)定第二定時(shí)器值；相對于所述第二定時(shí)器值設(shè)定第三定時(shí)器值；檢測復(fù)位事件；在檢測到所述復(fù)位事件后，即刻將第二計(jì)數(shù)器從當(dāng)前定時(shí)器值重新加載到所述第二定時(shí)器值；在檢測到所述復(fù)位事件后，即刻將第二經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形振幅從第二振幅值復(fù)位到第一振幅值；及在所述第二計(jì)數(shù)器達(dá)到第三值后，即刻將第一經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形從第一振幅值設(shè)定到第二值。
【專利說明】用于峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器中的可編程時(shí)序的設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及數(shù)字集成電路，且更特定來說涉及一種用于實(shí)施峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器的數(shù)字集成電路中的可編程時(shí)序的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]峰值電流模式控制(PCMC)為在理論上實(shí)現(xiàn)特定合意的優(yōu)點(diǎn)(如電壓前饋、自動(dòng)逐循環(huán)電流限制及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它優(yōu)點(diǎn))的用于功率轉(zhuǎn)換器的控制方案。在實(shí)踐中，為了實(shí)施此PCMC控制方案，用以驅(qū)動(dòng)功率轉(zhuǎn)換器中的控制開關(guān)的精確控制的經(jīng)脈沖寬度調(diào)制(PWM)波形為必要的。這些功率轉(zhuǎn)換器通常采用不具有或具有斜率補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏鲄⒖肌⒎逯惦娏鲄⒖寂c在功率轉(zhuǎn)換器的輸出處感測的電流作比較；所述比較的結(jié)果控制PWM波形。
[0003]圖1描繪基于數(shù)字控制的PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的概念性框圖。功率轉(zhuǎn)換器102在其輸入處從源104接收輸入電壓Vin且在其輸出處將經(jīng)調(diào)節(jié)電壓Vwt提供到負(fù)載106。為了實(shí)現(xiàn)Vrat調(diào)節(jié)，Vrat反饋提供到包括將Vrat反饋數(shù)字化的模/數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器的框108，Vout反饋接著提供到包括比較器及電壓控制器(未展示)的框110的第一輸入。來自參考電壓源112的數(shù)字參考電壓Vref提供到框110的第二輸入。由比較器對經(jīng)數(shù)字化Vrat d反饋與數(shù)字參考電壓作比較，且所述比較的結(jié)果提供到電壓控制器。基于所述比較，電壓控制器產(chǎn)生電壓V_p，V_p提供于電壓控制器110的輸出處且用以衍生出峰值電流參考信號Iprrf。
[0004]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知，基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)在理論上針對高于50%工作循環(huán)的操作經(jīng)受穩(wěn)定性問題及子諧波振蕩。工作循環(huán)為PWM波形在現(xiàn)用狀態(tài)中花費(fèi)的時(shí)間。因此，基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)可實(shí)施斜率補(bǔ)償。斜率補(bǔ)償可應(yīng)用于峰值電流IpMk，使峰值電流Iprak遞減一斜坡，因此達(dá)到經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號IpMf?；蛘撸甭恃a(bǔ)償可通過使峰值電流Ipeak保持恒定且將使反饋電流Ifb遞增所述斜坡而實(shí)現(xiàn)。
[0005]如圖1中所描繪，取決于功率轉(zhuǎn)換器的拓?fù)?、控制轉(zhuǎn)換器的方式及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，在轉(zhuǎn)換器102的節(jié)點(diǎn)處感測反饋電流If^借助于實(shí)例，所述反饋電流可為穿過負(fù)載106的電流；其可為穿過電感器的電流、變壓器初級電流及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它節(jié)點(diǎn)。
[0006]為了不同方面的解釋的清楚起見，使用經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號Ipref ;然而，所揭示的概念同等地適用于其中斜率補(bǔ)償斜坡被添加到反饋電流Ifb的情形。
[0007]經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號IpMf的產(chǎn)生由框114執(zhí)行，所述框包括:數(shù)/模(DAC)轉(zhuǎn)換器，其用于將由電壓控制器114提供的電壓Vwt的數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于峰值電流Iprak的模擬表示；及斜坡產(chǎn)生器，其產(chǎn)生用于采用峰值電流Ipeak的值作為用于斜坡產(chǎn)生器的初始值的補(bǔ)償?shù)男甭省?br> [0008]經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號Iimf提供到框116的第一輸入。框116的第二輸入具備對應(yīng)于功率轉(zhuǎn)換器102中的所感測電流的反饋電流If^框116包括將經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號Iimf與反饋電流Ifb作比較的比較器(未展示)，且所述比較的結(jié)果影響由框116的PWM產(chǎn)生器(未展示)產(chǎn)生的PWM波形PWM⑴到PWM (η)的各種屬性且提供到功率轉(zhuǎn)換器102。
[0009]雖然如上文所描述，框108、110、114、116及112構(gòu)成數(shù)字PCMC控制器101，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，并非所有框均需要實(shí)施于數(shù)字PCMC控制器101中。借助于實(shí)例，斜率補(bǔ)償(即，框114)可能或可能不實(shí)施于數(shù)字PCMC控制器101中。同樣地，描述為框116的一部分的比較器可在數(shù)字PCMC控制器101外部。數(shù)字PCMC控制器101可任選地與數(shù)字控制器117(例如，微控制器、數(shù)字信號處理器及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何其它數(shù)字控制器)介接或駐存于所述數(shù)字控制器內(nèi)部。數(shù)字控制器117可用以將PWM波形的各種屬性及用于補(bǔ)償?shù)男甭示幊蹋灰虼?，向系統(tǒng)賦予更多智力及用以按改變的條件適應(yīng)性地調(diào)整以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)基于數(shù)字控制的PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100性能的能力。
[0010]數(shù)字PCMC控制器101的不同實(shí)施方案可根據(jù)特定數(shù)字PCMC控制器101的所提議使用提供不同數(shù)目個(gè)PWM波形。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，并不需要產(chǎn)生所有波形并將其提供到功率轉(zhuǎn)換器。因此，借助于實(shí)例，降壓功率轉(zhuǎn)換器可需要單個(gè)PWM波形，同步降壓功率轉(zhuǎn)換器可需要兩個(gè)PWM波形，具有同步整流的經(jīng)隔離相移全橋直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器可需要六個(gè)波形等等。
[0011]如上文所述，為了實(shí) 現(xiàn)上文所提及的PCMC控制方案的理論優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生用以驅(qū)動(dòng)功率轉(zhuǎn)換器中的控制開關(guān)的PWM波形的精確控制的時(shí)序?yàn)楸匾?。借助于?shí)例，一些功率轉(zhuǎn)換器要求，必須準(zhǔn)確地調(diào)整接通及關(guān)斷兩個(gè)或兩個(gè)以上開關(guān)。此功率轉(zhuǎn)換器的實(shí)例為具有同步整流的經(jīng)隔離相移全橋直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器，其中需要相對于反饋電流達(dá)到峰值電流參考的時(shí)間及相對于全橋開關(guān)的PWM時(shí)間周期在精確(在一些情形中可編程)時(shí)間接通/關(guān)斷同步整流器開關(guān)。借助于另一實(shí)例，一些功率轉(zhuǎn)換器要求，必須防止同時(shí)接通兩個(gè)或兩個(gè)以上開關(guān)以防止電流同時(shí)流動(dòng)穿過所述兩個(gè)或兩個(gè)以上開關(guān)(稱為“直通”的故障)。此功率轉(zhuǎn)換器102的實(shí)例包括同步降壓功率轉(zhuǎn)換器。由于所述兩個(gè)實(shí)例描述通過相同方式實(shí)現(xiàn)的同一問題(產(chǎn)生精確控制的PWM波形)，因此出于此精確控制的解釋的清楚的目的，在不損失任何普遍性的情況下將同步降壓功率轉(zhuǎn)換器用作實(shí)例。
[0012]一種用于避免直通的技術(shù)提供第一開關(guān)的關(guān)斷到第二開關(guān)的接通(及反之亦然)之間的時(shí)序且參考圖2加以解釋，所述圖描繪同步降壓功率轉(zhuǎn)換器以及所關(guān)注波形200的概念性示意圖。雖然術(shù)語時(shí)序表達(dá)產(chǎn)生用以驅(qū)動(dòng)功率轉(zhuǎn)換器中的控制開關(guān)的PWM波形的精確控制的時(shí)序的觀點(diǎn)，但由于與直通有關(guān)，因此時(shí)序(即，第一開關(guān)的關(guān)斷到第二開關(guān)的接通之間的差)稱作空載時(shí)間，所述術(shù)語用于實(shí)例中。
[0013]參考圖2Α，電力供應(yīng)器204將輸入電壓Vin提供到同步降壓功率轉(zhuǎn)換器202。如此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知，同步降壓轉(zhuǎn)換器的電路包括:(可選)輸入電容器202_1，其用以使輸入電壓Vin的電位變化平穩(wěn)；一對開關(guān)202_2及202_3，其使得能夠?qū)㈦姼衅?02_4/電容器202_5組合充電及放電；因此調(diào)節(jié)提供到負(fù)載206的輸出電壓ν_。
[0014]開關(guān)202_2及202_3由兩個(gè)PWM波形驅(qū)動(dòng)，所述兩個(gè)PWM波形由PWM波形產(chǎn)生器(例如，圖1的PWM波形產(chǎn)生器116 (未展示于圖2Α中))產(chǎn)生。此PWM波形產(chǎn)生器必須產(chǎn)生所述兩個(gè)PWM波形，使得防止同時(shí)接通開關(guān)202_2及202_3。[0015]圖2B描繪促進(jìn)對時(shí)序技術(shù)的理解的隨選定波形的時(shí)間而變的振幅。
[0016]參考圖2B，在標(biāo)記前一 PWM周期的結(jié)束及新PWM周期的開始的時(shí)間tQ處，經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號Ipref224復(fù)位為峰值電流值Ipeak,且從用于斜率補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏髦礗peak遞減一斜坡。同時(shí)，第一 PWM波形218從振幅A12復(fù)位到振幅A11 ;因此，致使圖2A的開關(guān)202_3斷開。反饋電流1^222保持減小。
[0017]在第一空載時(shí)間DT1之后(即，在時(shí)間&處)，第二 PWM波形220從振幅A21設(shè)定到振幅A2 2 ;因此，致使圖2A的開關(guān)202_2閉合；因此致使反饋電流Ifb222開始增加直到在時(shí)間t2處達(dá)到由經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號IpMf224設(shè)定的限制為止，在時(shí)間t2處，第二PWM波形220從振幅A2 2復(fù)位到振幅A2」，所述復(fù)位致使圖2A的開關(guān)202_2斷開，因此致使反饋電流Ifb222開始減小。
[0018]在第二空載時(shí)間DT2之后(即，在時(shí)間t3處)，第一 PWM波形218從振幅A11設(shè)定到振幅A1 2 ;因此，致使圖2A的開關(guān)202_3閉合；因此使反饋電流Ifb222保持減小。
[0019]在時(shí)間t4處，PWM周期結(jié)束，第一 PWM波形218從振幅A1 2復(fù)位到振幅A11,經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號IpMf224復(fù)位為峰值電流值Ipeak且PWM周期重復(fù)。
[0020]基于前述說明，空載時(shí)間DT1的開始通過在反饋電流Ifb達(dá)到峰值參考信號Ipref的時(shí)刻處產(chǎn)生的事件起始。此事件基于用于PCMC控制器的IC外部的因素。雖然PCMC控制器自身可基于檢測采取行動(dòng)，但時(shí)序由外部支持電路產(chǎn)生。因此，實(shí)現(xiàn)可變延遲可通過實(shí)施多個(gè)此外部支持電路而實(shí)現(xiàn)。此解決方案在實(shí)踐中由于電力、面積區(qū)、電力需要及其它實(shí)際考慮而限于約五個(gè)外部支持電路。 [0021]因此，此項(xiàng)技術(shù)中需要提供一種對上文所揭示的問題中的至少一些問題的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，揭示一種根據(jù)所附獨(dú)立技術(shù)方案的用于實(shí)施峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器的數(shù)字集成電路中的可編程時(shí)序的設(shè)備及方法。在附屬技術(shù)方案中揭示優(yōu)選額外方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]通過在連同所附圖式一起考慮時(shí)參考以下說明，本文中所描述的前述方面將變得更加顯而易見，其中:
[0024]圖1描繪根據(jù)已知概念的基于數(shù)字控制的PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的概念性框圖；
[0025]圖2A描繪根據(jù)已知概念的同步降壓功率轉(zhuǎn)換器的概念性示意圖；
[0026]圖2B描繪根據(jù)已知概念的同步降壓功率轉(zhuǎn)換器的所關(guān)注波形；
[0027]圖3描繪使用定時(shí)器計(jì)數(shù)器的用于PCMC控制器的PWM波形產(chǎn)生；
[0028]圖4A描繪使用定時(shí)器計(jì)數(shù)器控制PWM周期的第一部分處的時(shí)序的流程圖圖式；及
[0029]圖4B描繪使用定時(shí)器計(jì)數(shù)器控制PWM周期的第二部分處的時(shí)序的流程圖圖式。
【具體實(shí)施方式】[0030]本文中將參考為本發(fā)明的理想化配置的示意性圖解說明的圖式描述本發(fā)明的各個(gè)方面。如此，預(yù)期會(huì)因(舉例來說)制造技術(shù)及/或公差而與圖解說明的形狀有所變化。因此，遍及本發(fā)明所呈現(xiàn)的本發(fā)明的各個(gè)方面不應(yīng)解釋為限于本文中所圖解說明及描述的元件(例如，區(qū)域、層、區(qū)段、襯底等)的特定形狀，而是應(yīng)包含由于(舉例來說)制造產(chǎn)生的形狀偏差。通過舉例的方式，圖解說明或描述為矩形的元件可具有圓形或彎曲特征及/或在其邊緣處具有梯度濃度而不是元件之間的離散改變。因此，圖式中所圖解說明的元件本質(zhì)上為示意性的，且其形狀并不打算圖解說明元件的精確形狀且并不打算限制本發(fā)明的范圍。
[0031]除非另有定義，否則本文中所使用的所有術(shù)語(包含技術(shù)及科學(xué)術(shù)語)均具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所共同理解相同的含義。將進(jìn)一步理解，術(shù)語(例如定義于常用字典中的那些術(shù)語)應(yīng)解釋為具有與其在相關(guān)技術(shù)及本發(fā)明的上下文中的含義一致的含義。
[0032]如本文中所使用，單數(shù)形式“一 (a) ”、“一 (an) ”及“所述(the) ”打算也包含復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚指示。應(yīng)進(jìn)一步理解，當(dāng)本說明書中使用術(shù)語“包括(comprise、comprises及/或comprising) ”時(shí),其規(guī)定存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件及/或組件，但并不排除存在或添加一個(gè)或一個(gè)以上其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。術(shù)語“及/或”包含相關(guān)聯(lián)所列舉項(xiàng)目中的一者或一者以上的任何及所有組合。
[0033]可參考一個(gè)或一個(gè)以上示范性配置圖解說明各個(gè)所揭示方面。如本文中所使用，術(shù)語“示范性”意指“充當(dāng)實(shí)例、例子或圖解說明”，且必要地不應(yīng)解釋為優(yōu)選的或優(yōu)于本文中所揭示的其它配置。
[0034]圖3描繪使用定時(shí)器計(jì)數(shù)器的用于PCMC控制器的PWM波形產(chǎn)生。為了不同方面的解釋的清楚起見，在不損失任何普遍性的情況下假設(shè)包括必須防止同時(shí)接通的兩個(gè)開關(guān)的示范性功率轉(zhuǎn)換器。此功率轉(zhuǎn)換器可包括(例如)上文所描述的同步降壓轉(zhuǎn)換器。然而，應(yīng)理解，所述方面可適用于包括必須防止同時(shí)接通的兩個(gè)或兩個(gè)以上開關(guān)的任何功率轉(zhuǎn)換器。此功率轉(zhuǎn)換器的實(shí)例為具有同步整流的經(jīng)隔離相移全橋DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0035]參考326標(biāo)示第一定時(shí)器計(jì)數(shù)器從初始值Cl i計(jì)數(shù)到最終值C1 f的表示。雖然任何值均可用作初始值C1 i，但初始值Cl i通常設(shè)定為零。最終值C1 f包括增加初始值Cl i的實(shí)現(xiàn)所要PWM頻率所需的PWM時(shí)間周期值。在此方面中，第一定時(shí)器計(jì)數(shù)器遞增計(jì)數(shù)，即，從低初始值Cl i到高最終值C1 f。然而，在另一方面中，所述計(jì)數(shù)器可從等于增加通常設(shè)定為零的最終值C1 f的PWM時(shí)間周期值的初始值Cl i遞減計(jì)數(shù)。
[0036]類似地，參考328標(biāo)示第二定時(shí)器計(jì)數(shù)器從初始值C2 i計(jì)數(shù)到最終值C2 f的表示。雖然任何值均可用作初始值C2 i，但初始值C2 i通常設(shè)定為零。最終值C2 f在第一定時(shí)器計(jì)數(shù)器達(dá)到最終值C1 f后即刻確定，在所述時(shí)間，以初始值C2 i重新加載第二定時(shí)器計(jì)數(shù)器。在此方面中，第二定時(shí)器計(jì)數(shù)器遞增計(jì)數(shù)，即，從低值初始值C2 i到高最終值C2 f。然而，在另一方面中，所述計(jì)數(shù)器可從大于增加至少最終值C2 f的PWM時(shí)間周期值的初始值C2 i遞減計(jì)數(shù)到通常設(shè)定為零的最終值C1 f。
[0037]如所描繪，第一計(jì)數(shù)器及第二計(jì)數(shù)器在標(biāo)記前一 PWM時(shí)間周期的結(jié)束及新PWM時(shí)間周期的開始的時(shí)間h處開始。經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號Ipref324在峰值電流值Ipeak處開始，且從用于斜率補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏髦礗peak遞減一斜坡。第一 PWM波形320的振幅在第一值A(chǔ)u處且第二 PWM波形318的振幅復(fù)位為第一值A(chǔ)2第一 PWM波形320及第二 PWM波形318分別提供到功率轉(zhuǎn)換器(未展示)中的第一開關(guān)及第二開關(guān)。由于僅第二 PWM波形318復(fù)位為第一值A(chǔ)2 1;因此僅第二開關(guān)改變狀態(tài)。反饋電流1^322保持減小。
[0038]在時(shí)間tl處，第二定時(shí)器計(jì)數(shù)器達(dá)到第一值C2」且第一 PWM波形320的振幅從第一值A(chǔ)11設(shè)定到第二值A(chǔ)1 2。因此，僅第一開關(guān)改變狀態(tài)。時(shí)間h與時(shí)間h之間的差構(gòu)成第一空載時(shí)間。第一空載時(shí)間的持續(xù)時(shí)間通過設(shè)定第一值C21而控制。根據(jù)一個(gè)方面，第一值C21可基于(例如)所預(yù)期負(fù)載、開關(guān)改變狀態(tài)的速度及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它參數(shù)確定并且設(shè)定為常數(shù)。在替代方面中，第一值C21通過考慮影響基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的性能的操作條件(例如，輸入電壓電平、溫度、負(fù)載條件及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它操作條件)而確定。由(例如)負(fù)載的值、穿過負(fù)載的電流、遞送到負(fù)載的功率及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它特性表征的負(fù)載條件可(例如)基于穿過負(fù)載的所感測電流、第一 PWM波形的工作循環(huán)及/或所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它參數(shù)確定。接著根據(jù)操作條件設(shè)定第一值C21。因此，空載時(shí)間周期為可調(diào)整的。
[0039]在時(shí)間t2處，反饋電流IJ22達(dá)到由經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號Ip,ef324設(shè)定的限制。此事件由(例如)比較器(未展示)檢測，所述比較器的輸出從值CP1改變?yōu)橹礐P2O此事件致使針對PWM時(shí)間周期的其余部分第一 PWM波形320從第二值A(chǔ)1 2復(fù)位到第一值A(chǔ)1115因此，僅第一開關(guān)改變狀態(tài)。所述事件進(jìn)一步致使以第二值C2 3重新加載第二定時(shí)器計(jì)數(shù)器328的當(dāng)前 值C2 2。第二值C2 3經(jīng)確定使得在PWM時(shí)間周期的其余部分期間不發(fā)生由于第二計(jì)數(shù)器328的操作的假事件。假事件包括開關(guān)中的一者的狀態(tài)的不合意的改變。應(yīng)理解，第二值C2 3取決于功率轉(zhuǎn)換器的特定實(shí)施方案及操作條件(例如，輸入電壓電平、溫度、負(fù)載條件及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的影響基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的其它變量)。由(例如)負(fù)載的值、穿過負(fù)載的電流、遞送到負(fù)載的功率及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它特性表征的負(fù)載條件可(例如)基于反饋電流、第一 PWM波形的工作循環(huán)及/或所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它參數(shù)確定。借助于實(shí)例，針對同步降壓轉(zhuǎn)換器，第二值C2 3必須大于PWM周期值。借助于另一實(shí)例(具有同步整流的經(jīng)隔離相移全橋DC-DC功率轉(zhuǎn)換器)，第二值C2 3等于初始值C2
[0040]在時(shí)間t3處，第二計(jì)數(shù)器達(dá)到第三值C2 4且第二 PWM波形318的振幅從第一值A(chǔ)21設(shè)定到第二值a2 2。因此，僅第二開關(guān)改變狀態(tài)。時(shí)間t3與時(shí)間12之間的差構(gòu)成第二空載時(shí)間。第二空載時(shí)間的持續(xù)時(shí)間通過相對于第二值C2 3設(shè)定第三值C2 4而控制。第三值C2 4通過考慮平均或所預(yù)期操作條件而確定。在一個(gè)方面中，第三值C24設(shè)定為常數(shù)。在替代方面中，重新評估操作條件且根據(jù)所確定操作條件調(diào)整第三值C2 4。接著根據(jù)特定條件設(shè)定第三值c2—4。
[0041]在時(shí)間〖4處，第一計(jì)數(shù)器達(dá)到最終值C1 f。此事件標(biāo)記當(dāng)前PWM周期的結(jié)束及新PWM周期的開始。第一計(jì)數(shù)器及第二計(jì)數(shù)器復(fù)位為計(jì)數(shù)器的相應(yīng)初始值Cl i及C2」，經(jīng)斜率補(bǔ)償峰值電流參考信號IpMf324復(fù)位為峰值電流值Ipeak且第二 PWM波形318的振幅從第二值八2設(shè)定到第一值A(chǔ)2 lt)因此，僅第二開關(guān)改變狀態(tài)。
[0042]圖4描繪用于控制經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形之間的時(shí)序的流程圖圖式400。特定來說，圖4A描繪控制PWM周期的第一部分(例如，圖3的第一空載時(shí)間)處的時(shí)序的流程圖圖式，且圖4B描繪控制PWM周期的第二部分(即，圖3的第二空載時(shí)間)處的時(shí)序的流程圖圖式。應(yīng)理解，圖4為了解釋的清楚起見而劃分成兩個(gè)單獨(dú)流程圖，這是因?yàn)槌掷m(xù)時(shí)間的確定及空載時(shí)間中的每一者的觸發(fā)兩者均為不同的。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識到，所述兩個(gè)空載時(shí)間為圖3及相關(guān)聯(lián)文本中所揭示的單個(gè)PWM周期的一部分。
[0043]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，術(shù)語“流程圖”包括由軟件及硬件兩者執(zhí)行的過程。如上文所論述，軟件實(shí)體配置行為，即，將在特定事件(計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定值、發(fā)生外部事件)處執(zhí)行哪些行動(dòng)(設(shè)定、復(fù)位、計(jì)數(shù)器重新加載)等等。軟件實(shí)體可直接實(shí)施于如關(guān)于基于數(shù)字控制的PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的概念性框圖所描繪及描述的硬件中、實(shí)施于由處理器(例如，數(shù)字控制器117)執(zhí)行的軟件模塊中或?qū)嵤┯趦烧叩慕M合中。其它行動(dòng)(S卩，PWM輸出的設(shè)定及/或復(fù)位以及計(jì)數(shù)器重新加載)由硬件實(shí)現(xiàn)。
[0044]參考圖4A，流程圖在步驟402中開始且在步驟404中繼續(xù)。
[0045]在步驟404中，將用于控制空載時(shí)間的參數(shù)初始化。此些參數(shù)可包括(例如)第二計(jì)數(shù)器的第一值的確定及設(shè)定。流程圖在步驟406中繼續(xù)。
[0046]在步驟406中，將第一計(jì)數(shù)器及第二計(jì)數(shù)器設(shè)定為相應(yīng)初始值且將具有經(jīng)調(diào)制波形的第二脈沖的振幅從第二值復(fù)位到第一值。采取步驟406中的行動(dòng)的時(shí)間為由第一計(jì)數(shù)器達(dá)到經(jīng)脈沖寬度調(diào)制周期值(其致使將第一計(jì)數(shù)器及第二計(jì)數(shù)器設(shè)定(復(fù)位)為計(jì)數(shù)器的初始值)標(biāo)記的第一PWM周期的開始或前一PWM周期的結(jié)束。流程圖在步驟408中繼續(xù)。
[0047]在步驟408中，在空載時(shí)間期滿之后(即，在第一計(jì)數(shù)器達(dá)到第一值后)，即刻將第一經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形的振幅從第一值設(shè)定到第二值。流程圖在可選步驟410中繼續(xù)。
[0048]在步驟410中，確定基于PCMC的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的操作條件且根據(jù)所確定操作條件調(diào)整第一值。流程圖在步驟412中繼續(xù)。
[0049]在步驟412中，檢查是否已接收到用以停止操作的命令。此命令可包括(例如)電力斷開連接。應(yīng)理解，結(jié)束命令可在任何時(shí)間發(fā)出；因此，框的配置不應(yīng)解釋為意味著僅在步驟410之后執(zhí)行檢查。如果未接收到此命令，那么流程圖在步驟404中繼續(xù)，否則流程圖在步驟414中繼續(xù)。
[0050]在步驟414中，流程圖結(jié)束。
[0051]參考圖4B，流程圖在步驟416中開始且在步驟418中繼續(xù)。
[0052]在步驟418中，將用于控制空載時(shí)間的參數(shù)初始化。此些參數(shù)可包括(例如)第二值的確定及設(shè)定以及第三值相對于第二值的確定及設(shè)定。因此，針對定時(shí)器計(jì)數(shù)器經(jīng)配置以上數(shù)計(jì)數(shù)的情形，第三值大于第二值；否則，第三值可小于第二值。流程圖在步驟420中繼續(xù)。
[0053]在步驟420中，檢測復(fù)位事件。流程圖在步驟422中繼續(xù)。
[0054]在步驟422中，在檢測到復(fù)位事件后，即刻將第二定時(shí)器計(jì)數(shù)器從當(dāng)前值重新加載到第二值且將第一經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形的振幅從第二值復(fù)位到第一值。流程圖在步驟424中繼續(xù)。
[0055]在步驟424中，在空載時(shí)間期滿之后(即，在第二定時(shí)器計(jì)數(shù)器達(dá)到第三值后)，即刻將第二經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形的振幅從第一值設(shè)定到第二值。流程圖在可選步驟426中繼續(xù)。
[0056]在步驟426中，確定操作條件且根據(jù)所確定操作條件調(diào)整第二值及/或第三值。流程圖在步驟428中繼續(xù)。[0057]在步驟428中，檢查是否已接收到用以停止操作的命令。此命令可包括(例如)電力斷開連接。應(yīng)理解，結(jié)束命令可在任何時(shí)間發(fā)出；因此，框的配置不應(yīng)解釋為意味著僅在步驟426之后執(zhí)行檢查。如果未接收到此命令，那么流程圖在步驟418中繼續(xù)，否則流程圖在步驟430中繼續(xù)。
[0058]在步驟430中，流程圖結(jié)束。
[0059]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可使用各種不同技術(shù)及技巧中的任一者表示信息及信號。舉例來說，遍及上文說明可參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位、符號及芯片可由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光學(xué)場或粒子或者其任何組合表示。
[0060]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，連同本文中所揭示的實(shí)施例一起描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚地圖解說明硬件與軟件的此可互換性，上文通常已在其功能性方面描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。此功能性是實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及施加于總體系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)約束。雖然所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定應(yīng)用以變化的方式實(shí)施所描述功能性，但不應(yīng)將此些實(shí)施方案決策解釋為致使背離本發(fā)明的范圍。
[0061]連同本文中所揭示的實(shí)施例一起描述的各種說明性邏輯塊、模塊及電路可借助以下裝置來實(shí)施或執(zhí)行:通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的任何組合。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器的組合、連同DSP核心一起的一個(gè)或一個(gè)以上微處理器的組合或任何其它此組態(tài)。
[0062]連同本文中所揭示的實(shí)施例一起描述的方法或算法的步驟可以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以兩者的組合來直接體現(xiàn)。軟件模塊可駐存于RAM存儲器、快閃存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬磁盤、可裝卸式磁盤、CD-ROM或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲媒體中。示范性存儲媒體耦合到處理器，使得所述處理器可從所述存儲媒體讀取信息并向所述存儲媒體寫入信息。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體。處理器及存儲媒體可駐存于ASIC中。ASIC可駐存于用戶終端中。在替代方案中，處理器及存儲媒體可作為離散組件駐存于用戶終端中。
[0063]在一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例中，所描述的功能可實(shí)施于硬件、軟件、固件或其任何組合中。如果實(shí)施于軟件中，那么所述功能可作為一個(gè)或一個(gè)以上指令或者代碼存儲于計(jì)算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀媒體傳輸。計(jì)算機(jī)可讀媒體包含計(jì)算機(jī)存儲媒體及包含促進(jìn)將計(jì)算機(jī)程序從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另一地點(diǎn)的任何媒體的通信媒體兩者。存儲媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。通過舉例而非限制的方式，此計(jì)算機(jī)可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置或者可用于以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式載運(yùn)或存儲所要程序代碼且可由計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒體。此夕卜，可將任何連接適當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無線電及微波等無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，那么所述同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電及微波等無線技術(shù)均包含于媒體的定義中。如本文中所使用的磁盤及光盤包含:光盤(CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟磁盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤借助激光以光學(xué)方式復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)包含于計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。
[0064]本發(fā)明的各個(gè)方面經(jīng)提供以使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見對遍及本發(fā)明的所呈現(xiàn)實(shí)施例的各個(gè)方面的修改，且本文中所揭示的概念可延伸到其它應(yīng)用。因此，權(quán)利要求書不打算限于遍及本發(fā)明所呈現(xiàn)的波成形電路的各個(gè)方面，而是將被賦予與權(quán)利要求書的語言一致的全部范圍。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知或稍后將知曉的遍及本發(fā)明所描述的各個(gè)方面的元件的所有結(jié)構(gòu)及功能等效物以引用方式明確并入本文中且打算由權(quán)利要求書涵蓋。此外，本文中所揭示的內(nèi)容均不打算奉獻(xiàn)給公眾，無論此揭示內(nèi)容是否明確陳述于權(quán)利要求書中。權(quán)利要求書的要素均不依據(jù)35U.S.C.§112第六段的規(guī)定加以解釋，除非使用短語“用于...的構(gòu)件”明確陳述要素，或在方法技術(shù)方案的情形中 使用短語“用于...的步驟”陳述要素。
【權(quán)利要求】
1.一種用于實(shí)施峰值電流模式控制的功率轉(zhuǎn)換器的數(shù)字集成電路中的可編程時(shí)序的方法，其包括: 設(shè)定第二定時(shí)器值； 相對于所述第二定時(shí)器值設(shè)定第三定時(shí)器值； 檢測復(fù)位事件； 在檢測到所述復(fù)位事件后，即刻將第二計(jì)數(shù)器從當(dāng)前定時(shí)器值重新加載到所述第二定時(shí)器值； 在檢測到所述復(fù)位事件后，即刻將第二經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形振幅從第二振幅值復(fù)位到第一振幅值 '及 在所述第二計(jì)數(shù)器達(dá)到第三值后，即刻將第一經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形從第一振幅值設(shè)定到第二值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述設(shè)定第二定時(shí)器值包括: 將所述第二定時(shí)器值設(shè)定為大于經(jīng)脈沖寬度調(diào)制時(shí)間周期值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述設(shè)定第二定時(shí)器值包括: 確定操作條件；及 根據(jù)所述所確定操作條件調(diào)整所述第二定時(shí)器值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述相對于所述第二定時(shí)器值設(shè)定第三定時(shí)器值包括: 將所述第三值設(shè)定為常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中相對于所述第二定時(shí)器值設(shè)定第三定時(shí)器值包括: 確定操作條件 '及 根據(jù)所述所確定操作條件調(diào)整所述第三值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述檢測復(fù)位事件包括: 將反饋電流與峰值電流參考信號進(jìn)行比較；及 在所述反饋電流等于所述峰值電流參考信號后，即刻檢測復(fù)位事件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括: 設(shè)定第一定時(shí)器值； 在第一時(shí)間處將第一計(jì)數(shù)器及所述第二計(jì)數(shù)器設(shè)定為相應(yīng)初始值，且將所述第二經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形振幅從所述第二振幅值設(shè)定到所述第一振幅值；及 在所述第一計(jì)數(shù)器達(dá)到第一值后，即刻將所述第一經(jīng)脈沖寬度調(diào)制波形振幅從所述第一振幅值設(shè)定到所述第二振幅值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一時(shí)間包括: 在所述第二計(jì)數(shù)器達(dá)到所述經(jīng)脈沖寬度調(diào)制周期值時(shí)的時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述設(shè)定第一定時(shí)器值包括: 將所述第一定時(shí)器值設(shè)定為常數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述設(shè)定第一值包括: 確定操作條件；及 根據(jù)所述所確定操作條件調(diào)整所述第一定時(shí)器值。
【文檔編號】H02M3/07GK104009624SQ201410062524
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月23日
【發(fā)明者】赫里什凱什·拉特納卡·內(nèi)妮 申請人:德州儀器公司