用于电源转换器的控制器、电源转换器、提供输出电压的方法与流程
本公开整体涉及电源转换器，并且更具体地涉及具有下垂(droop)补偿的电源转换器。
背景技术：
1、dc-dc转换器是一种类型的电压调节器，其将一种直流(dc)电压转换成另一种dc电压。脉宽调制(pwm)控制器是一种类型的可用于dc-dc转换器的控制器，其在宽负载范围内有效地提供稳定的输出电压。对于一些应用，pwm控制器产生精确受控的输出阻抗，以改善负载条件变化期间的瞬态响应。当负载增加时，输出电压以电阻方式下垂以降低电压。当负载随后被释放并减少时，精确受控的输出阻抗允许更多的电压裕度来包含负载释放过冲。该基本上恒定的输出阻抗可通过以下方式来产生：测量在输出电感器中流动的电流，并且将电感器电流的百分比与反馈电压求和以产生电压下垂，从而在调节器调节到vout-ai×电感器电流时，给予系统受控输出阻抗，其中vout是输出电压并且ai是下垂电阻(rdroop)。
2、然而，难以自动地使交流(ac)下垂和dc下垂相平衡，因为dc下垂阻抗随着负载的变化而变化，同时将ac下垂的量最小化到恰好维持回路稳定性所需的量。
技术实现思路
1、根据第一方面，提供一种用于电源转换器的控制器，所述控制器用于通过调制通过电感元件的电流来在负载上提供输出电压，所述控制器包括：脉宽调制器级，所述脉宽调制器级被配置为响应于错误信号而调制通过所述电感元件的电流；下垂信号生成电路，所述下垂信号生成电路被配置为响应于控制指示通过所述电感元件的所述电流的电流反馈信号而形成交流ac下垂信号，并且响应于所述ac下垂信号而提供下垂信号；和第一求和设备，所述第一求和设备被配置为响应于以下两者之间的差来提供所述错误信号：电压反馈信号与所述下垂信号之和、参考电压。
2、根据第二方面，提供一种电源转换器，所述电源转换器包括：电感元件、输出电容器和控制器，所述电感元件具有适于耦接到负载的第一端子和第二端子；所述输出电容器具有耦接到所述电感元件的第二端子的第一端子以及耦接到接地的第二端子；和所述控制器包括：脉宽调制器级，所述脉宽调制器级被配置为响应于错误信号而调制通过所述电感元件的电流；下垂信号生成电路，所述下垂信号生成电路被配置为响应于控制指示通过所述电感元件的所述电流的电流反馈信号而形成交流ac下垂信号，并且响应于所述ac下垂信号而提供下垂信号；和第一求和设备，所述第一求和设备被配置为响应于以下两者之间的差来提供所述错误信号：电压反馈信号与所述下垂信号之和、参考电压。
3、根据第三方面，提供一种用于通过调制通过电感元件的电流来在负载上提供输出电压的方法，所述方法包括：响应于错误信号而调制提供到所述电感元件的端子的驱动信号的脉宽；响应于指示通过所述电感元件的所述电流的电流反馈信号而形成交流ac下垂信号，所述形成包括控制所述形成；响应于所述ac下垂信号而形成下垂信号；以及响应于以下两者之间的差来提供所述错误信号：电压反馈信号与所述下垂信号之和、参考电压。
4、根据第四方面，提供一种用于电源转换器的控制器，所述控制器用于通过调制通过电感元件的电流来在负载上提供输出电压，所述控制器包括：用于响应于错误信号而调制提供到所述电感元件的端子的驱动信号的脉宽的装置；用于响应于指示通过所述电感元件的所述电流的电流反馈信号而形成交流ac下垂信号的装置，所述用于形成ac下垂信号的装置包括用于控制所述形成的装置；用于响应于所述ac下垂信号而形成下垂信号的装置；和用于响应于以下两者之间的差来提供所述错误信号的装置：电压反馈信号与所述下垂信号之和、参考电压。
技术特征：
1.一种用于电源转换器的控制器，所述控制器用于通过调制通过电感元件的电流来在负载上提供输出电压，所述控制器包括：
2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述下垂信号生成电路包括高通滤波器，所述高通滤波器被配置为形成所述ac下垂信号。
3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述下垂信号生成电路被进一步被配置为向所述电流反馈信号施加下垂增益，并且其中所述高通滤波器被配置为响应于所述电流反馈信号与直流dc下垂信号之间的差来形成所述ac下垂信号。
4.根据权利要求3所述的控制器，其中所述下垂增益是非线性的。
5.根据权利要求3所述的控制器，其中所述下垂信号生成电路被进一步配置为通过将所述ac下垂信号与所述dc下垂信号相加来形成所述下垂信号。
6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述下垂信号生成电路包括：
7.根据权利要求6所述的控制器，其中所述dc电路路径包括：
8.根据权利要求7所述的控制器，其中所述ac电路路径包括：
9.一种电源转换器，所述电源转换器包括：电感元件、输出电容器和控制器，
10.根据权利要求9所述的电源转换器，其中所述下垂信号生成电路包括高通滤波器，所述高通滤波器被配置为形成所述ac下垂信号。
11.根据权利要求10所述的电源转换器，其中所述下垂信号生成电路被进一步被配置为向所述电流反馈信号施加下垂增益，并且其中所述高通滤波器被配置为响应于所述电流反馈信号与直流dc下垂信号之间的差来形成所述ac下垂信号。
12.根据权利要求11所述的电源转换器，其中所述下垂增益是非线性的。
13.根据权利要求12所述的电源转换器，其中所述下垂信号生成电路被进一步配置为通过将所述ac下垂信号与所述dc下垂信号相加来形成所述下垂信号。
14.根据权利要求9所述的电源转换器，其中所述下垂信号生成电路包括：
15.根据权利要求14所述的电源转换器，其中所述dc电路路径包括：
16.根据权利要求15所述的电源转换器，其中所述ac电路路径包括：
17.一种用于通过调制通过电感元件的电流来在负载上提供输出电压的方法，所述方法包括：
18.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述ac下垂信号包括：
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括：
20.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述dc下垂信号包括：
21.一种用于电源转换器的控制器，所述控制器用于通过调制通过电感元件的电流来在负载上提供输出电压，所述控制器包括：
22.根据权利要求21所述的控制器，其中所述用于形成ac下垂信号的装置包括：
23.根据权利要求22所述的控制器，其中所述用于控制所述形成的装置包括：
24.根据权利要求22所述的控制器，其中所述用于控制所述形成的装置包括：
技术总结
本申请涉及用于电源转换器的控制器、电源转换器、提供输出电压的方法。一种用于电源转换器的控制器，该控制器用于通过调制通过电感元件的电流来在负载上提供输出电压，该控制器包括脉宽调制器级、下垂信号生成电路和第一求和设备。脉宽调制器级被配置为响应于错误信号而调制进入电感元件的电流。下垂信号生成电路被配置为响应于控制指示通过电感元件的电流的电流反馈信号而形成交流(AC)下垂信号，并且响应于该AC下垂信号而提供下垂信号。第一求和设备被配置为响应于以下两者之间的差来提供错误信号：电压反馈信号与下垂信号之和，以及参考电压。
技术研发人员：P·J·哈里曼,巴西尔·阿尔穆赫塔尔
受保护的技术使用者：半导体元件工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5