具有斜坡注入开关的开关调节器的制作方法

本公开涉及一种具有斜坡注入开关的开关调节器，具体地涉及一种具有减少的组脉冲行为的恒定导通时间(cot)开关调节器。

背景技术：

1、诸如降压调节器等开关调节器被用于许多不同的应用中，用于向所选电路提供期望的输出(电流或电压)。

2、与传统的电流和电压模式控制调节器相比，恒定导通时间(cot)降压调节器具有若干优点，包括更快的瞬态响应、更高的效率和相对更简单的设计。在cot调节器中，输出电压经由反馈电阻器来感测。输出纹波电压与参考电压进行比较，以生成脉冲信号来控制高侧功率开关和低侧功率开关。取决于负载，cot调节器可以在不连续导通模式(dcm)或连续导通模式(ccm)下操作。cot调节器通常可能会变得不稳定，并且开始以次谐波振荡操作。为了克服这一点，通常在cot调节器中实施具有斜坡电阻器的斜坡注入电路。当cot调节器在ccm下操作时，通常需要高振幅的斜坡注入来防止抖动，然而，当调节器开始在dcm下操作时，这会导致组脉冲行为。这种行为降低了dcm期间cot调节器的效率和瞬态响应。

3、本公开的目的是解决上面提及的限制中的一个或多个。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供了一种开关模式电源，包括：高侧功率开关，在开关节点处被耦合至低侧功率开关；斜坡注入电路，被耦合至开关节点；斜坡开关，被耦合至斜坡注入电路；以及驱动器，被配置为驱动高侧功率开关和低侧功率开关，并且控制斜坡开关以在开关模式电源进入三态时关断斜坡开关，并且在开关模式电源退出三态时重新接通斜坡开关；其中当开关模式电源在不连续电流模式下操作时、当高侧功率开关和低侧功率开关两者关断时，三态发生。

2、可选地，驱动器被配置为感测开关模式电源何时在不连续导通模式下操作，并且在不连续导通模式操作期间控制斜坡开关。

3、可选地，不连续导通模式基于高侧功率开关的状态和低侧功率开关的状态被感测。

4、例如，当高侧功率开关和低侧功率开关都关断达大于阈值的持续时间时，可以感测dcm模式。

5、可选地，驱动器适用于生成控制信号以控制斜坡开关。

6、可选地，驱动器包括用于生成控制信号的逻辑门，该逻辑门具有适用于接收指示高侧功率开关的状态的第一信号的第一输入以及适用于接收指示低侧功率开关的状态的第二信号的第二输入。

7、可选地，其中逻辑门包括or门。

8、可选地，其中第一信号源自用于驱动高侧功率开关的高侧驱动信号，并且其中第二信号源自用于驱动低侧功率开关的低侧驱动信号。

9、可选地，斜坡注入电路包括耦合至电容器的电阻器。

10、可选地，斜坡开关被提供在开关节点和电阻器之间或者斜坡注入电路的电阻器和电容器之间。

11、可选地，斜坡注入电路在反馈节点处被耦合至电阻分压器。例如，斜坡注入电路可以经由另一电容器或者另一电阻器或者电线连接被耦合至反馈节点。

12、可选地，开关模式电源包括比较器，该比较器具有耦合至反馈节点的第一输入以及用于接收参考电压的第二输入。

13、可选地，开关模式电源包括耦合至比较器的脉冲发生器。

14、可选地，开关模式电源是恒定导通时间转换器。

15、可选地，开关模式电源是降压转换器。

16、可选地，斜坡开关是双向开关。例如，双向开关可以使用背靠背配置中的两个晶体管来实施。

17、根据本公开的第二方面，提供了一种操作开关模式电源的方法，该开关模式电源具有在开关节点处耦合至低侧功率开关的高侧功率开关，该方法包括：

18、提供耦合至开关节点的斜坡注入电路；

19、提供耦合至斜坡注入电路的斜坡开关；

20、驱动高侧功率开关和低侧功率开关；

21、当开关模式电源进入三态时关断斜坡开关，以及

22、当开关模式电源退出三态时重新接通斜坡开关；其中当开关模式电源在不连续电流模式下操作时、当高侧功率开关和低侧功率开关两者关断时，三态发生。

23、相对于本公开的第一方面描述的选项对于本公开的第二方面也是共同的。

技术特征：

1.一种开关模式电源，包括：

2.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中所述驱动器被配置为感测所述开关模式电源何时在所述不连续导通模式下操作，并且在不连续导通模式操作期间控制所述斜坡开关。

3.根据权利要求2所述的开关模式电源，其中所述不连续导通模式基于所述高侧功率开关的状态和所述低侧功率开关的状态被感测。

4.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中所述驱动器适用于生成用于控制所述斜坡开关的控制信号。

5.根据权利要求4所述的开关模式电源，其中所述驱动器包括：用于生成所述控制信号的逻辑门，所述逻辑门具有适用于接收指示所述高侧功率开关的状态的第一信号的第一输入以及适用于接收指示所述低侧功率开关的状态的第二信号的第二输入。

6.根据权利要求5所述的开关模式电源，其中所述逻辑门包括or门。

7.根据权利要求5所述的开关模式电源，其中所述第一信号源自用于驱动所述高侧功率开关的高侧驱动信号，并且其中所述第二信号源自用于驱动所述低侧功率开关的低侧驱动信号。

8.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中所述斜坡注入电路包括耦合至电容器的电阻器。

9.根据权利要求8所述的开关模式电源，其中所述斜坡开关被提供在所述开关节点与所述电阻器之间或者在所述斜坡注入电路的所述电阻器与所述电容器之间。

10.根据权利要求8所述的开关模式电源，其中所述斜坡注入电路在反馈节点处被耦合至电阻分压器。

11.根据权利要求10所述的开关模式电源，包括比较器，所述比较器具有耦合至所述反馈节点的第一输入以及用于接收参考电压的第二输入。

12.根据权利要求11所述的开关模式电源，包括耦合至所述比较器的脉冲发生器。

13.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中所述开关模式电源是恒定导通时间转换器。

14.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中所述开关模式电源是降压转换器。

15.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中所述斜坡开关是双向开关。

16.一种操作开关模式电源的方法，所述开关模式电源具有在开关节点处耦合至低侧功率开关的高侧功率开关，所述方法包括：

技术总结本公开提出了一种开关模式电源，诸如恒定导通时间调节器。所述开关模式电源包括在开关节点处耦合至低侧功率开关的高侧功率开关。还提供了被耦合至所述开关节点的斜坡注入电路以及被耦合至所述斜坡注入电路的斜坡开关。驱动器被用于驱动所述高侧功率开关和所述低侧功率开关并且控制所述斜坡开关。当所述开关模式电源进入三态时，所述驱动器关断所述斜坡开关，并且当所述开关模式电源退出所述三态时，重新接通所述斜坡开关。当所述开关模式电源在不连续电流模式下操作时、当所述高侧功率开关和所述低侧功率开关两者关断时，所述三态发生。技术研发人员：谭喆元受保护的技术使用者：瑞萨电子美国有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5