基于可调参考电压调节输出电压的控制电路和方法

摘要

提供了用于调节开关模式电源的输出电压的控制电路，该开关模式电源具有可变输入电压和至少一个功率开关。该控制电路能够操作用于：基于开关模式电源的输出电压和提供至至少一个功率开关的控制信号的占空比来生成比较电压；基于所生成的比较电压是否落入多个电压范围中的一个电压范围内来确定参考电压；以及根据输出电压和所确定的参考电压来调整提供至开关模式电源的至少一个功率开关的控制信号的占空比。每个电压范围与不同的参考电压相关联。还公开了包括控制电路的开关模式电源和通过该控制电路实施的方法。

权利要求

1.一种用于调节开关模式电源的输出电压的控制电路，所述开关模式电源具有可变输入电压和至少一个功率开关，所述控制电路能够操作用于：基于所述开关模式电源的输出电压和提供至所述至少一个功率开关的控制信号的可调节的占空比来生成比较电压；基于所生成的比较电压是否落入多个电压范围中的一个电压范围内来确定恒定参考电压，每个电压范围与不同的恒定参考电压相关联；以及根据所述输出电压和所确定的恒定参考电压来调整提供至所述开关模式电源的所述至少一个功率开关的控制信号的占空比。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路能够操作用于感测所述开关模式电源的输入电流，并且其中，所述控制电路能够操作用于基于所述开关模式电源的所述输入电流来生成所述比较电压。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路能够操作用于感测所述开关模式电源的输出电流，并且其中，所述控制电路能够操作用于基于所述开关模式电源的所述输出电流来生成所述比较电压。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路能够操作用于在所述恒定参考电压被确定后的定义时间段之后生成所述比较电压。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述多个电压范围为连续范围。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述多个电压范围为不连续范围。

7.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路能够操作用于连续地进行以下操作：生成所述比较电压；基于所生成的比较电压是否落入所述多个电压范围中的所述一个电压范围内来确定所述恒定参考电压；以及调整所述占空比。

8.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述多个电压范围包括至少三个电压范围。

9.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述多个电压范围包括仅三个电压范围。

10.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述多个电压范围包括至少四个电压范围。

11.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述多个电压范围包括仅四个电压范围。

12.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路包括数字控制电路。

13.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路包括比例积分微分控制电路。

14.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路能够操作用于感测所述开关模式电源的温度，并且其中，所述控制电路能够操作用于根据所感测的温度来调整所述控制信号的占空比。

15.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路可操作用于在不感测所述可变输入电压的情况下确定所述恒定参考电压。

16.一种开关模式电源，所述开关模式电源包括功率电路和根据权利要求1-15中任一项所述的控制电路。

17.根据权利要求16所述的开关模式电源，其中，所述功率电路包括全桥转换器。

18.根据权利要求16所述的开关模式电源，其中，所述功率电路包括隔离变压器。

19.一种调节开关模式电源的输出电压的方法，所述开关模式电源具有可变输入电压和至少一个功率开关，所述方法包括：基于所述开关模式电源的输出电压和提供至所述至少一个功率开关的控制信号的可调节的占空比来生成比较电压；

基于所生成的比较电压是否落入多个电压范围中的一个电压范围内来确定恒定参考电压，每个电压范围与不同的恒定参考电压相关联；以及根据所述输出电压和所确定的恒定参考电压来调整提供至所述开关模式电源的所述至少一个功率开关的控制信号的占空比。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，生成比较电压包括：基于所述开关模式电源的感测的输入电流或所述开关模式电源的感测的输出电流来生成所述比较电压。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，生成比较电压包括：在所述恒定参考电压被确定后的定义时间段之后生成所述比较电压。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，确定所述恒定参考电压包括在不感测所述可变输入电压的情况下确定所述恒定参考电压。

说明书

基于可调参考电压调节输出电压的控制电路和方法

技术领域

[0001] 本公开内容涉及用于基于可调参考电压来调节输出电压的控制电路和方法。

背景技术

[0002] 本部分提供与本公开内容相关的未必是现有技术的背景信息。

[0003] 开关模式电源可以包括功率开关和用于控制该功率开关的脉冲宽度调制(PWM)控制。通常，通过基于感测的可变输入电压、感测的输出电压和变压器匝数比n(如果被使用)而控制占空比来调节电源的输出电压。在其他的开关模式电源中，可以基于所感测的可变输入电压来调整参考电压以调节输出电压。

发明内容

[0004] 本部分提供本公开内容的大体概要，并且并非是其全部范围或其全部特征的全面公开。

[0005] 根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于调节开关模式电源的输出电压的控制电路，该开关模式电源具有可变输入电压和至少一个功率开关。该控制电路能够操作用于：基于开关模式电源的输出电压和提供至该至少一个功率开关的控制信号的占空比来生成比较电压；基于所生成的比较电压是否落入多个电压范围中的一个电压范围内来确定参考电压；以及根据输出电压和所确定的参考电压来调整产生提供至开关模式电源的至少一个功率开关的控制信号的占空比。每个电压范围与不同的参考电压相关联。

[0006] 根据本公开内容的另一个方面，提供了一种用于调节开关模式电源的输出电压的方法，该开关模式电源具有可变输入电压和至少一个功率开关。该方法包括：基于开关模式电源的输出电压和提供至该至少一个功率开关的控制信号的占空比来生成比较电压；基于所生成的比较电压是否落入多个电压范围中的一个电压范围内来确定参考电压；以及根据输出电压和所确定的参考电压来调整提供至开关模式电源的至少一个功率开关的控制信号的占空比。每个电压范围与不同的参考电压相关联。

[0007] 根据本文中提供的描述，另外的方面和可应用领域将变得明显。应当理解，可以单独地或结合一个或更多个其它方面来实现本公开内容的各个方面。还应当理解，本文中提供的描述和特定示例仅意在用于说明目的，而并非意在限制本公开内容的范围。

附图说明

[0008] 本文中描述的附图仅用于对所选择的实施方式的说明目的，而并非是所有可能的实现，并且并非意在限制本公开内容的范围。

[0009] 图1为根据本公开内容的一个示例实施方式的包括功率电路和控制电路的开关模式电源的框图。

[0010] 图2为根据另一个示例实施方式的包括功率电路和具有各种控制电路部件的控制电路在内的开关模式电源的框图。

[0011] 图3为根据另一个示例实施方式的包括功率电路和含有基于输入电流的负载补偿的控制电路在内的开关模式电源的框图。

[0012] 图4为根据另一个示例实施方式的包括功率电路和含有基于输出电流的负载补偿的控制电路在内的开关模式电源的框图。

[0013] 图5为图3的开关模式电源包括用于生成比较电压的多个控制电路部件的框图。

[0014] 图6为图4的开关模式电源包括用于生成比较电压的多个控制电路部件的框图。

[0015] 图7为能够在图1至图6的功率电路中使用的全桥转换器的示意图。

[0016] 图8A为根据另一个示例实施方式的在无负载下包括与可变输入电压对应的经调节输出电压的图。

[0017] 图8B为根据另一个示例实施方式的包括与可变输入电压和12.5A负载电流对应的经调节输出电压的图。

[0018] 图8C为根据另一个示例实施方式的包括与可变输入电压和25A负载电流对应的经调节输出电压的图。

[0019] 图8D为根据另一个示例实施方式的包括与可变输入电压和50A负载电流对应的经调节输出电压的图。

[0020] 图9为根据另一个示例实施方式的包括功率电路的针对瞬态负载的经调节输出电压的图。

[0021] 图10为根据另一个示例实施方式的通过控制电路来实现的处理的流程图。

[0022] 贯穿附图的多个视图，对应的附图标记表示对应的部分或特征。

具体实施方式

[0023] 现在将参照附图来更充分地描述示例实施方式。

[0024] 提供了示例实施方式使得本公开内容将是全面的，并且向本领域技术人员充分传达范围。阐述了诸多特定细节，诸如特定部件、设备以及方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的全面理解。对本领域技术人员明显的是，无需采用特定细节，示例实施方式可以以许多不同形式来体现，并且也不应当被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，未详细描述公知的处理、公知的设备结构以及公知的技术。

[0025] 本文中使用的术语仅用于描述特别示例实施方式的目的，而不意在进行限制。如本文中所使用的，单数形式“a”、“an”以及“所述”可以意在还包括复数形式，除非上下文另外清楚地说明。术语“包含”、“包括”、“含有”以及“具有”是包括性的，因此指定了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。本文中描述的方法步骤、处理以及操作不应当被解释为必须要求按照讨论或示出的特定顺序来执行，除非特定标识为执行的顺序。还应当理解，可以采用另外的或替代的步骤。

[0026] 尽管本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可以只是用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分。术语诸如“第一”、“第二”和其它数字性术语在用在本文中时不暗示次序或顺序，除非上下文清楚地说明。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不会偏离示例实施方式的教导。

[0027] 为了易于描述，本文中可以使用诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“以下”、“上方”、“以上”等空间相对术语，以描述如在图中所示的一个元件或特征与另外的(一个或多个)元件或(一个或多个)特征的关系。空间相对术语可以旨在包含除了图中所描绘的方位之外的使用或操作中的设备的不同方位。例如，如果将图中的设备翻过来，则被描述为其他元件或特征“以下”或“下面”的元件将被定位在其他元件或特征的“上以上”。因此，示例性术语“以下”可以包含以上和以下这两个朝向。可以另外地定位设备(被旋转90度或者在其他方位上)，并且相应地解释本文中所使用的空间相对描述。

[0028] 根据本公开内容的一个方面，提供了用于调节开关模式电源(SMPS)的输出电压的方法，该开关模式电源(SMPS)具有可变输入电压和至少一个功率开关。该方法可以包括例如：使用参考电压来生成针对至少一个功率开关的具有占空比的控制信号；以及调整该参考电压以调整针对SMPS的该至少一个功率开关的控制信号的占空比。该参考电压可以为该控制信号的占空比的函数。

[0029] 在其他的实施方式中，调节具有可变输入电压和至少一个功率开关的SMPS的输出电压的方法可以包括例如：基于SMPS的输出电压和提供至该至少一个功率开关的控制信号的占空比来生成比较电压；基于所生成的比较电压是否落入多个电压范围中的一个电压范围内来确定参考电压；以及根据输出电压和所确定的参考电压来调整提供至SMPS的至少一个功率开关的控制信号的占空比。每个电压范围与不同的参考电压相关联。

[0030] 另外地并且如以下进一步说明的，方法可以可选地包括：基于功率电路的感测的输入电流或功率电路的感测的输出电流来生成比较电压，在参考电压被确定后的定义时间段之后生成比较电压等。

[0031] 通过如上所指出的根据不同的参考电压来调整占空比，该占空比和该参考电压二者可以在需要时变化。这使得能够实现对功率电路的输出电压的调节、而不管功率电路的输入电压的任何变化。从而，可以调节输出电压而无需感测或另外确定输入电压。

[0032] 此外，通过改变参考电压，针对控制信号的新的占空比可以保持充分高(例如，约97％)。因此，功率电路、包括该功率电路的开关模式电源(SMPS)等的效率可以充分高(例如，约96.8％)。

[0033] 可以通过包括例如本文中公开的任何控制电路的控制电路来实现本文中公开的方法。例如，图1示出了根据本公开内容的一个示例实施方式的SMPS，并且总体上用附图标记100来表示。如图1所示，SMPS 100包括：功率电路102，该功率电路102具有输入104、输出106和耦合在输入104与输出106之间的至少一个功率开关108；以及控制电路110，该控制电路110耦合至该功率电路102以用于向至少一个功率开关108提供具有占空比的控制信号
112，从而调节功率电路102的输出106处的输出电压Vout、而不考虑功率电路102的输入104处的输入电压Vin的任何变化。从而，控制电路110调节可以具有可变输入电压Vin的SMPS 
100的输出电压Vout。图1的控制电路110能够操作用于执行本文中公开的方法。

[0034] 图2示出了示例SMPS 200，该SMPS 200包括图1的功率电路102和用于(经由例如控制信号212)调节该SMPS 200的输出电压Vout的控制电路210。在图2的示例中，功率电路102可以包括具有匝数比n的隔离变压器和至少一个功率开关，为清楚起见未示出这二者。

[0035] 如图2所示，控制电路210包括用于调节和改变(如果需要)输出电压Vout的控制部件。该部件包括比较电压生成器214、参考电压生成器216、比较器218和比例积分微分(PID)控制电路220。

[0036] 可以基于以下PWM控制方程来调节和/或改变输出电压Vout：

[0037] Vout＝D*Vin/n              (1)

[0038] 其中，D为控制信号212的占空比。在一些优选实施方式中，隔离变压器的匝数比n较低(例如，匝数比为1:1)。可替代地，匝数比n可以为取决于DC-DC转换器、控制电路、期望的结果等的任何其他适当的比。

[0039] 如图2所示，比较电压生成器214(经由控制信号212)接收占空比D和输出电压Vout。基于该输出电压Vout和该占空比D，比较电压生成器214生成比较电压Vc。在图2的示例中，通过以下方程来确定比较电压Vc：

[0040] Vc＝k*Vout/D                (2)

[0041] 其中，k为用来调节比较电压Vc使得比较电压Vc可以在期望的范围内的定义的系数。在一些示例中，如果k太低，则SMPS 200不会如所期望地进行操作。通常，根据控制电路210的能力和/或特性来设定该定义的系数k。

[0042] 为了在输入电压Vin和/或负载(未示出)变化时保持输出电压Vout充分调节和/或改变输出电压Vout，可以基于如下进一步说明的分段函数来确定输出电压Vout。为了将此完成，用于设定输出电压Vout的(以下进一步说明的)参考电压可以间接地反映输入电压Vin，而无需感测或另外确定该输入电压Vin。

[0043] 例如，可以改写方程(1)以求解输入电压Vin(即，Vin＝n*Vout/D)。由于匝数比n恒定，所以输入电压Vin与输出电压Vout和占空比D成比例。相似地并且如方程(2)所示，由于定义的系数k恒定，所以比较电压Vc与输出电压Vout和占空比D成比例。从而，由于输入电压Vin和比较电压Vc二者都与输出电压Vout和占空比D成比例，所以在(如以下说明的)确定参考电压的过程中使用的比较电压Vc可以间接地反应输入电压Vin而无需感测或另外确定该输入电压Vin。

[0044] 如图2所示，向参考电压生成器216提供比较电压Vc，该参考电压生成器216基于所生成的比较电压Vc是否落入特定电压范围内来确定参考电压Vref。在图2的示例中，参考电压生成器216包括用于确定参考电压Vref的分段函数。例如，该分段函数可以如下：

[0045] Vref＝k1，如果a0

[0046] Vref＝k2，如果a1<＝Vc

[0047] Vref＝k3，如果a2<＝Vc

[0048] Vref＝k4，如果Vc>＝a3           (3)

[0049] 其中，a0、a1、a2和a3为用于定义电压范围的系数，而k1、k2、k3和k4为可以根据定义的电压范围来设定的定义的系数。在一些实施方式中，根据SMPS 200、功率电路102等的实际操作状况来定义系数a0、a1、a2、a3、k1、k2、k3和k4。

[0050] 另外地，如方程(3)所示，电压范围(例如，a0

[0051] 图2的比较器218接收来自参考电压生成器216的所确定的参考电压Vref，并且该比较器218将该参考电压Vref与输出电压Vout进行比较。作为响应，该比较器218可以基于SMPS 200的输出电压Vout与所确定的参考电压Vref之间的差来生成误差信号Verr。

[0052] PID控制电路220可以基于误差信号Verr来计算针对控制信号212的新的占空比(例如，调整占空比D)以控制功率电路102的功率开关。可替代地，控制电路210除用于计算新的占空比、生成控制信号212等的PID控制电路220之外或代替该PID控制电路220可以包括一个或更多个其他控制部件。

[0053] 另外地并且如图2所示，控制电路210可以可选地感测SMPS 200、功率电路102等的温度。PID控制电路220可以(经由信号222)接收所感测的温度，并且该PID控制电路220可以根据所感测的温度来调整针对控制信号212的占空比。从而，控制电路210可以在生成控制信号212时实现温度补偿。

[0054] 可以如所期望的来重复图2的控制处理。例如，控制电路210可以连续地生成比较电压Vc；基于所生成的比较电压是否落入电压范围中的一个电压范围内来确定参考电压Vref；以及调整占空比。

[0055] 另外地和/或可替代地，可以向控制处理添加延迟(例如，定义的时间段)，以确保基于相同序列的占空比和输出电压Vout计算参考电压Vref。例如，控制电路210可以在参考电压Vref被确定后(例如，在启动时初始设定参考电压Vref之后、当功率电路102在操作时等)的定义时间段之后生成比较电压Vc。定义时间段使功率电路102有足够时间来响应于可能的经调节参考电压Vref，并在感测输出电压之前相应地改变输出电压Vout。在一些情形下，如果未使用延迟，则参考电压Vref与输出电压Vout之间的关系可能偏离而导致输出电压Vout振荡。

[0056] 定义时间段可以为用于确保基于相同序列的占空比和输出电压Vout计算参考电压Vref的任何适合的时间量。

[0057] 仅作为示例，无负载状况下SMPS 200的输入电压Vin可以为48V，输出电压Vout可以为11V，并且初始设定参考电压Vref为k2。如果增加负载，则增大占空比以确保输出电压Vout稳定。另外，如果占空比固定，则(以下进一步说明的)固有的电压降会使输出电压Vout不合乎期望地降低。当增大占空比时，比较电压Vc将如上所示参照方程(2)降低。如果比较电压Vc小于a1，则初始设定的参考电压Vref会如上所示参照方程(4)从k2变化到k1。随着参考电压Vref降低，输出电压Vout相应地降低。例如，当参考电压Vref等于k1时，输出电压Vout会从11V降到10V。

[0058] 在一些优选实施方式中，参考电压Vref可以(例如从k2到k1)逐渐变化。可替代地，参考电压Vref可以在需要时立即变化。

[0059] 如对于本领域内技术人员明显的，本文中公开的功率电路可以包括会引起开关模式电源的功率电路的内部电压降的阻抗(例如，来自迹线的固有阻抗、变压器绕组的电阻、功率开关的电阻、焊接电阻等)。为简单起见，在以上说明的方程中未反映阻抗。从而，可以将以上方程修改成包括会基于负载电流进行变化的内部电压降。因此，用于设定输出电压Vout的参考电压可以继续间接地反映输入电压。

[0060] 例如，可以将以上说明的PWM控制方程(1)修改如下：

[0061] Vout+Rout*Iout＝(Vin–Rin*Iin)*D/n       (4)

[0062] 其中，n为隔离变压器的匝数比，Rin为初级侧阻抗，Rout为次级侧阻抗，Iin为输入电流(例如，开关电流、平均电流等)，以及Iout为输出电流(例如，开关电流、平均电流等)。

[0063] 如以下所示，可以将以上方程(4)重新整理成求解输入电压Vin。

[0064] Vin＝(Vout*n)/D+Rin*Iin+(Rout*Iout*n)/D   (5)

[0065] 另外地，由于输出电流Iout可以等于匝数比n乘以输入电流Iin，所以可以将方程(5)表达为以下方程：

[0066] Vin＝(Vout*n)/D+[Rin+(Rout*n*n)/D]*Iin    (6)

[0067] Vin＝(Vout*n)/D+[Rin/n+(Rout*n)/D]*Iout   (7)

[0068] 如以上所示，方程(6)和(7)包括：在以上说明的PWM控制方程(1)中不包括的负载电流分量(例如，基于输入电流Iin或输出电流Iout)。从而，基于负载补偿的修改的比较电压Vc’可以包括以上在方程(2)中计算出的比较电压Vc和基于例如输入电流Iin或输出电流Iout的负载电流分量。可以通过以下方程来确定修改的比较电压Vc’：

[0069] Vc’＝k*Vout/D+k6*Iin     (8)

[0070] Vc’＝k*Vout/D+k5*Iout    (9)

[0071] 与以上分段方程(3)相似，可以将修改的比较电压Vc’分段以确定参考电压Vref。例如，针对修改的比较电压Vc’的分段函数可以如下：

[0072] Vref＝k1，如果a0

[0073] Vref＝k2，如果a1<＝Vc’

[0074] Vref＝k3，如果a2<＝Vc’

[0075] Vref＝k4，如果Vc’>＝a3        (10)

[0076] 图3示出了示例SMPS 300，该示例SMPS 300包括图1的功率电路102和与图2的控制电路210相似的控制电路310。然而，控制电路310感测功率电路102的输入电流Iin。控制电路310还包括与图2的比较电压生成器214和参考电压生成器216相似的比较电压生成器314和参考电压生成器316。然而，比较电压生成器314除了占空比和输出电压Vout之外还基于功率电路102的输入电流In通过使用例如以上方程(8)来生成比较电压Vc’。参考电压生成器316可以利用方程(10)的分段函数来如以上说明地确定参考电压Vref。

[0077] 图4示出了与图3的SMPS 300相似的另一个示例SMPS 400。SMPS 400包括具有比较电压生成器414和参考电压生成器416的控制电路410。控制电路410感测功率电路102的输出电流Iout，并且比较电压生成器414除了占空比和输出电压Vout之外还基于功率电路102的输出电流Iout通过使用例如以上方程(9)来生成比较电压Vc’。参考电压生成器416可以利用方程(10)的分段函数来如以上说明地确定参考电压Vref。

[0078] 在一些实施方式中，图3的比较电压生成器314和图4的比较电压生成器414可以包括用于生成比较电压Vc’的多于一个的部件。例如，图5示出了比较电压生成器314，该比较电压生成器314包括用于接收占空比和输出电压Vout以根据以上方程(2)计算比较电压Vc的部件，以及用于接收该比较电压Vc和输入电流Iin以根据以上方程(8)生成修改的比较电压Vc’的其他部件。相似地，图6示出了比较电压生成器414，该比较电压生成器414包括用于接收占空比和输出电压Vout以根据以上方程(2)计算比较电压Vc的部件，以及用于接收比较电压Vc和输出电流Iout以根据以上方程(9)生成修改的比较电压Vc’的其他部件。

[0079] 在一些实施方式中，可以通过使用如图3和图5所示的基于输入电流Iin的负载电流补偿来将负载调节从约0.5％改进为约0.3％。相似地，通过使用如图4和图6所示的基于输出电流Iout的负载电流补偿，负载调节可以从约0.5％改进为约0.2％。

[0080] 如以上所指出的，一些实施方式可以包括作为不连续范围的电压范围。在一些情况下，不连续范围可以帮助降低滞后。例如，在瞬态状况下，如果输入电压和负载变化，则输出电压会随着参考电压Vref被调整而振荡。为了避免振荡，电压范围可以包括不连续范围。例如，可以将以上说明的方程(3)的分段函数修改成包括不连续范围如下：

[0081] Vref＝k1，如果a0+hs

[0082] Vref＝k2，如果a1+hs<＝Vc

[0083] Vref＝k3，如果a2+hs<＝Vc

[0084] Vref＝k4，如果Vc>＝a3+hs           (11)

[0085] 可以在需要时对方程(10)的分段函数进行相似的修改。在一些情况下，比较电压Vc、Vc’可以落在不连续范围中的两个不连续范围之间。例如，比较电压Vc、Vc’可以大于a1-hs但小于a1+hs(即，a1-hs

[0086] 图8A、图8B、图8C和图8D为示出了根据SMPS(例如，本文中公开的SMPS)的输入电压Vin和特定负载电流(例如，无负载、12.5A、25A和50A)的输出电压Vout的示例图。如图8A、图8B、图8C和图8D所示，随着功率电路的输入电压Vin在42V与60V之间变化，基本上将输出电压Vout调节为约10V、约10.10V、约12V和约12.5V。在图8A、图8B、图8C和图8D的示例图中，如以上所说明的基于负载补偿(例如，来自感测的输入电流、感测的输出电流等)来确定输出电压Vout。

[0087] 图9为示出了针对瞬态负载的经调节输出电压Vout的示例图900。在图9的示例中，如以上所说明的基于分段的参考电压Vref来确定调节的输出电压Vout。

[0088] 图10为通过使用本文中公开的特征的控制电路实现的处理1000的示例流程图。处理1000包括：在块1002中，预置参考电压Vref并且根据该预置参考电压Vref来确定初始输出电压Vout。预置参考电压Vref和确定初始输出电压Vout可以例如在功率电路的启动时来进行。在定义的时间段之后(块1004)，接收感测的输入电流Iin(块1006)、感测的输出电压Vout(块1008)和占空比(块1010)。在块1012中，基于所感测的输出电压Vout、占空比和所感测的输入电流Iin来生成比较电压Vc’。在块1014中，如以上所说明的基于该比较电压Vc’是否落入多个电压范围中的一个电压范围内来确定参考电压Vref。在块1016中，基于参考电压Vref和输出电压Vout来生成误差信号Verr，以及在块1018中，接收所感测的温度。在块1020中，可以基于误差信号Verr和所感测的温度来调整控制信号的占空比。在调整了占空比(例如，产生了新的占空比)之后，处理1000可以在块1004中再次等待定义的时间段并继续进行该处理。

[0089] 对于本领域内技术人员应当明显的是，通过控制电路实现的处理可以包括比以上参照处理1000所述的所有特征少的特征。例如，在一些实施方式中，处理可以不包括：等待预定时间段、感测温度、感测输入电流Iin等。另外地，处理1000可以包括(如以上所说明的)感测输出电流Iout而非输入电流Iin。可替代地，处理1000可以不感测如上所说明的输入电流Iin或输出电流Iout。

[0090] 本文中公开的功率电路可以包括任意适合的DC-DC开关转换器，该DC-DC开关转换器包括例如降压转换器、升压转换器、桥转换器(例如，全桥、半桥等)等。例如，图7示出了包括全桥转换器的功率电路，该全桥转换器具有与隔离变压器T1耦合的功率开关S1、S2、S3、S4。另外地，尽管以上说明的方程引用隔离变压器的匝数比n，然而功率电路可以包括非隔离转换器且因此可以不包括变压器。在这样的情况下，可以省略以上方程的匝数比n。

[0091] 本文中公开的控制电路可以包括模拟控制电路、数字控制电路(例如，数字信号处理器(DSP)、微处理器、微控制器等)、或混合控制电路(例如，数字控制电路和模拟控制电路)。例如，可以将本文中公开的延迟(例如，定义的时间段)编程到数字控制电路中。可替代地，模拟控制电路可以包括用于产生延迟的线路。另外地，整个控制电路或控制电路的一部分可以为集成电路(IC)，或没有控制电路是集成电路(IC)。

[0092] 本文中公开的电压范围可以为任意适合数目的电压范围，该电压范围包括例如：两个或更多个电压范围、至少三个电压范围、至少四个电压范围、仅三个电压范围、仅四个电压范围等。在一些示例中，增大电压范围的数目会随着较长的恢复时间而产生较平滑的瞬态。然而，控制实现会随着电压范围的数目增大而变得更复杂。可替代地，如果电压范围的数目较小，则瞬态会较快并且控制实现会相对不复杂。

[0093] 本文中公开的输出电压Vout可以为实际的(例如，感测的等)输出电压。可替代地，可以将输出电压Vout调节为与实际的输出电压成比例的值。例如，如果实际的输出电压较高，则可以将实际的输出电压乘以被设定成小于1的值的系数。可替代地，如果实际的输出电压较低，则可以将实际的输出电压乘以被设定成大于1的值的系数。在一些实施方式中，可以通过电阻分压器来对实际的输出电压进行调节。从而，本文中公开的比较器和本文中公开的比较电压生成器可以接收实际的输出电压、该实际的输出电压的经调节的值等。

[0094] 通过使用本文中公开的控制电路，包括功率电路的SMPS可以(如以上所说明的)以较高的占空比并从而(如以上所说明的)以较高的效率进行操作。另外地，可以增大包括控制电路的SMPS的功率密度。例如，可以通过不包括用于感测或另外确定输入电压的部件来增大功率密度。此外，通过使用控制电路，可以减小输出纹波电流并因此可以减小功率电路的输出扼流圈的值。

[0095] 为了说明和描述的目的已提供了以上对实施方式的描述。并不意在穷举或限制本公开内容。具体实施方式中的单独元件或特征一般并不限于该具体实施方式，而是在适当的情况下可互换并且可以用在所选择的实施方式中，即使没有具体示出或描述。其还可以以许多方式来变化。这样的变化不应当被认为是偏离本公开内容，而是所有这样的修改都意在被包括在本公开内容的范围内。