涌入電流限制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及涌入電流限制電路，在各種實(shí)施方式中，提供了一種電路，該電路包括：輸入端，接收輸入電壓；開關(guān)，其第一受控輸入耦接至輸入端；電感，其第一端可以串聯(lián)地耦接至開關(guān)的第二受控輸入；續(xù)流二極管，其中，第一二極管端可以與開關(guān)的第二受控輸入和電感的第一端耦接，并且其中，第二二極管端可以與參考電位耦接；電容器，與電感的第二端耦接；以及控制器，被配置為以連續(xù)電流模式來(lái)操作開關(guān)和電感從而對(duì)電容器充電。
【專利說(shuō)明】涌入電流限制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 各種實(shí)施方式涉及涌入電流限制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]很多電子裝置在第一次導(dǎo)通時(shí)吸入很高的瞬時(shí)輸入電流。這些電流稱為涌入電流，并且它們不僅使例如電子裝置內(nèi)的過(guò)流保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)復(fù)雜化，而且還因?yàn)槟切┯咳腚娏骺梢栽跀?shù)量級(jí)上超過(guò)電子裝置的正常穩(wěn)態(tài)操作電流，所以它們還可能對(duì)電子裝置造成實(shí)際損壞。
[0003]必須處理涌入電流的一個(gè)電子領(lǐng)域是氣囊系統(tǒng)。當(dāng)今使用的氣囊系統(tǒng)大部分包括可以用于存儲(chǔ)電荷的儲(chǔ)能電容器以用于為某種原因(例如，由于撞擊而失去到車輛電池的電連接)的情況。因此，儲(chǔ)能電容器的電容通常很大，例如在以33V的操作電壓存儲(chǔ)的330毫庫(kù)的電荷量的示例性情況下，該電容可以是幾十毫法，例如10mF。通過(guò)尺寸合適的儲(chǔ)能電容器，氣囊模塊可以因此提供有來(lái)自該儲(chǔ)能電容器的能量并且能夠繼續(xù)它的合適的操作。因此，氣囊甚至在事故的情況下失去到電池的連接時(shí)，也可以打開。然而，對(duì)于在啟動(dòng)汽車點(diǎn)火時(shí)可能出現(xiàn)的觸發(fā)氣囊模塊發(fā)動(dòng)的涌入電流，具有大電容的儲(chǔ)能電容器的存在可能是有問(wèn)題的。當(dāng)點(diǎn)火鑰匙插入并且轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)汽車即將發(fā)動(dòng)時(shí)，高的涌入電流可以被放空的(即，放電過(guò)的)儲(chǔ)能電容器吸入?？蛻粜枰焖俸褪芸刂频挠咳腚娏麟A段。然而，在過(guò)去報(bào)道了與在允許儲(chǔ)能電容器以不受控制的方式充電時(shí)的涌入電流的不恰當(dāng)處理甚至導(dǎo)致氣囊的失誤展開相關(guān)的嚴(yán)重問(wèn)題。
[0004]隨著遙控門鎖進(jìn)入機(jī)動(dòng)車市場(chǎng)，很多汽車制造商選擇在點(diǎn)火鑰匙插入點(diǎn)火裝置之前，即，當(dāng)按下解鎖車門的遙控按鈕時(shí)啟動(dòng)氣囊模塊。該特征要求所謂的“喚醒開關(guān)”，該喚醒開關(guān)允許氣囊模塊在以傳統(tǒng)方式經(jīng)由點(diǎn)火開關(guān)啟動(dòng)汽車之前被啟動(dòng)。然而，當(dāng)處于睡眠模式時(shí)，斷開狀態(tài)下的“喚醒開關(guān)”可能導(dǎo)致非常低的靜態(tài)電流消耗。
[0005]兩個(gè)前述要求通常彼此分開地設(shè)置在氣囊模塊中。電容器涌入電流限制器可以以具有分流電阻的NFET (η溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的形式來(lái)設(shè)置。流經(jīng)NFET的電流經(jīng)由分流電阻來(lái)監(jiān)測(cè)并且可以使用過(guò)流調(diào)節(jié)器來(lái)控制NFET的柵極，從而使得NFET被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入與流經(jīng)它的電流相對(duì)應(yīng)的大致導(dǎo)通狀態(tài)。然而，該方案需要另外的分流電阻和包括過(guò)流調(diào)節(jié)器的NFET柵極驅(qū)動(dòng)器。這兩個(gè)組件是占空間并且昂貴的?？梢允褂迷O(shè)置有內(nèi)部電流感測(cè)功能的專用感測(cè)NFET來(lái)代替分開的另外的分流電阻。這些方法會(huì)具有另外的缺點(diǎn)，即在高涌入電流的情況下，作為線性控制器的NFET會(huì)得到并且因此必須消耗更多的功率。此外，因?yàn)殡娏魇芟拗疲詺饽夷K的主要微控制器可能以100毫秒以上的量級(jí)的延遲來(lái)開始其操作。
[0006]被配置為提供電容器涌入電流限制的另外的設(shè)置可以包括耦接在參考電位和儲(chǔ)能電容器的一側(cè)之間的限流電阻器，其中，開關(guān)(例如，NFET)可以與限流電阻并聯(lián)地耦接。在氣囊模塊的正常操作期間(即，在涌入限流階段之后當(dāng)汽車已經(jīng)在開動(dòng)時(shí))以NFET來(lái)旁路限流電阻器。在另一中設(shè)置中，在電池和儲(chǔ)能電容器之間設(shè)置升壓轉(zhuǎn)換器。限流電阻器設(shè)置在升壓轉(zhuǎn)換器的升壓電容器和儲(chǔ)能電容器之間，其中，二極管與限流電阻器并聯(lián)地耦接以便在失去電池時(shí)提供反向路徑并且整個(gè)必須提供有來(lái)自儲(chǔ)能電容器的能量。在這種情況下，升壓電容器和儲(chǔ)能電容器必須作為分開的實(shí)體提供，這增加了配置的空間和成本要求。
[0007]喚醒開關(guān)功能可以通過(guò)在電池和氣囊模塊之間提供喚醒開關(guān)(例如PFET (P溝道FET))來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，喚醒開關(guān)可以通過(guò)來(lái)自汽車電子的對(duì)應(yīng)信號(hào)(例如，通過(guò)對(duì)應(yīng)的CAN (控制器局部網(wǎng)絡(luò))信號(hào))來(lái)導(dǎo)通和斷開。PFET可以由基本上只有PFET的一半尺寸的NFET代替，但是這要求柵極電壓處于源極電壓之上，從而可能必須使用充電泵。然而，這兩種設(shè)置都沒(méi)有提供軟啟動(dòng)功能。
[0008]在另外的方法中，喚醒開關(guān)功能和電容器涌入電流限制功能可以一個(gè)共用集成的概念來(lái)提供。該概念基于智能升壓轉(zhuǎn)換器整流器二極管，該智能升壓轉(zhuǎn)換器整流器二極管由基于面對(duì)面的配置構(gòu)成，從而消除現(xiàn)有的體二極管并且實(shí)現(xiàn)類似于繼電器的“理想開關(guān)”。兩個(gè)整流器二極管提供在睡眠模式(斷開狀態(tài))下的儲(chǔ)能電容器與電池的隔離，并且還提供用于主要操作模塊的上電的涌入電流限制和用于升壓轉(zhuǎn)換器操作的整流功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在各種實(shí)施方式中，提供了一種電路，該電路包括:輸入端，接收輸入電壓；開關(guān)，其第一受控輸入耦接至輸入端；電感，其第一端可以串聯(lián)地耦接至開關(guān)的第二受控輸入；續(xù)流二極管，其中，第一二極管端可以與開關(guān)的第二受控輸入和電感的第一端耦接，并且其中，第二二極管端可以與參考電位耦接；電容器，與電感的第二端耦接；以及控制器，被配置為以連續(xù)電流模式來(lái)操作開關(guān)和電感從而對(duì)電容器充電。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常表示不同附圖的相同部分。附圖沒(méi)必要按比例繪制，通常著重于說(shuō)明本發(fā)明的原 理。在以下描述中，通過(guò)參考附圖描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方式，其中:
[0011]圖1示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的實(shí)施方式；
[0012]圖2示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的另外的實(shí)施方式；
[0013]圖3示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的說(shuō)明電路的操作的示圖；
[0014]圖4示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的說(shuō)明操作電路的方法的流程圖；以及
[0015]圖5示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的電路。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下詳細(xì)描述參考附圖，這些附圖通過(guò)圖示的方式示出了可以實(shí)踐本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)和實(shí)施方式。
[0017]措辭“示例性”在本文中用于表示“作為實(shí)例、實(shí)例或示出”的意思。在本文中描述為“示例性”的任何實(shí)施方式或設(shè)計(jì)不必被解釋為比其他實(shí)施方式或設(shè)計(jì)優(yōu)選或有利的。
[0018]本文可以使用關(guān)于在一側(cè)或表面“之上”形成的沉積材料所使用的措辭“在…之上”，來(lái)表示沉積材料可以直接形成在所指的側(cè)或表面上(例如，直接接觸)。本文可以使用關(guān)于在一側(cè)或表面“上方”形成的沉積材料所使用的形成的詞語(yǔ)“在…上方”，來(lái)表示沉積材料可以間接形成在所指?jìng)?cè)或表面上，一個(gè)或多個(gè)另外的層設(shè)置在所指?jìng)?cè)或表面和沉積材料之間。
[0019]在圖1中，示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100。根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100包括輸入102。輸入102可以連接到電池(未示出)，例如連接到車輛(諸如汽車)的電池。然而，輸入102可以耦接到可以用作電源并且對(duì)電路100供電的任何其他合適的能源。根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的輸入102可以經(jīng)由第一二極管104連接到開關(guān)106的第一受控端。第一受控端可以被配置為源極/漏極端并且開關(guān)106可以被配置為FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，例如PFET (P溝道FET)。開關(guān)106的第二受控端可以耦接至電感110的第一側(cè)。電感110的第二側(cè)可以經(jīng)由第二二極管112耦接至根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的輸出114。第三二極管108的一端可以耦接至開關(guān)106和電感110之間的電路徑，第三二極管108的另一個(gè)端可以耦接至參考電位，例如接地電位。第一電容器116的一側(cè)可以耦接至電路100的第二二極管112和輸出114之間的電路徑。第一電容器116的另一側(cè)可以耦接至參考電位。第二電容器的一側(cè)可以耦接至第二二極管112和電路100的輸出114之間的電路徑。第二電容器118的另一側(cè)可以耦接至參考電位。因此，第一電容器116和第二電容器118可以并聯(lián)I禹接。然而，第一電容器116和第二電容器118可以設(shè)置為具有例如與第一電容器116的電容和第二電容器118的電容的和相對(duì)應(yīng)的電容的一個(gè)電容器。根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100還可以包括控制器120?？刂破?20例如可以被配置為ASIC(專用集成電路)并且它可以包括或是任何類型的集成電路，例如微芯片、RISC (精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))微處理器和/或CISC (復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))微處理器。
[0020]控制器120可以具有可以耦接至開關(guān)106的第二受控端的第一端VIGN_IN。第一端VIGN_IN可以用于感測(cè)在第一開關(guān)106的輸出(即，它的第二受控端)處的電壓?？刂破?20可以具有可以耦接至開關(guān)106的控制端(例如，耦接至被配置為PFET的開關(guān)106的柵極端)的第二端WAKESW_CTRL。第二端WAKESW_CTRL可以用于控制開關(guān)106的導(dǎo)電性，即，將開關(guān)106設(shè)置為大概的導(dǎo)電狀態(tài)并且一般地導(dǎo)通和斷開開關(guān)106。控制器120可以具有可以耦接至第一二極管104和開關(guān)106之間的電路徑的第三端VBATT_M0N。第三端VBATT_M0N可以由控制器120使用以監(jiān)測(cè)輸入電壓，S卩，在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的輸入102處提供的電壓(例如，該電壓可以源于電池)。控制器120可以具有可以對(duì)控制器120提供信號(hào)(例如，來(lái)自微控制器或CAN (控制器局部網(wǎng)絡(luò))的信號(hào))的第四端WAKE_EN。在第四端WAKE_EN處提供到控制器120的信號(hào)可以用于喚醒控制器120，S卩，當(dāng)控制器120處于停止或在睡眠模式中時(shí)激活控制器120?？刂破?20可以具有可以包括可以連接到參考電位的焊盤的第五端?？刂破?20可以具有第六端VBCK2_IN和第七端VBCK1_IN，它們兩個(gè)可以耦接至電路100的第二二極管112和輸出114之間的電路徑?？刂破?20可以具有可以耦接至電路100的第二二極管112和輸出114之間的電路徑的第八端VBST_FBK。控制器120可以具有可以耦接到電感110和第二二極管112之間的電路徑的第九端BST_D。
[0021]根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100可以被配置為提供涌入電流限制功能。電路100可以提供使用諸如可以實(shí)現(xiàn)喚醒開關(guān)的功能的開關(guān)106和可以實(shí)現(xiàn)升壓電感的功能的電感110的已經(jīng)存在于汽車中的氣囊模塊中的組件的優(yōu)點(diǎn)。剛才列出的這兩個(gè)組件、第三二極管108和可以對(duì)應(yīng)于升壓電容器的第一電容器116形成了降壓變換器。開關(guān)106可以用于對(duì)系統(tǒng)(電路100和連接到電路100的輸出的組件或電路)供電，即，用于建立在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的輸入102和它的輸出114之間的低阻抗路徑。開關(guān)106例如可以是閉合的(即，表現(xiàn)為導(dǎo)電)從而提供在電池與第一電容器116和第二電容器118之間的低阻抗路徑。在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100中，可以與電路100的其他組件結(jié)合或可以是外部開關(guān)的開關(guān)106還可以用于電流限制。
[0022]在涌入電流階段期間，8卩，在電路100在停止之后啟用并且因此第一電容器116和/或第二電容器118沒(méi)有電荷的階段期間，監(jiān)測(cè)流經(jīng)開關(guān)106的電流。當(dāng)電流在涌入電流階段期間達(dá)到預(yù)定的上限閾值時(shí)，開關(guān)106可以由控制器120斷開(B卩，表現(xiàn)為不導(dǎo)電)預(yù)定的時(shí)間段。該斷開時(shí)間可以如在PFM (脈沖頻率調(diào)制)驅(qū)動(dòng)方案中一樣是固定的時(shí)間段，或其也可以如在PWM (脈沖寬度調(diào)制)驅(qū)動(dòng)方案中一樣是可變的時(shí)間段。在該時(shí)間中，電流將繼續(xù)流經(jīng)隨后實(shí)現(xiàn)到第一電容器116和第二電容器118的續(xù)流二極管的功能的第三二極管108。因此，第三二極管108的負(fù)極可以耦接在開關(guān)106的第二受控端和電感110的一側(cè)之間，第三二極管108的正極可以耦接到參考電位。在電流減少至預(yù)定的下限閾值之后，開關(guān)106再次閉合使得電流可以從電路100的輸入102流至它的輸出104。涌入電流的上限閾值可以由電路100可以承受而不變得劣化或被損壞的最大額定電流來(lái)定義。通過(guò)連續(xù)導(dǎo)通和斷開開關(guān)106，平均恒定電流可以提供至第一電容器116和第二電容器118。電容器116、118可以以受控的恒定(平均)涌入電流來(lái)充電。換言之，在涌入電流階段期間，根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100在電流限制上表現(xiàn)為降壓轉(zhuǎn)換器，其中，涌入電流由于感性負(fù)載開關(guān)而具有降壓轉(zhuǎn)換器的典型的三角形狀。在如圖1中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100中，第一電容器116可以是升壓電容。起到喚醒開關(guān)的功能的開關(guān)106在涌入電流階段期間可以用作限流組件。開關(guān)106在涌入電流階段期間可以以開關(guān)模式操作以限制最大涌入電流，直到第一電容116和/或第二電容118兩端的電壓等于在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的輸入102處的電壓為止。例如，施加到電路100的輸入102的電壓可以與連接到電路100的輸入102的電池的電壓對(duì)應(yīng)。在電容器116、118充電之后(并且因此涌入電流階段終止并且流經(jīng)開關(guān)106的電流減少至電路的穩(wěn)定狀態(tài)電流)，開關(guān)106可以持久保持導(dǎo)通(SP，處于低或幾乎沒(méi)有阻抗的狀態(tài))。在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的輸出114處的電壓可以隨后近似地對(duì)應(yīng)在它的輸入102處提供的電壓，例如輸出114處的電壓是由耦接至輸入102的電池提供的減去第一二極管104和第二二極管112的正向壓降的電壓。
[0023]因?yàn)殚_關(guān)106在涌入電流階段期間以開關(guān)方式操作，所以功率消耗可以非常低(因?yàn)楫?dāng)沒(méi)有電流流經(jīng)開關(guān)106時(shí)，在開關(guān)106中不消耗功率)。換言之，與由開關(guān)106產(chǎn)生的熱對(duì)應(yīng)的由開關(guān)106消耗的能量可以非常適中。因此，開關(guān)106可以集成(例如設(shè)置在與電路100中包括的剩下的組件相同的基板或晶圓上)?？蛇x地，例如如果根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100將要處理非常高的涌入電流，則開關(guān)106可以與控制器120分開設(shè)置。作為喚醒開關(guān)的開關(guān)106可以用于確保受控的涌入電流的流動(dòng)，使得可以允許儲(chǔ)能電容可以快速充電的快速但良好控制的涌入階段。如上所述，第一電容器116和第二電容器118可以組合并且因此設(shè)置為單個(gè)組件，這可以使得根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的成本降低且尺寸更加緊湊。
[0024]如普通降壓轉(zhuǎn)換器的情況，涌入電流階段的效率由開關(guān)損耗來(lái)確定。通過(guò)在涌入電流階段期間以開關(guān)方式操作開關(guān)106，可以防止已知在線性操作調(diào)節(jié)通路裝置中發(fā)生的開關(guān)106的過(guò)熱。因此，開關(guān)106可以安全地與根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100剩下的組件集成。以集成的方式設(shè)置開關(guān)106可以簡(jiǎn)化通過(guò)開關(guān)的電流感測(cè)并且還簡(jiǎn)化開關(guān)106的溫度的感測(cè)以確保其不在受控的涌入電流階段期間過(guò)熱。然而，因?yàn)殚_關(guān)106在涌入電流階段期間可能必須承載相當(dāng)大的電流，所以它可以被配置為具有低的導(dǎo)通狀態(tài)阻抗Rdsm并且具有傳導(dǎo)高電流的能力的開關(guān)。因此，開關(guān)106可以被設(shè)置為外部分離裝置的形式。[0025]如前所述，開關(guān)106也可以設(shè)置為外部開關(guān)的形式。然而在這種情況下，電流感測(cè)電路可能變得更加復(fù)雜。例如，可以感測(cè)電感Iio兩端的電壓以便進(jìn)一步處理電流。
[0026]在設(shè)置有喚醒開關(guān)(即，開關(guān)106)的機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中(包括功能安全任務(wù))，可以省略到點(diǎn)火鑰匙開關(guān)的電源線(根據(jù)用于機(jī)動(dòng)車電氣終端號(hào)的DIN72552標(biāo)準(zhǔn)的接觸15)。當(dāng)由控制器120接收到相應(yīng)信號(hào)(例如，規(guī)定控制器120上電和激活開關(guān)106的CAN消息)時(shí)，系統(tǒng)可以只通過(guò)喚醒開關(guān)(連接至永久電池電源(根據(jù)用于機(jī)動(dòng)車電氣終端號(hào)的DIN72552標(biāo)準(zhǔn)的接觸30))來(lái)點(diǎn)火或發(fā)動(dòng)。這可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化例如可以用于氣囊模塊的涌入電流限制電路的設(shè)計(jì)。
[0027]在圖2中，示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的另外的實(shí)施。圖2中所示的電路200可以在開關(guān)106被外部設(shè)置的情況下(即，沒(méi)有與根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200的剩下的組件集成在同一基板上)提供準(zhǔn)確的電流限制。在這種情況下，可以使用外部感測(cè)電阻，或需要集成喚醒開關(guān)(開關(guān)106)從而使得可以進(jìn)行流經(jīng)它的電流的感測(cè)，或可以采用例如基于集成電感電流的復(fù)雜電流感測(cè)方案。如果沒(méi)有提供準(zhǔn)確的電流限制，則可能需要將電感110設(shè)計(jì)得更大，使得它在涌入電流階段期間不會(huì)飽和或過(guò)熱。
[0028]圖2中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200基于圖1中所示的電路100。由兩個(gè)電路共用的相同組件具有相同的參考標(biāo)號(hào)并且將不在圖2中所示的電路200的上下文中再次描述。將只描述在圖1中所示的電路100中沒(méi)有出現(xiàn)的圖2的電路200的新的組件。
[0029]根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200可以包括被配置為NFET并且例如可以實(shí)現(xiàn)升壓轉(zhuǎn)換器的低側(cè)開關(guān)的功能的第二開關(guān)202。第二開關(guān)202的第一受控端(例如，第一源極/漏極端)可以耦接至電感110和第二二極管112之間的電路徑，第二開關(guān)202的第二受控端(例如，第二源極/漏極端)可以經(jīng)由感測(cè)電阻器204耦接至參考電位?？刂破?20可以進(jìn)一步包括第十端BST_SNSN，該第十端BST_SNSN可以耦接至感測(cè)電阻204的耦接至參考電位(例如，接地電位)的一側(cè)?？刂破?20可以進(jìn)一步包括第十一端BST_SNSP，該第十一端BST_SNSP可以耦接至感測(cè)電阻204的耦接至第二開關(guān)202的一側(cè)?？刂破?20可以進(jìn)一步包括第十二端BST_G，該第十二端BST_G可以耦接至第二開關(guān)202的控制端(例如，柵極端)?？刂破?20可以包括可以被配置為NFET的內(nèi)部開關(guān)206。內(nèi)部開關(guān)206的第一受控端(例如，第一源極/漏極端)可以耦接至第二開關(guān)202的第一受控端。內(nèi)部開關(guān)206的第二受控端(例如，第二源極/漏極端)可以耦接至參考電位(例如，接地電位)。內(nèi)部開關(guān)206的控制端(例如，它的柵極端)可以耦接至在控制器120中包括的升壓控制和監(jiān)測(cè)電路208。而且，在控制器120中設(shè)置的第十端BST_SNSN、第十一端BST_SNSP和第十二端BST_G可以耦接至升壓控制和監(jiān)測(cè)電路208。第二開關(guān)202和感測(cè)電阻204可以是相對(duì)于控制器120的外部組件，但是內(nèi)部開關(guān)206可以設(shè)置在控制器120內(nèi)。如之前的圖1中所示的電路100的示例性實(shí)施方式中的，開關(guān)106可以集成或可以外部地設(shè)置。
[0030]如在圖1中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的實(shí)施方式中的，圖2中所示的實(shí)施方式利用諸如開關(guān)106、電感110和第二開關(guān)202的已經(jīng)存在的必要組件以及第二開關(guān)202和它的控制器120的限流方案來(lái)提供對(duì)在電路200的輸出114處設(shè)置的電容器的快速和受控的充電。
[0031]在涌入電流階段期間，第二開關(guān)202可以與開關(guān)106同時(shí)地由控制器120導(dǎo)通和斷開，從而從功能看來(lái)形成了非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器。第二開關(guān)202可以被視為表示升壓開關(guān)。內(nèi)部開關(guān)206在其功能上等同于第二開關(guān)202，然而它設(shè)置在控制器120的內(nèi)部。內(nèi)部開關(guān)206可以被視為在第二開關(guān)202損壞的情況下使用的冗余開關(guān)，或它可以在沒(méi)有設(shè)置第二開關(guān)202和感測(cè)電阻器204時(shí)使用。
[0032]在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200中，可以與操作升壓轉(zhuǎn)換器的控制器120 —起重新使用在電路200中包括的升壓轉(zhuǎn)換器的限流功能。因?yàn)楦鶕?jù)各種實(shí)施方式的電路的AC(交流)模型相似，所以可以在操作模式期間使用控制器120，在該操作模式期間在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200中包括的轉(zhuǎn)換器不再是升壓轉(zhuǎn)換器而是非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器。如上所述，非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器可以通過(guò)使第二開關(guān)202與開關(guān)106同時(shí)導(dǎo)通和斷開來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)開關(guān)106和第二開關(guān)202導(dǎo)通時(shí)，等于電路200的輸入102處的電位和參考電位之間的差的電壓被施加在電感110的兩端，從而使得電流流過(guò)電感110并在電感110中存儲(chǔ)能量。當(dāng)開關(guān)106和第二開關(guān)202斷開時(shí)，從電路200的輸入102處流經(jīng)電感110的電流中斷，而是電流將流經(jīng)續(xù)流二極管108進(jìn)入第一電容器116和第二電容器118，其中的后者例如可以表示儲(chǔ)能電容。
[0033]在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200中的開關(guān)106和開關(guān)202可以組合使用以實(shí)現(xiàn)限流方案。在涌入電流階段期間，非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器可以使用控制器120來(lái)開始它的操作，控制器120可以稱為升壓控制器并且可以控制兩個(gè)開關(guān)，S卩，實(shí)現(xiàn)喚醒開關(guān)的功能的開關(guān)106和實(shí)現(xiàn)升壓開關(guān)的功能的開關(guān)202 (或在第二開關(guān)202損壞或根本沒(méi)有設(shè)置的情況下的內(nèi)部開關(guān)206)。流經(jīng)第二開關(guān)202的電流可以由控制器120通過(guò)感測(cè)電阻器204來(lái)感測(cè)和監(jiān)測(cè)。在涌入電流階段期間的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200的操作與圖1中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的操作等同，除了不是只有開關(guān)106導(dǎo)通和斷開預(yù)定的時(shí)間段，第二開關(guān)202也與開關(guān)106同時(shí)導(dǎo)通和斷開以提供快速和受控的涌入電流階段。如之前圖1中所示的電路100的示例性實(shí)施方式中的，在開關(guān)中的功率消耗適中并且因此這些開關(guān)不會(huì)顯著升溫。因此，開關(guān)106和第二開關(guān)202可以設(shè)置為電路200內(nèi)的集成裝置。
[0034]在涌入電流階段期間，儲(chǔ)能電容器(例如，第二電容器118)以恒定電流充電(參見(jiàn)圖3，在圖表300中的時(shí)間段B)。一旦第二電容器118兩端的電壓等于施加到電路200的輸入102處的電壓，涌入電流階段就結(jié)束。這種事件例如可以由可以設(shè)置在控制器120內(nèi)的比較器來(lái)檢測(cè)。在涌入電路階段結(jié)束之后，開關(guān)106可以持久保持導(dǎo)通并且允許轉(zhuǎn)換器用作升壓轉(zhuǎn)換器，其中，只有隨后實(shí)現(xiàn)升壓開關(guān)的功能的第二開關(guān)202可以以開關(guān)方式來(lái)操作(參見(jiàn)圖3，圖表300中的時(shí)間段C)。由于第二開關(guān)202的切換，可以減少由于能量消耗而在開關(guān)106中產(chǎn)生的熱。此外，系統(tǒng)的效率提高至單個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器的效率。
[0035]在圖3中的示圖300中，示出了通過(guò)電感110的電流込的演變。x軸302表示任意單位的時(shí)間，y軸304表示任意單位的電流。
[0036]曲線圖308表示通過(guò)電感110的電流L被細(xì)分為三個(gè)不同的階段。在第一階段A中，電流L可以被視為從零上升至上限閾值。第一階段A的開始可以表示氣囊模塊的激活。在第一階段A期間，開關(guān)106 (和另外的開關(guān)，可以是第二開關(guān)202 (外部)或內(nèi)部開關(guān)206 (如果存在))保持導(dǎo)通直到電流込達(dá)到上限閾值峰值310為止。第一次達(dá)到上限閾值峰值310的電流L開始以開關(guān)方式(即，導(dǎo)通和斷開預(yù)定時(shí)間段)來(lái)操作開關(guān)106的第二階段B。在第二階段B期間，根據(jù)圖1的各種實(shí)施方式的電路100操作為降壓轉(zhuǎn)換器，而根據(jù)圖2的各種實(shí)施方式的電路100操作為非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器。然而，在兩種情況下的效果是等效的。在兩種情況下都提供受控的涌入電流階段，其中，儲(chǔ)能電容器(例如，第二電容器118)可以通過(guò)從轉(zhuǎn)換器的開關(guān)操作產(chǎn)生的受控的平均涌入電流來(lái)充電。在兩種情況下，轉(zhuǎn)換器可以連續(xù)導(dǎo)通模式操作，即，受控涌入電流可以在開關(guān)階段始終連續(xù)流經(jīng)電感。在圖3中，平均電流由虛線306表示。在儲(chǔ)能電容器的充電處理期間，該電容器兩端的電壓可以由控制器120來(lái)監(jiān)測(cè)。一旦儲(chǔ)能電容器兩端的電壓等于在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的輸入102處提供的電壓時(shí)，涌入電流階段就結(jié)束。此事件標(biāo)志第二階段B的終止并且與根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的穩(wěn)定狀態(tài)操作對(duì)應(yīng)的第三階段C可以開始。在該階段期間，儲(chǔ)能電容器118保持它的充滿電狀態(tài)并且開關(guān)106持久地保持導(dǎo)通，然而在圖2中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200中，開關(guān)106持久地保持導(dǎo)通并且實(shí)現(xiàn)升壓開關(guān)的功能的第二開關(guān)202可以以具有預(yù)定占空因數(shù)的開關(guān)方式來(lái)操作。換言之，圖2中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200在受控涌入電流階段完成之后用作升壓轉(zhuǎn)換器。
[0037]在圖4中，示出了用來(lái)說(shuō)明操作根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的方法的流程圖。
[0038]在第一步驟402中，在涌入電流階段期間，當(dāng)根據(jù)各種實(shí)施方式的電路被啟動(dòng)并且至少儲(chǔ)能電容器沒(méi)有充電時(shí)，開關(guān)106可以以開關(guān)方式操作從而允許快速和受控的涌入電流階段。在可以與圖3中的曲線圖300中的第一間隔A和第二間隔B對(duì)應(yīng)的階段期間，至少儲(chǔ)能電容器(例如，第二電容器118)可以通過(guò)由根據(jù)各種實(shí)施方式的電路中包括的轉(zhuǎn)換器提供的恒定電流來(lái)充電。該恒定電流(由圖3中的虛線306表示)與由在該階段期間起降壓轉(zhuǎn)換器的作用(在圖1中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的情況下)或在連續(xù)電流模式(CCM)中操作為非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器(在圖1中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路100的情況下)的電路輸出的平均電流對(duì)應(yīng)。
[0039]在第二步驟404中，一旦涌入電流階段完成，則開關(guān)106保持導(dǎo)通(即，導(dǎo)電)狀態(tài)(與圖3中的第三間隔C對(duì)應(yīng))。涌入電流階段的結(jié)束可以被視為與至少儲(chǔ)能電容器兩端的電壓等于在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的輸入102處提供的電壓的事件一起發(fā)生。兩個(gè)電壓的監(jiān)測(cè)可以由控制器120進(jìn)行。一旦控制器檢測(cè)到至少儲(chǔ)能電容器兩端的電壓等于在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的輸入102處提供的電壓，它就可以中斷以開關(guān)方式驅(qū)動(dòng)開關(guān)106。這可以是用于圖1和圖2中所示的兩個(gè)電路的示例性實(shí)施方式的情況。在圖2中所示的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路200的情況下，電路200可以在圖3的曲線圖300中的第三間隔C期間用作升壓轉(zhuǎn)換器，該第三間隔C與跟隨涌入電流階段(在曲線圖300中由第一間隔A和第二間隔B表示)的階段對(duì)應(yīng)。
[0040]根據(jù)各種實(shí)施方式的電路可以用作機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中(例如，安全氣囊模塊中)的涌入電流限制器?？梢詫?duì)應(yīng)于第二電容器118的儲(chǔ)能電容器可以具有在幾十毫法(例如，20毫法)的范圍內(nèi)的電容?？梢栽O(shè)置儲(chǔ)能電容器以便在失去電池并且不能將能量供應(yīng)到氣囊模塊的情況下確保氣囊模塊的合適操作。電池和氣囊模塊之間的電連接可能例如在事故期間損壞。當(dāng)所有導(dǎo)火管(squib)(即，在氣囊充氣機(jī)內(nèi)的開始?xì)饽业恼归_過(guò)程的組件)都點(diǎn)火時(shí)，儲(chǔ)能電容器可能必須提供在30安培的范圍內(nèi)的電流。在根據(jù)各種實(shí)施方式的電路中，儲(chǔ)能電容器(例如，第二電容器118)和升壓電容器(例如，第一電容器116)可以組合使得只需要提供一個(gè)電容裝置。
[0041]一般地，在車輛中的氣囊系統(tǒng)啟動(dòng)(S卩，激活)可以持續(xù)幾秒的量級(jí)，例如它可以持續(xù)4到6秒之間。根據(jù)各種實(shí)施方式的電路可以用于氣囊模塊以提供最大受控涌入電流，從而允許快速并且同時(shí)良好控制的涌入電流階段，使得儲(chǔ)能電容可以盡可能快地(但是以受控方式)充電。在該階段期間的最大受控涌入電流可以與作為降壓轉(zhuǎn)換器或作為非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器(取決于電路的實(shí)際實(shí)現(xiàn))的根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的操作中的最大可實(shí)現(xiàn)電流對(duì)應(yīng)。因?yàn)閱拘验_關(guān)(即，開關(guān)106)和升壓開關(guān)(即，作為升壓開關(guān)的開關(guān)202或形式為內(nèi)部開關(guān)206的它的內(nèi)部版本)可以以受控的開關(guān)方式來(lái)操作(B卩，它們可以導(dǎo)通和斷開預(yù)定次)而不是線性的調(diào)節(jié)器，所以可以減少散熱。因此，可以集成兩個(gè)開關(guān)裝置。
[0042]在受控涌入電流階段期間的至少一個(gè)開關(guān)切換的頻率可以被選擇為與π型濾波器的頻率相對(duì)應(yīng)，該η型濾波器通常在機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中使用并且可以被提供以確保來(lái)自氣囊模塊的噪聲不能傳播到與車輛的電池和它的其他電子組件連接的功率軌(power rail)上。在機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中使用的π型濾波器的最大抑制頻率在300kHz的范圍內(nèi)。
[0043]因此，開關(guān)106和第二開關(guān)202 (如果在實(shí)施方式中存在)可以通過(guò)使用適當(dāng)配置的PWM方案來(lái)以同一速率切換，使得由開關(guān)方案產(chǎn)生的噪聲可以由π型濾波器有效地濾除。然而，開關(guān)裝置也可以被選擇為以更低或更高的頻率切換，例如在600kHz，這可以使根據(jù)各種實(shí)施方式的電路能夠提供更高的平均電流。例如，π型濾波器可以耦接在諸如電池的能量源和根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的輸入102之間。π型濾波器僅由于它在機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中的普遍使用而作為示例提及并且無(wú)疑可以由提供所期望的濾波帶寬的任何其他濾波器拓?fù)鋪?lái)替換。
[0044]開關(guān)106可以進(jìn)一步用作安全開關(guān)。在例如可以出現(xiàn)在內(nèi)部開關(guān)206之內(nèi)或第二開關(guān)202之內(nèi)的硬短路(hard shortcut)的情況下，開關(guān)106可以表現(xiàn)為不導(dǎo)電并且因此防止電源(例如，車輛電池)到參考電位的短路。換言之，根據(jù)各種實(shí)施方式的電路可以憑借開關(guān)106而具有固有的功能安全。
[0045]根據(jù)各種實(shí)施方式的電路可以進(jìn)一步被配置為在施加到根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的輸入102的電壓超過(guò)它的額定值的情況下，維持施加到至少一個(gè)電容器(即，儲(chǔ)能電容器和/或升壓電容器)的電壓。這可以通過(guò)以與受控涌入電流階段期間相同的方式來(lái)操作根據(jù)各種實(shí)施方式的電路來(lái)進(jìn)行，只是在該情況下的控制方案可以是基于電壓的而不是基于電流的。換言之，控制器120可以被配置為監(jiān)測(cè)施加到至少一個(gè)電容器的電壓并且導(dǎo)通開關(guān)106和第二開關(guān)202 (如果存在)使得施加到至少一個(gè)電容器的電壓維持它的穩(wěn)定狀態(tài)值。以這種方式，可以防止電容器受到過(guò)高電壓的“壓力(stressed)”。在機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中，電池通常被配置為提供最大40V的電壓。
[0046]在圖5中，示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的電路的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)各種實(shí)施方式的電路可以包括:輸入端502,用于接收輸入電壓；開關(guān)504,其第一受控輸入稱接至輸入端502 ；電感510，其第一端可以串聯(lián)地耦接至開關(guān)504的第二受控輸入；續(xù)流二極管508，其中，第一二極管端可以與開關(guān)504的第二受控輸入和電感510的第一端耦接，并且其中，第二二極管端可以與參考電位516耦接；電容器512，與電感510的第二端耦接；以及控制器506，被配置為以連續(xù)電流模式來(lái)操作開關(guān)504和電感510從而對(duì)電容器充電。根據(jù)各種實(shí)施方式的電路500可以進(jìn)一步包括輸出端514以提供輸出電壓。
[0047]在各種實(shí)施方式中，提供了一種電路，該電路包括:輸入端，用于接收輸入電壓；開關(guān)，其第一受控輸入耦接至輸入端；電感，其第一端串聯(lián)地耦接至開關(guān)的第二受控輸入；續(xù)流二極管，其中，第一二極管端可以與開關(guān)的第二受控輸入和電感的第一端耦接，并且其中，第二二極管端可以與參考電位耦接；電容器，與電感的第二端耦接；以及控制器，被配置為以連續(xù)電流模式來(lái)操作開關(guān)和電感從而對(duì)電容器充電。
[0048]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路可以包括電池，其中，輸入端可以耦接到電池的輸出。
[0049]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電路的操作將要開始時(shí)導(dǎo)通開關(guān)。
[0050]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在通過(guò)開關(guān)的電流達(dá)到預(yù)定的上限閾值時(shí)斷開開關(guān)。
[0051]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在通過(guò)開關(guān)的電流從預(yù)定的上限閾值降低至預(yù)定的下限閾值時(shí)導(dǎo)通開關(guān)。
[0052]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，預(yù)定的下限閾值可以小于預(yù)定的上限閾值。
[0053]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路還可以包括被配置為確定電容器兩端的電壓的電壓感測(cè)電路。
[0054]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電壓感測(cè)電路可以耦接至控制器。
[0055]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電壓感測(cè)電路可以是控制器的整體的一部分。
[0056]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電容器兩端的電壓基本等于輸出電壓時(shí)持久地導(dǎo)通開關(guān)。
[0057]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，只要電容器兩端的電壓小于輸入電壓，電路就可以被配置為操作為降壓轉(zhuǎn)換器。
[0058]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路還可以包括可以與電容器并聯(lián)地耦接的至少一個(gè)第二電容器。該至少一個(gè)第二電容器可以被配置為槽路電容器。
[0059]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電容器的電容可以大于I毫法。
[0060]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電容器的電容可以大于第二電容器的電容。
[0061]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路還可以包括耦接至輸出端的輸入濾波器。
[0062]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，濾波器可以被配置為π型濾波器。
[0063]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電容器將充電時(shí)以處于濾波器的通帶中的頻率來(lái)導(dǎo)通和斷開開關(guān)。
[0064]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電容器將充電時(shí)以處于濾波器的阻帶中的頻率來(lái)導(dǎo)通和斷開開關(guān)。
[0065]根據(jù)各種實(shí)施方式，電容器的將充電的狀態(tài)可以與電容器兩端的電壓小于輸入電壓的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。
[0066]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，開關(guān)可以包括功率開關(guān)。
[0067]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，開關(guān)可以被配置為FET。
[0068]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，開關(guān)可以被配置為NFET。
[0069]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，開關(guān)可以被配置為PFET。[0070]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，開關(guān)可以被配置為在電容器的充電期間的限流元件。
[0071]根據(jù)各種實(shí)施方式，提供了一種電路，該電路可以包括:輸入端，用于接收輸入電壓；第一開關(guān)，其第一受控端耦接至輸入端；電感，其第一端可以串聯(lián)地耦接至第二開關(guān)的第二受控端；續(xù)流二極管，其中，第一二極管端可以與第一開關(guān)的第二受控端和電感的第一端耦接，并且其中，第二二極管端可以與參考電位耦接；電容器，與電感的第二端耦接；第二開關(guān)，其第一受控端可以耦接至電感的第二端并且其第二受控端可以耦接至參考電位；以及控制器，被配置為以連續(xù)電流模式來(lái)操作第一開關(guān)、第二開關(guān)和電感從而對(duì)電容器充電。
[0072]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路還可以包括電池，其中，輸入端可以耦接至電池的輸出。
[0073]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電路的操作將開始時(shí)同時(shí)導(dǎo)通第一開關(guān)和第二開關(guān)。
[0074]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在通過(guò)任一開關(guān)的電流達(dá)到預(yù)定的上限閾值時(shí)同時(shí)斷開第一開關(guān)和第二開關(guān)。
[0075]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在通過(guò)任一開關(guān)的電流從預(yù)定的上限閾值下降至預(yù)定的下限閾值時(shí)同時(shí)導(dǎo)通第一開關(guān)和第二開關(guān)。
[0076]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路可以進(jìn)一步包括耦接在第二開關(guān)的第二受控端和參考電位之間的感測(cè)電阻器。
[0077]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為通過(guò)確定流經(jīng)感測(cè)電阻器的電流來(lái)確定流經(jīng)任何開關(guān)的電流。
[0078]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，預(yù)定的下限閾值小于預(yù)定的上限閾值。
[0079]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路可以進(jìn)一步包括被配置為確定電容器兩端的電壓的電壓感測(cè)電路。
[0080]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電壓感測(cè)電路可以耦接至控制器。
[0081]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電壓感測(cè)電路可以是控制器整體的一部分。
[0082]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電容器兩端的電壓基本等于輸入電壓時(shí)持久地導(dǎo)通第一開關(guān)。
[0083]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電容器兩端的電壓基本等于輸入電壓時(shí)將在連續(xù)電流模式中的第二開關(guān)和電感操作為升壓轉(zhuǎn)換器。
[0084]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，在電容器兩端的電壓小于輸入電壓時(shí)，電路可以被配置以操作為非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器。
[0085]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路可以進(jìn)一步包括可以并聯(lián)地耦接至電容器的第二電容器。
[0086]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電容器的電容可以大于I毫法。
[0087]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，電容器的電容可以比第二電容器的電容大至少3倍。
[0088]根據(jù)各種另外的實(shí)施方式，電路可以進(jìn)一步包括耦接至輸入端的輸入濾波器。
[0089]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，濾波器可以被配置為π型濾波器。[0090]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電容器將要充電時(shí)以處于濾波器的通帶中的頻率來(lái)同時(shí)地導(dǎo)通和斷開第一開關(guān)與第二開關(guān)。
[0091]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，控制器可以被配置為在電容器將要充電時(shí)以處于濾波器的阻帶中的頻率來(lái)同時(shí)地導(dǎo)通和斷開第一開關(guān)與第二開關(guān)。
[0092]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，第一開關(guān)和/或第二開關(guān)可以包括功率開關(guān)。
[0093]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，第一開關(guān)和/或第二開關(guān)可以被配置為FET。
[0094]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，第一開關(guān)和/或第二開關(guān)可以被配置為NFET。
[0095]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，第一開關(guān)和/或第二開關(guān)可以被配置為PFET。
[0096]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，第一開關(guān)和/或第二開關(guān)可以被配置為在電容器的充電期間的限流元件。
[0097]根據(jù)電路的各種另外的實(shí)施方式，第一開關(guān)和/或第二開關(guān)可以被集成在共同的基板中。
[0098]雖然本發(fā)明已經(jīng)參考特定實(shí)施方式來(lái)具體示出和描述，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的條件下，可以在本文中進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。因此本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求表示，并且因此旨在包括納入在權(quán)利要求的等同替換的意義和范圍內(nèi)的全部變化。
【權(quán)利要求】
1.一種電路,包括: 輸入端，接收輸入電壓； 開關(guān)，其第一受控輸入耦接至所述輸入端； 電感，其第一端串聯(lián)地耦接至所述開關(guān)的第二受控輸入； 續(xù)流二極管，其中，第一二極管端與所述開關(guān)的第二受控輸入耦接并且與所述電感的第一端耦接，并且其中，第二二極管端與參考電位耦接； 電容器，與所述電感的第二端耦接；以及 控制器，被配置為以連續(xù)電流模式來(lái)操作所述開關(guān)和所述電感從而對(duì)所述電容器充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括: 電池，其中，所述輸入端耦接至所述電池的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在所述電路的操作將要開始時(shí)導(dǎo)通所述開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在通過(guò)所述開關(guān)的電流達(dá)到預(yù)定的上限閾值時(shí)斷開所述開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在通過(guò)所述開關(guān)的電流從預(yù)定的上限閾值降低至預(yù)定的下限閾值時(shí)導(dǎo)通所述開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括: 電壓感測(cè)電路，被配置為確定所述電容器兩端的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在所述電容器兩端的電壓基本上等于所述輸入電壓時(shí)持久地導(dǎo)通所述開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路， 其中，只要所述電容器兩端的電壓小于所述輸入電壓，所述電路就被配置為操作為降壓轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括: 與所述電容器并聯(lián)地耦接的至少一個(gè)第二電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路， 其中，所述電容器的電容大于所述第二電容器的電容。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括: 耦接至所述輸入端的輸入濾波器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路， 其中，所述濾波器被配置為η型濾波器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在所述電容器將要充電時(shí)以處于所述濾波器的通帶中的頻率來(lái)導(dǎo)通和斷開所述開關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述控制器被配置為在所述電容器將要充電時(shí)以處于所述濾波器的阻帶中的頻率來(lái)導(dǎo)通和斷開所述開關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路， 其中，所述開關(guān)包括功率開關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路， 其中，所述開關(guān)被配置為所述電容器的充電期間的限流元件。
17.—種電路,包括: 輸入端，接收輸入電壓； 第一開關(guān)，其第一受控端耦接至所述輸入端； 電感，其第一端串聯(lián)地耦接至第二開關(guān)的第二受控端； 續(xù)流二極管，其中，第一二極管端與所述第一開關(guān)的第二受控端耦接并且與所述電感的第一端耦接，并且其中，第二二極管端與參考電位耦接； 電容器，與所述電感的第二端耦接； 第二開關(guān)，其第一受控端耦接至所述電感的第二端并且其第二受控端耦接至參考電位；以及 控制器，被配置為以連續(xù)電流模式來(lái)操作所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)和所述電感從而對(duì)所述電容器充電。`
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路，還包括: 電池，其中，所述輸入端耦接至所述電池的輸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在所述電路的操作將要開始時(shí)同時(shí)導(dǎo)通所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在通過(guò)任一所述開關(guān)的電流達(dá)到預(yù)定的上限閾值時(shí)同時(shí)斷開所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電路， 其中，所述控制器被配置為在通過(guò)任一所述開關(guān)的電流從所述預(yù)定的上限閾值下降至預(yù)定的下限閾值時(shí)同時(shí)導(dǎo)通所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路， 其中，所述電路還包括耦接在所述第二開關(guān)的第二受控端和所述參考電位之間的感測(cè)電阻。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路， 其中，所述控制器被配置為通過(guò)確定流經(jīng)所述感測(cè)電阻的電流來(lái)確定流經(jīng)任何所述開關(guān)的電流。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路，還包括: 電壓感測(cè)電路，被配置為確定所述電容器兩端的電壓。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路， 其中，只要所述電容器兩端的電壓小于所述輸入電壓，所述電路就被配置為操作為非反轉(zhuǎn)降壓升壓轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號(hào)】H02H9/02GK103532118SQ201310274868
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】德里克·貝爾納東, 胡貝特·羅特萊特內(nèi)爾 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司