電壓調(diào)節(jié)器中的電流脈波計(jì)數(shù)控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)案是有關(guān)于一種切換式電壓調(diào)節(jié)器。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)案的交互參照
[0003]此申請(qǐng)案是主張2014年4月28日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案號(hào)61/984，962以及2014年10月21日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案號(hào)62/066，519的優(yōu)先權(quán)，所述兩個(gè)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案特此被納入在此作為參考。
【背景技術(shù)】
[0004]為了在輕負(fù)載的狀況期間節(jié)省電力并且增高效率，例如是降壓、升降壓及升壓的許多電源供應(yīng)器包含一種脈波頻率調(diào)變(PFM)模式。脈波頻率調(diào)變是牽涉到提供多個(gè)電流脈波至一負(fù)載，其中用于所述電流脈波的切換頻率是成比例于所述負(fù)載。每個(gè)電流脈波是通過(guò)增加所述電流到達(dá)一固定的電流臨界值并且接著減少所述電流來(lái)加以提供的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一實(shí)施例中，一種利用一切換式調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)電壓的方法被揭示。所述方法包含感測(cè)由所述調(diào)節(jié)器所提供的一輸出電壓。若所述輸出電壓下降到低于一低電壓臨界值，則提供一叢發(fā)(burst)的一或多個(gè)電流脈波以提升所述輸出電壓，其中在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波是包含:
[0006]設(shè)定所述電壓調(diào)節(jié)器至一充電狀態(tài)；以及
[0007]若通過(guò)一電感器的一電流在所述調(diào)節(jié)器是在所述充電狀態(tài)時(shí)到達(dá)一上方電流臨界值，則將所述調(diào)節(jié)器從所述充電狀態(tài)切換至一放電狀態(tài)；
[0008]若所述輸出電壓在所述叢發(fā)期間上升超過(guò)一高電壓臨界值，則中斷所述叢發(fā)的電流脈波。所述方法包含計(jì)數(shù)在所述叢發(fā)中的所述一或多個(gè)電流脈波的一數(shù)目，比較所述一或多個(gè)電流脈波的數(shù)目與至少一脈波臨界值；以及根據(jù)所述一或多個(gè)電流脈波的數(shù)目來(lái)調(diào)整所述上方電流臨界值。
[0009]進(jìn)一步的，其中在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波是包含:在切換所述調(diào)節(jié)器至所述放電狀態(tài)之后，將所述調(diào)節(jié)器保持在所述放電狀態(tài)中一固定期間的時(shí)間；
[0010]其中提供所述叢發(fā)的一或多個(gè)電流脈波是包含:若所述輸出電壓在所述固定期間的時(shí)間的結(jié)束時(shí)是小于所述高電壓臨界值，則在所述叢發(fā)中提供另一電流脈波；以及
[0011]其中中斷所述叢發(fā)的電流脈波是包含:若所述輸出電壓在所述固定期間的時(shí)間的結(jié)束時(shí)是高于所述高電壓臨界值，則通過(guò)將所述調(diào)節(jié)器從所述放電狀態(tài)切換至一閑置狀態(tài)以中斷所述叢發(fā)。
[0012]進(jìn)一步的，其中在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波是包含:在切換所述調(diào)節(jié)器至所述放電狀態(tài)之后，將所述調(diào)節(jié)器保持在所述放電狀態(tài)直到通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)一下方電流臨界值為止；
[0013]其中提供所述叢發(fā)的一或多個(gè)電流脈波是包含:若所述輸出電壓在通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)所述下方電流臨界值時(shí)是小于所述高電壓臨界值，則在所述叢發(fā)中提供另一電流脈波；以及
[0014]其中中斷所述叢發(fā)的電流脈波是包含:若所述輸出電壓在通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)所述下方電流臨界值時(shí)是高于所述高電壓臨界值，則通過(guò)將所述調(diào)節(jié)器從所述放電狀態(tài)切換至一閑置狀態(tài)以中斷所述叢發(fā)。
[0015]進(jìn)一步的，其中設(shè)定所述調(diào)節(jié)器至所述充電狀態(tài)是包含:分別設(shè)定一或多個(gè)晶體管到導(dǎo)電的狀態(tài)或是非導(dǎo)電的狀態(tài)，以使得通過(guò)所述電感器的所述電流增加，以及
[0016]其中將所述調(diào)節(jié)器從所述充電狀態(tài)切換至所述放電狀態(tài)是包含:分別設(shè)定所述一或多個(gè)晶體管到導(dǎo)電的狀態(tài)或是非導(dǎo)電的狀態(tài)，以使得通過(guò)所述電感器的所述電流減小。
[0017]進(jìn)一步的，其中將所述調(diào)節(jié)器從所述放電狀態(tài)切換至一閑置狀態(tài)是包含:分別設(shè)定所述一或多個(gè)晶體管到導(dǎo)電的狀態(tài)或是非導(dǎo)電的狀態(tài)，以使得通過(guò)所述電感器的所述電流是實(shí)質(zhì)為零。
[0018]進(jìn)一步的，其中所述至少一臨界值包含一單一臨界值，
[0019]其中調(diào)整所述上方電流臨界值是包含:
[0020]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目小于所述單一臨界值，則降低所述上方電流臨界值；以及
[0021]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目大于所述單一臨界值，則增加所述上方電流臨界值；
[0022]其中若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目等于所述單一臨界值，則維持所述上方電流臨界值。
[0023]進(jìn)一步的，其中所述至少一臨界值包含一低脈波臨界值以及一高脈波臨界值，
[0024]其中調(diào)整所述上方電流臨界值是包含:
[0025]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目小于一低脈波臨界值，則降低所述上方電流臨界值；以及
[0026]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目大于一高脈波臨界值，則增加所述上方電流臨界值；
[0027]其中若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目等于或是介于所述低脈波臨界值與所述高脈波臨界值之間，則維持所述上方電流臨界值。
[0028]進(jìn)一步的，其中所述至少一臨界值包含一低脈波臨界值以及一高脈波臨界值，
[0029]其中調(diào)整所述上方電流臨界值是包含:
[0030]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目小于一低脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是高于一下限，則降低所述上方電流臨界值；以及
[0031]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目大于一高脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是低于一上限，則增加所述上方電流臨界值；
[0032]其中若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目小于一低脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是在所述下限，則將所述上方電流臨界值維持在所述下限；以及
[0033]其中若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目大于一高脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是在所述上限，則將所述上方電流臨界值維持在所述上限；
[0034]其中若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目等于或是介于所述低脈波臨界值與所述高脈波臨界值之間，則維持所述上方電流臨界值。
[0035]進(jìn)一步的，其中所述上方電流臨界值是根據(jù)一數(shù)字值而定，以使得提升所述上方電流臨界值是包含增加所述數(shù)字值，并且降低所述上方電流臨界值是包含減低所述數(shù)字值。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用于通過(guò)充電及放電一電感器以在一輸出提供一經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓的集成電路芯片，所述集成電路芯片是包括:
[0037]一第一比較器，其被配置以:
[0038]指出在所述輸出的所述電壓是否高于一高電壓臨界值；以及
[0039]指出在所述輸出的所述電壓是否低于一低電壓臨界值；
[0040]一電流傳感器，其被配置以感測(cè)傳遞通過(guò)所述電感器的一電流；
[0041]—第二比較器，其被配置以根據(jù)來(lái)自所述電流傳感器的一信號(hào)以指出傳遞通過(guò)所述電感器的所述電流是否高于一上方電流臨界值；
[0042]一數(shù)字電路，其被配置以:
[0043]根據(jù)來(lái)自所述第一比較器的一輸出以判斷輸出電壓是否下降到低于一低電壓臨界值；
[0044]若所述輸出電壓下降到低于所述低電壓臨界值，則提供一叢發(fā)的電流脈波以提升所述輸出電壓；
[0045]提供對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的一數(shù)位值至所述第二比較器；
[0046]在所述叢發(fā)的電流脈波期間，根據(jù)來(lái)自所述第二比較器的一輸出以判斷通過(guò)所述電感器的所述電流是否上升超過(guò)所述上方電流臨界值；
[0047]在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波，其是通過(guò):
[0048]設(shè)定所述調(diào)節(jié)器至一充電狀態(tài)；
[0049]若通過(guò)所述電感器的所述電流在所述充電狀態(tài)期間上升超過(guò)所述上方電流臨界值，則設(shè)定所述調(diào)節(jié)器至一放電狀態(tài)；
[0050]在所述叢發(fā)的電流脈波期間，根據(jù)來(lái)自所述第一比較器的一輸出以判斷所述輸出電壓是否上升超過(guò)一高電壓臨界值；
[0051]若所述輸出電壓上升超過(guò)所述高電壓臨界值，則中斷所述叢發(fā)；
[0052]計(jì)數(shù)在所述叢發(fā)中的電流脈波的一數(shù)目；
[0053]比較電流脈波的所述數(shù)目與至少一脈波計(jì)數(shù)臨界值；以及
[0054]根據(jù)電流脈波的所述數(shù)目以調(diào)整所述上方電流臨界值。
[0055]進(jìn)一步的，其包括被配置以轉(zhuǎn)換所述數(shù)字值成為一電壓的一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，
[0056]其中所述第二比較器被配置以比較所述電壓與來(lái)自所述電流傳感器的一電壓，其中來(lái)自所述電流傳感器的所述電壓是對(duì)應(yīng)于通過(guò)所述電感器的所述電流。
[0057]進(jìn)一步的，其中所述數(shù)字電路被配置以:
[0058]在所述調(diào)節(jié)器是在所述放電狀態(tài)中的一時(shí)間長(zhǎng)度監(jiān)視；
[0059]若所述輸出電壓在一固定期間的時(shí)間的結(jié)束時(shí)是小于所述高電壓臨界值，則在所述叢發(fā)中提供另一電流脈波；
[0060]其中中斷所述叢發(fā)的電流脈波是包含:若所述輸出電壓在所述固定期間的時(shí)間的結(jié)束時(shí)是高于所述高電壓臨界值，則中斷所述叢發(fā)。
[0061]進(jìn)一步的，其中所述數(shù)字電路被配置以:
[0062]在所述放電狀態(tài)期間判斷通過(guò)所述電感器的所述電流是否到達(dá)一下方電流臨界值；
[0063]若所述輸出電壓在通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)所述下方電流臨界值時(shí)是小于所述高電壓臨界值，則在所述叢發(fā)中提供另一電流脈波；
[0064]其中中斷所述叢發(fā)的電流脈波是包含:若所述輸出電壓在通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)所述下方電流臨界值時(shí)是高于所述高電壓臨界值，則中斷所述叢發(fā)。
[0065]進(jìn)一步的，其中設(shè)定所述調(diào)節(jié)器至一充電狀態(tài)是包含:分別設(shè)定一或多個(gè)晶體管到導(dǎo)電的狀態(tài)或是非導(dǎo)電的狀態(tài)，以使得通過(guò)所述電感器的所述電流增加，
[0066]其中設(shè)定所述調(diào)節(jié)器至一放電狀態(tài)是包含:分別設(shè)定所述一或多個(gè)晶體管到導(dǎo)電的狀態(tài)或是非導(dǎo)電的狀態(tài)，以使得通過(guò)所述電感器的所述電流減小。
[0067]進(jìn)一步的，其中所述至少一脈波計(jì)數(shù)臨界值是由一單一臨界值所組成，
[0068]其中調(diào)整所述上方電流臨界值是包含:
[0069]若電流脈波的所述數(shù)目小于所述單一臨界值，則降低對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值；以及
[0070]若電流脈波的所述數(shù)目大于所述單一臨界值，則增加對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值，
[0071]其中若電流脈波的所述數(shù)目等于所述單一臨界值，則所述數(shù)字電路被配置以維持對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值。
[0072]進(jìn)一步的，其中所述至少一脈波計(jì)數(shù)臨界值包含一低脈波臨界值以及一高脈波臨界值，
[0073]其中調(diào)整所述上方電流臨界值是包含:
[0074]若電流脈波的所述數(shù)目小于所述低脈波臨界值，則降低對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值；以及
[0075]若電流脈波的所述數(shù)目大于所述高脈波臨界值，則增加對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值，
[0076]其中若電流脈波的所述數(shù)目等于或是介于所述低脈波臨界值與所述高脈波臨界值之間，則所述數(shù)字電路被配置以維持對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值。
[0077]進(jìn)一步的，其中所述至少一脈波計(jì)數(shù)臨界值包含一低脈波臨界值以及一高脈波臨界值，
[0078]其中調(diào)整所述上方電流臨界值是包含:
[0079]若電流脈波的所述數(shù)目小于所述低脈波臨界值并且所述數(shù)位值高于一下限，則降低對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值；以及
[0080]若電流脈波的所述數(shù)目大于所述高脈波臨界值并且所述數(shù)字值低于一上限，則增加對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的所述數(shù)位值；
[0081]其中若電流脈波的所述數(shù)目小于所述低脈波臨界值并且所述數(shù)位值是在所述下限，則所述數(shù)字電路被配置以將所述數(shù)字值維持在所述下限；
[0082]其中若電流脈波的所述數(shù)目大于脈波計(jì)數(shù)范圍并且所述數(shù)位值是在一上限，則所述數(shù)字電路被配置以將所述數(shù)字值維持在所述上限；
[0083]其中若電流脈波的所述數(shù)目等于或是介于所述低脈波臨界值與所述高脈波臨界值之間，則所述數(shù)字電路被配置以維持所述數(shù)字值。
[0084]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種利用一切換式調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)電壓的方法，所述方法包括:
[0085]感測(cè)由所述切換式調(diào)節(jié)器所提供的一輸出電壓；
[0086]每次所述輸出電壓下降到低于一低電壓臨界值時(shí)，則提供一叢發(fā)的一或多個(gè)電流脈波以提升所述輸出電壓直到所述輸出電壓到達(dá)一高電壓臨界值為止，接著中斷所述叢發(fā)的電流脈波，其中在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波是包含:設(shè)定所述電壓調(diào)節(jié)器至一充電狀態(tài)直到通過(guò)一電感器的一電流到達(dá)一上方電流臨界值為止，接著設(shè)定所述電壓調(diào)節(jié)器至一放電狀態(tài)；以及
[0087]對(duì)于每個(gè)叢發(fā):
[0088]計(jì)數(shù)被用來(lái)將所述輸出電壓從所述低電壓臨界值提升至所述高電壓臨界值的所述一或多個(gè)電流脈波的一數(shù)目；
[0089]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目小于一低脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是高于一下限，則降低所述上方電流臨界值；
[0090]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目小于所述低脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是在所述下限，則將所述上方電流臨界值維持在所述下限；
[0091]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目大于一高脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是低于所述上限，則增加所述上方電流臨界值；
[0092]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目大于一高脈波臨界值并且所述上方電流臨界值是在所述上限，則將所述上方電流臨界值維持在所述上限；以及
[0093]若所述一或多個(gè)電流脈波的所述數(shù)目等于或是介于所述低脈波臨界值與所述高脈波臨界值之間，則維持所述上方電流臨界值。
[0094]進(jìn)一步的，其中在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波是包含:在切換所述調(diào)節(jié)器至所述放電狀態(tài)之后，將所述調(diào)節(jié)器保持在所述放電狀態(tài)中一固定期間的時(shí)間；
[0095]其中提供所述叢發(fā)的一或多個(gè)電流脈波是包含:若所述輸出電壓在所述固定期間的時(shí)間的結(jié)束時(shí)是小于所述高電壓臨界值，則在所述叢發(fā)中提供另一電流脈波；以及
[0096]其中中斷所述叢發(fā)的電流脈波是包含:若所述輸出電壓在所述固定期間的時(shí)間的結(jié)束時(shí)是高于所述高電壓臨界值，則通過(guò)將所述調(diào)節(jié)器從所述放電狀態(tài)切換至一閑置狀態(tài)以中斷所述叢發(fā)。
[0097]進(jìn)一步的，其中在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波是包含:在切換所述調(diào)節(jié)器至所述放電狀態(tài)之后，將所述調(diào)節(jié)器保持在所述放電狀態(tài)直到通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)一下方電流臨界值為止；
[0098]其中提供所述叢發(fā)的一或多個(gè)電流脈波是包含:若所述輸出電壓在通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)所述下方電流臨界值時(shí)是小于所述高電壓臨界值，則在所述叢發(fā)中提供另一電流脈波；以及
[0099]其中中斷所述叢發(fā)的電流脈波是包含:若所述輸出電壓在通過(guò)所述電感器的所述電流到達(dá)所述下方電流臨界值時(shí)是高于所述高電壓臨界值，則通過(guò)將所述調(diào)節(jié)器從所述放電狀態(tài)切換至一閑置狀態(tài)以中斷所述叢發(fā)。
[0100]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種切換式電壓調(diào)節(jié)器，其包括:
[0101]—電感器，其串聯(lián)耦接在所述調(diào)節(jié)器的一輸入以及所述調(diào)節(jié)器的一輸出之間；
[0102]一第一比較器，其被配置以:
[0103]指出在所述輸出的電壓是否高于一高電壓臨界值；以及
[0104]指出在所述輸出的所述電壓是否低于一低電壓臨界值；
[0105]一電流傳感器，其被配置以感測(cè)傳遞通過(guò)所述電感器的一電流；
[0106]—第二比較器，其被配置以根據(jù)來(lái)自所述電流傳感器的一信號(hào)以指出傳遞通過(guò)所述電感器的所述電流是否高于一上方電流臨界值；
[0107]一數(shù)字電路，其被配置以:
[0108]根據(jù)來(lái)自所述第一比較器的一輸出以判斷輸出電壓是否下降到低于一低電壓臨界值；
[0109]若所述輸出電壓下降到低于所述低電壓臨界值，則提供一叢發(fā)的電流脈波以提升所述輸出電壓；
[0110]提供對(duì)應(yīng)于所述上方電流臨界值的一數(shù)位值至所述第二比較器；
[0111]在所述叢發(fā)的電流脈波期間，根據(jù)來(lái)自所述第二比較器的一輸出以判斷通過(guò)所述電感器的所述電流是否上升超過(guò)所述上方電流臨界值；
[0112]在所述叢發(fā)中提供每個(gè)電流脈波，其是通過(guò):
[0113]設(shè)定所述調(diào)節(jié)器至一充電狀態(tài)；
[0114]若通過(guò)所述電感器的所述電流在所述充電狀態(tài)期間上升超過(guò)所述上方電流臨界值，則設(shè)定所述調(diào)節(jié)器至一放電狀態(tài)；
[0115]在所述叢發(fā)的電流脈波期間