电路和开关转换器制造技术

本公开涉及电路和开关转换器。本实用新型专利技术要解决的技术问题之一是提供改进的用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式的电路和改进的开关转换器。该电路包括：第一比较器，被配置为将电压转换器的同期电流负载的表示与最小DCM电流阈值进行比较，并且提供指示比较结果的输出信号；和阈值产生器电路，被配置以基于参考电流和转换器的占空比来提供所述最小DCM电流阈值。通过本实用新型专利技术，可以实现改进的用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式的电路和改进的开关转换器。

Circuit and Switch Converter

The present disclosure relates to circuits and switching converters. One of the technical problems to be solved by the utility model is to provide an improved circuit for changing the working mode of the discontinuous on-mode voltage converter and an improved switching converter. The circuit includes: a first comparator configured to compare the expression of the synchronous current load of the voltage converter with the minimum DCM current threshold, and to provide an output signal indicating the comparison result; and a threshold generator circuit configured to provide the minimum DCM current threshold based on the reference current and the duty cycle of the converter. Through the utility model, an improved circuit for changing the working mode of the discontinuous on-mode voltage converter and an improved switch converter can be realized.

【技术实现步骤摘要】
电路和开关转换器
本公开涉及用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式的电路和开关转换器。
技术介绍
许多电气设备可以包括电压转换器以将DC电压升压或降压至设备的工作电压。效率可以作为确定何时应使用特定转换器控制方法的标准。不连续导通模式(DCM)的转换器在一系列负载下运行非常有效。但是，对于非常轻的负载，DCM的效率可能开始显着下降。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题之一是提供改进的用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式的电路和改进的开关转换器。根据本技术的一个方面，提供了一种用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式的电路，该电路包括：第一比较器，被配置为将电压转换器的同期电流负载的表示与最小DCM电流阈值进行比较，并且提供指示比较结果的输出信号；和阈值产生器电路，被配置以基于参考电流和转换器的占空比来提供所述最小DCM电流阈值。在一个实施例中，所述第一比较器被配置为从与所述转换器的功率开关关联的电流传感器接收所述转换器的电感器电流的缩放表示，所述缩放表示具有比例因子K。在一个实施例中，所述阈值产生器电路包括被配置为将所述最小DCM电流阈值提供给比较器的第二输入的第一电流镜。在一个实施例中，所述阈值产生器电路包括第二电流镜，所述第二电流镜被配置为将所述最小DCM电流阈值的表示反馈到阈值产生器的反馈路径。在一个实施例中，所述反馈路径包括被配置为根据转换器的占空比进行操作的开关、以及耦合到开关并被配置为提供反馈电压的反馈电阻器。在一个实施例中，所述阈值产生器电路包括第二比较器，所述第二比较器被配置为将所述反馈电压与参考电压进行比较并且提供DCM阈值电流控制信号。在一个实施例中，所述阈值产生器电路包括被配置为提供参考电流的参考电流源、和被配置为使用参考电流提供参考电压的参考电阻器。在一个实施例中，所述阈值产生器电路包括输出晶体管，所述输出晶体管被配置为接收DCM阈值电流控制信号并产生所述最小DCM电流阈值。根据本技术的另一方面，提供了一种开关转换器，包括：被配置为接收和输入电压的输入；被配置为向负载提供输出电压的输出；与所述输入耦合的功率开关；耦合到所述输出的电感器，其中所述功率开关和所述电感器在所述输入和所述输出之间彼此串联耦合；电流传感器，被配置为提供通过所述功率开关的电流的表示；和控制电路，被配置为以多种模式之一控制所述功率开关；其中所述控制电路包括：阈值产生器电路，被配置为基于参考电流和所述开关转换器的功率开关的占空比来提供最小DCM阈值；和第一比较器，被配置为将所述表示与最小DCM阈值进行比较，并提供指示比较结果的输出信号；和其中当所述表示超过最小DCM阈值时，所述控制电路在多个模式的不连续电流模式下控制所述功率开关。在一个实施例中，所述控制电路被配置为从电流传感器接收转换器的电感器电流的缩小表示，所述缩放表示具有比例因子K。在一个实施例中，所述阈值产生器电路包括：第一电流镜，被配置为向比较器的第二输入提供最小DCM阈值；和第二电流镜，被配置为将所述最小DCM阈值的表示反馈到阈值产生器的反馈路径。在一个实施例中，所述反馈路径包括被配置为根据转换器的占空比进行操作的开关、以及耦合到所述开关并被配置为提供反馈电压的反馈电阻器。在一个实施例中，所述阈值产生器电路包括：第二比较器，被配置为将反馈电压与参考电压进行比较并提供DCM阈值电流控制信号；和参考电流源，被配置为与第二电阻器配合产生所述参考电压。本技术的有益技术效果之一是提供改进的用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式的电路和改进的开关转换器。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。举例来说，附图通常以举例的方式而非限制性地说明本文件中所讨论的各种实施例。图1通常示出具有示例性负载检查电路的电压转换器。图2总体示出了阈值产生器电路的示例。图3A-3C一般地示出用于在调节器的负载已经经过最小DCM阈值从低负载水平转换到较高负载水平之后产生用于切换到DCM操作的命令信号的示例波形。图4大致示出了用于调整诸如dc-dc开关转换器的开关转换器的控制方案的示例方法400的流程图。具体实施方式提供用于指示DC-DC开关转换器的负载水平的技术。在例子中，使用操作的不连续导通模式(DCM)对开关转换器进行实时负载电流检测的方法可包括：基于所述开关转换器的参考电流源和占空比产生最小DCM电流阈值；在比较器处接收来自所述开关转换器的功率开关的电感器充电电流的表示；将所述表示与DCM电流阈值进行比较；和当表示的峰值超过所述最小DCM电流阈值时，使用所述开关转换器的不连续导通模式来控制所述功率开关。本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。它并不打算提供对本技术的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。本专利技术人已经认识到用于为DC-DC转换器提供负载阈值信号的设备和方法。在某些应用中，负载阈值信号可用于将转换器从DCM控制转换为另一种更高效的控制方案。用于检测转换器负载水平的传统技术可能严重依赖于输入电压条件和转换器的电感变化。一些常规技术在提供可靠的负载水平检测信号之前可能需要开关周期延迟。通常，对于开关稳压器的每个开关周期，电感器中的充电电流是电感器的峰值电流乘以占空比的一半，放电电流是负载电流。在稳定状态下，充电电流等于放电电流其中Ipeak是DCM型控制模式中开关周期的峰值电流，Iload是负载电流，D是开关周期的占空比。在某些示例中，上述公式为提供峰值阈值产生器提供了基础，该峰值产生器可以帮助检测开关调节器的负载水平，而与输入电压，输出电压和电感无关，并且可以在非常轻的负载期间提供立即结果以将调节器的操作从DCM控制改变为更有效的控制方案。在某些应用中，下面讨论的DCM峰值阈值可以允许精确检测负载水平，而无需传统的开关周期延迟。这样的检测能力可以允许设备更快速地转换到更有效的控制方案，其可以在经由电池或一些其他有限容量电源限制设备的供电的充电周期之间延长移动设备的操作。图1通常示出了具有示例性负载检查电路101的电压转换器100。在某些示例中，电压转换器可以包括用于接收输入电压(VIN)的电源输入102、第一功率开关103、第二功率开关104、电感器105、控制电路106和输出107以向负载108提供输出电压(VOUT)。在某些示例中，负载检查电路101可以包括阈值产生器110和比较器111。在某些示例中，负载检查电路101的输出可以用作控制电路106的输入，以改变转换器100的开关103、104的控制方案。通常，电压转换器100可以接收输入电压(VIN)并且可以向负载108提供输出电压(VOUT)。输出电压(VOUT)可以处于与输入电压(VIN)不同的电压电平。控制电路106可以包括用于控制第一和第二功率开关103、104的逻辑，使得输出电压(VOUT)保持在特定的电压电平。有几种传统的控制方案用于切换第一和第二功率开关103、104以在负载108处维持期望的电压电平(VOUT)。在某些示例中，负载检查电路101可以接收第一功率开关103流过的电流的指示以及第一功率开关103和/或第二功率开关104的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，该电路用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式，其特征在于，该电路包括：第一比较器，被配置为将电压转换器的同期电流负载的表示与最小DCM电流阈值进行比较，并且提供指示比较结果的输出信号；和阈值产生器电路，被配置以基于参考电流和转换器的占空比来提供所述最小DCM电流阈值。

【技术特征摘要】
2017.06.09 US 15/618,2701.一种电路，该电路用于改变不连续导通模式电压转换器的工作模式，其特征在于，该电路包括：第一比较器，被配置为将电压转换器的同期电流负载的表示与最小DCM电流阈值进行比较，并且提供指示比较结果的输出信号；和阈值产生器电路，被配置以基于参考电流和转换器的占空比来提供所述最小DCM电流阈值。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一比较器被配置为从与所述转换器的功率开关关联的电流传感器接收所述转换器的电感器电流的缩放表示，所述缩放表示具有缩放因子K。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述阈值产生器电路包括被配置为将所述最小DCM电流阈值提供给比较器的第二输入的第一电流镜。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述阈值产生器电路包括第二电流镜，所述第二电流镜被配置为将所述最小DCM电流阈值的表示反馈到阈值产生器的反馈路径。5.根据权利要求4所述的电路，其中所述反馈路径包括被配置为根据转换器的占空比进行操作的开关、以及耦合到开关并被配置为提供反馈电压的反馈电阻器。6.根据权利要求5所述的电路，其中所述阈值产生器电路包括第二比较器，所述第二比较器被配置为将所述反馈电压与参考电压进行比较并且提供DCM阈值电流控制信号。7.根据权利要求6所述的电路，其中所述阈值产生器电路包括被配置为提供参考电流的参考电流源、和被配置为使用参考电流提供参考电压的参考电阻器。8.根据权利要求6所述的电路，其中所述阈值产生器电路包括输出晶体管，所述输出晶体管被配置为接收DCM阈值电流控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕旦竹，邵滨，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：新型
国别省市：爱尔兰,IE