电压转换器制造技术

一种电压转换器。提供了方法和设备，其中基于第一和第二开关两个开关断开的时间来执行操作模式的改变。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及改变包括开关的设备的操作模式。
技术介绍
转换器为用于将输入量转换为输出量的设备。用于转换器的示例包括电流转换器和电压转换器。电压转换器可以例如为将输入电压转换为输出电压的DC/DC-转换器。用于这样的电压转换器的示例包括降压型转换器、升压型转换器、或者降压型升压型转换器。这样的电压转换器例如用在开关模式电源(SMPS)中，其用于生成稳定的输出电压以给进一步的设备提供电力。为了优化效率，例如为降压型转换器的这样的转换器具有两个操作模式，根据该两个操作模式，例如高侧开关和低侧开关的开关可以被操作。在某些应用中，操作的第一模式称作脉冲频率调制模式(PFM)，并且第二模式称作脉冲宽度调制(PWM)模式。例如，在某些应用中，PFM模式可以是在例如相对低的负载效率方面是有利的，而PWM模式可以更适于相对高的负载。存在如何在模式之间改变的各种方法，例如时如何检测何时由于负载改变、应该执行操作模式之间的改变。但是，传统的方法可能遭遇各种缺点。
技术实现思路
根据本公开的实施方式，提供了一种设备，包括：第一开关，所述第一开关的第一负载端子与第一电压输入耦合，并且所述第一开关的第二负载端子与输出节点耦合；第二开关，所述第二开关的第一负载端子与所述输出节点耦合，并且所述第二开关的第二负载端子与第二电压输入耦合，以及控制器，所述控制器与所述第一开关的控制输入和所述第二开关的控制输入耦合，其中所述控制器适于在操作的第一模式或操作的第二模式中选择性地控制所述第一开关和所述第二开关，所述控制器适于基于其中所述第一开关和所述第二开关都断开的时间来从所述操作的第二模式改变到所述操作的第一模式。可选地，在该设备中，所述控制器适于基于其中所述第一开关和所述第二开关都断开的所述时间与其中所述第一开关或所述第二开关中的至少一个开关闭合的时间之间的比例来从所述第二模式改变到所述第一模式。可选地，在该设备中，所述操作的第一模式为脉冲宽度调制模式，并且所述操作的第二模式为脉冲频率调制模式。可选地，在该设备中，所述控制器适于确定在其期间所述第一开关和所述第二开关都断开的时间是否超过阈值时间，并且适于在所述阈值时间已经被超过预定次数时切换到所述操作的第一模式。可选地，在该设备中，所述控制器进一步适于基于在其期间所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关闭合的时间来确定所述阈值时间。可选地，在该设备中，时钟信号从其中所述第一开关和所述第二开关都断开的阶段的起始一直到达到所述阈值时间是活跃的，并且对于所述阶段的剩余时间是不活跃的。可选地，在该设备中，所述设备适于数字地测量所述时间。可选地，在该设备中，所述控制器包括在其中所述第一开关或所述第二开关中的至少一个开关闭合的阶段或其中所述第一开关和所述第二开关都断开的阶段中的至少一个阶段期间对时钟脉冲进行计数的计数器。可选地，在该设备中，所述设备包括至少部分模拟的电路以测量所述时间。可选地，在该设备中，所述控制器包括状态机。根据本公开的实施方式，提供了一种控制器，所述控制器适于控制电压转换器的高侧开关和低侧开关，所述控制器包括状态机，所述状态机包括：第一状态，在所述第一状态中所述高侧开关被控制为闭合、所述低侧开关被控制为断开、时钟信号有效并且充电时间变量基于所述时钟信号增加，第二状态，在所述第二状态中所述高侧开关被控制为断开、所述低侧开关被控制为闭合、所述时钟信号有效并且所述充电时间变量基于所述时钟信号增加，其中所述状态机适于在脉冲频率调制模式中在通过所述高侧开关的电流达到上电流限值时从所述第一状态转变到所述第二状态，其中所述状态机适于在所述脉冲频率调制模式中在通过所述低侧开关的电流达到低电流限值时从所述第二状态转变到第三状态。所述第三状态，在所述第三状态中所述高侧开关被控制为断开、所述低侧开关被控制为断开、所述时钟信号有效、阈值时间变量基于所述充电时间变量被初始化、并且所述阈值时间变量基于所述时钟信号减少，其中所述状态机适于在输出电压达到低电压限值之前所述阈值时间变量达到0时从所述第三状态转变到第四状态，其中所述状态机适于在所述阈值时间变量达到0之前所述输出电压达到所述低电压限值时从所述第三状态转变到所述第一状态并且增加计数器变量，所述第四状态，在所述第四状态中所述高侧开关和所述低侧开关都被控制为断开、并且所述时钟信号被去激活，其中所述状态机适于在所述输出电压达到所述低电压水平时从所述第四状态转变到所述第一状态，其中所述控制器适于在所述计数器达到预定阈值时离开所述脉冲频率操作模式。可选地，在该控制器中，所述状态机能够操作在脉冲宽度调制模式中，其中在所述脉冲宽度调制模式中，所述状态机适于基于脉冲宽度调制控制信号来在所述第一状态与所述第二状态之间转变。可选地，在该控制器中，所述状态机适于在所述充电时间变量达到预定阈值充电时间时从所述第一状态转变到所述第二状态。根据本公开的实施方式，提供了一种方法，包括：在操作的第一模式或操作的第二模式中选择性地控制第一开关和第二开关，以及基于其中所述第一开关和所述第二开关都断开的时间与其中所述第一开关或所述第二开关中的至少一个开关闭合的时间之间的时间比来从所述操作的第二模式改变到所述操作的第一模式。可选地，在该方法中，所述操作的第一模式为脉冲宽度调制模式，并且所述操作的第二模式为脉冲频率调制模式。可选地，在该方法中，进一步包括确定在其期间所述第一开关和所述第二开关断开的时间是否超过阈值时间，并且在所述阈值时间已经被超过预定次数时改变到所述操作的第一模式。可选地，在该方法中，进一步包括基于在其期间所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关闭合的时间来确定所述预定阈值时间。可选地，在该方法中，确定所述预定阈值时间包括缩放在其期间所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关闭合的时间。可选地，在该方法中，进一步包括从其中所述第一开关和所述第二开关都断开的阶段的起始一直到达到所述预定阈值时间激活时钟信号，并且对于所述阶段的剩余时间去激活所述时钟信号。可选地，在该方法中，进一步包括在其中所述第一开关或所述第二开关中的至少一个开关闭合的阶段或其中所述第一开关和所述第二开关都断开的阶段中的至少一个阶段期间对时钟脉冲进行计数。附图说明图1为图示根据实施例的开关模式电源设备的框图。图2为图示降压型转换器的示图。图3为图示可应用于某些实施例的控制概念的示图。图4图示了某些实施例的示例信号。图5图示了某些实施例的另外的示例信号。图6为根据实施例的转换器的框图。图7为根据实施例的状态机的框图。图8为图示输出电流与定时之间的示例关系的示图。图9为图示根据实施例的方法的流程图。图10为图示根据实施例的用于确定阈值时间的电路的电路图。图11图示了用于图10的实施例的示例信号。具体实施方式在下面，将参照所附附图来描述各种实施例。应该注意此后描述和在附图中示出的实施例仅仅通过示例的方式来提供并且不被解释为限制性的。例如，虽然实施例可以描述为包括多个特征或元素，在其他实施例中，所描述的特征或元素中的某些可以被省略和/或由可选的特征或元素来替代。在又一实施例中，可以提供附加的或可选的附加特征或元素。来自不同实施例的特征可以组合以形成另外的实施例，除非提及的其它情况。在附图中示出或此后描述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：第一开关，所述第一开关的第一负载端子与第一电压输入耦合，并且所述第一开关的第二负载端子与输出节点耦合；第二开关，所述第二开关的第一负载端子与所述输出节点耦合，并且所述第二开关的第二负载端子与第二电压输入耦合，以及控制器，所述控制器与所述第一开关的控制输入和所述第二开关的控制输入耦合，其中所述控制器适于在操作的第一模式或操作的第二模式中选择性地控制所述第一开关和所述第二开关，所述控制器适于基于其中所述第一开关和所述第二开关都断开的时间来从所述操作的第二模式改变到所述操作的第一模式。

【技术特征摘要】
2014.06.30 US 14/320,2091.一种设备，包括：第一开关，所述第一开关的第一负载端子与第一电压输入耦合，并且所述第一开关的第二负载端子与输出节点耦合；第二开关，所述第二开关的第一负载端子与所述输出节点耦合，并且所述第二开关的第二负载端子与第二电压输入耦合，以及控制器，所述控制器与所述第一开关的控制输入和所述第二开关的控制输入耦合，其中所述控制器适于在操作的第一模式或操作的第二模式中选择性地控制所述第一开关和所述第二开关，所述控制器适于基于其中所述第一开关和所述第二开关都断开的时间来从所述操作的第二模式改变到所述操作的第一模式。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器适于基于其中所述第一开关和所述第二开关都断开的所述时间与其中所述第一开关或所述第二开关中的至少一个开关闭合的时间之间的比例来从所述第二模式改变到所述第一模式。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述操作的第一模式为脉冲宽度调制模式，并且所述操作的第二模式为脉冲频率调制模式。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器适于确定在其期间所述第一开关和所述第二开关都断开的时间是否超过阈值时间，并且适于在所述阈值时间已经被超过预定次数时切换到所述操作的第一模式。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述控制器进一步适于基于在其期间所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关闭合的时间来确定所述阈值时间。6.根据权利要求4所述的设备，其中时钟信号从其中所述第一开关和所述第二开关都断开的阶段的起始一直到达到所述阈值时间是活跃的，并且对于所述阶段的剩余时间是不活跃的。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备适于数字地测量所述时间。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括在其中所述第一开关或所述第二开关中的至少一个开关闭合的阶段或其中所述第一开关和所述第二开关都断开的阶段中的至少一个阶段期间对时钟脉冲进行计数的计数器。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括至少部分模拟的电路以测量所述时间。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括状态机。11.一种控制器，所述控制器适于控制电压转换器的高侧开关和低侧开关，所述控制器包括状态机，所述状态机包括：第一状态，在所述第一状态中所述高侧开关被控制为闭合、所述低侧开关被控制为断开、时钟信号有效并且充电时间变量基于所述时钟信号增加，第二状态，在所述第二状态中所述高侧开关被控制为断开、所述低侧开关被控制为闭合、所述时钟信号有效并且所述充电时间变量基于所述时钟信号增加，其中所述状态机适于在脉冲频率调制模式中在通过所述高侧开关的电流达到上电流限值时从所述第一状态转变到所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·博达诺，L·比兹加克，M·G·拉吉奥亚，J·皮彻勒，M·菲尼，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE