电力转换器的快速模式变换制造技术

在所描述的示例中，电力转换系统包含PFM控制器(245)、PWM控制器(255)以及辅助电压输出级(270)。PFM控制器(245)在PFM模式中控制电力输出级(260)，以响应于在电力输出级(260)在PFM模式中操作的第一时间段期间通过电力输出级(260)产生的电力级电压输出。PWM控制器(255)在PWM模式中控制电力输出级(260)，以响应于在电力输出级(260)在PWM模式中操作的第二时间段期间通过所述电力输出级(260)产生的电力级电压输出。辅助电压输出级(270)在第三时间段期间产生辅助电压，其中PWM控制器(255)使用在第三时间段期间的辅助电压来控制辅助电压输出级(270)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换器的快速模式变换
技术介绍
许多通信系统根据数据传输标准操作，所述通信系统通常包含进行发射和接收两者的无线装置。通常，数据传输标准规定相对严格的频谱屏蔽要求，其规定在数据传输期间的减少量的噪声，例如电磁干扰(EMI)。此类通信装置的发射机包含电力放大器(PA)，其可操作以根据数据传输标准发射数据。PA通常从电力转换器接收电力，例如DC-DC(直流至直流)转换器。电力转换器通常在传输期间以脉冲宽度调制(PWM)模式操作以增加EMI兼容性。电力转换器上的工作负载通常在通信装置的操作期间变化。例如，工作负载通常在系统处于接收模式时相对较低，在此操作时间期间，PA(和电力转换器)被可选地断开以节约电力。电力转换器可被断开，因为在此类低工作负载的时间期间在PWM模式下操作电力转换器一般是无效的。然而，再次接通电力转换器需要相对较长的唤醒时间(例如，大约数百微秒)，在此期间，发射机不可用于发射。电力转换器可被切换成在此类低负载时段期间在相对更加高效的脉冲频率调制(PFM)模式下运行，但在转换回到用于较高负载传输时段的PWM模式期间，通常需要数十微秒的建立时间。此类建立时间超出一些应用的建立要求。
技术实现思路
上文提出的问题可在快速模式变换电力转换器中得到解决。在所描述的示例中，所公开的电力转换器包含PFM控制器、PWM控制器以及辅助电压输出级。PFM控制器以PFM模式控制电力输出级，以响应于在第一时间段期间由电力输出级产生的电力级电压输出，在所述第一时间段期间，电力输出级以PFM模式操作。PWM控制器以PWM模式控制电力输出级，以响应于在第二时间段期间通过电力输出级产生的电力级电压输出，在所述第二时间段期间，电力输出级以PWM模式操作。辅助电压输出级在第三时间段期间产生辅助电压，其中PWM控制器在第三时间段期间控制辅助电压。附图说明图1示出了根据示例性实施例的说明性的电子装置。图2是说明根据示例性实施例的快速模式变换电力转换器的示意图。图3是说明根据示例性实施例的快速模式变换电力转换器的切换波形和输出电压的波形图。图4是说明根据示例性实施例的快速模式变换电力转换器的切换波形、输出电压以及电流的波形模拟。图5是根据示例性实施例的快速模式变换电力转换器的操作的流程图。具体实施方式术语“耦合到”或“与...耦合”意图描述间接或直接的电连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么所述连接可通过直接电连接进行，或通过经由其它装置和连接的间接电连接进行。图1示出了根据示例性实施例的说明性的计算装置100。例如，计算装置100是电子系统129，或被并入到电子系统129中，或被耦合(例如，连接)到电子系统129，例如计算机、电子控制“箱”或显示器、通信设备(包含发射机或接收机)，或可操作以处理信息的任何类型的电子系统。在各种实施例中，电子系统129包含于电信系统(或其一部分，例如发射机-接收机或收发机)中，并且在更特定的实施例中，电子系统包含于无线和/或低电力收发机中。在各种实施例中，计算装置100包含巨型单元或片上系统(SoC)，其包含例如CPU112(中央处理单元)的控制逻辑、存储装置114(例如，随机存取存储器(RAM))以及电源110。例如，CPU112可为CISC型(复杂指令集计算机)CPU、RISC型CPU(精简指令集计算机)、MCU型(微控制器单元)，或数字信号处理器(DSP)。存储装置114(其可为存储器，例如处理器上的高速缓存器、处理器外高速缓存器、RAM、闪速存储器或磁盘存储装置)存储一个或多个软件应用程序130(例如，嵌入式应用程序)，所述软件应用程序在被CPU112实施时，执行与计算装置100相关联的任何合适的功能。CPU112包含存储频繁地存取自存储装置114的信息的存储器和逻辑。计算装置100通常通过用户使用UI(用户界面)116来控制，所述UI在软件应用程序130的执行期间将输出提供给用户并从用户接收输入。例如，输出使用显示器118、指示器灯、扬声器和/或振动来提供。输入使用音频和/或视频输入(例如使用语音或图像识别)，以及例如键区、开关、接近检测器、陀螺仪以及加速计等电气和/或机械装置而被接收。CPU112和电源110耦合到I/O(输入-输出)端口128，所述I/O端口提供接口，所述接口经配置以从联网装置131接收输入(和/或将输出提供到联网装置)。CPU112和电源110还耦合到电力放大器(PA)125，其将电力提供到电子系统129。尽管PA125被说明为包括在I/O端口128中，但在不同的实施例中，PA125可选地在物理上与I/O端口128分离。联网装置131可包含能够与计算装置100进行点对点和/或网络通信的任何装置(包含测试设备)。计算装置100通常耦合到外围设备和/或计算装置，包含有形的非暂时性介质(例如闪速存储器)和/或有线或无线介质。这些和其它输入和输出装置通过外部装置使用无线或有线连接来选择性地耦合到计算装置100。存储装置114是可存取的，例如可通过联网装置131存取。CPU112、存储装置114以及电源110还可选地耦合到外部电源(未示出)，所述外部电源经配置以从电源(例如电池、太阳能电池、“带电的(live)”电源线(powercord)、感应场、燃料电池或电容器)接收电力。电源110包含电力产生和控制组件，其用于产生电力以使得计算装置100能够执行软件应用程序130。例如，电源110提供一个或多个电力开关，所述电力开关中的每一个可独立地被控制，所述电力开关在各种电压下向计算装置100的各种组件供电。电源110可选地与计算装置100处于同一实体装配件中，或耦合到计算装置100。计算装置100可选地在各种电力节约模式下操作，其中各电压根据选择的电力节约模式和布置在具体电力域内的各种组件而供应(和/或断开)。在各种实施例中，电源110是交替地存储和输出能量的开关模式的电源(例如，“转换器”)。此类转换器通常接收DC(直流)或经整流的AC(交流)电压以作为输入电压。从输入电压得到的能量在每一开关循环期间暂时地存储在能量存储装置(例如电感器和电容器)中。转换器中的电力开关被致动(例如，针对“接通”状态闭合，或针对“断开”状态打开)以控制输出的能量的量。滤波器一般用于减少输出DC电压和电流中的纹波(ripple)。取决于选择用于转换器的拓扑结构，输出DC电压可高于或低于输入电压。输出DC电压还可相对于输入电压反相。开关转换器通常在不连续模式或连续模式下操作。在不连续模式下，转换器在每一开关循环结束之前完全地切断能量存储装置的电源。因此，在不连续模式下，在每一开关循环开始时，没有电流在能量存储装置中流动。在连续模式下，转换器在每一开关循环结束之前一般不完全地切断能量存储装置的电源。因此，在连续模式下操作的能量存储装置中的电流一般达不到电流不在能量存储装置中流动的点。不连续的电感器电流传导模式(DCM)是用于改进开关电力转换器中的轻负载效率的电力模式。因为许多计算装置100通常在存在处于轻到中等负载电流范围中的电气负载的应用中操作，所以稳压器的轻负载效率对系统的电力效率具有明显影响。转换器的输出部分通过占空比来确定。占空比是开关“接通”的时间段除以开关循环的时间段(例如，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换器，其包括：PFM控制器即脉冲频率调制控制器，其可操作为在PFM模式中控制电力输出级，以响应于在所述电力输出级在所述PFM模式中操作的第一时间段期间通过所述电力输出级产生的电力级电压输出；PWM控制器即脉冲宽度调制控制器，其可操作为在PWM模式中控制所述电力输出级，以响应于在所述电力输出级在所述PWM模式中操作的第二时间段期间通过所述电力输出级产生的电力级电压输出；以及辅助电压输出级，其可操作为在第三时间段期间产生辅助电压，其中所述PWM控制器可操作为响应于在所述第三时间段期间的所述辅助电压而控制所述辅助电力输出级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.31 US 14/588,1111.一种转换器，其包括：PFM控制器即脉冲频率调制控制器，其可操作为在PFM模式中控制电力输出级，以响应于在所述电力输出级在所述PFM模式中操作的第一时间段期间通过所述电力输出级产生的电力级电压输出；PWM控制器即脉冲宽度调制控制器，其可操作为在PWM模式中控制所述电力输出级，以响应于在所述电力输出级在所述PWM模式中操作的第二时间段期间通过所述电力输出级产生的电力级电压输出；以及辅助电压输出级，其可操作为在第三时间段期间产生辅助电压，其中所述PWM控制器可操作为响应于在所述第三时间段期间的所述辅助电压而控制所述辅助电力输出级。2.根据权利要求1所述的转换器，其中所述PWM控制器可响应于反馈信号而操作。3.根据权利要求2所述的转换器，其中所述反馈信号响应于在所述第三时间段期间的所述辅助电压而产生。4.根据权利要求3所述的转换器，其中所述反馈信号响应于在所述第二时间段期间的所述电力级电压输出而产生。5.根据权利要求1所述的转换器，其包括模式控制器，所述模式控制器可操作以响应于系统状态的指示而选择所述电力输出级的操作模式。6.根据权利要求5所述的转换器，其中所述电力输出级的所述操作模式是所述PWM模式和所述PFM模式中的一个。7.根据权利要求5所述的转换器，其中所指示的所述系统状态是发射状态和读取状态中的一个。8.根据权利要求1所述的转换器，其中所述辅助电压输出级包含具有中心节点的分压器，在所述中心节点处产生所述辅助电压。9.根据权利要求8所述的转换器，其中所述中心节点在所述第一时间段期间不耦合到电源。10.根据权利要求1所述的转换器，其中至所述辅助电压输出级的所述反馈信号在所述第一时间段的至少一部分期间从所述辅助电压输出级解耦合。11.根据权利要求1所述的转换器，其中在所述PFM模式中操作时由所述电力输出级产生的所述电力级电压输出包含比在所述PWM模式中操作时由所述电力输出级产生的所述电力级电压输出更多的噪声。12.一种系统，其包括：输入-输出端口，其可操作以在发射模式中发送数据并在输入模式中接收数据；以及电力转换器，其可操作以向所述输入-输出端口供电，其中所述电力转换器包含：PFM控制器即脉冲频率调制控制器，其可操作以在...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·V·维拉姆瑞迪，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US