DC-DC转换器制造技术

技术编号:23474751 阅读:30 留言:0更新日期:2020-03-06 15:27
提供了一种用于在非连续导通模式DCM和连续导通模式CCM之间转变的DC‑DC转换器和对应的方法,其中DC‑DC转换器被配置成为集成电路中的信号处理系统供电。该方法包括接收输入数据,其中输入数据用于输入至信号处理系统中;确定输入数据的幅度;及基于输入数据的幅度而在DCM和CCM之间转变。提供了一种用于从CCM转变至DCM的DC‑DC转换器和相应的方法,包括:确定代表通过DC‑DC转换器的电感器的电感器电流的估计电流;及基于估计电流从CCM转变至DCM。提供了一种用于从DCM转变至CCM的DC‑DC转换器和相应的方法,包括:确定DC‑DC转换器的输出电压或DC‑DC转换器的占空比;及基于所确定的DC‑DC转换器的输出电压或占空比从DCM转变至CCM。

DC-DC converter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DC-DC转换器
本文所公开的实施方案涉及用于使DC-DC转换器在非连续导通模式(DCM)和连续导通模式(CCM)之间转变的方法和设备。
技术介绍
便携式设备在人们生活的各个方面都变得越来越普遍。例如,许多消费者从便携式音频播放器听他们的音乐。这些便携式设备在设置于小包装中时变得更容易使用且使用起来也更加令人愉悦,这既提供了相同的功能,又具有持久的电池电量。为了支持这些更持久的设备,通常会降低内部许多部件的运行电压来降低功率消耗。然而,由于音频信号的音量与输出电压成比例,所以运行电压的这种降低会影响便携式设备的声音输出。因此,升压转换器可被用来增加便携式设备中的选定部件的运行电压,这些部件将受益于更高的运行电压,例如,可能需要高电压来提供高音量的音频放大器。图1例示了包括升压转换器的常规音频放大器。音频放大器包括电池电源102,该电池电源102被配置成向升压转换器104提供电压Vp。升压转换器104将电压Vp增加至升压电压VBST。在此实施例中,扬声器放大器108被配置成接收升压电压VBST且接收从数模转换器(DAC)所输出的模拟音频信号SIG。扬声器放大器利用从升压转换器所接收的功率来增加低功率信号SIG,以生成信号从而驱动扬声器110。升压电压VBST高于电源电压Vp,这允许与仅使用电源电压Vp可能的音频信号相比,扬声器放大器108通过扬声器110提供更大声的音频信号。然而,生成升压电压VBST可能具有一些缺点,诸如音频放大器100的功率消耗增加。换句话说,当扬声器放大器接收升压电压VBST时,即使在音量水平低的情况下,与仅接收Vp的实施方式相比,扬声器放大器也浪费了功率。该浪费的功率可能缩短包括音频放大器的设备在两次充电之间的工作时间,且可能不利于设备的用户体验。在便携式设备中,给定充电周期的电池运行寿命被认为是至关重要的。消费者可能请求终端制造商在电池充电周期之间产生更长的时间。然后,此请求会鼓励终端制造商要求原始设备管理者(OEM)和硬件开发人员尽可能降低其子系统的运行功率消耗,从而延长充电周期之间的电池寿命。升压的放大器通常可能是包含音频放大的便携式设备中的大功率消耗装置中的一个。管理非连续导通模式(DCM)和连续导通模式(CCM)之间的运行转变是管理功率损耗的一种方法。当提供更高的输出功率时,CCM运行可能比DCM更有效。然而,如果降低了升压的负载要求,则也会降低通过升压转换器的平均电流。然而,即使负载不消耗任何功率,CCM运行也会将电流推拉通过电感器。这种运行会通过电感器产生损耗,例如开关损耗和交叉导通损耗,交叉导通损耗可能不是在低负载条件期间维持升高的电源电压(VBST)所必需的。因此,转变至DCM运行可以使得系统能够在低负载或闲置功率负载条件下运行时显著减少这些损耗。相反,如果VBST电源上的负载较大,则以DCM运行可能比以CCM模式运行效率更低,因此升压系统可以以CCM模式运行,以便在给定升压的放大器负载下增加电池运行寿命。
技术实现思路
根据一些实施方案,提供了一种在DC-DC转换器中用于在非连续导通模式DCM和连续导通模式CCM之间转变的方法,其中所述DC-DC转换器被配置成为集成电路中的信号处理系统供电。该方法包括:接收输入数据,其中所述输入数据用于输入至所述信号处理系统中;确定所述输入数据的幅度;以及,基于所述输入数据的幅度而在DCM和CCM之间转变。根据一些实施方案,提供了一种在DC-DC转换器中用于从连续导通模式CCM转变至非连续导通模式DCM的方法。该方法包括:确定代表通过所述DC-DC转换器的电感器的电感器电流的估计电流;以及,基于所述估计电流而从CCM转变至DCM。根据一些实施方案,提供了一种在DC-DC转换器中用于从非连续导通模式DCM转变至连续导通模式CCM的方法。该方法包括:确定所述DC-DC转换器的输出电压或所述DC-DC转换器的占空比;以及,基于所确定的所述DC-DC转换器的输出电压或占空比而从DCM转变至CCM。根据一些实施方案,提供了一种DC-DC转换器,所述DC-DC转换器被配置成在非连续导通模式DCM和连续导通模式CCM之间转变,其中所述DC-DC转换器被配置成为集成电路中的信号处理系统供电。所述DC-DC转换器包括控制器,所述控制器包括:输入,被配置成接收输入数据,以用于输入至所述信号处理系统中;确定块,被配置成确定所述输入数据的幅度;以及,转变块,被配置成基于所述输入数据的幅度而使所述DC-DC转换器在所述DCM和所述CCM之间转变。根据一些实施方案,提供了一种DC-DC转换器,所述DC-DC转换器被配置成从连续导通模式CCM转变至非连续导通模式DCM。所述DC-DC转换器包括:电感器;以及,控制器,所述控制器包括:电流估计块,被配置成确定代表通过所述电感器的电感器电流的估计电流;以及,转变块,被配置成基于所述估计电流而使所述DC-DC转换器从CCM转变至DCM。根据一些实施方案,提供了一种DC-DC转换器,所述DC-DC转换器被配置成从非连续导通模式DCM转变至连续导通模式CCM。所述DC-DC转换器包括控制器,所述控制器包括:确定块,被配置成确定所述DC-DC转换器的输出电压或所述DC-DC转换器的占空比;转变块,被配置成基于所确定的所述DC-DC转换器的输出电压或占空比而使所述DC-DC转换器从DCM转变至CCM。附图说明为了更好地理解本公开内容的实施方案,且为了示出如何实施所述实施方案,现在仅以实施例的方式参考附图,其中:图1是根据现有技术的包括升压转换器的常规音频放大器的示例性框图;图2是根据本公开内容的一个实施方案的DC-DC转换器的示例性框图;图3a是例示根据本公开内容的一个实施方案的升压转换器以连续导通模式CCM运行的示例性时序图;图3b是例示根据本公开内容的一个实施方案的升压转换器以连续导通模式CCM的运行的另一示例性时序图;图4是例示根据本公开内容的一个实施方案的升压转换器以非连续导通模式DCM运行的示例性时序图;图5是例示根据本公开内容的在DC-DC转换器中用于在非连续导通模式DCM和连续导通模式CCM之间转变的方法的示例性流程图;图6是例示配置成如图5中所描述的在DCM和CCM之间转变的DC-DC转换器的运行的示例性时序图;图7是例示根据本公开内容的在DC-DC转换器中用于从连续导通模式CCM转变至非连续导通模式DCM的方法的示例性流程图;图8是例示配置成如图7中所描述的从CCM转变至DCM的DC-DC转换器的运行的示例性时序图;图9是例示根据本公开内容的在DC-DC转换器中用于从非连续导通模式DCM转变至CCM的方法的示例性流程图;图10是例示配置成如图9中所描述的从CCM转变至DCM的DC-DC转换器的运行的示例性时序图;图11是例示配置成如图9中所描述的从CCM转变至DCM的DC-DC转换器的运行的示例性时序图;图12是例示根据本公开内容的实施方案的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种在DC-DC转换器中用于在非连续导通模式DCM和连续导通模式CCM之间转变的方法,其中所述DC-DC转换器被配置成为集成电路中的信号处理系统供电;该方法包括:/n接收输入数据,其中所述输入数据用于输入至所述信号处理系统中;/n确定所述输入数据的幅度;以及/n基于所述输入数据的幅度而在所述DCM和所述CCM之间转变。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170522 US 62/509,5291.一种在DC-DC转换器中用于在非连续导通模式DCM和连续导通模式CCM之间转变的方法,其中所述DC-DC转换器被配置成为集成电路中的信号处理系统供电;该方法包括:
接收输入数据,其中所述输入数据用于输入至所述信号处理系统中;
确定所述输入数据的幅度;以及
基于所述输入数据的幅度而在所述DCM和所述CCM之间转变。


2.根据权利要求1所述的方法,其中所述信号处理系统包括放大器。


3.根据权利要求1所述的方法,其中所述DC-DC转换器以CCM运行,且所述方法进一步包括响应于确定所述输入数据的幅度低于第一阈值,将所述DC-DC转换器从所述CCM转变至所述DCM。


4.根据权利要求3所述的方法,其中所述DC-DC转换器以DCM运行,所述方法还包括响应于确定所述输入数据的幅度高于第二阈值,将所述DC-DC转换器从所述DCM转变至所述CCM。


5.根据权利要求4所述的方法,其中所述第一阈值和所述第二阈值是相同的。


6.根据权利要求3所述的方法,还包括响应于所述输入数据的幅度保持低于所述第一阈值达一预定时间,将所述DC-DC转换器从所述CCM转变至所述DCM。


7.根据权利要求4所述的方法,还包括响应于所述输入数据的幅度保持高于所述第二阈值达一预定时间,将所述DC-DC转换器从所述DCM转变至所述CCM。


8.根据权利要求1所述的方法,进一步包括通过控制所述DC-DC转换器的开关状态来使所述DC-DC转换器在所述DCM至所述CCM之间转变。


9.一种在DC-DC转换器中用于从连续导通模式CCM转变至非连续导通模式DCM的方法,该方法包括:
确定代表通过所述DC-DC转换器的电感器的电感器电流的估计电流;以及
基于所述估计电流,将以CCM运行的所述DC-DC转换器从所述CCM转变至所述DCM。


10.根据权利要求9所述的方法,还包括通过以下步骤确定所述估计电流:
测量通过所述电感器的电流;以及
将所测量的电流转换为数字样本。


11.根据权利要求9所述的方法,进一步其中确定所述估计电流包括测量峰值电感器电流。


12.根据权利要求9所述的方法,其中确定所述估计电流包括测量平均峰值电感器电流。


13.根据权利要求9所述的方法,其中确定所述估计电流包括测量平均电感器电流。


14.根据权利要求9所述的方法,进一步包括将所述估计电流与一阈值进行比较,以及
响应于所述估计电流低于所述阈值,将所述DC-DC转换器从所述CCM转变至所述DCM。


15.根据权利要求14所述的方法,还包括响应于所述估计电流保持低于所述阈值达一预定时间,将所述DC-DC转换器从所述CCM转变至所述DCM。


16.根据权利要求9所述的方法,还包括:
确定所述DC-DC转换器的输出电压或所述DC-DC转换器的占空比;以及
基于所确定的所述DC-DC转换器的输出电压或占空比,将所述DC-DC转换器从所述DCM转变至所述CCM。


17.一种在DC-DC转换器中用于从非连续导通模式DCM转变至连续导通模式CCM的方法,该方法包括:
确定所述DC-DC转换器的输出电压或所述DC-DC转换器的占空比;以及
基于所确定的所述DC-DC转换器的输出电压或占空比,将所述DC-DC转换器从所述DCM转变至所述CCM。


18.根据权利要求17所述的方法,还包括:
将所述DC-DC转换器的所述输出电压与第一阈值进行比较,以及
响应于所述输出电压低于所述第一阈值,从所述DCM转变至所述CCM。


19.根据权利要求18所述的方法,进一步包括响应于所述输出电压低于所述第一阈值达一预定时间,将所述DC-DC转换器从所述DCM转变至所述CCM。


20.根据权利要求17所述的方法,还包括:
将所述DC-DC转换器的占空比与第二阈值进行比较,以及
响应于所述占空比高于所述第二阈值,将所述DC-DC转换器从所述DCM转变至所述CCM。


21.根据权利要求20所述的方法,还包括响应于所述占空比保持低于所述第二阈值达一预定时间,将所述DC-DC转换器从所述DCM转变至所述CCM。


22.根据权利要求17所述的方法,还包括:
确定代表通过所述DC-DC转换器的电感器的电感器电流的估计电流;以及
基于所述估计电流将所述DC-DC转换器从所述CCM转变至所述DCM。


23.一种DC-DC转换器,所述DC-DC转换器被配置成在非连续导通模式DCM和...

【专利技术属性】
技术研发人员:U·帕扎亚维提尔S·瓦德内卡T·伯克J·梅伊
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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