单电感多输出转换器及单电感多输出转换器的控制方法技术

公开一种单电感多输出转换器及单电感多输出转换器的控制方法。所述单电感多输出转换器，包括：转换器，被配置为利用单个电感器提供多个通道的各自的电压；以及控制逻辑，被配置为基于与所述多个通道对应的时钟来控制转换器的开关，其中，控制逻辑被配置为：基于所述多个通道中的与控制目标对应的选择的通道的时钟将选择的通道的输出电压与选择的通道的参考电压进行比较，并且在第一模式和第二模式中的一个模式下操作，其中，第一模式自适应地调节触发到所述通道的功率传输的脉冲被生成的次数，第二模式阻止所述脉冲的生成。

Control method of single inductor multi output converter and single inductor multi output converter

【技术实现步骤摘要】
单电感多输出转换器及单电感多输出转换器的控制方法本申请要求于2018年8月29日提交到美国专利商标局的第62/724,196号美国临时申请的权益以及于2019年1月3日提交到韩国知识产权局的第10-2019-0000545号韩国专利申请的权益，所述美国临时申请和韩国专利申请的全部公开出于所有目的通过引用包含于此。
本申请涉及一种单电感多输出(SIMO)转换器以及SIMO转换器的控制方法。
技术介绍
单电感多输出(SIMO)转换器使用单个电感器来供应多个输出电压所需的能量。SIMO转换器循环地选择输出电压来供应能量。在这种情况下，可能需要一种控制SIMO转换器的方法，诸如，用于选择输出电压、与选择的输出电压对应的将被供应的能量的量的方案等。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
来以简化的形式介绍在下面具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本
技术实现思路
不意在识别要求权利的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求权利的主题的范围。在一个总体方面，一种单电感多输出(SIMO)转换器包括：转换器，被配置为利用单个电感器提供多个通道的各自的电压；以及控制逻辑，被配置为基于与所述多个通道对应的时钟来控制转换器的开关，其中，控制逻辑被配置为：基于所述多个通道中的与控制目标对应的选择的通道的时钟将选择的通道的输出电压与选择的通道的参考电压进行比较，并且在第一模式和第二模式中的一个模式下操作，其中，第一模式自适应地调节生成触发向所述通道的功率传输的脉冲的次数，第二模式阻止所述脉冲的生成。>控制逻辑还可被配置为：基于确定所述通道的输出电压低于所述通道的参考电压，在第一模式下重复地生成所述脉冲，直到选择的通道的输出电压高于选择的通道的参考电压为止。控制逻辑还可被配置为：基于确定选择的通道的输出电压高于选择的通道的参考电压，在第二模式下阻止所述脉冲的生成。控制逻辑还可被配置为：基于在第一模式下执行操作的次数和在第二模式下执行操作的次数来动态地控制与选择的通道对应的时钟的频率。转换器还可被配置为：基于具有不同相位的时钟基于时间复用方案来提供所述多个通道的各自的电压。控制逻辑还可被配置为：在第一模式下，自适应地调节在响应于与选择的通道对应的时钟的边沿而开始的时间间隔内生成所述脉冲的次数。转换器可包括：单个电感器；以及开关单元，包括第一开关和第二开关，其中，第一开关被配置为选择所述多个通道，第二开关被配置为控制在所述单个电感器中流动的电流的流动。第一开关可被配置为：将所述多个通道的输出端口和所述单个电感器串联连接。第二开关可包括第2-1开关、第2-2开关和第2-3开关，第2-1开关可被配置为具有连接到转换器的输入端口的第一端和连接到所述单个电感器的第一端的第二端，第2-2开关可被配置为具有连接到所述单个电感器的第一端的第一端，并且第2-2开关的第二端接地，以及第2-3开关可被配置为具有连接到所述单个电感器的第二端的第一端，并且所述第2-3开关的第二端接地。控制逻辑可包括：开关控制器，被配置为：响应于所述脉冲被生成，从多个第一开关中选择针对选择的通道的第一开关，并且基于用于生成所述通道的期望电压的顺序来控制第二开关。控制逻辑可被配置为：基于转换器的输入电压动态地控制第二开关的占空比。控制逻辑还可被配置为：在由于所述脉冲的生成而触发功率传输之后，重置所述单个电感器的电流。控制逻辑还可被配置为：基于所述通道中的负载动态地控制与所述通道对应的时钟的频率。控制逻辑可包括：比较器，被配置为：在与所述通道对应的时钟的边沿，锁存所述通道的输出电压，并且将锁存的输出电压与所述通道的参考电压进行比较。控制逻辑还可被配置为：基于所述多个通道的重要级别生成与所述多个通道对应的时钟，并控制与时钟的相位对应的时间间隔的长度。在一个总体方面，一种控制方法包括：基于多个通道中的与控制目标对应的选择的通道的时钟，将选择的通道的输出电压与选择的通道的参考电压进行比较；当输出电压低于参考电压时选择第一模式，当输出电压高于参考电压时选择第二模式；当选择第一模式时，自适应地调节生成触发向选择的通道的功率传输的脉冲的次数；以及当选择第二模式时，阻止所述脉冲的生成。自适应地调节生成所述脉冲的次数的步骤可包括：基于第一模式重复地生成所述脉冲，直到选择的通道的输出电压高于选择的通道的参考电压为止。自适应地调节生成所述脉冲的次数的步骤可包括：自适应地调节在响应于与选择的通道对应的时钟的边沿而开始的时间间隔内生成所述脉冲的次数。所述方法还可包括：对在第一模式下执行操作的次数和在第二模式下执行操作的次数进行计数；以及确定基于计数的次数对应于预设次数，动态地控制与选择的通道对应的时钟的频率。动态地控制所述时钟的频率的步骤可包括：当在第一模式下执行操作的次数对应于预设次数时，增大与选择的通道对应的时钟的频率。动态地控制所述时钟的频率的步骤可包括：当在第二模式下执行操作的次数对应于预设次数时，减小与选择的通道对应的时钟的频率。在一个总体方面，一种方法包括：在单电感多输出(SIMO)转换器中，基于多个通道中的选择的通道的时钟，将选择的通道的输出电压与选择的通道的参考电压进行比较；当选择的通道的输出电压小于或等于参考电压时，选择突发模式，以及当选择的通道的输出电压大于参考电压时，选择脉冲跳过模式。所述方法还可包括：当选择突发模式时，调节生成触发向选择的通道的功率传输的脉冲的次数，当选择脉冲跳过模式时，阻止所述脉冲的生成。SIMO转换器可通过将在突发模式下执行操作的次数与预设次数进行比较并将在脉冲跳过模式下执行操作的次数与预设次数进行比较，动态地控制与选择的通道对应的时钟的频率。从下面的详细描述、附图和权利要求，其它特征和方面将是清楚的。附图说明图1示出根据一个或多个实施例的单电感多输出(SIMO)转换器的操作的示例。图2示出根据一个或多个实施例的SIMO转换器的控制顺序的示例。图3是示出根据一个或多个实施例的SIMO转换器的示例的电路图。图4示出根据一个或多个实施例的基于时钟在第一模式或第二模式下操作SIMO转换器的方法的示例。图5A和图5B示出根据一个或多个实施例的与第一通道对应的第一时钟CLK1被应用于SIMO转换器中的示例中的操作的示例。图6A至图8B示出根据一个或多个实施例的与第二通道对应的第二时钟CLK2被应用于SIMO转换器中的示例中的操作的示例。图9A至图13B示出根据一个或多个实施例的与第三通道对应的第三时钟CLK3被应用于SIMO转换器中的示例中的操作的示例。图14至图16示出根据一个或多个实施例的SIMO转换器的自适应占空比生成器中的自适应地控制占空比的方法的示例。图17至图19示出根据一个或多个实施例的动态地控制与SIMO转换器中的每个通道对应的时钟的频率的方法的示例。图20示出根据一个或多个实施例的SIM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单电感多输出转换器，包括：/n转换器，被配置为利用单个电感器提供多个通道的各自的电压；以及/n控制逻辑，被配置为基于与所述多个通道对应的时钟来控制转换器的开关，/n其中，控制逻辑被配置为：基于所述多个通道中的与控制目标对应的选择的通道的时钟，将选择的通道的输出电压与选择的通道的参考电压进行比较，并且在第一模式和第二模式中的一个模式下操作，其中，第一模式自适应地调节生成触发向选择的通道的功率传输的脉冲的次数，第二模式阻止所述脉冲的生成。/n

【技术特征摘要】
20190103 KR 10-2019-0000545;20180829 US 62/724,1961.一种单电感多输出转换器，包括：
转换器，被配置为利用单个电感器提供多个通道的各自的电压；以及
控制逻辑，被配置为基于与所述多个通道对应的时钟来控制转换器的开关，
其中，控制逻辑被配置为：基于所述多个通道中的与控制目标对应的选择的通道的时钟，将选择的通道的输出电压与选择的通道的参考电压进行比较，并且在第一模式和第二模式中的一个模式下操作，其中，第一模式自适应地调节生成触发向选择的通道的功率传输的脉冲的次数，第二模式阻止所述脉冲的生成。


2.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑还被配置为：基于确定选择的通道的输出电压低于或等于选择的通道的参考电压，在第一模式下重复地生成所述脉冲，直到选择的通道的输出电压高于选择的通道的参考电压为止。


3.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑还被配置为：基于确定选择的通道的输出电压高于选择的通道的参考电压，在第二模式下阻止所述脉冲的生成。


4.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑还被配置为：基于在第一模式下执行操作的次数和在第二模式下执行操作的次数，动态地控制与选择的通道对应的时钟的频率。


5.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，转换器还被配置为：基于具有不同相位的时钟基于时间复用方案来提供所述多个通道的各自的电压。


6.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑还被配置为：在第一模式下，自适应地调节在响应于与选择的通道对应的时钟的边沿而开始的时间间隔内生成所述脉冲的次数。


7.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，转换器包括：
单个电感器；以及
开关单元，包括第一开关和第二开关，其中，第一开关被配置为选择所述多个通道，第二开关被配置为控制在所述单个电感器中流动的电流的流动。


8.如权利要求7所述的单电感多输出转换器，其中，第一开关被配置为：将所述多个通道的输出端口与所述单个电感器分别串联连接。


9.如权利要求7所述的单电感多输出转换器，其中，第二开关包括第三开关、第四开关和第五开关，
第三开关被配置为具有连接到转换器的输入端口的第一端和连接到所述单个电感器的第一端的第二端，
第四开关被配置为具有连接到所述单个电感器的第一端的第一端，并且所述第四开关的第二端接地，以及
第五开关被配置为具有连接到所述单个电感器的第二端的第一端，并且所述第五开关的第二端接地。


10.如权利要求7所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑包括：
开关控制器，被配置为：响应于所述脉冲被生成，从第一开关中选择用于选择的通道的开关，并且基于用于生成选择的通道的期望电压的顺序来控制第二开关。


11.如权利要求10所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑被配置为：基于转换器的输入电压动态地控制第二开关的占空比。


12.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑还被配置为：在由于所述脉冲的生成而触发功率传输之后，重置所述单个电感器的电流。


13.如权利要求1所述的单电感多输出转换器，其中，控制逻辑还被配置为：基于选择的通...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丞哲，尹启硕，曹圭亨，金尚骏，林想真，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR