用于检测输出电压的振荡的功率转换器制造技术

可以提供用于检测输出电压的振荡的功率转换器，包括：开关式稳压器，被配置为执行切换，使得电感器被交替地连接到外部电源电压或与外部电源电压隔离并且通过流过电感器的电流来生成输出电压；以及振荡检测器，被配置为检测发生在输出电压中的振荡并且通过确定振荡是否属于将由振荡检测器检测的振荡频率检测范围来输出振荡检测信号。

【技术实现步骤摘要】
用于检测输出电压的振荡的功率转换器相关申请的交叉引用本申请要求在韩国知识产权局于2019年4月25日提交的韩国专利申请号10-2019-0048602的权益，该专利申请的公开通过引用被整体合并于此。
技术介绍
本专利技术构思涉及功率转换器，并且更具体地涉及用于检测由于功率转换器的输出电压而发生的振荡的方法和/或装置。最近，随着诸如智能电话以及平板机PC之类的移动设备的使用的快速增加(其需要高效功率管理)，期望高性能功率管理集成电路芯片(PMIC)。随着安装在电子设备中的显示面板的尺寸的增加，期望显示面板具有高图像质量。因此，期望具有相对低功率消耗和相对高的效率的显示器PMIC。因为以相对高的效率在相对高的电压和功率驱动显示面板，所以使用诸如脉冲宽度调制(PWM)直流(DC)-DC转换器之类的开关式稳压器。开关式稳压器通过例如使用斜坡信号来生成PWM信号，并且通过基于PWM信号对输入电压进行升压或降压来生成期望的输出电压。在开关式稳压器应用中，功率转换器在输出电压高于输入电压时被称为升压转换器，并且在输出电压低于输入电压时被称为降压转换器。期望能够稳定地提供输出电压的开关式稳压器。然而，由于半导体设备的劣化以及诸如温度之类的外部环境的改变，开关式稳压器可能变得不稳定。由于这样的不稳定，开关式稳压器的输出电压可能振荡(或可能不是均匀的)，因此恶化包括开关式稳压器的整个电子设备或系统的特性。
技术实现思路
本专利技术构思提供用于检测输出电压的振荡并且输出振荡检测信号的功率转换器、功率转换器中所包括的振荡检测器和/或操作功率转换器的方法。根据本专利技术构思的一方面，提供一种用于接收外部电源电压并且生成具有目标电平的输出电压的功率转换器，包括：开关式稳压器，被配置为执行切换，使得电感器被交替地连接到外部电源电压或与外部电源电压隔离并且通过流过电感器的电流来生成输出电压；以及振荡检测器，被配置为检测发生在输出电压中的振荡并且通过确定振荡是否属于将由振荡检测器检测的振荡频率检测范围来输出振荡检测信号。根据本专利技术构思的一方面，提供一种用于检测源电压的振荡的振荡检测器，包括：频率测量单元，被配置为通过输入源电压、将源电压放大并将放大的源电压的电平与第一和第二参考电压的电平相比较来生成振荡信号；频率检测器，被配置为基于振荡信号和时钟信号来生成感测电压并且通过将感测电压与第一和第二阈值电压相比较来生成检测信号；以及占空比检测器，被配置为基于振荡信号和检测信号来生成占空比信号并且通过将占空比信号的电压电平与第一和第二极限电压的电平相比较来生成振荡检测信号。根据本专利技术构思的一方面，提供一种检测发生在功率转换器的输出电压中的振荡的方法，包括：通过输入输出电压、将输出电压放大并将放大的输出电压的电平与第一和第二参考电压的电平相比较来生成振荡信号；基于振荡信号和时钟信号来生成感测电压并且通过将感测电压与第一和第二阈值电压相比较来生成检测信号；基于振荡信号和检测信号来生成占空比信号以及通过将占空比信号的电压电平与第一和第二极限电压的电平相比较来生成振荡检测信号；以及向功率转换器的外部输出振荡检测信号。根据本专利技术构思的示例实施例，一种用于检测输出电压的振荡的功率转换器可以包括：开关式稳压器，被配置为执行切换，使得电感器被交替地连接到外部电源电压或与外部电源电压隔离，并且通过流过电感器的电流来生成输出电压；以及振荡检测器，被配置为检测在输出电压中发生的振荡并且通过确定振荡是否属于将由振荡检测器检测的振荡频率检测范围来输出振荡检测信号。根据本专利技术构思的示例实施例，一种用于检测输出电压的振荡的振荡检测器，该振荡检测器可以包括：频率测量电路，被配置为接收输出电压作为源电压，将源电压放大，并且基于放大的源电压的电平以及第一和第二参考电压的电平来生成振荡信号；频率检测器，被配置为基于振荡信号和时钟信号来生成感测电压并且基于感测电压以及第一和第二阈值电压来生成检测电压；以及占空比检测器，被配置为基于振荡信号和检测信号来生成占空比信号并且基于占空比信号的电压电平、第一极限电压的第一电平以及第二极限电压的第二电平来生成振荡检测信号。根据本专利技术构思的示例实施例，一种检测在功率转换器的输出电压中发生的振荡的方法可以包括：接收输出电压作为源电压，将源电压放大，基于放大的输出电压的电平以及第一参考电压的第一电平和第二参考电压的第二电平来生成振荡信号；基于振荡信号和时钟信号来生成感测电压；基于感测电压、第一阈值电压以及第二阈值电压来生成检测信号；基于振荡信号和检测信号来生成占空比信号；基于占空比信号的电压电平、第一极限电压的第三电平以及第二极限电压的第四电平来生成振荡检测信号；以及向功率转换器的外部输出振荡检测信号。附图说明通过结合附图所做出的以下详细描述，将更清楚地理解本专利技术构思的示例实施例，其中：图1是概念地图示出根据本专利技术构思的示例实施例的功率转换器的视图；图2是图示出图1的开关式稳压器的框图；图3是图示出图2的开关式稳压器的操作的定时图；图4A至图4D是图示出图2的开关式稳压器的输出电压的波形的视图；图5是示意地图示出当图2的开关式稳压器操作时在输出电压中观察的频率特性曲线的视图；图6是图示出图1的振荡检测器的框图；图7A和图7B是图6的频率测量电路的示例电路；图8是图示出图7A和图7B的频率测量电路的操作的定时图；图9和图10是图示出图6的频率检测器的示例电路；图11是图示出图9和图10的频率检测器的操作的定时图；图12A至图12C示出图示出图6的占空比检测器的示例电路和相关联的图形；图13是图示出图6的占空比检测器的示例电路；图14是图示出图13的占空比检测器的操作的定时图；图15是图示出根据本专利技术构思的示例实施例的功率转换器的操作的定时图；以及图16是图示出采用根据本专利技术构思的示例实施例的功率转换器的系统的框图。具体实施方式尽管在示例实施例的描述中使用术语“相同”或“等同”，但应当理解，可以存在一些不精确。因此，当一个要素被称为与另一个要素相同时，应当理解，要素或值在期望的制造或操作容限范围(例如，±10％)内与另一个要素相同。当关于数值在本说明书中使用术语“关于”、“基本上”或“大致”时，意图是，相关联的数值包括所陈述的数值附近的制造或操作容限(例如，±10％)。而且，当关于几何形状使用词语“大体”和“基本上”时，意图是，不要求几何形状的精度，而是形状的幅度处于本公开的范围内。图1是概念地图示出根据本专利技术构思的示例实施例的功率转换器100的视图。参考图1，功率转换器100可以被配置为接收外部电源电压VEXT并且生成具有目标电平的输出电压VOUT。功率转换器100可以包括降压(stepdown)开关式稳压器(未示出)，用于减小外部电源电压VEXT并且向电子设备(或加载点RLOAD)分配直流(DC)电压。外部电源电压VEXT可以是用作功率转换器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于接收外部电源电压并且生成具有目标电平的输出电压的功率转换器，所述功率转换器包括：/n开关式稳压器，被配置为执行开关，使得电感器被交替地连接到所述外部电源电压或与所述外部电源电压隔离并且通过流动通过所述电感器的电流来生成所述输出电压；并且/n振荡检测器，被配置为检测发生在所述输出电压中的振荡并且通过确定所述振荡是否属于将由所述振荡检测器检测的振荡频率检测范围来输出振荡检测信号。/n

【技术特征摘要】
20190425 KR 10-2019-00486021.一种用于接收外部电源电压并且生成具有目标电平的输出电压的功率转换器，所述功率转换器包括：
开关式稳压器，被配置为执行开关，使得电感器被交替地连接到所述外部电源电压或与所述外部电源电压隔离并且通过流动通过所述电感器的电流来生成所述输出电压；并且
振荡检测器，被配置为检测发生在所述输出电压中的振荡并且通过确定所述振荡是否属于将由所述振荡检测器检测的振荡频率检测范围来输出振荡检测信号。


2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被配置为向所述功率转换器的外部输出所述振荡检测信号。


3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被配置为向所述功率转换器的控制器输出所述振荡检测信号。


4.根据权利要求1所述的功率转换器，其中
所述开关式稳压器被配置为响应于所述振荡检测信号被禁用，直到发生在所述输出电压中的振荡消失。


5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被配置为确定所述振荡频率检测范围，所述振荡频率检测范围高于过电流保护操作频率范围并且低于所述开关式稳压器的开关频率范围，并且
其中，所述开关式稳压器被进一步配置为基于所述过电流保护操作频率范围来防止从其输出所述开关式稳压器的输出电压的节点被短接到地。


6.根据权利要求5所述的功率转换器，其中
所述振荡频率检测范围包括所述过电流保护操作频率范围的一部分。


7.根据权利要求5所述的功率转换器，其中
所述振荡频率检测范围包括当利用所述目标电平来调节所述开关式稳压器的输出电压时的操作频带，并且
其中，所述操作频带是低于所述开关频率范围的一半的频率范围。


8.根据权利要求1所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被配置为将所述输出电压放大并且基于放大的输出电压的第一电平、第一参考电压的第二电平，以及第二参考电压的第三电平来生成振荡信号，所述第一参考电压高于所述第二参考电压，并且
其中，所述振荡检测器被进一步配置为基于所述第一参考电压和所述第二参考电压来检测所述输出电压的振荡幅度。


9.根据权利要求8所述的功率转换器，其中
基于所述输出电压的平均电压来生成所述第一参考电压和所述第二参考电压。


10.根据权利要求8所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被配置为生成与所述振荡信号的频率成反比的感测电压并且基于所述感测电压、第一阈值电压，以及第二阈值电压来生成检测信号，所述第一阈值电压高于所述第二阈值电压，并且
通过所述振荡频率检测范围来确定所述第一阈值电压和所述第二阈值电压。


11.根据权利要求10所述的功率转换器，其中
通过所述振荡频率检测范围中的下限频率来确定所述第一阈值电压并且通过所述振荡频率检测范围中的上限频率来确定所述第二阈值电压。


12.根据权利要求10所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被配置为基于所述振荡信号和所述检测信号来生成占空比信号，并且基于所述占空比信号、第一极限电压，以及第二极限电压的电压电平生成所述振荡检测信号，所述第一极限电压高于所述第二极限电压，并且
通过所述振荡频率检测范围来确定所述第一极限电压和所述第二极限电压。


13.根据权利要求12所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被进一步配置为基于所述第一极限电压来检测所述占空比信号是否偏离所述振荡频率检测范围，并且基于所述第二极限电压来检测所述占空比信号是否属于所述振荡频率检测范围。


14.根据权利要求12所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被进一步配置为在输出所述振荡检测信号之前通过使用所述振荡信号来确定是否不是通过由噪声状态引起的错误操作生成所述振荡检测信号。


15.根据权利要求14所述的功率转换器，其中
所述振荡检测器被配置为根据所述振荡信号在从计数器的计数操作的开始起的一时间之后输出所述振荡检测信号。


16.一种用于检测输出电压的振荡的振荡检测器，所述振荡检测器包括：
频率测量电路，其被配置为接收所述输出电压作为源电压、将所述源电压放大，并且基于放大的源电压的电平以及第一参考电压和第二参考电压的电平来生成振荡信号；
频率检测器，其被配置为基于所述振荡信号和时钟信号来生成感测电压并且基于所述感测电压和所述第一阈值电压和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：南炫硕，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR