升压转换器的电流限制制造技术

本公开的某些方面提供了一种电源电路。所述电源电路通常包括：开关模式电源(SMPS)，具有电感元件和被耦合到所述电感元件的第一开关；反馈路径，被耦合在所述SMPS的输出与所述第一开关的控制输入之间；以及电流限制电路，包括：第一电容元件；被耦合到所述第一电容元件的充电电路；第一电流源；被耦合到所述第一电流源的第一电阻元件，所述电容元件被耦合到所述电阻元件与所述第一电流源之间的节点；被耦合到所述第一电容元件的采样保持电路；以及钳位电路，被耦合在所述采样保持电路与所述反馈路径之间。馈路径之间。馈路径之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】升压转换器的电流限制
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年1月26日提交的美国申请号17/159,082的优先权，该申请要求于2020年1月27日提交的美国临时申请号62/966,449的权益和优先权，这些申请均被转让给本申请的受让人并且通过引用全部明确地并入本文，如同在下面充分陈述的并且用于所有适用目的。


[0003]本公开的某些方面大体上涉及电子电路，更具体地涉及一种用于电源电路的电路。

技术介绍

[0004]无论负载电流或输入电压如何变化，稳压器都能理想地提供恒定的直流(DC)输出电压。稳压器可以被分类为线性稳压器或开关稳压器。虽然线性稳压器往往体积小而紧凑，但许多应用可能会受益于开关稳压器的效率提高。例如，线性稳压器可以由低压差(LDO)稳压器来实现。开关稳压器可以由开关模式电源(SMPS)实现，诸如降压转换器、升压转换器或降压
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升压转换器。
[0005]电源管理集成电路(电源管理IC或PMIC)被用于管理主机系统的电源要求，并且可以包括和/或控制一个或多个稳压器(例如升压转换器)。PMIC可以被用于电池操作的设备，诸如移动电话、平板计算机、膝上型计算机、可穿戴设备等，以控制设备中电力的流动和方向。PMIC可以对设备执行各种功能，诸如DC到DC转换(例如使用上述稳压器)、电池充电、电源选择、电压缩放、电源定序等。例如，PMIC可以具有升压转换器以提高DC输入电压的电压电平。

技术实现思路

[0006]本公开的某些方面大体上涉及一种包括电流模式反馈控制电路的升压转换器。
[0007]本公开的某些方面提供了一种电源电路。该电源电路通常包括：开关模式电源(SMPS)，具有电感元件和被耦合到电感元件的第一开关；反馈路径，被耦合在SMPS的输出与第一开关的控制输入之间；以及电流限制电路，包括：第一电容元件；充电电路，被耦合到第一电容元件；第一电流源；第一电阻元件，被耦合到第一电流源，该电容元件被耦合到该电阻元件与该第一电流源之间的节点；采样保持电路，被耦合到第一电容元件；以及钳位电路，被耦合在采样保持电路与该反馈路径之间。
[0008]本公开的某些方面提供了一种用于电压调节的方法。该方法通常包括：经由SMPS，在SMPS的输出处生成输出电压，其中SMPS包括电感元件和被耦合到电感元件的第一开关，被耦合在SMPS的输出与第一开关的控制输入之间的反馈路径；以及经由电流限制电路限制通过电感元件的电流。在一些方面中，限制电流包括：对第一电容元件充电；跨第一电阻元件提供电流，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点；对跨第一电
容元件的电压采样；以及基于所采样的电压来限制与反馈路径相关联的电压。
[0009]本公开的某些方面提供了一种用于电压调节的装置。该装置通常包括：SMPS，被配置为在SMPS的输出处生成输出电压，其中SMPS包括电感元件和被耦合到电感元件的第一开关，反馈路径被耦合在SMPS的输出与第一开关的控制输入之间；以及用于经由电流限制电路限制通过电感元件的电流的部件。在一些方面中，用于限制电流的部件包括：用于对第一电容元件充电的部件；用于跨第一电阻元件提供电流的部件，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点；用于对跨第一电容元件的电压采样的部件；以及用于基于所采样的电压来限制与反馈路径相关联的电压的部件。
[0010]为了实现前述和相关目标，一个或多个方面包括在下文中充分描述并且在权利要求中特别指出的特征。以下描述和所附附图详细陈述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征仅指示各个方面的原理可以被采用的多种方式中的几种。
附图说明
[0011]为了本公开的上述特征的方式可以被详细理解，上面简要概括的更具体的描述可以通过参照各个方面来获得，一些方面在所附附图中图示。然而，要注意的是，所附附图仅图示了本公开的某些典型方面，因此不应被认为是对其范围的限制，因为该描述可以承认其他同样有效的方面。
[0012]图1是根据本公开的某些方面的包括稳压器的示例设备的框图。
[0013]图2图示了根据本公开的某些方面的示例升压转换器。
[0014]图3图示了根据本公开的某些方面的示例升压转换器和反馈控制电路的示例实现细节。
[0015]图4图示了根据本公开的某些方面的电流感测电路的示例实现方式。
[0016]图5图示了根据本公开的某些方面的被配置为钳位放大器的电源电压的电流限制电路的示例实现方式。
[0017]图6图示了根据本公开的某些方面的电流限制电路的示例实现方式，该电流限制电路被配置为钳位在放大器的输出处的电压。
[0018]图7是图示了根据本公开的某些方面的用于电压调节的示例操作的流程图。
[0019]为了便于理解，在可能的情况下，相同的附图标记被用于指定附图共有的相同元件。设想在一个方面中公开的元件可以被有益地用于其他方面而无需具体叙述。
具体实施方式
[0020]本公开的某些方面涉及用于限制电源电路的升压转换器的电感器电流的装置和技术。某些常规实现方式使用固定电压钳位来实现电流限制。然而，由于升压转换器的输入电压(Vin)和输出电压(Vout)的变化，使用固定电压钳位可能会导致电流限制的较大变化。本公开的一些方面涉及以独立于Vin和Vout的方式实现电流限制电路系统，如本文更详细地描述的。
[0021]在一些方面中，电源电路可以包括电流感测电路，其感测通过升压转换器的电感元件的电流。在本公开的一些方面中，电流感测电路的配置可以被复制，以实现用于以独立于Vin和Vout的方式限制电感器电流的电流限制电路。在一个方面中，电流限制电路可以将
误差放大器的输出电压钳位在电源电路的反馈路径中。在其他方面中，电流限制电路可以将误差放大器的电源电压钳位在电源电路的反馈路径中。
[0022]本公开的各个方面在下文中参照附图更充分地描述。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于贯穿本公开呈现的任何具体结构或功能。相反，这些方面被提供，使得本公开是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。基于本文的教导，本领域技术人员应该了解，本公开的范围旨在覆盖本文公开的本公开的任何方面，无论是独立于本公开的任何其他方面实现还是与本公开的任何其他方面组合实现。例如，可以使用本文陈述的任何数量的方面来实现装置或者实践方法。另外，本公开的范围旨在覆盖使用其他结构、功能性或者除本文陈述的本公开的各个方面之外或与其不同的结构和功能性来实践的这种装置或方法。应当理解，本文公开的本公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个元件实施。
[0023]词语“示例性”在本文中被用于表示“充当示例、实例或图示”。本文描述为“示例性”的任何方面都不必被解释为比其他方面优选或有利。
[0024]本文描述的技术可以与各种无线技术组合使用，诸如码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电源电路，包括：开关模式电源(SMPS)，具有电感元件和被耦合到所述电感元件的第一开关；反馈路径，被耦合在所述SMPS的输出与所述第一开关的控制输入之间；以及电流限制电路，包括：第一电容元件；充电电路，被耦合到所述第一电容元件；第一电流源；第一电阻元件，被耦合到所述第一电流源，所述第一电容元件被耦合到所述第一电阻元件与所述第一电流源之间的节点；采样保持电路，被耦合到所述第一电容元件；以及钳位电路，被耦合在所述采样保持电路与所述反馈路径之间。2.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述充电电路被配置为当所述第一开关闭合时，对所述第一电容元件充电。3.根据权利要求1所述的电源电路，还包括电流感测电路，所述电流感测电路被配置为跨第二电阻元件提供感测电流，所述感测电流指示通过所述电感元件的电流，其中所述第一电阻元件是所述第二电阻元件的复制品。4.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述第一电流源被配置为设置针对流过所述电感元件的电流的限制。5.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述采样保持电路包括：第二电容元件；第二开关，被耦合在所述第一电容元件与所述第二电容元件之间；第三电容元件，被耦合到所述钳位电路；以及第三开关，被耦合在所述第二电容元件与所述第三电容元件之间。6.根据权利要求5所述的电源电路，其中当所述第二开关闭合时，所述第二电容元件与所述第一电容元件并联耦合。7.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述钳位电路包括：放大器；以及晶体管，具有被耦合到所述放大器的所述输出的栅极，所述晶体管的漏极被耦合到所述反馈路径。8.根据权利要求7所述的电源电路，其中所述反馈路径包括被耦合在所述SMPS的所述输出与所述第一开关的所述控制输入之间的误差放大器，并且其中所述晶体管的源极被耦合到所述误差放大器的输出。9.根据权利要求8所述的电源电路，其中所述放大器的正输入端子被耦合到所述采样保持电路，并且其中所述放大器的负输入端子被耦合到所述晶体管的所述源极。10.根据权利要求7所述的电源电路，其中所述反馈路径包括被耦合在所述SMPS的所述输出与所述第一开关的所述控制输入之间的误差放大器，并且其中所述晶体管的所述漏极被耦合到所述误差放大器的电源节点。11.根据权利要求10所述的电源电路，其中所述放大器的正输入端子被耦合到所述采样保持电路，并且其中所述放大器的负输入端子被耦合到所述晶体管的所述漏极。
12.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述钳位电路被配置为基于所述采样保持电路的输出处的电压来设置与所述反馈路径相关联的电压。13.根据权利要求12所述的电源电路，其中所述反馈路径包括被耦合在所述SMPS的所述输出与所述第一开关的所述控制输入之间的误差放大器，并且其中与所述反馈路径相关联的所述电压包括所述误差放大器的输出电压。14.根据权利要求12所述的电源电路，其中所述反馈路径包括被耦合在所述SMPS的所述输出与所述第一开关的所述控制输入之间的误差放大器，并且其中与所述反馈路径相关联的所述电压包括所述误差放大器的电源电压。15.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述充电电路包括：第二电流源；以及第二开关，被耦合在所述第二电流源与所述第一电容元件之间。16.根据权利要求15所述的电源电路，其中所述第二开关被配置为当所述第一开关闭合时闭合。17.根据权利要求15所述的电源电路，其中所述电流限制电路还包括与所述第一电容元件并联耦合的第三开关，并且其中所述第二开关被配置为当所述第三开关闭合时断开。18.根据权利要求1所述的电源电路，还包括电流感测电路，被配置为感测通过所述电感元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：