固定关断时间升压转换器制造技术

本发明专利技术提供一种固定关断时间转换器，尤其讨论了操作电压转换器的装置和方法。在一个实例中，控制转换器的电路可包括：比较器，该比较器配置为接收关断时间充电电压和关断时间阈值，并在关断时间充电电压超过关断时间阈值时，发起功率晶体管从关断时间状态向导通时间状态的转换；以及与比较器连接的电容器，该电容器配置为从处于关断时间状态的感应器接收电压并利用来自感应器的电压提供关断时间充电电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及转换器，尤其涉及固定关断时间转换器。
技术介绍
自振式电压转换器若设计合理，则是内在稳定的，一般不需要前馈斜坡补充，具有较高的带宽。自振式电压转换器可以通过感测输出电压来确定切换频率。然而，这种控制与负载有关，并不都是可取的。例如，轻负载时，自振式电压转换器可以跳过脉冲保持调控，因此，切换频率可能会变得不稳定并落入导致附近人员分心或不适的可听范围内。
技术实现思路
此外，本专利技术讨论了操作电压转换器的装置和方法。在一个实例中，控制转换器的电路可包括比较器，该比较器配置为接收关断时间充电电压和关断时间阈值，并在关断时间充电电压超过关断时间阈值时，发起电源开关如功率晶体管从关断时间状态向导通时间状态的转换；以及与比较器连接的电容器，该电容器配置为从处于关断时间状态的感应器接收电压并利用来自感应器的电压提供关断时间充电电压。本专利技术提供了一种控制转换器的电路，所述转换器包括具有与电压源连接的第一节点的感应器，与所述感应器的第二节点和地面连接的功率晶体管，所述功率晶体管的栅极节点配置为与电路的输出端连接，其中，在导通时间状态时，所述功率晶体管配置为将所述感应器连接到地面以为所述感应器充电；在关断时间状态时，所述感应器配置为与负载连接；所述电路包括比较器，配置为接收关断时间充电电压和关断时间阈值，并在关断时间充电电压超过关断时间阈值时，发起所述功率晶体管从所述关断时间状态向所述导通时间状态的转换；以及电容器，与所述比较器连接，配置为从处于所述关断时间状态的所述感应器接收电压并利用来自所述感应器的所述电压提供所述关断时间充电电压。本专利技术还提供了一种控制转换器的方法，所述转换器包括具有与电压源连接的第一节点的感应器，与所述感应器的第二节点和地面连接的功率晶体管，其中，在导通时间状态时，所述功率晶体管将所述感应器连接到地面以为所述感应器充电；在关断时间状态时，所述感应器配置为与负载连接；所述方法包括利用与电压源连接的关断时间基准电路提供关断时间阈值；在所述关断时间状态时，利用与所述感应器和比较器连接的电容器提供关断时间充电电压；比较器比较所述关断时间充电电压和所述关断时间阈值；以及利用所述比较器的输出发起所述关断时间状态向所述导通时间状态的转换。 这个概述的目的是提供本专利申请主题的一个概述。其目的不是对本专利技术全部或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请进一步的信息。附图说明在附图中，其不必按比例示出，不同图中的相似附图标记可描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同实施例。附图以举例的方式大体展示本文件讨论的变化实施例，但是并非用于限制本申请。图I大体示出了固定关断时间升压转换器的实例；图2大体示出了与操作固定关断时间升压转换器实例相关的波形；图3大体示出了固定关断时间升压转换器的实例； 图4大体示出了与操作固定关断时间升压转换器实例相关的波形；图5大体示出了包括补偿电路的电压转换器的实例。具体实施例方式专利技术人提出了一种自振式升压转换器拓扑，其可为转换器的输入电压和输出电压之间的给定差值设置固定关断时间。在某些实例中，输入电压和输出电压之间的差值取决于负载的电流消耗。然而，输入电压和输出电压之间的差值还可取决于其他因素，例如提供输入电压的电源的充电状态等。本申请描述的转换器拓扑在广泛负载范围内可提供固定切换频率，在某些实例中，可以将切换频率保持在大多数用户可听见的频率范围之外的轻负载状态。图I大体示出了电压转换器100的实例，电压转换器100可包括第一和第二转换器开关101、102，控制器103，感应器104以及电流传感器105。在某些实例中，转换器100可以向负载106提供电力。在一个实例中，转换器100可包括负载电容器107。控制器103可以向第一和第二转换器开关101、102提供命令，使电流通过感应器104，然后连接到负载106。在某些实施例中，基于每个转换器开关的状态轮流控制第一和第二转换器开关101，102，使得当第一转换器开关101导电时，本申请称为转换器100的“导通时间”，第二转换器开关102可以使转换器输出端108与感应器104绝缘。当第一转换器开关101不导电，或使感应器104与地面绝缘时，本申请称为转换器100的“关断时间”，第二转换器开关102可以在转换器输出端108和感应器104之间提供低阻抗路径。在某些实例中，在关断时间时，当第二转换器开关102提供低阻抗路径将感应器电流连接到负载106时，控制器103可以利用感应器104处的电压Vs测定关断时间间隔的时间。在一个实例中，在导通时间时，电流传感器105可以测量感应器电流以测定导通时间间隔的时间。例如，当感应器电流在转换器100的导通时间内达到阈值时，可以断开第一转换器开关101并导通第二转换器开关102，将感应器电流连接到负载106。在一个实例中，第一和第二转换器开关101、102中的一个或两个可包括功率晶体管。图2大体示出了与转换器实例相关的波形实例。第一波形201大体示出了用于第一转换器开关包括NMOS晶体管的转换器实例中的第一转换器的命令信号。命令信号变高为H时，感应器可以与地面连接，电流开始流过感应器。第二波形202大体示出了流过转换器的感应器的电流。感应器与地面连接时，流过感应器的电流能够例如以斜率Hltl逐渐增加。感应器与负载连接时，电流能够例如以斜率Hi1逐渐减少。第三波形203大体示出了第一转换器开关和感应器之间的节点处的电压\。第一转换器开关导通时，电压\大致是对地电压；而当感应器通过第二转换器开关与负载连接时，电压Vs大致等于输出电压VOTT。图3大体不出了频率取决于输入电压Vin和输出电压Vqut之间的差值且可不依赖负载条件进行可控调整的电压转换器300的实例。在某些实施例中，电压转换器300可以与负载306连接，包括感应器304，第一和第二转换器开关30 1、302，以及滤波电容器307。逻辑电路309可以控制第一和第二转换器开关301、302。在一个实例中，感应器304通过第二转换器开关302与负载306绝缘时，第一转换器开关301可以通过将感应器304连接在输入电压Vin和地面之间来发起感应器电流。通过利用第一转换器开关301将感应器304与地面绝缘并利用第二转换器开关302将感应器304连接到负载306的方式向负载306释放经由电流存储在感应器304中的能量。在一个实例中，第一和第二转换器开关301、302中的一个或两个可包括功率晶体管。在某些实例中，可以利用包括定时电阻器311，电容器312，比较器313和分压器314的定时电路310来确定转换器300的关断时间。在一个实例中，分压器314可以向比较器313提供关断时间基准信号315。感应器304经由第二转换器开关302与负载306连接时，启用定时电路310。感应器304处的电压Vs可以为电容器312充电直至电容器312上的电压达到或超过阈值，例如分压器314产生的关断时间基准信号315。比较器313可以提供与关断时间基准信号315相关的表示电容器电压等级的输出。在一个实例中，定时电路310可以包括缓冲感应器304的缓冲器316，以缓冲定时电路310的定时电阻器311、电容器312和比较器313。响应于定时电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·艾伦·迪伊薇特，迈克尔·大卫·穆里根，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，快捷半导体公司，
类型：发明
国别省市：