导通时间发生器、信号产生方法及电压转换器技术

本申请涉及导通时间发生器、信号产生方法及电压转换器。除其他以外，本申请讨论了电压转换器及经计算的导通时间电压转换器。在一个示例中，用于电压转换器的导通时间发生器可包括：定时电容器，配置为提供定时电压；比较器，配置为接收该定时电压及阈值电压，并且使用所述定时电压与所述阈值电压的比较结果来提供该定时信号；电流源，配置为在所述启动延迟之后，对所述定时电容器的定时电压进行放电；以及第一补偿电容器和第二补偿电容器，配置为对所述定时电容器的定时电压进行偏置以补偿所述启动延迟。

【技术实现步骤摘要】
导通时间发生器、信号产生方法及电压转换器
本专利技术涉及导通时间发生器、信号产生方法及电压转换器。
技术介绍
概括而言，电压转换器可以接收第一电压，并且提供一个或多个其他电压以向一个或多个负载供应适当的功率。已发展出众多技术来提高电压转换器(尤其是能源受限的便携式电子设备中所用的转换器)的效率。许多效率提高技术牺牲了部分性能(例如定时准确性)以提供改进的效率。
技术实现思路
除其他以外，本申请讨论了电压转换器及经计算的导通时间电压转换器。在一个示例中，用于电压转换器的导通时间发生器可包括：定时电容器，配置为提供定时电压；比较器，配置为接收该定时电压及阈值电压，使用所述定时电压与该阈值电压的比较结果来提供该定时信号；电流源，配置为在所述启动延迟之后，对所述定时电容器的定时电压进行放电；以及第一补偿电容器和第二补偿电容器，配置为对所述定时电容器的定时电压进行偏置以补偿所述启动延迟。在某些示例中，所述第一补偿电容器的尺寸不同于所述第二补偿电容器的尺寸。在某些示例中，所述比较器可被配置为在所述导通时间间隔之外被禁用，并可在对所述定时电压与所述阈值电压进行比较之前存在启动延迟。在某些示例中，所述导通时间发生器可提供定时信号来终止电压转换器的导通时间间隔。在某些示例中，所述导通时间间隔可与所述电压转换器的晶体管的低阻抗模式相关，一定时电容器配置为提供定时电压。本申请提供了一种导通时间发生器，配置为提供定时信号来终止电压转换器的导通时间间隔，其中，所述导通时间间隔与所述电压转换器的晶体管的低阻抗模式相关，所述导通时间发生器包括：定时电容器，配置为提供定时电压；比较器，配置为接收所述定时电压及阈值电压，并且使用所述定时电压与所述阈值电压的比较结果来提供所述定时信号，所述比较器配置为在所述导通时间间隔之外被禁用，并在对所述定时电压与所述阈值电压进行比较之前存在启动延迟；电流源，配置为在所述启动延迟之后，对所述定时电容器的所述定时电压进行放电；以及第一补偿电容器和第二补偿电容器，配置为对所述定时电容器的所述定时电压进行偏置以补偿所述启动延迟，其中，所述第一补偿电容器的尺寸不同于所述第二补偿电容器的尺寸。本申请还提供了一种用于产生信号的方法，所述信号指示电压转换器的导通时间间隔结束，其中，所述导通时间间隔与所述电压转换器的晶体管的低阻抗模式相关，该方法包括：在所述导通时间间隔开始时，发起比较器的启动延迟；从耦合到所述比较器的第一输入端的定时电容器接收定时电压；在所述比较器的第二输入端接收阈值电压；在所述启动延迟期间，对所述定时电容器以及第一补偿电容器和第二补偿电容器进行预充电；使用所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器，在所述启动延迟之后偏置所述定时电容器，以补偿所述启动延迟；在所述启动延迟之后对所述定时电容器进行放电；将所述定时电压与所述阈值电压进行比较；及当所述定时电压变得低于所述阈值时，产生信号转换以指示所述导通时间间隔结束。本申请进一步提供了一种电压转换器，包括：第一晶体管，配置为增大在所述第一晶体管的导通时间间隔期间流经电感器的电流；导通时间发生器，配置为提供定时信号以终止所述导通时间间隔，所述导通时间发生器包括：定时电容器，配置为提供定时电压；比较器，配置为在所述导通时间间隔之外被禁用以节能，接收所述定时电压及阈值电压，并且在所述定时电容器的电压变得低于所述阈值时提供所述定时信号，所述比较器在提供指示所述定时电压与所述阈值电压的比较结果之前具有启动延迟；电流源，配置为在所述启动延迟之后，对所述定时电容器的定时电压进行放电；以及第一补偿电容器和第二补偿电容器，配置为对所述定时电容器的定时电压进行偏置以补偿所述启动延迟，其中，所述第一补偿电容器的尺寸不同于所述第二补偿电容器的尺寸，其中，所述第一补偿电容器的第一节点、所述第二补偿电容器的第一节点、及所述定时电容器的第一节点，皆耦合到所述比较器的第一输入端；第一开关，配置为在所述启动延迟期间，将所述第一补偿电容器的第二节点耦合到所述电压转换器的输入电压；第二开关，配置为在所述启动延迟期间，将所述第二补偿电容器的第二节点耦合至地；第三开关，配置为在所述启动延迟期间，将所述电流源与所述比较器的第一节点隔离；第四开关，配置为在所述启动延迟之后，将所述第一补偿电容器的第二节点接地；第五开关，配置为在所述启动延迟之后，将所述第二补偿电容器的第二节点耦合至所述电压控制器的输出电压；及第六开关，配置为在所述启动延迟之后，将所述电流源耦合至所述比较器的第一节点。本节意在提供本专利申请的主题的概述。其并非意在提供本申请的排他性或穷尽性的解释。本文包括了详细的描述，以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明在附图中(这些附图不一定是按照比例绘制的)，相似的数字可以描述不同的视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示类似组件的不同实例。附图通过举例说明而非限制的方式概括地示出了本文中讨论的各个实施例。图1概括地示出了示例性升压转换系统。图2示出了现有的导通时间发生器。图3概括地示出了示例性增强的导通时间发生器。图4A-4C图形化对比现有的导通时间发生器示出了示例性增强的导通时间发生器所提供的改进的定时。具体实施方式电压转换器，例如降压转换器或者升压转换器，可以接收一输入直流(DC)电压，并在输出端提供一个不同于输入电压的输出直流电压。在某些示例中，该输出电压在该电压转换器的操作的特定间隔期间可接近于该输入电压。在某些示例中，升压转换器，或者说调节器，可以向需要较高电压(例如，高于电池能够提供的电压)的应用提供最小电压轨。在某些示例中，可通过将能量储存在电感器以及释放所存储的能量为输出电容器充电到所需的输出电压电平，为升压转换器提供较高的输出电压。可通过发起并增加流经电感的电流来将能量存储在电感器中。电感器电流的存储能量随后可被释放以将输出电容器充电到所期望的电压电平。图1概括地示出一个示例性升压转换器系统100，其包括电池101、电感器102、升压转换器103、输出电容器104和负载105。该升压转换器103可包括控制器106、第一晶体管107和第二晶体管108。在某些示例中，电感器102的第一端子可耦合到输入电压源(例如，电池101)。在升压转换器103的导通间隔期间，升压转换器103的第一晶体管107可受控进入低阻抗模式，以通过将电感器102的第二端子接地，发起或增大流经电感器102的电流。在某些示例中，在该升压转换器103的截止时间期间，第二晶体管108可将电感器102的第二端子耦合到升压转换器103的输出端，以便例如将负载电容104充电至所需的输出电压水平。在某些示例中，升压转换器输出电压(VOUT)可至少部分地受控于由控制器106产生并由第一晶体管107和第二晶体管108接收的一个或更多个脉冲序列。在某些示例中，占空比可与脉冲序列相关联。占空比可以参考导通/截止(ON/OFF)比，ON/OFF比表示所传送的各脉冲的持续时间(ON时间)与相邻脉冲之间的持续时间(OFF时间)的比率。用于升压转换器的第一晶体管107的脉冲序列的至少一部分，可以由控制器103的“导通时间发生器”来产生。图2示出了一现有的导通时间发生器209，其包括可调电流源210、定时电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导通时间发生器，配置为提供定时信号来终止电压转换器的导通时间间隔，其中，所述导通时间间隔与所述电压转换器的晶体管的低阻抗模式相关，所述导通时间发生器包括：定时电容器，配置为提供定时电压；比较器，配置为接收所述定时电压及阈值电压，并且使用所述定时电压与所述阈值电压的比较结果来提供所述定时信号，所述比较器配置为在所述导通时间间隔之外被禁用，并在对所述定时电压与所述阈值电压进行比较之前存在启动延迟；电流源，配置为在所述启动延迟之后，对所述定时电容器的所述定时电压进行放电；以及第一补偿电容器和第二补偿电容器，配置为对所述定时电容器的所述定时电压进行偏置以补偿所述启动延迟，其中，所述第一补偿电容器的尺寸不同于所述第二补偿电容器的尺寸。

【技术特征摘要】
2012.03.23 US 61/614,7361.一种导通时间发生器，配置为提供定时信号来终止电压转换器的导通时间间隔，其中，所述导通时间间隔与所述电压转换器的晶体管的低阻抗模式相关，所述导通时间发生器包括：定时电容器，配置为提供定时电压；比较器，配置为接收所述定时电压及阈值电压，并且使用所述定时电压与所述阈值电压的比较结果来提供所述定时信号，所述比较器配置为在所述导通时间间隔之外被禁用，并在对所述定时电压与所述阈值电压进行比较之前存在启动延迟；电流源，配置为在所述启动延迟之后，对所述定时电容器的所述定时电压进行放电；第一补偿电容器和第二补偿电容器，配置为对所述定时电容器的所述定时电压进行偏置以补偿所述启动延迟，其中，所述第一补偿电容器的尺寸不同于所述第二补偿电容器的尺寸；第一开关P1A，配置为在所述启动延迟期间，将所述第一补偿电容器的第二节点耦合到所述电压转换器的输入电压；以及所述第一补偿电容器的第一节点、所述第二补偿电容器的第一节点、及所述定时电容器的第一节点，皆耦合到所述比较器的第一输入端，所述第二补偿电容器的第二节点通过控制开关耦合至地或所述电压转换器的输出电压。2.根据权利要求1所述的导通时间发生器，包括：第二开关P1B，配置为在所述启动延迟期间，将所述第二补偿电容器的第二节点耦合至地。3.根据权利要求2所述的导通时间发生器，包括：第三开关P2C，配置为在所述启动延迟期间，将所述电流源与所述比较器的第一输入端隔离。4.根据权利要求1所述的导通时间发生器，包括：第二开关P2A，配置为在所述启动延迟之后，将所述第一补偿电容器的第二节点耦合至地。5.根据权利要求4所述的导通时间发生器，包括：第三开关P2B，配置为在所述启动延迟之后，将所述第二补偿电容器的第二节点耦合至所述电压转换器的输出电压。6.根据权利要求5所述的导通时间发生器，包括：第四开关P2C，配置为在所述启动延迟之后，将所述电流源耦合至所述比较器的第一输入端。7.一种使用权利要求1所述的导通时间发生器来产生信号的方法，所述信号指示电压转换器的导通时间间隔结束，其中，所述导通时间间隔与所述电压转换器的晶体管的低阻抗模式相关，该方法包括：在所述导通时间间隔开始时，发起比较器的启动延迟；从耦合到所述比较器的第一输入端的定时电容器接收定时电压；在所述比较器的第二输入端接收阈值电压；在所述启动延迟期间，对所述定时电容器以及第一补偿电容器和第二补偿电容器进行预充电；使用所述第一补偿电容器和所述第二补偿电容器，在所述启动延迟之后偏置所述定时电容器，以补偿所述启动延迟；在所述启动延迟之后对所述定时电容器进行放电；将所述定时电压与所述阈值电压进行比较；及当所述定时电压变得低于所述阈值时，产生信号转换以指示所述导通时间间隔结束；其中，所述偏置所述定时电容器的步骤包括：使用第一开关P2B将所述第二补偿电容器的第二节点耦合至所述电压转换器的输出电压。8.根据权利要求7所述的方法，包括：在所述导通时间间隔结束后禁用所述比较器以节能。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述接收所述定时电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤哈马蒂·库贾拉，约尼·米卡·卡勒沃·沃里宁，
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：