CN102948058A

CN102948058A - 具有输入限流功能的开关调节器

Info

Publication number: CN102948058A
Application number: CN2011800299978A
Authority: CN
Inventors: I·G·米勒; R·T·宫凯武兹; J·M·皮古特
Original assignee: Freescale Semiconductor Inc
Current assignee: NXP USA Inc
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2031-05-27
Also published as: EP2583376B1; WO2011159457A2; US20110309812A1; WO2011159457A3; JP5864561B2; JP2013529056A; EP2583376A2; EP2583376A4; CN102948058B; US8754626B2

Abstract

一种开关调节器（101）包括电容器（105）、电荷控制电路（103）、放电检测器（121）、开关电路（139）以及反馈电路。所述电荷控制电路对所述电容器进行充电和放电。所述放电检测器的输入耦接到所述电容器以在到所述电容器已经放电到预定水平时指示过流状况。所述开关电路耦接为接收输入电压。开关信号使所述开关电路导通和非导通从而以一调节的电压电平提供输出电压。所述开关信号的占空比响应于过流状况的指示而减小。所述反馈电路用于控制所述电容器的放电速率。

Description

具有输入限流功能的开关调节器

技术领域

本发明总体上涉及开关调节器（switching regulator），更特别地，涉及具有输入限流功能的开关调节器。

背景技术

一些电子设备需要规定的电源电压以用于高效和/或安全的操作。开关调节器被用于提供经调节的直流电压且用于调整来自DC电源诸如电池或AC供电的带滤波的整流器的电压电平。开关调节器生成具有一占空比的信号给功率开关的控制端子以用于控制所调节的输出电压的电压电平。

一些电源可能对能从电源汲取的电流量有限制。例如，对于从通用串行总线（USB）连接器给电池充电的系统来说，所汲取的电流量可能被限定到特定的最高水平，例如100毫安、500毫安或950毫安±5%。此外，可能期望的是，限制通过调节器汲取的电流量以防止损伤调节器。

附图说明

通过参考附图，可以使本发明被更好地理解，且使本发明的许多目的、特征和优点对本领域技术人员变得显然。

图1是根据本发明一实施例的直流开关调节器的电路图。

图2是根据本发明一实施例的电流传感器的电路图。

图3是时序图，示出根据本发明一实施例的直流开关调节器的操作。

图4是时序图，示出根据本发明一实施例的直流开关调节器的操作。

除非另有说明，否则在不同附图中使用相同的附图标记表示相同的项。附图不一定是按比例绘制的。

具体实施方式

下面阐述实施本发明的模式的详细说明。该说明旨在是本发明的示范，不应被当作限制。

这里描述时，开关调节器包括限流功能，其限制开关调节器汲取的输入电流的量。限流功能用电容器实现，该电容器的放电速率取决于输入电流。取决于电容器的放电速率，开关信号的占空比（dutycycle）在过流状况期间减小。

图1是带限流功能的开关调节器的电路图。在所示实施例中，开关调节器101包括用于从DC电源接收DC电压下的输入电流的电力输入端子（标有Vin）。在一实施例中，电力来自USB连接器端口，但是在其它实施例中可来自其它DC电源。在所示实施例中，调节器101包括用于生成感测电流（N＊Isense）的电流传感器电路137，感测电流与流出传感器到高侧功率开关139的电流（Iin）成比例。传感器电路137的一实施例示于图2中。然而，传感器电路可具有用于产生表示流经开关139的电流的信号的其它配置。例如，感测电路可以是与高侧开关139并联的晶体管。

在所示实施例中，调节器101包括低侧功率开关141。然而，在其它实施例中，调节器101可包括替代开关141的回扫二极管。在一实施例中，开关139和141分别由PFET和NFET实现。然而，在其它实施例中，用于开关调节器的其它类型的功率开关可被实施，诸如双极晶体管、具有多个晶体管的功率开关、或者其它类型的晶体管。

调节器101包括电感器153和平滑电容器155用于存储能量以在输出端子Vout处提供平滑调节的输出电压。负载由电阻器157表示。在一实施例中，负载可以是电池充电器或其它类型的电子器件，诸如MP3播放器、蜂窝电话、或者由DC电源供电的便携式计算机。

调节器101包括脉宽调制控制器135，其接收来自分压器159的与输出电压成比例的反馈电压（VFB）。控制器使用反馈电压VFB来设置脉宽调制信号（PWM）的占空比。在一实施例中，脉宽调制信号以一占空比在高电压电平（例如，2.7V）和低电压电平（例如，0V）之间交替，该占空比取决于VFB，以提供特定输出电压下的Vout。

当在非过流状况（电流Iin低于特定限制量）下时，PWM信号控制功率开关139和141的传导性。当PWM处于高电压时，差分驱动器电路133提供低电压给控制端子（MOSFET的栅极）以使开关139导通，并提供低电压给控制端子以使开关141非导通。当PWM处于低电压时，差分驱动器电路133提供高电压给开关139的控制端子以使开关139非导通，并提供高电压给开关141的控制端子以使开关141导通。Vout的电压由开关139导通的时间量对其非导通的时间量决定。

在一实施例中，驱动器电路133包括电平位移电路用于将驱动器电路133的输入信号的电压摆动（0-2.7V）转换到适当的范围（例如，0-5.0V）以使功率开关139和141导通和非导通。驱动器电路的一示例可以在题为“CIRCUIT HAVING GATE DRIVERS HAVING ALEVEL SHIFTER”的申请中发现，该申请的代理人案号为RA48545ZC，与本申请有共同受让人且同时提交，其整体通过引用合并于此。在一实施例中，配置驱动器电路133使得开关139和141不同时导通。在一实施例中，这通过如下方式实现：将提供给开关139的控制端子的信号馈送到提供控制信号给开关141的驱动器电路133的电路，并将提供给开关141的控制端子的信号馈送到提供控制信号给开关139的驱动器电路133的电路。这些反馈信号被用于对于特定时段阻止开关139和141中的一个开关被导通，直到另一个开关是非导通的。

调节器110包括用于检测过流状况并在检测到过流状况时减小开关139导通对非导通的时间量之比的电路。在所示实施例中，该电路利用所感测的电流（N＊Isense）以产生成比例的感测电流（Isense）从而在PWM周期期间交替地对电容器105和107进行放电。如果由于过流状况而在工作周期期间电容器放电到阈值以下，那么放电检测器121提供选通信号（gating signal）以在提供LPWM时选通PWM信号的与开关139导通对应的电压状态。在一实施例中，如果调节器101处于非过流状况的话，PWM信号的高电压部分决定开关139将导通的时间量。然而，在其它实施例中，PWM信号可以在被选通之后被反相。

调节器101包括运算放大器143以及用于生成Isense的晶体管151和119，Isense与电流传感器电路137生成的N＊Isense成比例。运算放大器143将晶体管151驱动为具有传导性从而通过晶体管151的漏极引出的电流产生与运算放大器143的反相输入处的电压相等的电压。电流传感器电路137的功率晶体管（见图2）的输出处的电压被施加到运算放大器143的反相输入，运算放大器143驱动晶体管151，直到运算放大器143的非反相输入上的电压等于反相输入。晶体管151的漏极处的电流（N＊Isense）是更大的电流（Iin）的一部分，电流Iin是流经导通的功率开关139的电流。N＊Isense与Iin的比率是电流传感器电路137的感测晶体管（例如，图2中的221和223）和启用的功率晶体管（例如，201、205、209和211）的源极到漏极电阻的函数。

N的值取决于晶体管151的宽度与晶体管119的宽度的比率。在一实施例中N是10，但是在其它实施例中可以是其它比率。

调节器101包括电荷控制电路103，其控制电容器105和107的充电和放电。在所示实施例中，电路103包括提供用于给电容器105和107充电的基准电流Iref的基准电流生成器109。Iref的值可以通过调整VBias的值（例如，在一实施例中通过熔断熔丝）而被调整。生成器109连接到基准电压端子（Vref），基准电压端子在一实施例中是电源电压（VDD）。

电容器105（电容器C1）通过使开关111（在所示实施例中实施为PFET）导通并使开关115（在所示实施例中实施为NFET）非导通而由Iref进行充电。电容器105通过使开关115导通并使开关111非导通而由Isense进行放电。晶体管119具有连接到电源端子（接地端子）的电流电极。晶体管119用作电流吸收器。

电容器107（电容器C2）通过使开关113（在所示实施例中实施为PFET）导通并使开关117（在所示实施例中实施为NFET）非导通而由Iref进行充电。电容器107通过使开关117导通并使开关113非导通而由Isense进行放电。

开关113和117的传导性由信号S控制，开关111和115的传导性由信号S的反相信号（SB）控制。信号S和SB由开关控制器129提供。在一实施例中，信号S和SB是方波时钟信号，其频率是PWM信号的频率的1/2。

调节器101包括放电检测器121，其检测电容器105和107是否放电到特定水平以下且作为响应，提供限制信号以在信号LPWM中选通PWM信号的工作周期的导通时间（on-time），这还停止了任一电容器的进一步放电，直到相应的PWM周期结束。在所示实施例中，特定放电水平对应于反相器123和125的阀值电压的电压。检测器121还包括NOR门127，NOR门127在其输出处提供限制信号。限制信号被提供给NAND门131以在信号LPWM中选通PWM信号的导通电压状态从而由于过流状况而减小占空比。驱动器电路133根据LPWM信号控制开关139和141的传导性。

单元选择器147提供K信号，K信号控制单元传感器电路137中被启动的单元数量。在一实施例中，选择器147包括电平位移器以将在0-1.5伏特之间变化的电压信号转变为在0-5.0伏特之间变化的信号以用于提供K信号值。

图2是电流传感器电路137的一实施例的电路图。传感器电路137提供感测电流N＊Isense，感测电流N＊Isense与提供给功率开关139的电流成比例。电流传感器电路137包括功率晶体管203、205、209和211以及感测晶体管221和223。设置这些晶体管的大小并布置这些晶体管使得N＊Isense显著低于Iin但是处于特定精确度的比率。N＊Isense对Iin的比率取决于电路137中启用的单元数量。

在所示实施例中，调节器101具有降压调节器配置。然而，在其它实施例中，调节器可具有其它开关调节器配置，诸如升压调节器配置。例如，在同步升压配置的一实施例中，感测晶体管可以被设置来以小的比率镜像流经高侧功率开关的电流以提供感测电流。

在所示实施例中，传感器电路137具有两个开关的单元，其能够根据从单元选择器147（见图1）接收到的选择信号（K1和K2）而被启用或禁用。在一实施例中，选择信号由从寄存器（未显示）接收到的电流选择器信号控制。在一实施例中，电流选择器信号将在电子器件的操作期间诸如被控制该器件的处理器改变。在其它实施例中，可以在制造期间（例如通过熔丝）被硬连线或设置。在一实施例中，电路137启用的单元数量限定了调节器101汲取的输入电流的量。

在所示实施例中，每个单元（201、207）包括两个并联配置的功率晶体管。例如，单元207（由K1信号控制）包括功率晶体管203和205。单元207（由K2信号控制）包括功率晶体管209和211。通过断言K1和K2信号二者，在电路中两个单元都被启用。如果仅断言K1，那么仅单元201被启用。

N＊Isense对Iin的比率关于所启用的单元（201、207）的数量而变化。启用更多的单元意味着更多数量的功率晶体管被导通，从而减小跨过功率晶体管的电压降。因此，随着更多的单元被启用，需要更多的电流Iin以生成相同量的参考电流（N＊Isense）。如果过流条件等于N＊Isense为特定值，例如100微安培，那么需要两倍的Iin电流以生成N＊Isense的值，跨过功率晶体管的电阻是仅一个单元被启用时的一半（2个单元被启用）。

因此，生成过流条件的输入电流可以通过选择性启用特定数量的单元而被调整。于是，所启用的单元的数量控制过流值。在一实施例中，如果所有的单元都被启用，那么N＊Isense对Iin的比率将为1比12,000，而如果仅一半单元被启用，那么比率将为1比6,000。然而，在其它实施例中可以实施其它比率。

N＊Isense对Iin的比率还受晶体管221和223对功率晶体管203、205、209和211的宽度之比影响。在一实施例中，每个感测晶体管221和223的宽度显著小于每个功率晶体管的宽度。在一实施例中，功率晶体管的等效宽度是190微米，感测晶体管的等效宽度是38微米。用功率晶体管的并联器件组合和感测晶体管的串联器件组合，获得等于9500的功率晶体管对感测晶体管的W/L之比。当功率晶体管Iin电流是950毫安时，这导致100微安的N＊Isense晶体管电流。

在所示实施例中，感测晶体管221和223的控制端子（FET的栅极）接地。然而在其它实施例中，控制端子可以连接到开关，该开关可以选择性地使感测晶体管非导通以禁用电路的过流限制功能。

虽然在图2中示出了每个都具有两个功率晶体管的两个功率晶体管单元（201和207），但是其它实施例可以具有不同数量的单元以及每个单元有不同数量的功率晶体管。例如，一实施例可包括24个功率晶体管单元，每个单元包括4个功率晶体管。在一实施例中，不同单元可具有与其它单元不同数量的功率晶体管。

其它实施例可包括不同数量的感测晶体管。例如，一实施例可包括串联的192个感测晶体管。在一实施例中，感测晶体管的宽长比小于功率晶体管的宽长比。在一实施例中，电流传感器电路137的晶体管实施在其中实施调节器101的集成电路中的大量门（gate）中。

图3是时序图，示出在过流状况下调节器101的操作。图3示出S、SB、PWM、限制和LPWM信号以及电压VC1（以实线示出）和VC2（以虚线示出），VC1和VC2分别是电容器C1和C2的电压。在所示实施例中，电容器C1（105）和C2（107）在S和SB信号控制的PWM信号的交替周期上被充电和放电。例如，当C1在周期1中被充电时，C2被放电。在周期2中，C1被放电且C2被充电。电容器C1在SB信号为低时被Iref电流充电且在SB信号为高时被Isense电流放电。电容器C2在S信号为低时被Iref充电且在S信号为高时被Isense放电。S和SB是彼此反相的信号。

在电容器（C1或C2）正在被放电的PWM周期期间，如果与电容器的电荷对应的电压（VC1或VC2）在周期结束之前达到下限（反相器123或125各自的阈值电压），则限制信号将转变为低电压状态。转变为低电压状态的限制信号使LPWM信号处于低电压状态（开关139的非传导状态）。例如，在图3中，VC1在时间TT2达到下限，这导致限制信号转变到低电压电平。转变到低电压状态的限制信号使（通过NAND门131）LPWM信号变为低电压。由于在PWM信号的导通时间（图3中指示为D）（对应于功率开关139导通）结束之前限制信号变为低，所以LPWM信号具有比PWM信号的导通时间（D）更短的导通时间（D'）。因此，在过流状况期间，功率开关139在周期期间导通的时间从PWM信号的导通时间（D）减小到LPWM信号的导通时间（D'）。因此，在过流状况下，开关139在PWM周期期间导通的时间通过减小控制开关139的信号的占空比而减小，从而减小从DC电源接收到的电流量。

当电容器（C1或C2）的电压达到下限时，因为LPWM变低导致开关139变为非导通，所以电容器的放电停止。当这发生时，Iin、N＊Isense以及相应的流经晶体管119的Isense变为零，这使得电容器停止放电。

如图3所示，变低的限制信号导致开关139截止并且在剩余时钟周期期间停止消耗来自输入的电流。在稳态状况下，在每个PWM周期中，输送给每个电容器（105、107）的电荷是Q=Iref＊Tclk，其中Tclk是时钟周期的持续时间，从每个电容器消耗的电荷是Isense＊D'。这些量在稳态操作中相等。由于Isense与开关139中的瞬时电流成比例，所以每个周期中经过开关139的总电荷被调节，因此所消耗的来自输入的平均电流得到调节。

如图3所示，经过开关139的电流量越大，电容器C1或C2放电越快，则在过流状况期间控制开关139的传导性的信号的占空比的减小越大。

图4是时序图，示出在非过流状况下的调节器101的操作。在非过流状况下，Isense没有大到足以使电容器（C1或C2）在PWM周期期间放电到下限以导致限制信号变为低电压状态。因此，限制信号从不变为低电压状态。因为限制信号从不变为低电压状态，所以LPWM信号由PWM信号控制。因此，PWM信号的导通时间（D）等于LPWM信号的导通时间，电流不被限制。

在图4中，VC1和VC2在上限处分别受电容器C1和C2的充电能力限制并且被可从Iref电源获得的电压限制。

在一些实施例中，提供一种具有限流功能的开关调节器，其利用电容器，该电容器的放电的速率取决于输入电流，可以允许基于过流状况多严重而减小提供给开关调节器的输入电流。过流状况越大，占空比减小的量越大。此外，在一些实施例中，减小功率开关的占空比以控制输入电流可允许与其电阻增大以减小电流的串联限流器件相反以一种更节能的方式来限制电流。此外，在一些实施例中，使用电路来选通PWM信号可允许更高效和简单地产生PWM信号，这与减小生成的PWM信号的占空比的电路相反。此外，在一些实施例中，基于电容器的放电测量过流条件允许基于电流在时间上的积分来确定过流条件，这与测量瞬时电流相反。此外，在一些实施例中，基于电流在时间上的积分限制占空比可允许具有更佳稳定特性的反馈控制环。一实施例允许使用三个简单的逻辑门用于比较功能。另外，在一些实施例中，可以不需要精确的比较电压。

在所示实施例中，使用两个电容器执行过流检测，所述两个电容器每隔一个PWM周期交替地充电和放电。然而，在其它实施例中，不同数量的电容器可用于过流保护。例如，一个电容器可用于检测过流条件。在一电容器检测电路的一个例子中，控制开关139的信号的占空比将在每隔一个PWM周期上被限制信号所限制。在一电容器检测电路的另一个例子中，时钟信号（例如，S）将处于PWM信号的频率。在这样的实施例中，可设置Iref的大小从而它在时钟周期的第一部分期间迅速地给电容器充电。此外，时钟信号的占空比可被改变使得充电时钟状态与放电时钟状态相比相对更短。在一些实施例中，两电容器的系统允许更简单地控制Iref并且可避免需要增加占空比信号的时间的任何进一步再分。

在一实施例中，开关调节器包括电容器和耦接到电容器的电荷控制电路。电荷控制电路对电容器进行充电和放电。开关调节器包括放电检测器，放电检测器包括耦接到电容器的输入。放电检测器响应于检测到电容器上的电荷已经放电到预定水平时断言限制信号。开关调节器包括耦接为从开关调节器的电力输入接收电流的功率开关电路。功率开关电路耦接为接收开关信号以控制功率开关电路的传导性，用于提供电压电平与开关信号的占空比相关的输出电压。基于表示电容器已经放电到预定水平的限制信号，开关信号的占空比被改变以减小从电力输入流经功率开关电路的电流。开关电路包括反馈电路，反馈电路提供表示从电力输入流经功率开关电路的电流量的电流信号。基于该电流信号，电荷控制电路对所述电容器进行放电。

在另一实施例中，开关调节器包括第一电容器、第二电容器和电荷控制电路，电荷控制电路包括耦接到第一电容器的第一端子和耦接到第二电容器的第二端子。电荷控制电路交替地对第一和第二电容器进行充电和放电。开关调节器包括放电检测器，放电检测器包括耦接到第一电容器的第一输入和耦接到第二电容器的第二输入。放电检测器提供表示第一和第二电容器之一上的电荷已经放电到预定水平的指示。开关调节器包括功率开关电路，其耦接为接收来自电力输入的电流。功率开关电路耦接为接收开关信号，所述开关信号用于控制功率开关电路的传导性以根据开关信号的占空比以一电压电平提供输出电压。基于表示第一和第二电容器之一上的电荷已经放电到预定水平的指示，开关信号的占空比被改变以减小从电力输入流经功率开关电路的电流。开关调节器包括反馈电路，用于基于从电力输入流经功率开关电路的电流量控制第一和第二电容器的放电速率。

在另一实施例中，一种操作开关电容器的方法包括响应于时钟信号交替地对电容器进行充电和放电，在时钟信号的每个周期期间，检测电容器上的电荷是否已经放电到预定水平。所述方法包括用开关信号控制开关调节器的功率开关的传导性以在开关调节器的输出端子处提供输出电压。基于检测到电容器已经放电到预定水平，开关信号的占空比被改变以减小从电源流经功率开关的电流。电容器的放电速率取决于从电源流经功率开关的电流量。

虽然已经显示和描述了本发明的特定实施例，但是本领域技术人员将意识到，基于这里的教导，在不脱离本发明及其更广泛的方面的情况下，可以作出进一步的改变和修改，因此，所附权利要求将把在本发明的真实思想和范围内的所有这种改变和修改涵盖在其范围内。

Claims

1.一种开关调节器，包括：

电容器；

电荷控制电路，耦接到所述电容器，所述电荷控制电路用于对所述电容器进行充电和放电；

放电检测器，包括耦接到所述电容器的输入，所述放电检测器用于响应于检测到所述电容器上的电荷已经放电到预定水平时而断言限制信号;

功率开关电路，耦接为接收来自所述开关调节器的电力输入的电流，所述功率开关电路耦接为接收开关信号以控制所述功率开关电路的传导性，用于根据所述开关信号的占空比以一电压电平提供输出电压，其中所述开关信号的占空比基于表示所述电容器已经放电到预定水平的所述限制信号而改变以减小从所述电力输入流经所述功率开关电路的电流；

反馈电路，提供表示从所述电力输入流经所述功率开关电路的电流量的电流信号，其中所述电荷控制电路基于所述电流信号对所述电容器进行放电。

2.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述电荷控制电路包括：

电流源，包括第一端子和第二端子，该第一端子耦接为接收参考电压；

第一晶体管，包括耦接到所述电流源的第二端子的第一电流端子、用于接收钟控信号的控制端子、以及耦接到所述电容器的一端子和所述放电检测器的输入二者的第二电流端子；

第二晶体管，包括耦接到所述第一晶体管的第二电流端子的第一电流端子、用于接收所述钟控信号的控制端子、以及第二电流端子；以及

电流吸收器，包括耦接到所述第二晶体管的第二电流端子的第一端子、耦接到所述反馈电路以接收所述电流信号的控制端子、以及耦接到电源电压端子的第二端子。

3.根据权利要求2所述的开关调节器，其中所述电容器在所述钟控信号的每个周期期间被充电和放电。

4.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述放电检测器包括反相器，其中所述预定水平是与所述反相器的阈值电压对应的电荷。

5.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述功率开关电路包括：

晶体管，包括耦接为接收来自所述电力输入的电流的第一电流端子、响应于所述开关信号的控制端子、以及耦接到所述开关调节器的输出端子的第二电流端子，所述输出端子用于提供所述输出电压。

6.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述反馈电路包括运算放大器，所述运算放大器包括耦接到所述功率开关电路的第一输入、耦接到接收表示从所述电力输入流经所述功率开关电路的电流量的感测电流的信号线的第二输入、以及耦接到所述电荷控制电路以控制所述电容器的放电速率的输出端子。

7.根据权利要求1所述的开关调节器，还包括：

脉宽调制控制器，包括耦接为接收表示所述输出电压的电压信号的输入、以及耦接为以一占空比提供脉宽调制信号的输出，其中所述脉宽调制信号的占空比是基于所述电压信号的；

其中所述开关信号是基于所述脉宽调制信号的；

其中所述限制信号在表示所述电容器已经放电到所述预定水平时将所述开关信号的占空比从由所述脉宽调制信号的占空比控制的值减小到更低的占空比以限制从电力输入流经所述功率开关电路的电流。

8.根据权利要求1所述的开关调节器，还包括耦接到所述电荷控制电路的第二电容器，所述放电检测器用于响应于检测到所述第二电容器上的电荷已经放电到预定水平时断言第二限制信号，其中所述开关信号的占空比基于表示所述第二电容器已经放电到预定水平的所述第二限制信号而改变以减小从所述电力输入流经所述功率开关电路的电流。

9.根据权利要求8所述的开关调节器，其中所述电容器和所述第二电容器在所述开关信号的连续周期期间交替地充电和放电，其中所述电容器在所述第二电容器被充电时被放电且所述第二电容器在所述电容器被充电以前被放电。

10.一种开关调节器，包括：

第一电容器；

第二电容器；

电荷控制电路，包括耦接到所述第一电容器的第一端子以及耦接到所述第二电容器的第二端子，所述电荷控制电路用于交替地对所述第一和第二电容器进行充电和放电；

放电检测器，包括耦接到所述第一电容器的第一输入以及耦接到所述第二电容器的第二输入，所述放电检测器提供表示所述第一和第二电容器之一上的电荷已经放电到预定水平的指示；

功率开关电路，耦接为接收来自电力输入的电流，所述功率开关电路耦接为接收用于控制所述功率开关电路的传导性的开关信号以用于根据所述开关信号的占空比以一电压电平提供输出电压，其中所述开关信号的占空比基于表示所述第一和第二电容器之一上的电荷已经放电到预定水平的指示而改变以减小从所述电力输入流经所述功率开关电路的电流；以及

反馈电路，用于基于从所述电力输入流经所述功率开关电路的电流量控制所述第一和第二电容器的放电速率。

11.根据权利要求10所述的开关调节器，其中：

所述放电检测器包括第一反相器和第二反相器，所述第一反相器包括耦接到所述第一电容器的输入，所述第二反相器包括耦接到所述第二电容器的输入；

所述放电检测器响应于所述第一电容器放电到与所述第一反相器的阈值电压对应的水平或所述第二电容器放电到与所述第二反相器的阈值电压对应的水平而提供所述指示。

12.根据权利要求10中所述的开关调节器，其中所述电荷控制电路包括：

电流源，包括第一端子和第二端子，所述第一端子耦接为接收参考电压；

第一晶体管，包括耦接到所述电流源的第二端子的第一电流端子、用于接收第一钟控信号的控制端子、以及耦接到所述第一电容器的一端子和所述放电检测器的第一输入二者的第二电流端子；

第二晶体管，包括耦接到所述第一晶体管的第二电流端子的第一电流端子、用于接收所述第一钟控信号的控制端子、以及第二电流端子；

第三晶体管，包括耦接到所述电流源的第二端子的第一电流端子、接收第二钟控信号的控制端子、以及耦接到所述第二电容器的一端子和所述放电检测器的第二输入二者的第二电流端子；

第四晶体管，包括耦接到所述第三晶体管的第二电流端子的第一电流端子、耦接为用于接收所述第二钟控信号的控制端子、以及耦接到所述第二晶体管的第二电流端子的第二电流端子；以及

电流吸收器，包括耦接到所述第二晶体管的第二电流端子的第一端子、耦接到所述反馈电路以接收电流信号的控制端子、以及耦接到电源电压端子的第二端子。

13.根据权利要求10所述的开关调节器，还包括：

其中所述开关信号是基于所述脉宽调制信号的；

其中在所述放电检测器提供表示所述第一和第二电容器之一上的电荷已经放电到预定水平的指示时，所述开关信号的占空比从由所述脉宽调制信号的占空比控制的值减小到更低的占空比以限制从电力输入流经所述功率开关电路的电流。

14.根据权利要求13所述的开关调节器，还包括：

逻辑电路，包括接收来自于所述放电检测器的所述指示的第一输入以及接收所述脉宽调制信号的第二输入，其中当所述放电检测器指示所述第一和第二电容器之一上的电荷已经放电到预定水平时，所述逻辑电路包括一输出以提供具有减小的占空比的选通的脉宽调制信号。

15.根据权利要求13所述的开关调节器，其中所述脉宽调制信号以第一频率提供，其中所述第一和第二电容器中的每个以是所述第一频率的一半的速率被充电和放电。

16.一种操作开关调节器的方法，所述方法包括：

响应于钟控信号交替地对电容器进行充电和放电；

在所述钟控信号的每个周期期间，检测所述电容器上的电荷是否已经放电到预定水平；

用开关信号控制所述开关调节器的功率开关的传导性以在所述开关调节器的输出端子处提供输出电压；

其中所述开关信号的占空比基于检测到所述电容器已经放电到所述预定水平而改变以减小从电源流经所述功率开关的电流；

其中所述电容器的放电速率取决于从所述电源流经所述功率开关的电流量。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

响应于第二钟控信号对第二电容器交替地进行充电和放电；

在所述第二钟控信号的每个周期期间，检测所述第二电容器上的电荷是否已经放电到预定水平；

其中所述占空比基于检测到所述第二电容器已经放电到所述预定水平而改变以减小从所述电源经所述功率开关流到所述输出端子的电流。

18.根据权利要求17所述的方法，其中对所述电容器交替地进行充电和放电以及对所述第二电容器交替地进行充电和放电包括在对所述第二电容器进行充电时对所述电容器进行放电和在对所述电容器进行充电时对所述第二电容器进行放电。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括：

生成脉宽调制信号，其中所述脉宽调制信号的占空比是基于所述输出电压的，

由所述脉宽调制信号的占空比控制所述开关信号的占空比；

其中响应于检测到所述电容器已经放电到预定水平，所述开关信号的占空比从由所述脉宽调制信号的占空比控制的值减小。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述钟控信号的频率是所述脉宽调制信号的频率的一半。

21.根据权利要求16所述的方法，还包括：

生成表示从所述电力输入流到所述功率开关的电流的电流感测信号，

其中所述电容器的放电由所述电流感测信号控制。