CN103326545B - 导通时间发生器、信号产生方法及电压转换器 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

导通时间发生器、信号产生方法及电压转换器
技术领域
本发明涉及导通时间发生器、信号产生方法及电压转换器。
背景技术
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。
发明内容
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、定时电容器211和比较器212。在生成导通时间脉冲之前，可对定时电容器211进行放电。比较器212可提供一个指示定时电容器211两端电压相比于阈值或基准电压(VREF)的输出(TON)。随着导通间隔开始，可调电流源210可为定时电容器211充电。一旦定时电容器211两端的电压上升至或高于上述参考电压(VREF)，比较器212的输出可改变逻辑电平以指示导通间隔结束。在某些示例中，可调电流源210可被调整为以一个配置为产生特定的导通时间间隔持续时间的速率为定时电容器211充电。
导通时间发生器的比较器，理想地来说，应该是非常快速地提供准确的导通时间间隔。快速比较器可导致高的比较器静态电流(Iq)。对于采用有限能源(例如电池)的设备来说，快速比较器可降低电池的充电寿命，进而降低包含升压转换器的设备的充电间隔。为达到较低的平均静态电流，可在截止时间间隔期间禁用该快速比较器。然而，使比较器仅在导通时间间隔期间导通，会引入定时误差，这是因为比较器在能够提供有效输出前会要求一个特定的最小启动时间。
除其他以外，本中请发明人已经认识到，一种增强的导通时间延迟发生器，例如，用于经计算的导通时间升压电路拓扑。在某些示例中，该增强的导通时间发生器可采用快速比较器，可在截止时间间隔期间禁用该快速比较器以节能，并可补偿该快速比较器的启动延迟。在某些示例中，增强的导通时间发生器在导通时间间隔之前及之后可提供基本为零的静态电流。采用在此公开的技术，可在导通时间间隔之间禁用该增强的导通时间发生器，而导通时间计算无明显误差。此外，本公开的技术可改善在较大输入及输出电压组合范围上的导通时间间隔的准确性。
图3概括地示出一示例的增强的导通时间发生器309。在某些示例中，该增强的导通时间发生器309可包括定时电容器(CT)、电流源310、比较器312、第一和第二补偿电容器(GIN、COUT)，以及多个相位开关(P1A、P1B、P2A、P2B、P2C)。使用在此公开的技术，增强的时间发生器309可消除与在导通时间延迟间隔开始时启用比较器312相关的启动延迟误差。在某些示例中，相比未被增强的电路拓扑来说，增强的时间发生器309可仅需要很少的附加集成电路。
在某些示例中，增强的时间发生器309可使用电流源310为定时电容器(CT)放电，以准确地提供导通时间间隔的结束指示。在某些示例中，该指示可由快速比较器312的输出的转换来体现。快速比较器312可将定时电容(CT)两端的电压与一阈值或基准电压(VREF)相比较，并提供表示该比较结果的输出。当定时电容器两端的电压(CT)放电降至或变得低于该基准电压(VREF)时，比较器312可改变比较器312的输出的逻辑电平，以指示导通时间间隔(TON)结束。在某些示例中，增强的导通时间发生器309，或诸如比较器312之类的组件，可在导通时间间隔(TON)之外被禁用以节能。通常已知的是，一旦发起比较器，比较器在基于其输入的比较结果来提供有效输出之前，可需要一特定量的时间(例如，最小导通时间)来启动。
在某些示例中，增强的时间发生器309可包括用于补偿该最小导通时间的补偿电路，以使得在该最小导通时间之后，该增强的时间发生器309可准确指示导通时间间隔(TON)结束。在某些示例中，增强的导通时间发生器309的输出信号，可以与晶体管结合使用以终止电压转换器的导通时间间隔。在某些示例中，所述补偿电路可包括第一和第二补偿电容器(C1、C2)，和多个相位开关(P1A、P1B、P2A、P2B、P2C)。在一个示例中，导通时间间隔的第一相位可为第一和第二补偿电容器(C1、C2)预充电，导通时间间隔的第二相位可允许第一和第二补偿电容器(C1、C2)来偏置定时电容器(CT)以补偿比较器312的启动。相位开关(P1A、P1B、P2A、P2B、P2C)可包括相位1开关(P1x)和相位2开关(P2x)。一旦导通时间间隔开始，控制器(未示出)或控制逻辑，可打开相位2开关(P2x)并可闭合相位1开关(P1x)。第一相位1开关(P1A)可将第一个补偿电容器(C1)耦合至输入电压(VIN)。第二相位1开关(P1B)可将第二补偿电容器(C2)耦合至地。在某些示例中，第三相位1开关，例如逻辑门(未示出)，可至少在导通时间间隔(TON)开始时，将比较器312的输出设置在适当的逻辑电平上。在某些示例中，电流源310在导通时间间隔(TON)开始时可被启用，但采用第三相位2开关(P2C)与定时电容器(CT)隔离。
在最小导通时间结束时，或者说导通时间间隔(TON)的第一相位结束时，控制器可打开相位1开关(P1x)并闭合相位2开关(P2x)以继续进行至导通时间间隔(TON)的第二相位。在某些示例中，在第二相位期间，第一相位2开关(P2A)可将第一补偿电容器(C1)耦合至地，第二相位2开关(P2B)可将第二补偿电容器(C2)耦合至输出电压(VOUT)。与补偿电容器(C1、C2)在第一相位期间的预充电相结合，补偿电容器(C1、C2)在第二相位期间的配置可提供(VOUT-VIN)的功能，使得，在C1＝C2时，增强的导通时间发生器309可产生一个理想的导通时间(TI)，
T I = ( V OUT - V IN ) * C 1 A * V OUT .
其中A是一个与电流源310相关的标定值。
然而，考虑到比较器312启动的最小导通时间，在C1＝C2时，实际的导通时间(TON)为：
T ON = ( V OUT - V IN ) * C 1 A * V OUT + T P 1 .
其中A是与电流源相关的标定值，TP1是第一相位或最小导通时间的间隔。因此，在C1＝C2时，增强的时间发生器309可包括与比较器312的启动相关的定时误差。
但是，本申请发明人已经认识到，如果所述第一和第二补偿电容器(C1、C2)的尺寸不同或者电容不同(例如，C1≠C2)，则实际的导通时间(TON)可为，
T ON = ( V OUT - V IN ) * C 1 A * V OUT - C 1 - C 2 A + T P 1 .
在某些示例中，因为启动比较器312所需的最小导通时间(TP1)是可测量的且就各次启动来说是一致的，并且第一补偿电容器(C1)和第二补偿电容器(C2)的尺寸或电容可被选择为消除增强的导通时间发生器309的最小导通时间，因此，对于长于最小导通时间(TP1)的导通时间间隔来说，可提供一个更理想的导通时间间隔(TON)。
在某些示例中，所述第一补偿电容器(C1)、所述第二补偿电容器(C2)、所述定时电容(CT)和所述比较器312的第一输入端可耦合在公共节点313处。在某些示例中，比较器312的输出可产生定时信号来控制电压转换器的晶体管(例如图1的升压转换器系统100的第一晶体管107)。
图4A-4C图形化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。图4A示出了在输入电压为约2.5伏时提供相应输出电压的理想的导通时间曲线401A。图4B示出了根据图2中示出的电路拓扑，当比较器在导通时间发生器的导通时间间隔之外被隔离于电源且当输入电压为约2.5伏时，为输出电压产生的实际导通时间曲线402。还用虚线示出了理想的导通时间曲线401B。图4C示出了根据图3示出的增强的导通时间发生器的电路拓扑，当比较器在该增强的导通时间发生器的导通时间间隔之外被隔离于电源且当输入电压为约2.5伏时，为输出电压产生的实际导通时间曲线403。还用虚线示出了理想的导通时间曲线401C。
对于图4B中示出的各输出值，非增强的导通时间发生器产生的导通时间间隔长于理想的导通时间间隔。该长度增长源于比较器的启动延迟未得到补偿。对于图4C中示出的高于3伏特的各个输出值来说，增强的导通时间发生器所提供的导通时间基本上与理想的导通时间相匹配，形成了较佳的经调节的转换器输出(其波纹小于非增强的导通时间发生器)，同时还提供了更低的静态电流来操作转换器。
额外注意事项
在示例1中，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。
在示例2中，示例1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，可选地，皆耦合到所述比较器的第一输入端。
在示例3中，示例1-2中任意一个或更多个所述的导通时间发生器，可选地，包括：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。
在示例4中，示例1-3中任意一个或更多个所述的导通时间发生器，可选地，包括：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。
在示例5中，示例1-4中任意一个或更多个所述的导通时间发生器，可选地，包括：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所述第一节点隔离。
在示例6中，示例1-5中任意一个或更多个所述的导通时间发生器，可选地，包括：第一开关，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耦合至地。
在示例7中，示例1-6中任意一个或更多个所述的导通时间发生器，可选地，包括：第二开关，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。
在示例8中，示例1-7中任意一个或更多个所述的导通时间发生器，可选地，包括：第三开关，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。
在示例9中，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，该方法可包括：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；和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。
示例10中，示例1-9中任意一个或更多个所述的方法，可选地，包括：在所述导通时间间隔结束后禁用所述比较器以节能。
示例11中，示例1-10中任意一个或更多个所述的接收所述定时电压的步骤，可选地包括：将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、所述定时电容器的第一节点、及所述比较器的第一节点耦合在一起。
在示例12中，示例1-11中任意一个或更多个所述的预充电步骤，可选地包括：使用第一开关将所述第一补偿电容器的第一节点耦合到所述电压转换器的输入电压。
在示例13中，示例1-12中任意一个或更多个所述的预充电步骤，可选地包括：使用第二开关将所述第二补偿电容器的第一节点耦合至地。
在示例14中，示例1-13中任意一个或更多个所述的预充电步骤，可选地包括：使用第三开关将所述电流源与所述定时电容器的第一节点隔离。
在示例15中，示例1-14中任意一个或更多个所述的接收所述定时电压的步骤，可选地包括：将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、所述定时电容器的第一节点、及所述比较器的第一节点耦合在一起。
在示例16中，示例1-15中任意一个或更多个所述的偏置所述定时电容器的步骤，可选地包括：使用第一开关将所述第一补偿电容器的第二节点耦合至地。
在示例17中，示例1-16中任意一个或更多个所述的偏置所述定时电容器的步骤，可选地包括：使用第二开关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。
在示例18中，示例1-17中任意一个或更多个所述的预充电步骤，可选地包括：使用第三开关将所述电流源耦合至所述定时电容器的所述第一节点。
在示例19中，示例18中任意一个或更多个所述的接收所述定时电压的步骤，可选地包括：将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、所述定时电容器的第一节点、及所述比较器的第一节点耦合在一起。
在示例20中，一种电压转换器，可包括：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；和导通时间发生器，配置为提供定时信号以终止所述导通时间间隔。在某些示例中，所述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一阈值电压，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。
在示例21中，示例1-20中任意一个或更多个所述的电压转换器，可选地，包括：第二晶体管，配置为在所述第一晶体管的截止时间间隔期间，将所述电感器耦合到所述电压转换器的输出端。
示例22可以包括示例1-21中的任意一个或多个的任意部分或任意部分的组合或者可以可选择地与其组合以包括用于执行示例1-21的功能中的任意一个或多个的模块或包含当由机器执行时使得机器执行示例1-21的功能中的任意一个或多个的指令的机器可读介质。
上文的详细描述包括对附图的参考，附图形成了详细描述的一部分。附图通过示例的方式示出了其中可以实践本申请的具体实施例。这些实施例也可以被称为“示例”。本文所涉及的所有出版物、专利及专利文件全部作为本文的参考内容，尽管它们是分别加以参考的。如果本文与参考文件之间存在用途差异，则将参考文件的用途视作本文的用途的补充；若两者之间存在不可调和的差异，则以本文的用途为准。
在本文中，与专利文件通常使用的一样，术语“一”或“某一”表示包括一个或多个，但其他情况或在使用“至少一个”或“一个或多个”时应除外。在本文中，除非另外指明，否则使用术语“或”指无排他性的或者，使得“A或B”包括：“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在所附权利要求中，术语“包含”和“在其中”等同于各个术语“包括”和“其中”的通俗英语。同样，在本文中，术语“包含”和“包括”是开放性的，即，系统、设备、物品或步骤包括除了权利要求中这种术语之后所列出的那些部件以外的部件的，依然视为落在该条权利要求的范围之内。而且，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标签，并非对对象有数量要求。
上述说明的作用在于解说而非限制。例如，上述示例(或示例的一个或多个方面)可结合使用。其他实施例可以使用，例如本领域普通技术人员在阅读上文的描述时。同样，在上面的具体实施方式中，各种特征可归类成将本公开合理化。这不应理解成未要求的公开特征对任何权利要求必不可少。相反，本发明的主题可在于的特征少于特定公开的实施例的所有特征。因此，下面的权利要求据此并入具体实施方式中，每个权利要求均作为一个单独的实施例，并且可设想到这些实施例可以在各种组合或排列中彼此结合。应参看所附的权利要求，以及这些权利要求所享有的等同物的所有范围，来确定本申请的范围。

Claims (18)

1.一种导通时间发生器，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的步骤包括：
将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、所述定时电容器的第一节点、及所述比较器的第一输入端耦合在一起。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预充电步骤包括：
使用第二开关P1A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。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预充电步骤包括：
使用第三开关P1B将所述第二补偿电容器的第二节点耦合至地。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述预充电步骤包括：
使用第四开关P2C将电流源与所述定时电容器的第一节点隔离。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述接收所述定时电压的步骤包括：
将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、所述定时电容器的第一节点、及所述比较器的第一输入端耦合在一起。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，所述偏置所述定时电容器的步骤包括：
使用第二开关P2A将所述第一补偿电容器的第二节点耦合至地。
15.根据权利要求7所述的方法，其中所述预充电步骤包括：
使用第二开关P2C将电流源耦合至所述定时电容器的第一节点。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述接收所述定时电压的步骤包括：
将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、所述定时电容器的第一节点、及所述比较器的第一输入端耦合在一起。
17.一种电压转换器，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；
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；
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；
第四开关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接地；
第五开关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；及
其中，第三开关P2C进一步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。
18.根据权利要求17所述的电压转换器，包括：
第二晶体管，配置为在所述第一晶体管的截止时间间隔期间，将所述电感器耦合到所述电压转换器的输出端。
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