CN103916013B - Dc‑dc变换器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于DC‑DC变换器的主动瞬态响应。DC‑DC变换器的第一功率晶体管连接在电压供应节点和公共节点之间，第二功率晶体管连接在参考节点和公共节点之间，并且电感器连接在公共节点和DC‑DC变换器的输出节点之间。控制器在电感器中的电流超过正的阈值的情况下，在负载的降低事件期间将第一晶体管关断并且将第二晶体管关断。

Description

DC-DC变换器及其操作方法
技术领域
本申请涉及DC-DC变换器，具体而言，涉及用于DC-DC变换器的主动瞬态响应。
背景技术
针对DC-DC变换器，快速瞬态响应对高速现代设备至关重要。电信系统、网络系统、服务器和基于处理器的系统是采用高速设备的应用的示例。例如，微处理器和定制ASIC(专用集成电路单元)具有能够迅速从或多或少的空闲状态向全负载改变并且返回到空闲状态的负载需求，要求电流快速增加和减少。此外，可能需要快速动态电压转变以根据操作模式来提高或降低稳定电压。如果DC-DC变换器不能够对增加和降低负载事件或动态电压转变进行迅速响应，则该变换器的输出电压可能在期望的调节窗口之外，有可能导致微处理器或ASIC的损坏或不当操作。
一些DC-DC变换器具有快速瞬态响应(ATR)单元，用于减轻降低负载事件。这些控制器不受功率开关的同步控制限制，其中在逐周期的基础上调制脉冲宽度占空比以控制输出电压。在常规降压变换器的同步控制中，对于开关周期的一部分，高侧功率晶体管处于导通状态(导通)并且低侧功率晶体管处于非导通状态(关断)，然后对于开关周期的剩余部分，高侧功率晶体管关断并且低侧功率晶体管导通。具有ATR单元的控制器通常支持ATR低(ATRL)状态或ATR高阻抗(ATRL_HiZ)状态以在降低负载事件期间控制电压过冲。
在ATRL状态中，对于一个或多个开关周期，高侧功率晶体管关断并且低侧功率晶体管导通持续，使得负电流或正电流可以从输出电感器流动通过低侧晶体管以便快速地降低输出电压。在ATRL_HiZ状态中，高侧功率晶体管和低侧功率晶体管二者都关断，因此变换器的功率级被切换至高阻抗（三态或HiZ）状态，从而在输出电感器中的电流十分迅速地通过低侧晶体管的体二极管消散，但电流在该状态下不能变负。传统的ATR单元当电感器电流到达零时采用或选择这两种状态中的一种状态，并且不从ATRL_HiZ状态向ATRL低状态切换。然而，这样做能够将ATR单元留在ATRL_HiZ状态太久，这是有问题的，因为它可能会导致较差的负载瞬态或动态电压响应。还可能是有问题的，如果驱动器在其输入处于三态持续太久时进入低功率睡眠模式。
发明内容
根据本文描述的实施例，DC-DC变换器包括主动瞬态响应（ATR）单元，其可以根据各种考虑在降低负载时间期间将变换器的低侧功率晶体管置于ATR低（ATRL）状态或ATR高阻抗（ATRL_HiZ）状态。降低负载事件可以是负载释放或卸载事件，或者由于动态电压转变的电感器电流释放。在ATRL_HiZ状态下，变换器功率级的高侧功率晶体管和低侧功率晶体管二者都关断并且功率级处于被三态化，从而输出电感器中电流通过低侧晶体管的体二极管而迅速地消散。在ATRL状态下，高侧功率晶体管保持关断并且低侧功率晶体管导通，从而负电流或正电流能够从输出电感器流动通过低侧晶体管以便迅速降低输出电压。ATR单元以提高变换器在大的降低负载事件上的输出电压响应的方式、基于各种条件决定何时实施这些状态中的那个状态。响应于大的降低负载事件，取决于感测的电流，ATR单元激活ATRL状态或ATRL_HiZ状态。由ATR单元监控各种参数以确保变换器功率级不保持在一种状态太久，因此产生具有更理想形状的电压输出响应。一旦降低负载事件平息，ATR单元将功率级的切换控制返回至DC-DC变换器的控制器。
根据具有用于连接至负载的输出节点的DC-DC变换器的实施例，DC-DC变换器包括连接在电压供应节点和公共节点之间的第一功率 晶体管，连接在参考节点和公共节点之间的第二功率晶体管，以及连接在公共节点和输出节点之间的电感器。控制器在电感器中的电流超过正的阈值的情况下，在负载处的降低事件期间将第一晶体管关断并且将第二晶体管关断。
根据操作具有连接至负载的输出节点的DC-DC变换器的方法的实施例，该方法包括：经由可变占空比控制信号来开关第一晶体管和第二晶体管以通过电感器向负载递送电流；在所述负载处的降低事件期间将第一晶体管关断；以及在电感器中的电流超过正的阈值的情况下，在降低事件期间将第二晶体管关断而不管可变占空比控制信号的状态。
根据多相DC-DC变换器的实施例，稳压器包括功率级，其包括多个相，每个相具有用于通过相应的电感器耦合至负载的高侧晶体管和低侧晶体管。脉冲宽度调制器可操作用于经由可变占空比控制信号而开关功率级的相，用于通过电感器中的一个或多个电感器向所述负载递送电流。瞬态响应单元可操作用于在电感器中的任意电感器中的测量的电感器电流或者电感器中的所有电感器中总的测量的电感器电流超过正的阈值的情况下，在负载的降低事件期间将高侧晶体管关断并且将低侧晶体管关断。
在阅读了以下详细描述以及查看了附图之后，本领域技术人员将意识到附加特征和优势。
附图说明
附图中的元件未必关于彼此按比例。相同的附图标记指明对应的类似的部件。各种图示的实施例的特征可以被组合，除非它们彼此排斥。实施例在附图中进行了描绘并且在以下的说明书中进行详述。
图1图示具有ATR单元的DC-DC变换器的框图。
图2图示用于DC-DC变换器的主动瞬态响应的实施例的流程图。
图3至图6图示在不同类型的降低负载事件下的ATR单元的行为。
图7图示ATR单元的数字实施例的框图
图8图示具有ATR单元的多相DC-DC变换器的框图
具体实施方式
本文描述的实施例在DC-DC变换器中采用主动瞬态响应（ATR），该DC-DC变换器以提高变换器在大的降低负载事件上的输出电压响应的方式、智能地决定何时将变换器的低侧功率晶体管置于ATR低（ATRL）状态或ATR高阻抗（ATRL_HiZ）状态。DC-DC变换器通过交替地将电感器或变压器通电和断电来从输入源向负载传送功率。这些周期通过功率级的一组开关或通过设备（pass device）来控制，并且通过改变这些开关中的占空比或者通断时间的比率或者占空比来控制电压或电流传送。DC-DC控制器通过反馈补偿调节占空比来监控和维持输出变量（电压和电流）。响应于由于动态电压转变的降低负载事件，诸如负载释放或卸载事件或者电感器电流释放，变换器以提高在瞬态事件期间的变换器的输出电压响应的方式而实现ATR。
通过为变换器的低侧功率晶体管提供ATRL状态和ATRL_HiZ状态以及基于各种条件来智能地决定何时实现这些状态中的哪种状态而实现ATR。在ATRL_HiZ状态下，变换器功率级的高侧功率晶体管和低侧功率晶体管二者都关断以将功率级置于高阻抗状态（即三态），从而输出电感器中电流通过低侧晶体管的体二极管而迅速地消散。在ATRL状态下，高侧功率晶体管保持关断并且低侧功率晶体管导通处于导通状态中，从而负电流或正电流能够从输出电感器流动通过低侧晶体管以便迅速降低输出电压。响应于大的降低负载事件，取决于感测的电流，ATR单元激活ATRL状态或ATRL_HiZ状态。由ATR单元监控各种参数以确保变换器功率级不保持在一种状态太久，因此产生具有更理想形状的电压输出响应。一旦降低负载事件平息，ATR单元将功率级的切换控制返回至DC-DC变换器的控制器。
图1图示了开关式降压变换器的框图，它包括耦合到诸如微处理 器、图形处理器、网络处理器、数字信号处理器、ASIC等的负载102的功率级100。在图1中用单相示出了功率级100，但是在需要时功率级100可以包括多个相。每个相具有由第一驱动器104驱动的高侧功率晶体管（HS）和由第二驱动器106驱动的低侧功率晶体管（LS）。、高侧功率晶体管连接在电压供应节点（VCC）与公共节点（A）之间。低侧功率晶体管连接在参考节点（例如地）和公共节点之间。功率级100的每个相还具有连接在公共节点和输出节点（Vout）之间的电感器（L）。电感器与负载102串联连接并且向负载102递送电流。由每个输出相所提供的电流的数量取决于该相的高侧晶体管和低侧晶体管的开关状态。输出电容器（C）在变换器的输出存储大量的能量。输出电容器可以是单个电容器或并联连接的电容器组。
功率级100的操作经由控制器108实现的PWM（脉冲宽度调制）控制来控制。控制器108包括生成用于功率级100的每个相的生成PWM控制信号（PWM）的PWM控制单元110。PWM控制信号的每个周期具有导通部分和关断部分。在每个PWM周期的导通部分期间，输出相控制的高侧晶体管通过PWM信号而导通（即进入导通状态）并且低侧晶体管被关断（即进入非导通状态）。相反，在每个PWM周期的关断部分期间，低侧晶体管导通并且高侧晶体管关断。
PWM控制信号的占空比（d）确定在每个PWM周期期间高侧晶体管和低侧晶体管分别导通多久，并且因此确定源自该输出相的至负载120的电流的量。基于向变换器提供的参考电压（Vref）和输出电压（Vout）之差而生成PWM控制信号。在一些实施例中，参考电压对应于与负载102关联的电压标识（VID）。VID确定稳压器负载设定点，即当负载电流为零时稳压器的目标电压。
DC-DC变换器还包括自适应电压设定（AVP）单元112，其生成针对参考电压（Vref）的一定数量的偏移（Vavp），该数量与用于功率级100的每个输出相所感测的电感器电流（I_sen）成比例。AVP单元112可以包括放大器和AVP滤波器。通常，控制器108可以实现任何常规AVP回路。DC-DC变换器的背景中的AVP是众所周知的， 因此，在这一方面而言没有给出进一步说明。Vref与Vout和Vavp之差构成误差信号（e），其输入到控制器108的PWM控制单元110。在一个实施例中，PWM控制单元110包括PID（比例-积分-微分）滤波器，其使用误差电压（e）作为输入并且用占空比作为输出实现补偿器传递函数。
基于输出电压和电感器的反馈信息（VOUT，I_sen），响应于所述负载状态而调整占空比的输出。例如，可以通过脉冲加宽或变窄来调整占空比。这样，向DC-DC变换器100的功率级100提供的每个PWM控制信号的占空比基于由AVP单元112生成的偏移（Vavp）、输出电压（Vout）与参考电压（Vref）所而设定。在瞬态负载状态下，包括负载电流的大的降低，在控制器108中包括的或者与控制器108关联的主动瞬态响应（ATR）单元114实现了本文描述的ATR功能。
在稳态调节期间，在负载102的电压与由Vref设定的稳压器目标电压紧密匹配。在瞬态负载事件期间，在负载102的电压偏离目标电压，并且可以通过使用检测过度幅度偏离的ATR单元114来检测负载事件的量级。例如，在负载102的电压超过目标电压最小阈值时，可以使用比较器来触发ATR事件。可替换地，在ATR单元114可以等待直到PWM控制信号变为零并且检测该零占空比的PWM信号作为ATR事件。在每种情况下，ATR单元114以提高变换器在大的降低负载事件上的输出电压响应的方式智能地决定何时将功率级100置于ATRL状态或ATRL_HiZ状态。例如响应于大的降低负载事件，ATR单元114根据感测的相电流（I_sen）而激活ATRL状态或ATRL_HiZ状态。由ATR单元114监控各种参数以确保功率级100不保持在一种状态中太久，从而产生具有更理想形状的电压输出响应。
图2图示由ATR单元114实现的ATR方法的流程图。除非有降低负载事件，即ATR事件，否则在ATR单元114不采取任何动作（框200）。如果向ATR单元114提供的或者由ATR单元114生成的ATR指示器（S）超过正的阈值（ATR_thr），则检测到降低负载事件（框 210）。在一个实施例中，S为所感测的电感器电流（I_sen）和误差电压（e）的函数，即S表示电感器电流和电压误差的组合。在另一实施例中，在PWM控制信号（PWM）的占空比为零时，检测到降低负载事件。在又一实施例中，将S实现为一个比较器，当e>ATR_thr时该比较器跳变，因此由该模块检测到ATR事件。
当检测到降低负载事件时，ATR单元114确定所感测的电感器电流（I_sen）是否超过最小的正的阈值（Imin）（框220）。对于单相功率级100，I_sen是该相的电感其电流。对于多相变换器，I_sen可以是个体相电流（即分别与Imin进行比较的个体相电流）或所有相电流的总和。
在每种情况下，如果I_sen>Imin，则将定时器（T）重置为零（框230）并且ATR单元114然后将功率级100置于ATRL_HiZ状态中（框240）。在ATRL_HiZ状态中，将高侧功率晶体管和低侧功率晶体管二者都关断以三态化变换器功率级，从而输出电感器（L）中的电流通过每个低侧晶体管的体二极管迅速消散。ATR单元114将功率级100保持在ATRL_HiZ状态中持续最小时间量（Tmin）（框242）。在这一时间段过后，只要该降低负载事件持续存在，即S>ATH_thr，则ATR单元114就继续将功率级100保持在ATRL_HiZ状态（框244），并且I_sen保持大于Imin并且功率级100不在ATRL_HiZ状态持续太久，即T<Ton_Max，其中Ton_Max是低侧晶体管被允许关断并且功率级100被三态化的最大时间量（框246）。在一个实施例中，选择Ton_Max使得在低侧晶体管的驱动106进入低功率睡眠模式之前每个低侧晶体管导通至导通状态，即使电感器电流（I_sen）在降低负载事件期间保持在阈值（Imin）以上。
如果这些条件中的任何条件继续未被满足（即S<ATH_thr，I_sen<Imin，和/或T>Ton_Max），则ATR单元114重置计数器T（框250）并且将功率级100置于ATRL状态（框260）。在ATRL状态中，将每个高侧功率晶体管关断并且将每个低侧功率晶体管导通，使得负电流或正电流可以从相应的输出电感器流动通过对应的低侧晶 体管，以便迅速降低变换器的输出电压（Vout）。如果在首次检测到降低负载事件时I_sen不大于Imin，则ATR单元114还将功率级100置于ATRL状态（框220、框250和框260）。
只要降低负载事件存在，在ATRL状态中尚未过去最小时间量（Toff_min）（框264），并且I_sen仍然小于Imin（框266），功率级100就保持在ATRL状态（框262）。在功率级被三态化之前，参数Toff_min确保了低侧功率晶体管导通持续足够的时间量（T）。否则，ATR单元114将功率级100置回于ATRL_HiZ状态中（框266和框230）或将功率级100的控制返回至控制器108（框262和框200）。
图3至图6图示了ATR单元114在不同类型的降低负载事件（图3至图6中标记的“ATR事件”）下的行为。在降低负载事件期间，ATR单元114对至包括在变换器的功率级100中的每个低侧功率晶体管的栅极的将PWM控制信号进行超越控制（override）。在图3至图6中将向每个低侧功率晶体管的栅极施加的超越控制信号标记为“LS_栅极”并且将向每个高侧功率晶体管的栅极施加的超越控制信号标记为“HS_栅极”。
在图3中，在降低负载事件首先发生时，电感器电流（I_sen）大于Imin。作为响应，在ATR单元114将功率级100置于ATRL_HiZ状态中，伴随着高侧功率晶体管和低侧功率晶体管二者都关断。在时间段Ton_Max到期之后，在这种情况下I_sen仍然在Imin之上（在这种情况下设置Imin高于0A，以及Imin可以是可程序控制的并且被设置成包括0A的任何期望的值）。作为响应，ATR单元114通过将低侧晶体管开关至导通状态而将高侧晶体管保持关断来将功率级100置于ATRL状态中。功率级100保持在ATRL状态直至降低负载事件平息。
Ton_Max时间限制参数确保低侧晶体管不关断太久，例如从而避免低侧晶体管的驱动器106进入低功率睡眠模式。当负载电流中发生从高值（例如约200A）至中值（例如约40A）的大的降低时，利用Ton_Max时间限制参数也是有利的。在这种情况下，负载电流从未下 降到0A，即从高值或中值下降到低值。然而，功率级100在整个降低负载事件期间不保持在ATRL_HiZ状态。相反，通过强制低侧功率晶体管进入导通状态而在Ton_Max时间限制到期时将功率级100从ATRL_HiZ状态切换至ATRL状态。由于在ATRL状态中低侧晶体管的体二极管不再导通（或者仅仅轻微导通），所以电感器电流在ATRL状态中不迅速消散，所以这样做减少了变换器输出电压（Vout）中的过冲。
在图4中，在降低负载事件首次发生时，电感器电流（I_sen）大于Imin。作为响应，在ATR单元114将功率级100置于ATRL_HiZ状态中，伴随着高侧功率晶体管和低侧功率晶体管二者都关断。在时间段Ton_Max到期之前，I_sen降至低于Imin。作为响应，ATR单元114通过将低侧晶体管开关至导通状态而将功率级100置于ATRL状态中，即使Ton_Max在瞬态负载电流期间尚未到期。高侧晶体管保持关断。功率级100保持在ATRL状态中直至降低负载事件平息。在一个实施例中，Imin可以设置为在0A以上以进一步降低变换器输出电压（Vout）中的过冲，否则其可以在0A切换点发生。
在图5中，在降低负载事件首次发生时电感器电流（I_sen）低于Imin。因此，ATR单元将功率级置于ATRL状态中并且在整个降低负载事件期间维持功率级在ATRL状态中。
图6示出了ATR单元114对降低负载事件的更通用的响应。在降低负载事件首次发生时电感器电流（I_sen）大于Imin。作为响应，ATR单元114将功率级100置于ATRL_HiZ状态中，伴随着高侧功率晶体管和低侧功率晶体管二者都关断。在时间段Ton_Max到期后，I_sen仍然在Imin以上。作为响应，ATR单元114通过将低侧晶体管开关至导通状态而将功率级100置于ATRL状态，同时高侧晶体管保持关断。功率级100保持在ATRL状态中持续最小时间段（Toff_min）。参数Toff_min确保低侧功率晶体管在再次关断之前具有足够的恢复时间。
在Toff_min到期后，ATR单元114评估降低负载事件是否仍然 存在并且I_sen是否仍然大于Imin。如果是，则ATR单元114通过将低侧功率晶体管从导通状态开关至非导通状态（即关断）而迫使功率级100从ATRL状态到ATRL_HiZ状态。这个过程一直继续（从ATRL_HiZ开关到ATRL以及返回到ATRL_HiZ）直至降低负载事件平息或者I_sen下降至低于Imin。如果在时间段Ton_Max到期之前I_sen下降至低于Imin，则ATR单元114通过再次将低侧晶体管从非导通（关断）状态开关开关到导通状态而将功率级100从ATRL_HiZ状态变换成ATRL状态，即使在瞬态负载电流期间Ton_Max尚未到期。高侧晶体管保持关断。功率级100保持在ATRL状态直至降低负载事件平息。当降低负载事件最终平息，ATR单元114将功率级100的切换控制返回至DC-DC变换器的PWM控制单元110。
图7图示了ATR单元114的实施例。根据这一实施例，将ATR单元114数字地实现为例如控制器108的一部分，并且ATR单元114包括用于基于各种控制和反馈参数（例如，PWM控制信号、Imin、Tmin、Ton_Max、Toff_min、I_sen、e和ATR_thr）来实现本文先前描述的ATR相关的功能的控制逻辑300。图7还图示了ATR控制逻辑300在变换器功率级100的每个低侧功率晶体管上实现的控制。在一个实施例中，控制逻辑300在降低负载事件期间对输入至每个低侧功率晶体管的可变占空比控制信号（PWM）进行超越控制。取决于输入到控制逻辑300的控制和反馈参数的状态，在全部或部分降低负载事件期间，可以强制低侧晶体管导通处于导通状态中（由图7中“ATRL”标记的框表示）或强制低侧晶体管关断处于非导通状态中（由图7中“ATRL_HiZ”标记的框表示）。控制逻辑300例如根据图2的流程图而确定低侧晶体管的状态，以根据降低负载事件期间的控制和反馈参数的状态产生图3至图6中示出的结果。
图8图示了具有ATR单元114的DC-DC变换器的另一实施例。图8中图示的实施例类似于图1中图示的实施例，然而在这一实施例中变换器是多相的。换言之，变换器的功率级100包括多个输出相。每个相具有用于通过相应的电感器（L1，L2，...，LN）耦合至负载 102的高侧晶体管（HS）和低侧晶体管（LS）。PWM控制单元110经由可变占空比控制信号（PWM）而开关功率级100的相，用于通过一个或多个相电感器向负载102递送电流。
在电感器（I_sen1，I_sen2，...，I_senN）中的任意电感器中测量的电感器电流或者电感器中的所有电感器中总电感器电流超过正的阈值（Imin）的情况下，ATR单元114在负载102处的降低负载事件期间将低侧晶体管关断。在一种情况下，基于每个个体电感器电流来设置Imin，并且在电感器电流中的一个电感器电流超过Imin时，ATR单元114相应的起反应。在另一实施例中，基于所有电感器电流的总和来设置Imin，并且在总电感器电流超过Imin时，ATR单元114相应的起反应。在每种情况中，在例如在如图3所示的降低负载事件期间测量的电感器电流（在个体或总和的基础上）保持在Imin以上持续最大时间限制（Ton_Max）的情况下，ATR单元114通过导通晶体管而将低侧晶体管从非导通（关断）状态开关至导通状态。在例如在如图4所示的降低负载事件期间测量的电感器电流（在个体或总和的基础上）在Ton_Max超期以前下降至Imin以下的情况下，ATR单元114可以将低侧晶体管从关断开关至导通。如本文前面描述的，可以选择最大时间限制（Ton_Max）使得在低侧晶体管的驱动器106进入低功率睡眠模式之前将低侧晶体管从非导通状态开关到导通状态，即使测量的电感器电流（在个体或总和的基础上）在降低负载事件期间保持在正的阈值以上。
功率级100可以取决于负载的需求而经由相中的一个或多个来向负载102供应高电流，中电流和低电流。如果在由高到中降低负载事件期间、即在负载电流从高值（例如大约200A）降低至中值（例如约40A）时，测量的电感器电流（在个体或总和的基础上）保持在正的阈值（Imin）以上持续最大时间限制，则ATR单元114可以将低侧晶体管从非导通状态开关到导通状态。在这种情况下，负载电流从未下降到0A，即从高值或中值下降到低值。然而，功率级100在整个降低负载事件期间不保持在ATRL_HiZ状态中。相反，如本文先前 描述的，通过强制低侧功率晶体管进入导通状态而在Ton_Max时间限制到期时，ATR单单元114强制功率级100从ATRL_HiZ状态切换至ATRL状态。
如在图6所示的，在每个低侧晶体管在导通状态中花费预定时间量（Toff_min）之后并且如果测量的电感器电流（在个体或总和的基础上）在Toff_min流逝之后继续保持在正的阈值（Imin）以上，ATR单元114也可以在下降负载事件期间将低侧晶体管从导通状态切换回到非导通状态。如在图5所示的，如果测量的电感器电流（在个体或总和的基础上）在降低负载事件期间总是保持在正的阈值以下，则ATR单元114可以在整个降低负载事件期间将低侧晶体管维持在导通状态中。
ATR单元114可以被数字地实现为DC-DC变换器控制器108的一部分，或者实现为单独的部件，诸如ASIC。在其它实施例中，利用模拟电路来实现ATR单元114的功能。
诸如“第一”、“第二”等的术语用来描述各种元件、区域、部分等，并且也并非旨在是限制性的。类似的术语贯穿说明书指代相同的元件。
如本文使用的，术语“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是开放式术语，指示所陈述的元件或特征的存在，但并不排除额外的元件或特征。冠词“一”，“一个”和“该”旨在包括复数以及单数，除非上下文另有明确说明。
应当理解的是，本文描述的各个实施例的特征可以彼此组合，除非另有具体说明。
虽然本文已经图示和描述具体实施例，但是那些本领域的普通技术人员将理解，多种替代和/或等同实施方式可代替示出和描述的具体实施例而不脱离本发明的范围。本申请旨在覆盖本文所讨论的具体实施例的任何适配或变化。因此，旨在仅由权利要求及其等同来限制本发明。

Claims (24)

1.一种DC-DC变换器，具有用于连接至负载的输出节点，包括：
第一功率晶体管，连接在电压供应节点和公共节点之间；
第二功率晶体管，连接在参考节点和所述公共节点之间；
电感器，连接在所述公共节点和所述输出节点之间；以及
控制器，可操作用于在所述电感器中的电流超过高于零的正的阈值的情况下，在所述负载处的降低事件期间同时强制所述第一功率晶体管关断和强制所述第二功率晶体管关断，并且在整个所述降低事件期间保持所述第一功率晶体管关断。
2.根据权利要求1所述的DC-DC变换器，其中所述正的阈值是可程序控制的。
3.根据权利要求1所述的DC-DC变换器，其中所述控制器还可操作用于在所述电感器电流下降到第二阈值以下的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通。
4.根据权利要求3所述的DC-DC变换器，其中所述正的阈值和所述第二阈值被设置成相同的值。
5.根据权利要求3所述的DC-DC变换器，其中两个阈值都是可程序控制的。
6.根据权利要求1所述的DC-DC变换器，其中所述控制器还可操作用于在所述电感器电流在所述正的阈值以下的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通。
7.根据权利要求1所述的DC-DC变换器，其中所述控制器还可操作用于在所述电感器电流超过所述正的阈值持续最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间同时强制所述第一功率晶体管关断和强制所述第二功率晶体管关断，在所述电感器电流在所述正的阈值以上并且超过所述最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通，以及在所述电感器电流在所述正的阈值以下并且没有超过所述最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通。
8.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其中所述最大时间限制是可程序控制的。
9.根据权利要求8所述的DC-DC变换器，其中选择所述最大时间限制使得在所述第二功率晶体管的驱动器进入低功率睡眠模式之前在所述降低事件期间将所述第二功率晶体管导通。
10.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其中所述控制器还可操作用于在所述第二功率晶体管导通持续预定时间量之后并且所述电感器电流在流逝所述预定时间量之后继续保持在所述正的阈值以上，在所述降低负载事件期间强制所述第二功率晶体管再次关断。
11.根据权利要求6所述的DC-DC变换器，其中所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管还可共同操作用于根据在所述负载处的运行状态而向所述负载供应高电流、中电流和低电流，其中所述降低负载事件在所述负载电流从由高到低、由高到中、或者由中到低改变时发生，其中所述控制器还可操作用于在由高到中或由中到低降低负载电流事件期间，强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通，并且其中所述控制器还可操作用于在由高到低降低负载电流事件期间同时强制所述第一功率晶体管关断和强制所述第二功率晶体管关断。
12.根据权利要求1所述的DC-DC变换器，其中所述控制器还可操作用于经由输入至所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管的可变占空比控制信号来控制所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管，并且其中所述控制器还可操作用于在所述降低负载事件期间对至所述第二功率晶体管的所述可变占空比控制信号进行超越控制。
13.一种多相DC-DC变换器，包括：
功率级，包括多个相，每个相具有用于通过相应的电感器耦合至负载的高侧晶体管和低侧晶体管；
脉冲宽度调制器，可操作用于经由可变占空比控制信号而开关所述功率级的相，用于通过所述电感器中的一个或多个电感器向所述负载递送电流；以及
瞬态响应单元，可操作用于在所述电感器中的任意电感器中的测量的电感器电流或者所述电感器中的所有电感器中总的测量的电感器电流超过高于零的正的阈值的情况下，在所述负载的降低事件期间同时强制所述高侧晶体管关断和强制所述低侧晶体管关断，以及在整个所述降低事件期间保持所述高侧晶体管关断。
14.根据权利要求13所述的多相DC-DC变换器，其中所述瞬态响应单元还可操作用于在所述测量的电感器电流下降到第二阈值以下的情况下，在所述降低事件期间强制所述高侧晶体管关断并且强制所述低侧晶体管导通。
15.根据权利要求13所述的多相DC-DC变换器，其中所述瞬态响应单元还可操作用于在所述测量的电感器电流在所述正的阈值以下的情况下，在所述降低事件期间强制所述高侧晶体管关断并且强制所述低侧晶体管导通。
16.根据权利要求13所述的多相DC-DC变换器，其中所述瞬态响应单元还可操作用于在所述测量的电感器电流超过所述正的阈值持续最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间强制所述高侧晶体管关断并且强制所述低侧晶体管关断，在所述测量的电感器电流在所述正的阈值以上并且超过所述最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间强制所述高侧晶体管关断并且强制所述低侧晶体管导通，并且在所述测量的电感器电流在所述正的阈值以下并且没有超过所述最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间强制所述高侧晶体管关断并且强制所述低侧晶体管导通。
17.根据权利要求16所述的多相DC-DC变换器，其中所述瞬态响应单元还可操作用于在所述低侧晶体管导通持续预定时间量以及所述测量的电感器电流在流逝所述预定时间量之后继续保持在所述正的阈值以上的情况下，在所述降低负载事件期间强制所述低侧晶体管再次关断。
18.根据权利要求16所述的多相DC-DC变换器，其中所述高侧晶体管和所述低侧晶体管还可共同操作用于根据在所述负载的运行状态而向所述负载供应高电流、中电流和低电流，其中所述降低负载事件在所述测量的负载电流从由高到低、由高到中、或者由中到低改变时发生，其中所述瞬态响应单元还可操作用于在由高到中或由中到低降低负载电流事件期间强制所述高侧晶体管关断并且强制所述低侧晶体管导通，并且其中所述瞬态响应单元还可操作用于在由高到低降低负载电流事件期间强制所述高侧晶体管关断并且强制所述低侧晶体管关断。
19.一种操作DC-DC变换器的方法，所述DC-DC变换器包括连接在电压供应节点和公共节点之间的第一功率晶体管，连接在参考节点和所述公共节点之间的第二功率晶体管，以及连接在所述公共节点和输出节点之间的电感器，所述方法包括：
经由可变占空比控制信号来开关所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管以通过所述电感器向负载递送电流；
在所述负载处的降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断，并且在整个所述降低时间期间保持所述第一功率晶体管关断；
在所述电感器中的电流超过高于零的正的阈值的情况下，在所述降低事件期间同时强制所述第二功率晶体管关断而不管所述可变占空比控制信号的状态。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括在所述电感器电流下降到第二阈值以下的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通。
21.根据权利要求19所述的方法，还包括在所述电感器电流在所述正的阈值以下的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通。
22.根据权利要求19所述的方法，还包括：
在所述电感器电流超过所述正的阈值持续最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间同时强制所述第一功率晶体管关断和强制所述第二功率晶体管关断；
在所述电感器电流在所述正的阈值以上并且超过所述最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通；以及
在所述电感器电流在所述正的阈值以下并且没有超过所述最大时间限制的情况下，在所述降低事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括在所述第二功率晶体管导通持续预定时间量并且所述电感器电流在流逝所述预定时间量之后继续保持在所述正的阈值以上的情况下，在所述降低负载事件期间强制所述第二功率晶体管再次关断。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管还可共同操作用于根据在所述负载的运行状态而向所述负载供应高电流、中电流和低电流，其中所述降低负载事件在所述负载电流从由高到低、由高到中、或者由中到低改变时发生，所述方法还包括：
在由高到中或由中到低降低负载电流事件期间强制所述第一功率晶体管关断并且强制所述第二功率晶体管导通；以及
在由高到低降低负载电流事件期间同时强制所述第一功率晶体管关断和强制所述第二功率晶体管关断。
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