CN105024549B - 开关控制电路以及使用其的转换器 - Google Patents

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Abstract

提供一种开关控制电路以及使用其的转换器。一种用于通过串联连接到输入电力和负载的电流控制开关控制流入负载的平均电流的开关控制电路。所述开关控制电路包括:感测单元,被配置为测量流入负载的电流;折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于初始电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;比较单元,被配置为比较生成的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号;控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。这样的开关控制电路将感测信号和参考信号进行结合与比较以有效地执行平均电流控制。

Description

开关控制电路以及使用其的转换器
本申请要求于2014年4月15日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0044770号韩国专利申请的权益,所述韩国专利申请的全部公开内容出于各种目的通过引用被合并于此。
技术领域
以下描述涉及开关控制技术,并涉及使用所述开关控制技术并且不管输入改变、负载改变或开关断开时间如何而能够在连续电流模式(CCM)下控制稳定的平均电流的开关控制电路、方法以及转换器。
背景技术
电源是对负载进行供电的设备。降压转换器(buck converter)是降压升流转换器。例如,当降压转换器被用作为一种类型的电源时,降压转换器与降压DC-DC转换器(step-down DC-DC converter)相应。即,这样的降压转换器为输出低于输入电压的电压的转换器。降压转换器使用电感器和两个开关(例如,晶体管和二极管),这些开关控制电感器以反复执行将能量存储在电感器中的步骤以及将存储的能量从电感器释放到负载的步骤。
可使用线性稳压器来降低DC电源的电压。然而,线性稳压器具有这样的问题:因为额外的电力被转变为废热,所以能量浪费高。同时,当降压转换器被实现为集成电路时,因为至少95%的源电力可被转换,所以往往使用降压转换器。因此,被浪费的电力保持得相对较低。
连接有发光二极管(LED)的降压转换器包括:开关,控制流到LED的电流;感测电路,测量负载电流(例如,感测电路串联连接到LED和电感器);控制电路,基于所测量的负载电流来控制开关以控制恒定地保持负载平均电流。
特定技术涉及到平均电感器电流模式切换转换器,其它技术涉及到用于在切换转换器中调节平均电感器电流的控制电路和方法。这些技术公开了电源上的控制负载电流的控制电路。
图1示出由控制电路控制的控制开关电流的波形图。
参照图1,x轴表示时间,y轴表示电流的大小。
这样的控制电路通过感测电路测量流入负载的电流,并存储感测电流达到预定义参考电流REF时的时间。例如,控制电路存储达到时间T1,其中,达到时间T1指示从控制电流的开关接通时至感测电流达到预定义参考电流REF时的时间。
该示例的控制电路计算在感测电流达到预定义参考电流REF时的时间所存储的达到时间T1,并在从达到的时间经过时间T2时断开开关。因此,这样的负载电流的平均电流保持为预定义参考电流REF。
在这样的控制电路中,负载电流被假定为不断增大。然而,当负载电流没有以这样的方式不断改变时,电路具有难以控制平均电流以使平均电流与参考电流相同的方面。
此外,该控制电路包括用于确定感测电流达到参考电流时的达到时间并存储确定的达到时间的中间运算电路。因此,这样的示例具有以下问题:存在针对电流控制的延迟时间,并且难以根据输入电力的变化和负载的变化控制平均电流以实现这样的控制电路的成功运行。
发明内容
提供本发明内容来以简化的形式介绍对在下面的具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不意在辨别所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用来帮助确定所要求保护的主题的范围。
示例提供一种能够快速且准确地执行平均电流控制的用于电源装置的开关控制技术。
示例提供一种能够实时执行电流控制的用于电源装置的开关控制技术。
在一总体方面,一种用于通过串联连接到输入电力和负载的电流控制开关控制流入负载的平均电流的开关控制电路,包括:感测单元,被配置为测量流入负载的电流;折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于初始电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;比较单元,被配置为比较生成的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号;控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
控制单元可连接到电流控制开关,在比较单元的比较结果为被比较的信号相同的时间断开电流控制开关,并响应于从电流控制开关被断开的时间起经过预定断开时间而接通电流控制开关。
感测单元可包括连接在电流控制开关的一端与参考电压之间的感测电阻器,并测量感测电阻器两端的电压。
折叠单元可包括:输入信号折叠单元,被配置为根据控制信号对测量的感测信号进行折叠,以生成第一折叠输出信号;对称折叠输出信号生成单元,被配置为根据控制信号基于第一折叠输出信号生成第二折叠输出信号;折叠控制单元,被配置为比较测量的感测信号与第一参考电压以生成控制信号,其中,控制信号控制输入信号折叠单元和对称折叠输出信号生成单元的操作。
折叠控制单元可包括:差分放大器,被配置为当测量的感测信号与第一参考电压相同时对控制信号的大小或相位进行转换。
输入信号折叠单元可包括:第一非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号成比例;第二非独立电流源,其输出被配置为关于第一参考电压,与测量的感测信号成比例地降低;第一电容器,串联连接到第一非独立电流源和第二非独立电流源;第一开关和第二开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第一非独立电流源和第二非独立电流源中的每个连接到第一电容器,其中,输入信号折叠单元将来自第一电容器的充电电压作为第一折叠输出信号输出。
对称折叠输出信号生成单元可包括:第三非独立电流源,其输出被配置为关于第一参考电压,与测量的感测信号成比例地降低;第四非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号成比例;第二电容器,串联连接到第三非独立电流源和第四非独立电流源;第三开关和第四开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第三非独立电流源和第四非独立电流源中的每个连接到第二电容器,其中,对称折叠输出信号生成单元将来自第二电容器的充电电压作为第二折叠输出信号输出。
所述开关控制电路还可包括:初始化电路,串联连接到第一电容器和第二电容器中的至少一个,以对第一折叠输出信号和第二折叠输出信号中的至少一个进行初始化。
折叠控制单元可包括:差分放大器,被配置为响应于测量的感测信号与第一参考电压相同,对控制信号的大小和相位进行转换;采样单元,被配置为在特定时间对测量的感测信号进行采样以在特定的区间期间保持采样的感测信号,并将保持的感测信号作为第二参考电压输出。
输入信号折叠单元可包括:第一非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号和第二参考电压之间的差值成比例;第二非独立电流源,其输出被配置为基于第一参考电压与第二参考电压之间的差值,与测量的感测信号成比例地降低;第一电阻器,串联连接到第一非独立电流源和第二非独立电流源;第一开关和第二开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第一非独立电流源和第二非独立电流源中的每个连接到第一电阻器,其中,输入信号折叠单元将施加于第一电阻器的电压作为第一折叠输出信号输出。
对称折叠输出信号生成单元可包括:第三非独立电流源,其输出被配置为基于第一参考电压与第二参考电压之间的差值,与测量的感测信号成比例地降低;第四非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号和第二参考电压之间的差值成比例;第二电阻器,串联连接到第三非独立电流源和第四非独立电流源;第三开关和第四开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第三非独立电流源和第四非独立电流源中的每个连接到第二电阻器,其中,对称折叠输出信号生成单元将施加于第二电阻器的电压作为第二折叠输出信号输出。
所述开关控制电路还可包括:初始化电路,串联连接到第一电阻器和第二电阻器中的至少一个,以对第一折叠输出信号和第二折叠输出信号中的至少一个进行初始化。
控制单元可包括:断开时间控制单元,被配置为计算从电流控制开关被断开的时间起的预定断开时间;开关驱动单元,被配置为基于比较单元的输出和断开时间控制单元的输出控制电流控制开关。
开关驱动单元可包括:SR锁存器,对比较单元的输出和断开时间控制单元的输出执行或非逻辑运算或者与非逻辑运算。
在另一总体方面,一种用于通过串联连接到输入电力和负载的电流控制开关控制流入负载的平均电流的开关控制电路,包括:感测单元,被配置为测量流入负载的电流;折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于第一参考电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;比较单元,被配置为对比较结果和折叠信号执行与逻辑运算,并输出与运算结果,所述比较结果通过比较生成的第一折叠输出信号与第二折叠输出信号而生成,所述折叠信号通过比较感测信号与第一参考电压而生成;控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
折叠单元可包括:输入信号折叠单元,被配置为根据控制信号对测量的感测信号进行折叠,以生成第一折叠输出信号;对称折叠输出信号生成单元,被配置为根据控制信号基于第一折叠输出信号生成第二折叠输出信号;折叠控制单元,被配置为比较测量的感测信号与第一参考电压以生成控制信号,其中,控制信号控制输入信号折叠单元和对称折叠输出信号生成单元的操作。
输入信号折叠单元可包括:第一非独立电流源,其输出被配置为与第一参考电压和测量的感测信号之间的差值成比例地降低;第二非独立电流源,其输出被配置为基于第一参考电压与第二参考电压之间的差值,与测量的感测信号成比例地降低;第一电阻器,串联连接到第一非独立电流源和第二非独立电流源;第一开关和第二开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第一非独立电流源和第二非独立电流源中的每个连接到第一电阻器,其中,输入信号折叠单元将施加于第一电阻器的电压作为第一折叠输出信号输出。
对称折叠输出信号生成单元可包括:第三非独立电流源,其输出被配置为基于第二参考电压与第一参考电压之间的差值,与测量的感测信号成比例地增大;第四非独立电流源,其输出被配置为与感测信号成比例地增大;第二电阻器,串联连接到第三非独立电流源和第四非独立电流源;第三开关和第四开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第三非独立电流源和第四非独立电流源中的每个连接到第二电阻器,其中,对称折叠输出信号生成单元将施加于第二电阻器的电压作为第二折叠输出信号输出。
控制单元可包括:断开时间控制单元,被配置为计算从电流控制开关被断开的时间起的预定断开时间;开关驱动单元,被配置为基于比较单元的输出和断开时间控制单元的输出控制电流控制开关。
开关驱动单元可包括:SR锁存器,对比较单元的输出和断开时间控制单元的输出执行或非逻辑运算或者与非逻辑运算。
在另一总体方面,一种连续电流模式(CCM)操作转换器包括:负载,串联连接到输入电力;电感器,串联连接到负载;电流控制开关,串联连接到电感器以控制流入负载的电流;续流二极管,与负载和串联连接的电感器并联连接;开关控制电路,被配置为控制电流控制开关,其中,开关控制电路包括:感测单元,被配置为测量流入负载的电流;折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于初始电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;比较单元,被配置为比较生成的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号;控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
在另一总体方面,一种连续电流模式(CCM)操作转换器包括:负载,串联连接到输入电力;电感器,串联连接到负载;电流控制开关,串联连接到电感器以控制流入负载的电流;续流二极管,与负载和串联连接的电感器并联连接;开关控制电路,被配置为控制电流控制开关,其中,开关控制电路包括:感测单元,被配置为测量流入负载的电流;折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于第一参考电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;比较单元,被配置为对比较结果和折叠信号执行与逻辑运算,并输出与运算结果,所述比较结果通过比较生成的第一折叠输出信号与第二折叠输出信号而生成,所述折叠信号通过比较感测信号与第一参考电压而生成;控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
描述的示例具有以下优点。但是,这不意味着全部特定示例包括全部以下优点或者全部特定示例限于仅包括以下优点。根据示例的开关控制技术可折叠并比较测量的感测信号以快速且精确地执行平均电流控制。
根据示例的开关控制技术可实时执行电流控制。
通过以下具体描述、附图和权利要求,其它特征和方面将显而易见。
附图说明
图1是由控制电路控制的控制开关电流的波形图。
图2是示出根据示例的转换器的电路图。
图3是示出图2的示例中的折叠单元的框图。
图4是示出图2的示例中的折叠单元的示例的电路图。
图5示出从图4的折叠单元输出的信号的波形图。
图6是示出图2的示例中的折叠单元的示例的另一电路图。
图7示出从图6的示例中的折叠单元输出的信号的波形图。
图8是示出图2的示例中的折叠单元的示例的另一电路图。
图9示出从图8的示例中的折叠单元输出的折叠输出信号的波形图。
图10示出开关控制电路的输出的波形图。
图11是示出根据示例的开关控制方法的流程图。
贯穿附图和具体实施方式,除非另外描述或规定,否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。附图可不必成比例,并且为了清楚、说明和方便起见,可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和绘示。
具体实施方式
提供以下详细描述来帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在此描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改及等同物对本领域的普通技术人员而言将是清楚的。所描述的处理步骤和/或操作的进展是示例;然而,除了必需按特定顺序发生的步骤和/或操作之外,步骤和/或操作的顺序不限于在此阐述的顺序,并且可如本领域中公知地改变。此外,为了更加清楚和简明,可省略对本领域的普通技术人员公知的功能和构造的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式来实现,并且不应被解释为限于在此描述的示例。相反地,提供在此描述的示例,使得本公开将是全面而完整的,并且在此描述的示例将向本领域的普通技术人员传达本公开的全部范围。
应如下理解本公开中描述的术语。
虽然可使用诸如“第一”和“第二”等的术语来描述各种组件,但是这样的组件不被理解为受限于以上术语。仅使用以上术语来将一个组件与另一个组件区分开。例如,在不脱离本公开的权利的范围的情况下,第一组件可被称为第二组件,类似地,第二组件可被称为第一组件。
将理解,当元件被表示为“连接到”另一元件时,该元件可直接连接到该另一元件或者还可存在中间元件。相比之下,当元件被表示为“直接连接到”另一元件时,不存在中间元件。另外,除非明确描述为相反情况,否则术语“包括”以及诸如“包括”或“包含”的变形将被理解为暗示包含所陈述的元件,但不暗示排除任何其它的元件。同时,将类似地解释描述组件之间的关系的其它表述,诸如,“……之间”、“直接……之间”或“与……相邻”以及“与……直接相邻”。
除非上下文另外清楚地指示,否则本公开中的单数形式意在还包括复数形式。还将理解,诸如“包括”或“具有”等的术语意在指示存在说明书中公开的特征、数量、操作、动作、组件、部分或其组合,并且不意在排除存在或可能添加一个或更多个其它的特征、数量、操作、动作、组件、部分或其组合。
本申请中使用的术语仅被用来描述各种示例,而不意在限制本公开。除非另有定义,否则基于本公开,在此使用的全部术语(包括技术术语或科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在本公开中被清楚地定义为具有特定含义,否则如常用字典中定义的术语将被解释为具有等同于相关技术领域中的上下文含义的含义,而不以理想或过于形式化的含义来解释它们。
图2是示出根据示例的转换器的电路图。
参照图2,转换器200包括:负载210、电感器220、续流二极管230、电流控制开关240和开关控制电路260。
转换器200与电源相应,例如,输出低于输入电压的电压的降压转换器。
负载210与串联连接到输入电压VIN以消耗能量的元件相应。在一个示例中,负载210被实现为发光二极管(LED)装置。
电感器220根据电流控制开关240(在下面进一步描述)的操作存储由输入电力提供的能量或释放存储的能量。电感器220感应与流入电感器220的电流的变化量成比例的电压来抑制电流突变,并存储与流入电感器220的电流的值的平方成比例的能量。
响应于电流控制开关240的接通时间段和断开时间段来选择电感器220的容量需求。为了增大电流控制开关240的工作频率,减小电感器220的容量。
续流二极管230响应于由电感器200发出的能量形成向负载210提供相应能量的电流移动回路。此外,当电流控制开关240断开时,续流二极管230引起电感器220中存储的能量向负载210的流动,以消耗来自电感器220的存储的能量。此外,续流二极管230防止由从电感器进入电流控制开关240的充电电流的流动引起的对转换器200的损坏(例如,由火花引起的损坏)。
电流控制开关240串联连接到电感器220,并反复执行接通和断开操作以控制流入负载210的电流量。
因此,电流控制开关240通过控制信号来接通或断开,并根据电流控制开关240的接通或断开状态来选择性地提供流入电感器220的电流移动回路。
当电流控制开关240接通时,通过输入电力,电流流入电感器220,能量在电感器220中积累,并且电流越来越多地流入负载210中。
然后,响应于电流控制开关240断开,形成电流移动回路,从而电感器电流(即,电感器220中积累的能量)通过续流二极管230流入负载210,随后电感器电流降低,直至电流控制开关240接通为止。同时,在一个示例中,转换器200反复接通和断开电流控制开关240,以输出脉冲型电流。
开关控制电路260控制电流控制开关240的操作。因此,开关控制电路260测量流入负载210的电流,并基于参考电压和对测量的电流进行积分的积分运算的结果来控制电流控制开关240的操作。以下,进一步描述开关控制电路260。
参照图2,开关控制电路260包括:感测单元261、折叠单元262、比较单元263和控制单元264。
感测单元261测量流入负载210的电流。此外,感测单元261包括连接在电流控制开关240的一端与参考电压之间的感测电阻器250,感测单元261基于感测电阻器250两端的电压或CS端的电压测量流入负载210的电流,如图2所示。
在一示例中,感测单元261包括VI转换器,VI转换器是电压-电流转换器,因此VI转换器将电压信号转换为电流信号。在此示例中,VI转换器通过将感测电阻器两端的电压转换为测量的电流而进行动作。在此示例中,VI转换器被安装于开关控制电路260的用于电流测量的端子中。同时,在此示例中,VI转换器被设置于感测单元261与折叠单元262之间。
折叠单元262对测量的感测信号进行折叠以生成折叠输出信号。此外,折叠单元262基于预定第一参考电压VREF对测量的感测信号进行折叠,以生成彼此对称的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号。如在此示例中描述的,折叠表示特定信号沿特定边界被折叠为与该特定信号相同或相似的波形。此外,在一个示例中,第一参考电压VREF与不管实时变化如何而大小恒定的信号相应,并且从外部源被提供给开关控制电路。
在一示例中,正场被定义为感测信号的大小高于第一参考电压VREF的大小的区域,负场被定义为感测信号的大小低于第一参考电压VREF的大小的区域。在这样的示例中,折叠单元262基于初始电压VINIT生成分别处于正场和负场中的彼此对称的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号。
在一示例中,折叠单元262在电流控制开关240根据控制单元264的控制而接通的时间,生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,并且折叠单元262在电流控制开关240断开的时间被复位。
在一示例中,折叠单元262分别生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,使得第一折叠输出信号与测量的感测信号成比例地增加和减小,并同时使得第二折叠输出信号与测量的感测信号成比例地减小和增加,并在第一折叠输出信号和第二折叠输出信号达到第二参考电流时的时间,对第一折叠输出信号和第二折叠输出信号中的每个进行折叠。
后面参照图3和图4进一步描述折叠单元262的详细构造和输出波形。
比较单元263比较折叠单元262生成的第一折叠输出信号与第二折叠输出信号。
在一示例中,比较单元263被实现为放大器。例如,比较单元263可被实现为差分放大器。
例如,比较单元263比较第一折叠输出信号(例如,正场中的折叠输出信号)与第二折叠输出信号(例如,负场中的折叠输出信号),以输出这两个输入信号的差异。例如,比较单元263计算通过确定第一折叠输出信号的值减去第二折叠输出信号的值而得出的值。因为在电流控制开关240接通的时间,第一折叠输出信号的大小高于第二折叠输出信号的大小,所以比较单元263输出负值。在一个示例中,比较单元将这样的负值表示为低电平或0。随着时间的推移,比较单元263随后在第一折叠输出信号和第二折叠输出信号变为相等时的时间输出可被表示为高电平或1的正值。
控制单元264根据比较单元263的比较结果控制电流控制开关240的操作。
在一示例中,控制单元264连接到电流控制开关240,并响应于比较单元263的比较结果为比较单元263的输入相同,断开电流控制开关240。在此示例中,控制单元264连接到电流控制开关240的栅极端。
此外,控制单元264生成接通电流控制开关240的控制信号,以控制电流控制开关240使得电流控制开关形成通过输入电力使电流流入负载210的电流移动回路。
之后,当比较单元263的输出信号改变(例如,由正值变为负值)时,控制单元264生成断开电流控制开关240的控制信号,以切断由输入电力提供的流入电流移动回路的电流。换言之,当第一折叠输出信号和第二折叠输出信号相同时出现改变的点。
此外,响应于从电流控制开关240的断开时间起经过特定时间,控制单元264生成用于接通电流控制开关240控制信号,以便通过电流控制开关240形成使由输入电力提供的电流流入负载210的电流移动回路。例如,特定时间为预定断开时间,其中,在所述预定断开时间内电流控制开关240被断开。
在一示例中,控制单元264包括:对从电流控制开关240被断开的时间开始的预定断开时间进行计算的断开时间控制单元265。在此示例中,断开时间对应于以上讨论的从电流控制开关240被断开的时间开始到电流控制开关240被接通的时间的时间。
在这样的示例中,断开时间控制单元265在断开时间内输出低电平信号(例如,值为0的信号),或在断开时间过去后输出高电平信号(例如,值为1的信号)。
在一示例中,断开时间控制单元265包括:根据外部输入或特定程序设置断开时间的时间设置模块。例如,断开时间可由用户通过RT-OFF端来设置。
在一示例中,控制单元264包括:基于比较单元263的输出和断开时间控制单元265的输出控制电流控制开关240的开关驱动单元266。
此外,开关驱动单元266对比较单元263的输出和断开时间控制单元265的输出执行或非逻辑运算或者与非逻辑运算,以输出控制电流控制开关240的控制信号。通过执行这样的逻辑运算,比较单元263的输出和断开时间控制单元265的输出能够成功地操作电流控制开关240。
在一示例中,开关驱动单元266被实现为对比较单元263的输出和断开时间控制单元265的输出执行或非逻辑运算或者与非逻辑运算的SR锁存器。SR锁存器为置位复位(Set-Reset)锁存器(即,具有用于存储信息的双稳态并且使用交叉连接的逻辑门(可以是或非门或者与非门)构成的电路),其中,一个输入为置位(S)输入,另一个输入为复位(R)输入,SR锁存器输出Q作为它的输出。
图10示出开关控制电路260的输出的波形图。
参照图10,当断开时间控制单元265的输出和比较单元263的输出分别被输入到SR锁存器的输入端S和输入端R,并且高电平信号(例如,值为1)被输入到开关驱动单元266的输入端S时,SR锁存器呈现控制输出端Q的置位(SET)态,以便输出接通电流控制开关240的控制信号。随后,当根据比较单元263的输出,高电平信号(例如,值为1或正信号)被输入到输入端R时,SR锁存器呈现针对输出端Q的复位(RESET)态,以便输出断开电流控制开关240的控制信号。同时,响应于比较单元263的输出达到高电平,开关驱动单元266的输出端Q输出低电平信号。
因此,开关控制电路260快速且准确地控制负载210的电流。此外,在电流控制开关240处于接通状态的同时,开关控制电路260执行折叠以便实时反映输入电力和输出的变化。因此,与其它技术相比,示例能够高效地控制负载的平均电流。
图3是示出图2的示例中的折叠单元的框图。
参照图3,折叠单元262包括:输入信号折叠单元310、对称折叠输出信号生成单元320和折叠控制单元330。
输入信号折叠单元310接收在CS端的感测信号Vcs1,并输出根据折叠控制单元330提供的控制对接收的感测信号Vcs1进行折叠的第一折叠输出信号。例如,当折叠控制单元330的控制信号为1或高态时,输入信号折叠单元310输出对在CS端测量的信号关于第一参考电压VREF进行折叠的第一折叠输出信号。在一个示例中,第一参考电压通过平均端被提供。
对称折叠输出信号生成单元320接收输入信号折叠单元310的输出信号,例如,第一折叠输出信号。对称折叠输出信号生成单元320因此进行动作以根据折叠控制单元330的控制生成与第一折叠输出信号对称的第二折叠输出信号。例如,对称折叠输出信号生成单元320可生成与第一折叠输出信号关于第一参考电压VREF对称的第二折叠输出信号。
折叠控制单元330基于在CS端测量的感测信号和第一参考电压VREF控制输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320。
在一示例中,折叠控制单元330比较在CS端测量的感测信号与第一参考电压VREF。当测量的感测信号低于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330控制输入信号折叠单元310,使得输入信号折叠单元310输出与输入信号成比例的第一折叠输出信号。因此,响应于测量的感测信号高于第一参考电压VREF,折叠控制单元330控制输入信号折叠单元310,使得输入信号折叠单元310输出与输入信号关于第一参考电压VREF对称的第一折叠输出信号。
现在参照图4至图9进一步描述图2中的折叠单元262的详细结构。
图4是示出图2的示例中的折叠单元的示例的电路图。
参照图4的示例,在此示例中折叠控制单元330被实现为差分放大器。在此示例中输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320分别被实现为一对电流源和一个电容器。
此外,折叠控制单元330通过它的端子分别接收第一参考电压VREF和感测信号Vcs1。图4示出折叠控制单元330通过它的负极端接收第一参考电压VREF,通过它的正极端接收感测信号Vcs1的示例。折叠控制单元330基于它的输入进行动作,以输出作为控制输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320的折叠信号的比较结果。
在一示例中,响应于感测信号Vcs1低于第一参考电压VREF,折叠控制单元330输出值为0或低电平的折叠信号(也就是,内部折叠信号),响应于感测信号Vcs1高于第一参考电压VREF,折叠控制单元330输出值为1或高电平的折叠信号。
此外或者可选地,折叠控制单元330被配置为当测量的感测信号与第一参考电压相同时对控制信号的相位进行转换。
如图4的示例所示,输入信号折叠单元310包括左侧的一对电流源和第一电容器C1,并且还包括使所述一对电流源与第一电容器C1连接或断开的一对开关SW1和SW2。
所述一对电流源具有关于感测信号Vcs1与第一参考电压VREF的接触点彼此对称的一对信号。因此,如图4所示,第一电流源具有与感测信号Vcs1成比例的信号值“gm×Vcs1”,第二电流源具有信号值“gm×(2VREF-Vcs1)”。因此,这些值关于感测信号Vcs1与第一参考电压VREF的接触点彼此对称。根据折叠控制单元330的控制信号(例如,折叠信号),一对开关彼此排他地进行操作。例如,当折叠控制单元330的折叠信号具有值0或低电平时,第一开关SW1接通,第二开关SW2断开。同时,当折叠信号具有值1或高电平时,第一开关SW1断开,第二开关SW2接通。因此,在任何时间点,SW1和SW2中的一个接通,另一个断开。
因此,输入信号折叠单元310根据折叠控制单元330的控制操作,将来自充电的第一电容器C1的电压(即,对流入一对电流源的电流进行积分的电压)作为第一折叠输出信号输出到节点A。
如图4的示例所示,对称折叠输出信号生成单元320包括右侧的一对电流源和第二电容器C2,并且还包括使所述一对电流源与第二电容器C2连接或断开的一对开关SW3和SW4。
在右侧的一对电流源的输出关于感测信号Vcs1与第一参考电压VREF的接触点彼此对称。如图4的示例所示,第三电流源具有信号值“gm×(2VREF-Vcs1)”,第四电流源具有信号值“gm×Vcs1”。
根据折叠控制单元330的控制信号(即,折叠信号),一对开关彼此排他地进行操作。例如,响应于折叠控制单元330的折叠信号具有值0或低电平,第三开关SW3断开,第四开关SW4接通。此外,响应于折叠信号具有值1或高电平,第三开关SW3接通,第四开关SW4断开。
因此,对称折叠输出信号生成单元320根据折叠控制单元的控制操作,将来自充电的第二电容器C2的电压(即,对流入一对电流源的电流进行积分的电压)作为第二折叠输出信号输出到节点B。
在一示例中,根据折叠控制单元330的控制操作,输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320被复位。例如,在此示例中,根据折叠控制单元330的折叠信号,分别连接到第一电容器和第二电容器的节点A和节点B被连接到初始电压Vinit。此外,在一个示例中,折叠控制单元330利用初始电压Vinit周期性地初始化第一折叠输出信号和第二折叠输出信号。在此示例中,初始电压Vinit与部件内部定义的电压相应。
图5示出从图4的折叠单元输出的信号的波形图。
参照图5的子图(a)、(b)和(c),x轴和y轴分别表示时间和电压。图5的子图(a)、(b)和(c)的x轴上的相应位置表示相同的时间。
测量的感测信号Vcs1被假定为随时间的推移而增大。
如图5所示,在(a)和(b),当在时间区间0至t1中,测量的感测信号Vcs1小于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330的内部折叠信号具有值0或低电平,当在时间区间t1之后,测量的感测信号Vcs1高于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330的内部折叠信号具有值1或高电平。这里,Vcs1与VREF的交叉点与折叠点相应。
参照图5的(c),输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320的输出被期望在时间0被初始化为具有初始电压Vinit。
输入信号折叠单元310响应于控制信号在时间区间0至t1之间具有值0,通过对“gm×Vcs1”进行积分来输出第一折叠输出信号。另外,在该时间区间之后的时间,输入信号折叠单元310响应于控制信号在时间区间t1之后具有值1或高电平,输出对“gm×(2VREF-Vcs1)”进行积分的第一折叠输出信号。也就是说,在图5中,输入信号折叠单元310输出与通过对测量的感测信号Vcs1和(2VREF-Vcs1)的曲线下的图形面积进行积分得到的面积值成比例的第一折叠输出信号。
对称折叠输出信号生成单元320以与输入信号折叠单元310相反的方式进行操作。因此,对称折叠输出信号生成单元320输出与第一折叠输出信号关于初始电压对称的第二折叠输出信号。
图6是示出图2的示例中的折叠单元的示例的另一电路图。
参照图6,折叠控制单元330包括差分放大器,输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320分别包括一对电流源和一个电阻器。
此外,折叠控制单元330通过负极端和正极端分别接收第一参考电压VREF和测量的感测信号Vcs1,以输出作为折叠信号的控制输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320的比较结果。此外,折叠控制单元330对Vcs1的起始点(例如,与Vcs1的在开始生成折叠输出信号的时间的值相应的Vx)进行采样,并将Vx保持在稳定值达特定时间。
在一示例中,当感测信号Vcs1低于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330输出具有值0或低电平的折叠信号,当感测信号Vcs1高于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330输出具有值1或高电平的折叠信号。
此外或者可选地,折叠控制单元330被配置为当测量的感测信号与第一参考电压相同时对控制信号的相位进行转换。
如图6所示,输入信号折叠单元310包括上部的一对电流源和串联连接到上部的一对电流源的第一电阻器R1。输入信号折叠单元310还包括使一对电流源与第一电阻器R1连接或断开的一对开关SW1和SW2。
一对电流源的输出关于接触点“VREF-Vx(采样的Vcs1)”彼此对称。如图6所示,第一电流源具有与感测信号Vcs1成比例的信号值“gm×(Vcs1-Vx)”,第二电流源具有信号值“gm×(2VREF-Vcs1-Vx)”。
根据折叠控制单元330的控制信号(即,折叠信号),一对开关彼此排他地进行操作。例如,当折叠控制单元330的折叠信号具有值0或低电平时,第一开关SW1接通,第二开关SW2断开。同时,当折叠信号具有值1或高电平时,第一开关SW1断开,第二开关SW2接通。因此,输入信号折叠单元310根据折叠控制单元的控制信号,将施加于第一电阻器R1的电压作为第一折叠输出信号输出到节点A。在此示例中,第一电阻器R1的值与“1/gm”相应,其中,gm指电流源的比例常数。
如图6所示,对称折叠输出信号生成单元320包括下部的一对电流源和第二电阻器R2。对称折叠输出信号生成单元320还包括使所述一对电流源与第二电阻器R2连接或断开的一对开关SW3和SW4。
一对电流源的输出关于“VREF-Vx”和感测信号Vcs1的曲线的交叉点彼此对称,其中,Vx是Vcs1的采样值。如图6所示,第三电流源具有“gm×(2VREF-Vcs1-Vx)”的信号,第四电流源具有“gm×(Vcs1-Vx)”的信号。
根据折叠控制单元330提供的控制信号(即,折叠信号),一对开关彼此排他地进行操作。例如,当折叠控制单元330的折叠信号具有值0或低电平时,第三开关SW3断开,第四开关SW4接通。此外,当折叠信号具有值1或高电平时,第三开关SW3接通,第四开关SW4断开。
因此,对称折叠输出信号生成单元320根据折叠控制单元的控制信号,将施加于第二电阻器R2的电压作为第二折叠输出信号输出到节点B。在此示例中,第二电阻的值与“1/gm”相应,其中,gm指电流源的比例常数。
在一示例中,根据折叠控制单元330的控制信号,输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320被复位。例如,根据折叠控制单元330的折叠信号,分别连接到第一电阻器R1和第二电阻器R2的节点A和节点B被连接到初始电流源Iinit。此外,在一个示例中,折叠控制单元330通过使用初始电流源Iinit周期性地初始化第一折叠输出信号和第二折叠输出信号。
图7示出从图6的示例中的折叠单元输出的信号的波形图。
参照图7,在(a)至(d),x轴和y轴分别表示时间和电压,图7中的(a)至(d)的x轴的相应部分表示相同的时间。
测量的感测信号Vcs1被假定为随时间的推移而增大。
如图7所示,在(a)和(c),当在从0至t1的时间区间中,测量的感测信号Vcs1低于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330的内部折叠信号具有值0或低电平,当在时间区间t1之后,测量的感测信号Vcs1高于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330的内部折叠信号具有值1或高电平。这里,Vcs1与VREF的接触点与折叠点相应。
在图7中,在(b),Vx信号通过在起始时间0处对感测信号Vcs1进行采样并保持而生成,且Vx在特定区间(例如,一个周期)期间被保持。
参照图7,在(d),输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320被假定为在时间0处利用初始电压Vinit对电压进行初始化。在此示例中,初始电压Vinit被表示为初始电流源Iinit和电流源的比例常数gm。也就是说,Vinit被确定为
在图7中,当在0至t1的时间区间内,控制信号具有值0时,输入信号折叠单元310输出诸如“Vcs1-Vx”的第一折叠输出信号。否则,当在时间区间t1之后,控制信号具有值1或高电平时,输入信号折叠单元310输出诸如“2VREF-Vcs1-Vx”的第一折叠输出信号。
对称折叠输出信号生成单元320以与输入信号折叠单元310相反的方式进行操作,因此,输出与第一折叠输出信号关于初始电压对称的第二折叠输出信号。
图8是示出图2的示例中的折叠单元的示例的另一电路图。
参照图8,折叠控制单元330包括参照图6描述的差分放大器。上述已经描述了这样的结构,为了简洁,不重复描述。输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320中的每个分别包括一对电流源和一个电阻器。
折叠控制单元330、输入信号折叠单元310和对称折叠输出信号生成单元320与图6中的相应元件大体相同,因此,进一步描述与图6中的部件、方面不同的部件、方面。
如图8所示,输入信号折叠单元310包括下部的一对电流源和串联连接到所述一对电流源的第二电阻器R2。输入信号折叠单元310还包括使所述一对电流源与第二电阻器R2连接或断开的一对开关SW3和SW4。
如图8所示,第四电流源具有与感测信号Vcs1成比例的信号值“gm×Vcs1”,第三电流源具有信号值“gm×(Vcs1-VREF+Vx)”。
根据折叠控制单元330的控制信号(即,折叠信号),一对开关彼此排他地进行操作。例如,当折叠控制单元330的折叠信号具有值0或低电平时,第四开关SW4接通,第三开关SW3断开。同时,当折叠信号具有值1或高电平时,第四开关SW4断开,第三开关SW3接通。
因此,输入信号折叠单元310将施加于第二电阻器R2的电压作为第一折叠输出信号输出到节点B。
如图8所示,对称折叠输出信号生成单元320也包括上部的一对电流源和第一电阻器R1。对称折叠输出信号生成单元320也包括使所述一对电流源与第一电阻器R1连接或断开的一对开关SW1和SW2。
第二电流源具有信号值“gm×(3VREF-Vcs1-Vx)”,第一电流源具有与感测信号Vcs1成比例的信号值“gm×(2VREF-Vcs1)”。
根据折叠控制单元330的控制信号(即,折叠信号),一对开关彼此排他地进行操作。例如,当折叠控制单元330的折叠信号具有值0或低电平时,第二开关SW2断开,第一开关SW1接通。同时,当折叠信号具有值1或高电平时,第二开关SW2接通,第一开关SW1断开。
因此,对称折叠输出信号生成单元320根据折叠控制单元的控制信号,将施加于第一电阻器R1的电压作为第二折叠输出信号输出到节点A。
同时,比较单元包括差分放大器和逻辑与运算器。在此示例中,当第一折叠输出信号和第二折叠输出信号(即,差分放大器的输入信号)相同,且第一参考电压VREF和感测信号Vcs1是相等值(即,折叠信号具有值1或高电平)时,比较单元输出开关断开信号。
图9示出从图8的示例中的折叠单元输出的折叠输出信号的波形图。
参照图9,在(a)至(d),x轴和y轴分别表示时间和电压,且在图9中的(a)至(d)的所有x轴的相应部分表示相同的时间。
测量的感测信号Vcs1被期望为随时间的推移而增大。如上所述,当在0至t1的时间区间内,感测信号Vcs1低于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330的内部折叠信号具有值0或低电平,当在时间区间t1之后,感测信号Vcs1高于第一参考电压VREF时,折叠控制单元330的内部折叠信号具有值1或高电平。
图9在(b)示出通过对感测信号Vcs1的值进行采样并保持而生成的信号Vx。
参照图9,在(d),当在0至t1的时间区间内,控制信号具有值0时,第四开关接通,并且输入信号折叠单元310输出诸如“Vcs1”的第一折叠输出信号值。当在时间区间t1之后,控制信号具有值1或高电平时,第三开关接通,并且输入信号折叠单元310输出诸如“Vcs1-VREF+Vx”的第一折叠输出信号值。
当在0至t1的时间区间内,控制信号具有值0时,第一开关接通,并且对称折叠输出信号生成单元320输出诸如“2VREF-Vcs1”的第二折叠输出信号值。当在时间区间t1之后,控制信号具有值1或高电平时,第二开关接通,并且对称折叠输出信号生成单元320输出诸如“3VREF-Vcs1-Vx”的第二折叠输出信号值。
图11是示出根据示例的开关控制方法的流程图。
参照图11,开关控制方法在开关控制电路260中执行,其中,所述开关控制电路260通过串联连接到输入电力和负载的电流控制开关来控制流入负载的平均电流。
在步骤S510,开关控制电路260通过感测单元261测量流到负载的感测信号。
在步骤S520,开关控制电路260关于第一参考电压VREF与感测信号的接触点对测量的感测信号进行折叠,以基于初始电压Vinit或第一参考电压VREF生成彼此对称的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号。
如早先所述,折叠单元生成分别与测量的感测信号成比例增大和减小的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,并在第一折叠输出信号或第二折叠输出信号达到第一参考值的时间分别对第一折叠输出信号和第二折叠输出信号进行折叠。
在步骤S530,开关控制电路260在比较单元263中比较生成的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号。
在步骤S540,开关控制电路260在控制单元264中根据比较结果控制电流控制开关240的操作。
此外,如上所述,在一个示例中,开关控制电路260中的比较单元263比较第一折叠输出信号和第二折叠输出信号。开关控制电路260在第一折叠输出信号和第二折叠输出信号相同的时间断开电流控制开关240。此外,当第一折叠输出信号和第二折叠输出信号相同,且折叠信号具有值1或高电平时,开关控制电路260断开电流控制开关240。当从电流控制开关240的断开时间起经过预定断开时间时,开关控制电路260接通电流控制开关240。
在一示例中,开关控制电路260通过断开时间控制单元265对从电流控制开关240的断开时间起的预定断开时间进行计算,并在开关驱动单元266中基于比较单元263的输出和断开时间控制单元265的输出来控制电流控制开关240。
因此,开关控制电路260实时控制负载电流。此外,虽然在测量的电流中出现偏移,但是开关控制电路260使用第一折叠输出信号和第二折叠输出信号精确地提供电流控制功能。
关于空间的表述(诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上面”、“上部”等)可用于方便地描述一个装置或元件与其它装置或元件间的关系。关于空间的表述应被理解为包含图中所示的方向以及装置在使用或操作中的其它方向。此外,装置可被定位为其它方向,因此,关于空间的表述的说明是基于所述定位的。
可使用硬件组件来实现在此描述的设备和单元。硬件组件可包括(例如)控制器、传感器、处理器、产生器、驱动器以及其它等效电子器件。可使用一个或更多个通用的或专用的计算机(诸如,处理器、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或者能够以限定方式响应并执行指令的任何其它装置)实现硬件组件。硬件组件可运行操作系统(OS)以及在OS上运行的一个或更多个软件应用。硬件组件还可响应于软件的执行而访问、存储、操控、处理和创建数据。为了简化的目的,处理装置的描述用作单数;然而,本领域的技术人员将理解,处理装置可包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如,硬件组件可包括多个处理器或者处理器和控制器。另外,不同的处理配置是可行的,诸如,并行处理器。
以上描述的方法可被编写为计算机程序、代码段、指令或它们的一些组合,以独立地或共同地指示或配置处理装置按期望进行操作。软件和数据可被永久或暂时地实施在能够将指令或数据提供给处理装置或者由处理装置解释的任何类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置中。软件还可分布在联网的计算机系统中,从而软件以分布式方式被存储和执行。具体地讲,可通过一个或更多个非暂时性计算机可读记录介质存储软件和数据。介质还可单独包括程序指令、数据文件、数据结构等,或者还可包括程序指令、数据文件、数据结构等的组合。非暂时性计算机可读记录介质可包括能存储其后可由计算机系统或处理装置读取的数据的任何数据存储装置。非暂时性计算机可读记录介质的示例包括:只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、致密盘只读存储器(CD-ROM)、磁带、USB、软盘、硬盘、光学记录介质(例如,CD-ROM或DVD)以及PC接口(例如,PCI、PCI-express、WiFi等)。另外,用于完成在此公开的示例的功能程序、代码和代码段可由本领域的编程技术人员基于在此提供的附图的流程图和框图及其它们的相应描述来解释。
仅作为非详尽说明,在此描述的终端/装置/单元可表示移动装置和诸如高清电视(HDTV)、光盘播放器、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒的装置,或者能够进行与在此公开的通信一致的无线通信或网络通信的任何其它装置,其中,所述移动装置为诸如,例如,蜂窝电话、智能电话、可穿戴智能装置(诸如,例如,戒指、手表、眼镜、手镯、脚链、腰带、项链、耳环、头带、头盔、嵌入在衣服中的装置等)、个人计算机(PC)、平板个人计算机(平板)、平板手机、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏机、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、手持式电子书、超级移动个人计算机(UMPC)、便携式膝上型PC、全球定位系统(GPS)导航。在一个非详尽示例中,可穿戴装置可自行安装在用户的身体上,诸如,眼镜或手镯。在另一非详尽示例中,可穿戴装置可通过附属装置安装在用户的身体上,诸如,例如,使用臂带将智能电话或平板系在用户的手臂上或者使用绳索将可穿戴装置挂在用户的脖子上。
虽然本公开包括特定示例,但是,在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下,可在这些示例中在形式和细节上进行各种改变对本领域的普通技术人员而言将是清楚的。在此描述的示例应仅被理解为描述性意义,而不是为了限制的目的。对每个示例中的特征或方面的描述应被理解为可应用于其它示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术和/或如果所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式来组合和/或由其它组件或他们的等同物来替换或补充,则可获得合适的结果。因此,本公开的范围不是由具体描述来限定,而是由权利要求及其等同物来限定,并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化应被解释为被包括在本公开中。

Claims (22)

1.一种开关控制电路,用于通过串联连接到输入电力和负载的电流控制开关来控制流入负载的平均电流,所述开关控制电路包括:
感测单元,被配置为测量流入负载的电流;
折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于初始电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;
比较单元,被配置为比较生成的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号;
控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
2.如权利要求1所述的开关控制电路,其中,控制单元连接到电流控制开关,在比较单元的比较结果为被比较的信号相同的时间断开电流控制开关,并响应于从电流控制开关被断开的时间起经过预定断开时间而接通电流控制开关。
3.如权利要求1所述的开关控制电路,其中,感测单元包括连接在电流控制开关的一端与参考电压之间的感测电阻器,并测量感测电阻器两端的电压。
4.如权利要求1所述的开关控制电路,其中,折叠单元包括:
输入信号折叠单元,被配置为根据控制信号对测量的感测信号进行折叠,以生成第一折叠输出信号;
对称折叠输出信号生成单元,被配置为根据控制信号基于第一折叠输出信号生成第二折叠输出信号;
折叠控制单元,被配置为比较测量的感测信号与第一参考电压以生成控制信号,其中,控制信号控制输入信号折叠单元和对称折叠输出信号生成单元的操作。
5.如权利要求4所述的开关控制电路,其中,折叠控制单元包括:差分放大器,被配置为当测量的感测信号与第一参考电压相同时对控制信号的大小或相位进行转换。
6.如权利要求5所述的开关控制电路,其中,输入信号折叠单元包括:
第一非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号成比例;
第二非独立电流源,其输出被配置为关于第一参考电压,与测量的感测信号成比例地降低;
第一电容器,串联连接到第一非独立电流源和第二非独立电流源;
第一开关和第二开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第一非独立电流源或第二非独立电流源中的每个连接到第一电容器,
其中,输入信号折叠单元将来自第一电容器的充电电压作为第一折叠输出信号输出。
7.如权利要求6所述的开关控制电路,其中,对称折叠输出信号生成单元包括:
第三非独立电流源,其输出被配置为关于第一参考电压,与测量的感测信号成比例地降低;
第四非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号成比例;
第二电容器,串联连接到第三非独立电流源和第四非独立电流源;
第三开关和第四开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第三非独立电流源或第四非独立电流源中的每个连接到第二电容器,
其中,对称折叠输出信号生成单元将来自第二电容器的充电电压作为第二折叠输出信号输出。
8.如权利要求7所述的开关控制电路,还包括:
初始化电路,串联连接到第一电容器和第二电容器中的至少一个,以对第一折叠输出信号和第二折叠输出信号中的至少一个进行初始化。
9.如权利要求4所述的开关控制电路,其中,折叠控制单元包括:
差分放大器,被配置为响应于测量的感测信号与第一参考电压相同,对控制信号的大小和相位进行转换;
采样单元,被配置为在特定时间对测量的感测信号进行采样以在特定的区间期间保持采样的感测信号,并将保持的感测信号作为第二参考电压输出。
10.如权利要求9所述的开关控制电路,其中,输入信号折叠单元包括:
第一非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号和第二参考电压之间的差值成比例;
第二非独立电流源,其输出被配置为基于第一参考电压的两倍与第二参考电压的差值,与测量的感测信号成比例地降低;
第一电阻器,串联连接到第一非独立电流源和第二非独立电流源;
第一开关和第二开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第一非独立电流源或第二非独立电流源中的每个连接到第一电阻器,
其中,输入信号折叠单元将施加于第一电阻器的电压作为第一折叠输出信号输出。
11.如权利要求10所述的开关控制电路,其中,对称折叠输出信号生成单元包括:
第三非独立电流源,其输出被配置为基于第一参考电压的两倍与第二参考电压之间的差值,与测量的感测信号成比例地降低;
第四非独立电流源,其输出被配置为与测量的感测信号和第二参考电压之间的差值成比例;
第二电阻器,串联连接到第三非独立电流源和第四非独立电流源;
第三开关和第四开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第三非独立电流源或第四非独立电流源中的每个连接到第二电阻器,
其中,对称折叠输出信号生成单元将施加于第二电阻器的电压作为第二折叠输出信号输出。
12.如权利要求11所述的开关控制电路,还包括:
初始化电路,串联连接到第一电阻器和第二电阻器中的至少一个,以对第一折叠输出信号和第二折叠输出信号中的至少一个进行初始化。
13.如权利要求1所述的开关控制电路,其中,控制单元包括:
断开时间控制单元,被配置为计算从电流控制开关被断开的时间起的预定断开时间;
开关驱动单元,被配置为基于比较单元的输出和断开时间控制单元的输出控制电流控制开关。
14.如权利要求13所述的开关控制电路,其中,开关驱动单元包括:SR锁存器,对比较单元的输出和断开时间控制单元的输出执行或非逻辑运算或者与非逻辑运算。
15.一种开关控制电路,用于通过串联连接到输入电力和负载的电流控制开关来控制流入负载的平均电流,所述开关控制电路包括:
感测单元,被配置为测量流入负载的电流;
折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于第一参考电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;
比较单元,被配置为对比较结果和折叠信号执行与逻辑运算,并输出与运算结果,其中,所述比较结果通过比较生成的第一折叠输出信号与第二折叠输出信号而生成,所述折叠信号通过比较感测信号与第一参考电压而生成;
控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
16.如权利要求15所述的开关控制电路,其中,折叠单元包括:
输入信号折叠单元,被配置为根据控制信号对测量的感测信号进行折叠,以生成第一折叠输出信号;
对称折叠输出信号生成单元,被配置为根据控制信号基于第一折叠输出信号生成第二折叠输出信号;
折叠控制单元,被配置为比较测量的感测信号与第一参考电压以生成控制信号,其中,控制信号控制输入信号折叠单元和对称折叠输出信号生成单元的操作。
17.如权利要求16所述的开关控制电路,其中,对称折叠输出信号生成单元包括:
第一非独立电流源,其输出被配置为与第一参考电压和测量的感测信号之间的差值成比例地降低;
第二非独立电流源,其输出被配置为基于第一参考电压与第二参考电压的差值,与测量的感测信号成比例地降低;
第一电阻器,串联连接到第一非独立电流源和第二非独立电流源;
第一开关和第二开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第一非独立电流源和第二非独立电流源中的每个连接到第一电阻器,
其中,输入信号折叠单元将施加于第一电阻器的电压作为第二折叠输出信号输出。
18.如权利要求16所述的开关控制电路,其中,输入信号折叠单元包括:
第三非独立电流源,其输出被配置为基于第二参考电压与第一参考电压之间的差值,与测量的感测信号成比例地增大;
第四非独立电流源,其输出被配置为与感测信号成比例地增大;
第二电阻器,串联连接到第三非独立电流源和第四非独立电流源;
第三开关和第四开关,被配置为根据控制信号排他地进行操作,以将第三非独立电流源和第四非独立电流源中的每个连接到第二电阻器,
其中,对称折叠输出信号生成单元将施加于第二电阻器的电压作为第一折叠输出信号输出。
19.如权利要求15所述的开关控制电路,其中,控制单元包括:
断开时间控制单元,被配置为计算从电流控制开关被断开的时间起的预定断开时间;
开关驱动单元,被配置为基于比较单元的输出和断开时间控制单元的输出控制电流控制开关。
20.如权利要求19所述的开关控制电路,其中,开关驱动单元包括:SR锁存器,对比较单元的输出和断开时间控制单元的输出执行或非逻辑运算或者与非逻辑运算。
21.一种连续电流模式(CCM)操作转换器,包括:
负载,串联连接到输入电力;
电感器,串联连接到负载;
电流控制开关,串联连接到电感器以控制流入负载的电流;
续流二极管,与负载和串联连接的电感器并联连接;
开关控制电路,被配置为控制电流控制开关,
其中,开关控制电路包括:
感测单元,被配置为测量流入负载的电流,
折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于初始电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;
比较单元,被配置为比较生成的第一折叠输出信号和第二折叠输出信号;
控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
22.一种连续电流模式(CCM)操作转换器,包括:
负载,串联连接到输入电力;
电感器,串联连接到负载;
电流控制开关,串联连接到电感器以控制流入负载的电流;
续流二极管,与负载和串联连接的电感器并联连接;
开关控制电路,被配置为控制电流控制开关,
其中,开关控制电路包括:
感测单元,被配置为测量流入负载的电流;
折叠单元,被配置为基于第一参考电压将与测量的电流相关的感测信号进行折叠,以基于第一参考电压生成第一折叠输出信号和第二折叠输出信号,其中,第一折叠输出信号与第二折叠输出信号彼此对称;
比较单元,被配置为对比较结果和折叠信号执行与逻辑运算,并输出与运算结果,其中,所述比较结果通过比较生成的第一折叠输出信号与第二折叠输出信号而生成,所述折叠信号通过比较感测信号与第一参考电压而生成;
控制单元,被配置为根据比较单元的比较结果控制电流控制开关的操作。
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