CN106533171A - 降压升压转换器中的增强型电力模式转变 - Google Patents

降压升压转换器中的增强型电力模式转变 Download PDF

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CN106533171A CN201610821956.7A CN201610821956A CN106533171A CN 106533171 A CN106533171 A CN 106533171A CN 201610821956 A CN201610821956 A CN 201610821956A CN 106533171 A CN106533171 A CN 106533171A
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Abstract

一种电子系统、DC‑DC电压转换器、操作一降压升压DC‑DC转换器的方法、以及用于在一DC‑DC电压转换器中的电力模式转变的方法被揭示。例如，一种方法是包含接收一和所述DC‑DC电压转换器的一输出电压相关的经补偿的误差信号，决定所述DC‑DC电压转换器的一电力操作模式，以及若所述电力操作模式是一第一模式，则输出一第一控制信号以调节所述DC‑DC电压转换器的输出电压。若所述电力操作模式是一第二模式，则输出一第二控制信号以调节所述DC‑DC电压转换器的输出电压，以及若所述电力操作模式是一第三模式，则输出一第三控制信号以调节所述DC‑DC电压转换器的输出电压。

Description

降压升压转换器中的增强型电力模式转变
技术领域
本发明是大致有关于DC至DC电压转换器，并且尤其是有关于在集成电路、晶圆、芯片或晶粒上所形成的降压升压转换器中的增强型电力模式转变。
相关申请案的交互参照
此申请案是相关于2015年9月14日申请的名称为"降压升压转换器中的增强型电力模式转变"的美国临时专利申请案序号62/218,325('325申请案)、以及2016年1月4日申请的名称为"降压升压转换器中的增强型电力模式转变"的美国临时专利申请案序号62/274,533('533申请案)，并且主张其权益。所述两个'325申请案以及'533申请案是被纳入在此作为参考。
背景技术
一项有关现有的降压升压转换器的问题是相关的控制器必须能够有效率地调节在降压、降压升压、以及升压电力操作模式中的输出电压，但是改变所述模式的过程在模式转变发生时会对于输入与输出电压以及电流引发显著的干扰。这些干扰可能会在接近电力模式边界处导致电力模式颤振(chatter)以及因此的劣质的电压及电流的调节。明确地说，在一模式改变期间，当在降压升压转换器中的调节器级从降压升压模式转变至降压模式或是升压模式的任一者时，在所述降压升压转换器中的电感器电流必须减小以维持调节。然而，在一电流模式的控制实施方式中，所述电感器电流是成比例于所述控制电压。因此，所述控制电压亦必须减小。在所述电力模式中的突然的改变以及所述控制电压及电感器电流的延迟的响应会在所述降压升压转换器的回路中导致大的干扰，因而所述转换器的电压及电流的调节的效率因此显著地被降低。
发明内容
本发明实施例提供一种用于在一直流对直流电压转换器中的电力模式转变的方法，所述方法包括：
接收一和所述直流对直流电压转换器的一输出电压相关的经补偿的误差信号；
决定所述直流对直流电压转换器的一电力操作模式；
若所述电力操作模式是一第一模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第一控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压；
若所述电力操作模式是一第二模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第二控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压；以及
若所述电力操作模式是一第三模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第三控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压。
进一步地，判断所述电力操作模式是否为所述第一模式包括判断所述电力操作模式是否为一降压模式。
进一步地，判断所述电力操作模式是否为所述第二模式包括判断所述电力操作模式是否为一升压模式。
进一步地，判断所述电力操作模式是否为所述第三模式包括判断所述电力操作模式是否为一降压升压模式。
进一步地，输出所述第一控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括根据用于一降压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一计算出的控制电压。
进一步地，输出所述第二控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括根据用于一升压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一计算出的控制电压。
进一步地，输出所述第三控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括根据用于一降压升压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一控制电压。
进一步地，输出所述第三控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括输出用于一降压升压操作模式的所述经补偿的误差信号。
进一步地，所述直流对直流电压转换器包括一降压升压转换器。
本发明实施例提供一种操作一降压升压直流对直流转换器的方法，所述方法包括：
监测所述降压升压直流对直流转换器的一输出电压；
响应于所述监测，产生一和所述输出电压相关的经补偿的误差电压；
响应于所述降压升压直流对直流转换器的一电力操作模式以修改所述经补偿的误差电压；
响应于所述修改后的经补偿的误差电压以产生一脉冲宽度调变控制信号；以及
响应于所述脉冲宽度调变控制信号以控制所述降压升压直流对直流转换器的一升压电力级以及一降压电力级中的至少一个。
进一步地，所述监测包括一误差放大器接收所述降压升压直流对直流转换器的输出电压，以及响应于所述输出电压以产生所述经补偿的误差电压。
进一步地，修改所述经补偿的误差电压包括一计算电路响应于所述降压升压直流对直流转换器的所述电力操作模式以计算所述经补偿的误差电压的一经缩放的值，以及响应于所述经补偿的误差电压的所述计算出的经缩放的值以产生所述修改后的经补偿的误差电压。
进一步地，计算所述经缩放的值包括响应于所述降压升压直流对直流转换器的所述电力操作模式以决定所述计算电路的一缩放因子。
本发明实施例提供一种直流对直流电压转换器，包括：
一降压电力级；
一耦接至所述降压电力级的第一开关晶体管驱动器电路；
一升压电力级；
一耦接至所述升压电力级的第二开关晶体管驱动器电路；
一逻辑电路，其耦接至所述第一开关晶体管驱动器电路以及所述第二开关晶体管驱动器电路；以及
一耦接至所述逻辑电路的回授电路，其中所述回授电路是响应于一在电力模式之间的转变以修改一误差信号。
进一步地，所述回授电路包含：
一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；
一可变增益电路，其是耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号，产生一用于所述直流对直流电压转换器的至少一电力操作模式的修改后的经补偿的误差信号，以及响应于一在电力模式之间的转变以对于所述至少一电力操作模式输出所述修改后的经补偿的误差信号；以及
一脉冲宽度调变的信号产生器电路，其耦接至所述可变增益电路并且被配置以响应于在电力模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及输出一脉冲宽度调变信号，其中所述逻辑电路是被配置以接收所述脉冲宽度调变信号以及所述直流对直流电压转换器的输入与输出电压，以及产生一用以驱动所述降压电力级的第一脉冲宽度调变信号、一用以驱动所述升压电力级的第二脉冲宽度调变信号、以及一模式控制信号。
进一步地，所述误差放大器电路包括一运算互导放大器。
进一步地，所述可变增益电路包括一降压计算区块、一升压计算区块、以及一多工器，所述多工器是耦接至所述降压计算区块、所述升压计算区块、以及所述误差放大器电路的一输出。
进一步地，所述脉冲宽度调变信号产生器电路包括一调变器电路，所述调变器电路是被配置以响应于用于所述至少一电力操作模式的所述修改后的经补偿的误差信号以产生所述脉冲宽度调变信号。
进一步地，所述逻辑电路是被配置以接收所述直流对直流电压转换器的输入电压、所述直流对直流电压转换器的输出电压以及所述脉冲宽度调变信号，响应于所述输入电压以及所述输出电压以输出所述模式控制信号，以及输出一用以驱动所述降压电力级的第一脉冲宽度调变信号以及一用以驱动所述升压电力级的第二脉冲宽度调变信号。
进一步地，所述直流对直流电压转换器包括一被形成在一集成电路、晶圆、芯片或晶粒上的降压升压转换器。
进一步地，所述直流对直流电压转换器包括一电压模式控制的脉冲宽度调变控制器。
进一步地，所述回授电路包括：
一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；
一调变放大器电路，其耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号以及产生一用于所述直流对直流电压转换器的至少一电力操作模式的修改后的经补偿的误差信号，以及响应于在电力模式之间的所述转变以输出所述修改后的经补偿的误差信号；以及
一调变器电路，其耦接至所述调变放大器电路并且被配置以响应于在电力模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及响应于所述修改后的经补偿的误差信号以输出一脉冲宽度调变信号。
进一步地，在电力模式之间的所述转变包括至一降压升压电力操作模式的一转变、或是从一降压升压电力操作模式的一转变中的至少其中一个。
进一步地，所述调变放大器电路进一步包括至少一可切换的增益电路，其中所述至少一可切换的增益电路是被配置以接收所述经补偿的误差信号，并且响应于一和在电力模式之间的所述转变相关的控制信号以产生所述修改后的经补偿的误差信号。
进一步地，所述至少一可切换的增益电路包括一开关，所述开关是耦接至所述调变放大器电路的一输入并且被配置以响应于和在电力模式之间的所述转变相关的所述控制信号来产生所述修改后的经补偿的误差信号。
进一步地，所述至少一可切换的增益电路包括一多工器，所述多工器是耦接至所述调变放大器电路的一输出并且被配置以响应于和在电力模式之间的所述转变相关的所述控制信号来产生所述修改后的经补偿的误差信号。
本发明实施例提供一种电子系统，包括：
一数字处理器；
一耦接至所述数字处理器的外围子系统；以及
一电源子系统，其是耦接至所述数字处理器以及所述外围子系统的电路构件，并且被配置以产生一输出电压以供电所述数字处理器以及所述外围子系统的所述电路构件，其中所述电源子系统包含一被配置以调节所述电源子系统的输出电压的直流对直流控制器，并且所述直流对直流控制器包含一降压升压转换器，所述降压升压转换器包括：一降压电力级以及一升压电力级。一误差放大器电路是耦接至所述升压电力级，并且所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号。一可变增益电路是耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号，对于所述降压升压转换器的至少一电力操作模式产生一修改后的经补偿的误差信号，以及响应于一在电力模式之间的转变以对于所述至少一电力操作模式输出所述修改后的经补偿的误差信号。一脉冲宽度调变的(PWM)信号产生器电路是耦接至所述可变增益电路，并且被配置以响应于在模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及输出一PWM信号。一逻辑电路是耦接至所述PWM信号产生器电路，并且被配置以接收所述PWM信号以及所述降压升压转换器的所述输出电压以及一输入电压，以及产生一用以驱动所述降压电力级的第一PWM信号、一用以驱动所述升压电力级的第二PWM信号、以及一模式控制信号。
进一步地，所述降压升压转换器以及所述电源子系统是被形成在一或多个集成电路、晶圆、芯片或晶粒上。
进一步地，所述数字处理器包括被形成在一集成电路上的一微处理器或是一微控制器。
进一步地，所述电源子系统包括一电源管理集成电路PMIC。
附图说明
理解到的是所述图式只描绘范例实施例，并且因此并不被视为在范畴上限制性的，所述范例实施例将会透过所附的图式的使用，在额外的特定性及细节下加以描述。
图1是描绘一种可被利用以实施本发明的一范例实施例的降压升压转换器的概要的电路图。
图2是一描绘用于在图1中所示的降压升压转换器的范例的操作参数的表。
图3A-3B是描绘用于在图1中所示的降压升压转换器的降压、降压升压以及升压电力操作模式的范例的DC操作曲线的相关的波形图。
图4A-4B是描绘用于在图1中所示的降压升压转换器的降压、降压升压以及升压电感器电流相对于所述输入电压的波形近似的相关的波形图。
图5是描绘根据本发明的一第二范例实施例的可被利用以控制一种降压升压转换器的回授电路的概要的电路图。
图6是描绘根据本发明的一第三范例实施例的可被利用以控制一种降压升压转换器的回授电路的概要的电路图。
图7是描绘一种具有与不具有增强型电力模式转变的降压升压转换器的模拟的效能的比较的波形图。
图8是描绘根据本发明的一范例实施例的一种可被利用以实施在一降压升压转换器中的增强型电力模式转变的方法的流程图。
图9是一种可被利用以实施本发明的一范例实施例的电子系统的概要的方块图。
附图标记说明：
100-降压升压转换器；101-电压源；102-输出节点；103-电阻器；104-误差放大器；105-电容器；106-输出；107-电阻器；108-可变增益电路；109-误差放大器电路；110-降压计算区块；111-回授电路；112-输入；113-输出电流；114-升压计算区块；116-多工器；117-控制信号；118-输入；120-输入；122-PWM信号产生器电路；123-调变器；124-PWM及模式逻辑电路；126-驱动器；128-降压电力级；130-驱动器；132-升压电力级；200-表；300-A-B波形图；400-A-B波形图；500-回授电路；502-误差放大器；504-电阻器；506-电容器；508电阻器；510-电阻器；512-开关；514-电阻器；516-运算放大器；518-电阻器；520-电阻器；522-电阻器；524-开关；526-调变器电路；528-PWM调变器；600-回授电路；602-误差放大器；604-电阻器；606-电容器；608-调变放大器；610-电阻器；612-电阻器；614-多工器；616-调变器电路；618-PWM调变器；700-波形图；800-方法；900-电子系统；902-电源子系统；904数字处理器单元；906-外围子系统；908-内存单元；910-输入/输出(I/O)单元；912-DC-DC控制器；914-降压升压转换器；916-线；Q1-开关晶体管；Q2-开关晶体管；Q3-开关晶体管；Q4-开关晶体管。
具体实施方式
在以下的详细说明中是参考到构成其一部分而且其中通过特定的举例说明的实施例而被展示的所附的图式。然而，将了解到的是，其它实施例可被利用，并且可以做成逻辑、机械、以及电性的改变。再者，在图式的图以及说明书中所呈现的方法并非欲被解释为限制个别的动作可加以执行所用的顺序。因此，以下的详细说明并非以限制性的意思来加以解释。在所有可能之处的相同或类似的组件符号是在整个图式被使用来指称相同或类似的结构的构件或部件。
一种降压升压转换器是一DC至DC电压转换器，其在降压操作模式中步降输入电压，在升压模式中步升输入电压，并且在降压升压模式中步升或是步降输入电压。输出电压至输入电压的比例是被利用以决定所述电力操作模式。因此，所述降压升压转换器是产生一经调节的DC输出电压，其具有一大小是小于(降压模式)、大于(升压模式)、或是小于、大于或等于(降压升压模式)所述输入电压的大小。降压升压转换器是被利用在其中输入电压可能会广泛地变化的许多应用中，例如是在以电池供电的系统与类似者中。
一项有关现有的降压升压转换器的问题是相关的控制器必须能够有效率地调节在降压、降压升压、以及升压电力操作模式中的输出电压，但是改变所述模式的过程在模式转变发生时会对于输入与输出电压以及电流引发显著的干扰。这些干扰可能会在接近电力模式边界处导致电力模式颤振以及因此的劣质的电压及电流的调节。明确地说，在一模式改变期间，当在降压升压转换器中的调节器级从降压升压模式转变至降压模式或是升压模式的任一者时，在所述降压升压转换器中的电感器电流必须减小以维持调节。然而，在一电流模式的控制实施方式中，所述电感器电流是成比例于所述控制电压。因此，所述控制电压亦必须减小。在所述电力模式中的突然的改变以及所述控制电压及电感器电流的延迟的响应会在所述降压升压转换器的回路中导致大的干扰，因而所述转换器的电压及电流的调节的效率因此显著地被降低。然而，如同在以下叙述的，本发明是利用被形成于集成电路、晶圆、芯片或晶粒上的DC至DC电压转换器或控制器内所利用的降压升压转换器中的增强型电力模式转变，来解决这些以及其它相关的问题。
图1是描绘一种降压升压转换器100的概要的电路图，其可被利用以实施本发明的一范例实施例。在所展示的范例实施例中，所述降压升压转换器100是操作在电流模式的控制下。在图1中描绘的范例的降压升压转换器100是包含一降压电力级128、一升压电力级132、以及一耦接至所述升压电力级132的一输出的互导类型的误差放大器电路109。在此实施例中，所述互导类型的误差放大器电路109是包含一误差放大器104、以及连接至电路接地的频率补偿构件的电阻器RC 103及电容器CC 105。一可变增益电路108是耦接至所述误差放大器104的一输出106，并且一脉冲宽度调变(PWM)信号产生器电路122是耦接至所述可变增益电路108的一输出以及所述降压电力级128的一输出。在某些实施例中，一缓冲器放大器(具有一可以是单一(unity)的增益)可以耦接在所述误差放大器104的输出106以及所述可变增益电路108的输入112之间。一PWM及模式逻辑电路124(亦被称为逻辑电路124)是耦接至所述PWM信号产生器电路122，并且一第一开关晶体管驱动器电路126是耦接至所述PWM及模式逻辑电路124以及在所述降压电力级128中的一第一对的开关晶体管Q1、Q2。一第二开关晶体管驱动器电路130是耦接至所述PWM及模式逻辑电路124以及在所述升压电力级132中的一第二对的开关晶体管Q3、Q4。
更明确地说，所述降压升压转换器100是耦接至一电压源101，其产生一输入电压VIN、以及输入电流IIN。所述输入电流IIN是充电一输入电容器CIN，并且横跨输入电容器CIN发展出所述输入电压VIN。所述输入电压VIN是耦接至所述第一开关晶体管Q1的汲极端子。所述第一开关晶体管驱动器电路126的一第一输出端子是耦接至所述第一开关晶体管Q1的控制或门极端子，并且所述第一开关晶体管驱动器电路126的一第二输出端子是耦接至所述第二开关晶体管Q2的控制或门极端子。所述第一开关晶体管Q1的源极端子是耦接至所述第二开关晶体管Q2的汲极端子，并且所述第二开关晶体管Q2的源极是耦接至电路接地。在所述第一开关晶体管Q1的源极端子与所述第二开关晶体管Q2的汲极端子之间的节点是在所述降压电力级128的输出处耦接至电感器LO的一第一端。在所述降压操作模式中，响应于在所述PWM及模式逻辑电路124的两个输入处的输出电压VO至输入电压VIN的比例，PWM_BUCK信号是从所述PWM及模式逻辑电路124而被输出，并且所述第一开关晶体管驱动器电路126驱动所述第一及第二开关晶体管Q1、Q2，以产生通过所述输出电感器LO的电感器电流IL。
所述电感器LO的第二端是耦接至一连接在所述升压电力级132中的第三开关晶体管Q3的源极端子与第四开关晶体管Q4的汲极端子之间的节点。所述第四开关晶体管Q4的源极是耦接至电路接地。所述第二开关晶体管驱动器电路130的一输出是耦接至所述第三开关晶体管Q3的控制或门极端子，并且所述第二开关晶体管驱动器电路130的第二输出是耦接至所述第四开关晶体管Q4的控制或门极端子。所述第三开关晶体管Q3的汲极端子是耦接至所述输出电容器CO以及所述输出节点102。在升压操作模式中，响应于在所述PWM及模式逻辑电路124的两个输入处的输出电压VO至输入电压VIN的比例，所述PWM_BOOST信号是从所述PWM及模式逻辑电路124被输出，并且所述第二开关晶体管驱动器电路130驱动所述升压电力级132的第三及第四开关晶体管Q3、Q4，以在所述降压升压转换器100的输出节点102产生所述输出电压VO、以及所述输出电流IO 113。在所述升压操作模式期间，所述PWM及模式逻辑电路124利用所述第一开关晶体管驱动器电路126以将所述第一开关晶体管Q1保持导通，并且将所述第二开关晶体管Q2保持关断。
对于此范例实施例而言，一回授电路111是被耦接在所述输出节点102与PWM及逻辑电路124之间。所述回授电路111是响应于一在电力模式之间的转变来修改一误差信号。明确地说，在所述回授电路中，所述升压电力级132的输出电压VO是从所述输出节点102耦接至所述互导类型的误差放大器电路109中的误差放大器104的反相的输入。在此实施例中，一运算互导放大器(OTA)是被配置以作用为所述误差放大器104。在一第二范例实施例中，一运算放大器(OA)可被配置以输出一误差电压信号，并且借此作用为所述误差放大器104。一参考电压VREF是耦接至所述误差放大器104的非反相的输入。在所述误差放大器104的输出处所产生的电流是流过频率补偿构件的电阻器RC 103以及电容器CC 105至电路接地，并且在所述输出106处发展出一经补偿的误差信号VC。所述经补偿的误差信号VC是从所述输出106耦接至一可变增益电路108，所述可变增益电路108是作用以对于所述降压、降压升压以及升压模式的每一个，根据所述输入电压(VIN)以及输出电压(VO)的操作点来计算及输出一唯一的控制信号例如是一修改后的经补偿的误差信号。因此，所述控制信号是被预先设置到在模式被改变之后尽可能快速地驱动所述电感器LO至正确的电感器电流(IL)值所需的位准，并且对于原始的控制信号VC只有一最小的改变。因此，每当一电力模式转变发生时，任何对于所述调节器的状态变量的干扰都被最小化。
明确地说，参考所述可变增益电路108，在输出106之处的控制信号VC是耦接至一降压计算区块110的一个别的输入、一多工器116的一输入112、以及一升压计算区块114。对于此范例实施例而言，所述降压计算区块110以及升压计算区块114的每一个都可以利用被配置以执行所牵涉到的计算的适当的模拟电路来加以实施，例如是一或多个分压器以及一或多个电压加法器或是加总器。在其它实施例中，通过所述降压计算区块110以及升压计算区块114所执行的计算可以数字地加以达成、或者替代的是通过结合模拟及数字的方法来加以达成。对于某些实施例而言，通过所述降压计算区块110以及升压计算区块114所执行的计算例如可以通过决定及施加一缩放因子至所述经补偿的误差电压来加以达成，其中所施加的特定缩放因子是根据所述降压升压转换器的电力操作模式而被决定出。不论在任何事件中，所述降压计算区块110的输出都耦接至所述多工器116的一第二输入118，并且所述升压计算区块114的输出都耦接至所述多工器116的一第三输入120。一控制信号MODE 117是被利用以控制所述多工器116的切换操作。所述PWM及模式逻辑电路124的MODE控制输出117也是所述多工器116的MODE控制输入117。因此，所述PWM及模式逻辑电路124是被配置以控制哪一个信号从所述可变增益电路108被耦接至所述PWM信号产生器电路122。对于在图1中所示的范例实施例而言，所述输出电压VO至所述输入电压VIN的比例是被利用以决定用于所述降压升压转换器100的电力操作模式，并且此比例亦被利用以经由所述控制信号MODE117来控制所述多工器116的切换。例如，若所述降压升压转换器的经调节的DC输出电压的大小变成小于输入电压的大小，则所述PWM及模式逻辑电路124输出所述控制信号MODE 117以将所述多工器116切换至降压模式。若所述降压升压转换器的经调节的DC输出电压的大小变成大于输入电压的大小，则所述PWM及模式逻辑电路124输出所述控制信号MODE 117以将所述多工器116切换至升压操作模式。若所述降压升压转换器的经调节的DC输出电压的大小变成实质等于输入电压的大小，则所述PWM及模式逻辑电路124输出所述控制信号MODE117以将所述多工器116切换至所述降压升压操作模式。
图2是一描绘用于图1中所示的降压升压转换器100的范例的操作参数的表200。参照在图1中的降压升压转换器100以及在图2中所示的表200，在一范例的操作中，如同在202之处所指出的，若来自所述PWM及模式逻辑电路124的控制信号MODE 117将所述多工器116切换至降压模式，则在所述多工器116的输出处的信号是所述控制信号其在所述降压模式中可被表示为：
或者是，如同在204之处所指出的，若来自所述PWM及模式逻辑电路124的控制信号MODE 117将所述多工器116切换至降压升压模式，则在所述多工器116的输出处的信号是所述误差信号VC，因为所述误差信号VC在所述降压升压模式中是从所述输出106被直接耦接至所述多工器116。就此而论，当所述降压升压转换器100转变至所述降压升压模式时，在所述多工器116的输出的信号是所述控制信号其在此模式中可被表示为：
VC′＝VC (2)
此外，如同在206之处所指出的，若来自所述PWM及模式逻辑电路124的控制信号MODE 117将所述多工器116切换至所述升压模式，则在所述多工器116的输出处的信号是所述控制信号其在此模式中可被表示为：
注意到的是，所述表200还指出所述工作周期以及输出/电感器电流的关系，其决定用于所述降压升压转换器100的降压、降压升压以及升压操作模式的每一个的DC电压以及电流操作点。
所述被预先设置的控制信号是从所述可变增益电路108被耦接至所述PWM信号产生器电路122。所述PWM信号产生器电路122是输出一PWM信号至所述PWM及模式逻辑电路124，而所述PWM及模式逻辑电路124是响应于所述输出电压VO至所述输入电压VIN的比例来产生所述控制信号MODE 117。如上所述，所述PWM及模式逻辑电路124还输出所述PWM_BUCK信号，所述PWM_BUCK信号是被利用以调变所述第一开关晶体管驱动器电路126，以用于所述开关晶体管Q1、Q2来在所述降压电力级128中产生所述电感器电流IL，并且所述PWM及模式逻辑电路124还输出所述PWM_BOOST信号，所述PWM_BOOST信号是被利用以调变所述第二开关晶体管驱动器电路130，以用于所述开关晶体管Q3、Q4来在所述升压电力级132中产生所述输出电压VO。如上所述，在所述升压操作模式期间，所述PWM及模式逻辑电路124是保持所述第一开关晶体管Q1导通以及所述第二开关晶体管Q2关断。在所述降压操作模式期间，所述PWM及模式逻辑电路124是保持所述第三开关晶体管Q3导通以及所述第四开关晶体管Q4关断。
图3A-3B是描绘用于在图1中所示的降压升压转换器100的降压、降压升压以及升压电力操作模式的范例的DC操作曲线的相关的波形图。例如，同时还参考图2，所述表200是展示用于在202之处的降压操作模式、在204之处的降压升压操作模式、以及在206之处的升压操作模式的工作周期以及输出/电感器电流关系。参照图3A，图300A是描绘在所述输出电压VO被选择是12.6V之下，针对于在302A之处的降压模式、在304A之处的降压升压模式、以及在306A之处的升压模式，从所述表200中所展示的工作周期计算产生的所述工作周期D相对于所述输入电压VIN的范例的操作曲线。值得注意的是，在所述降压模式中的工作周期操作曲线302A的曲率是维持固定且未被干扰的，直到如同在308A之处所指出的所述输入电压VIN以及所述输出电压VO是相等的为止。类似地，在所述降压升压模式中的工作周期操作曲线304A的曲率在整个操作中是维持实质固定且未被干扰的。再者，工作周期操作曲线306A的曲率亦维持固定且未被干扰的，直到如同在310A之处所指出的所述输入电压VIN以及所述输出电压VO是相等的为止。因此，在图3A中描绘的波形是展示对于在图1中所示的范例的降压升压转换器100的降压、降压升压以及升压电力操作模式，当在图1中所示的降压升压转换器中的输入电压被增大至输出电压的位准时，所述工作周期并没有突然的改变。
在图3B中的波形图300B是描绘在所述输出电压VO被选择是12.6V之下，针对于在302B之处的降压升压模式、在304B之处的降压模式、以及在306B之处的升压模式，从所述表200中展示的输出/电感器电流关系产生的所述电感器电流IL相对于所述输入电压VIN的范例的操作曲线。虚线308B是指出稳定状态的电感器电流在图1中描绘的降压升压转换器100转变在所述升压、降压升压以及降压电力操作模式之间时是如何改变的。所述虚线308B也指出中心在一12.6V的输出电压VO之处的电力模式的操作范围。值得注意的是，如同在308B及310B之处所指出的，转变至正确的电感器电流(IL)值是在模式被改变之后，尽可能快速地发生(例如，对于原始的控制信号VC只有一最小的改变)。因此，在图3B中描绘的波形是展示每当一模式转变发生时(例如，在308B及310B之处)，对于用在图1中描绘的降压升压转换器100中的调节器级的状态变量的干扰是被最小化。应注意的是，在图3A、图3B中所示的波形以及在图2中所示的方程式是假设在图1中所示的降压升压转换器100的范例实施例操作在一连续的电感器电流模式(CCM)中。
图4A-4B是描绘所述降压、降压升压以及升压的电感器电流IL相对于所述输入电压VIN的波形近似的相关的图，其针对于在图1中所示的降压升压转换器100是利用的值。参照在图4A中的波形400A，所述降压以及降压升压的电感器电流相对于所述输入电压的波形曲线被展示。明确地说，波形曲线404A是指出所述降压升压的电感器电流IL。波形曲线406A是指出所述降压升压的电感器电流IL乘上VIN/(VIN+VO)。波形曲线402A是指出所述降压升压电流IL乘上0.5。在408A之处，所述输出电压VO是12.6V。如同在410A之处所指出的，矩形是展示的选择看起来是在一宽的输入/输出范围上非常接近用于所述降压操作模式的理想的计算结果。
参照在图4B中的波形400B，所述升压以及降压升压的电感器电流相对于所述输入电压的波形曲线被展示。波形曲线404B是指出所述降压升压的电感器电流IL。波形曲线406B是指出所述降压升压的电感器电流IL乘上VO/(VIN+VO)。波形曲线402B是指出所述降压升压的电流IL乘上0.5。在408B之处，所述输出电压VO是12.6V。如同在410B之处所指出的，矩形是展示用于在图1中描绘的降压升压转换器100的的选择看起来也是在一宽的输入/输出范围上非常接近用于所述升压操作模式的理想的计算结果。
图5是描绘根据本发明的一第二范例实施例的可被利用以控制一降压升压转换器的回授电路500的概要的电路图。例如，在一实施例中，所述回授电路500可被利用以取代所述可变增益电路108以及PWM信号产生器电路122，以控制在图1中描绘的降压升压转换器100。参照针对于所展示的范例实施例的图5，所述回授电路500包含连接至一第一电阻器504以及一第二电阻器508的一误差放大器502。值得注意的是，在一实施例中，所述回授电路500亦可包含一耦接在所述第一电阻器504的最上方的端子与所述第二电阻器508的最左边的端子之间的缓冲放大器，以避免电阻器508、510及514加载所述误差放大器502而因此降低其增益。所述输出电压VO(例如，来自在图1中的输出节点102)是耦接至所述误差放大器502的反相的输入。所述误差放大器502的非反相的输入是连接至所述参考电压VREF。所述第一电阻器504是连接至一电容器506，并且所述电容器506是连接至电路接地。在此实施例中，所述误差放大器502是被配置为一OTA，其产生一被加到所述第二电阻器508的电阻值的电阻值RCOMP。所述第二电阻器508是连接至一第三电阻器510，而所述第三电阻器510是连接至一第四电阻器514以及一运算放大器516的非反相的输入。一第五电阻器518是跨接在所述运算放大器516的反相的输入与输出之间。所述运算放大器516的反相的输入亦连接至一第六电阻器520的一端子，并且所述第六电阻器520的第二端子是连接至一第七电阻器522的一端子。所述第七电阻器522的第二端子是连接至一偏压电压(例如是用于此实施例的1.7V)。在此实施例中，所述运算放大器516是被配置以作用为一放大器级(例如，调变放大器)，以放大耦接至所述调变器电路526中的PWM调变器528的电压信号。所述调变器电路526的输出是一PWM信号(例如，其耦接至在图1中的PWM及模式逻辑电路124)。一第一开关512(例如，半导体开关)是跨接所述第三电阻器510，并且一第二开关524是跨接所述第七电阻器522。所述第一及第二开关512、524的开关位置是藉由控制信号(BUCK-BOOST)来加以控制。在此实施例中，当所述控制信号被施加至所述开关512、524时，所述开关512、524是被闭合，因而相关的电阻器510、522是被旁路。因此开关512、524形成一用于运算放大器516的“可切换的增益电路”。
在所述回授电路500的操作中，所述降压升压转换器的输出电压VO是耦接至所述误差放大器502的反相的输入。所述误差放大器502的非反相的输入是连接至所述参考电压VREF。产生在所述误差放大器502的输出处的补偿信号RCOMP是耦接至所述运算放大器(MODAMP)516的非反相的输入。若所述降压升压控制信号(BUCK-BOOST)被施加至所述开关512、开关524的一或两者，以旁路所述个别的电阻器510、电阻器522(例如，响应于一电力模式改变)，则在所述运算放大器516的输出处的信号的DC位准是依此而被改变。因此，根据本申请案的教示，在所述调变器电路526的输入处的补偿电压是借此被预先设置到在所述电力操作模式被改变之后，在相关的降压升压转换器(例如，在图1中的100)中尽可能快速地驱动电感器(例如，在图1中的LO)至正确的电流值(例如，IL)所需的位准。
图6是描绘根据本发明的一第三范例实施例的可被利用以控制一降压升压转换器的回授电路600的概要的电路图。例如，在一实施例中，所述回授电路600可被利用取代所述可变增益电路108以及PWM信号产生器电路122，以控制在图1中描绘的降压升压转换器100。参照针对于所展示的范例实施例的图6，所述回授电路600包含一误差放大器602，所述误差放大器602是连接至一第一电阻器604以及一单一增益的缓冲调变放大器(MODAMP)608的非反相的输入。所述降压升压转换器的输出电压VO是耦接至所述误差放大器602的反相的输入。所述误差放大器602的非反相的输入是连接至所述参考电压VREF。所述第一电阻器604是连接至一电容器606，并且所述电容器606是连接至电路接地。在此实施例中，所述误差放大器602是被配置为一OTA，其产生一被耦接至所述调变放大器608的非反相的输入的输出电压RCOMP。所述调变放大器608的输出是被回授且连接至其反相的输入以及一多工器614的一输入。在此实施例中，所述调变放大器608是被配置以放大将被耦接至所述调变器电路616中的PWM调变器618的RCOMP信号。所述调变器电路616的输出是一PWM信号(例如，其被耦接至图1中的PWM及模式逻辑电路124)。所述调变放大器608的输出还连接至一第二电阻器610的一端子，而所述第二电阻器610是连接至一第三电阻器612的一端子以形成一分压器。所述第三电阻器612的第二端子是耦接至一供应电压(例如是用于此实施例的1.7V)。连接在所述分压器的第二电阻器610与第三电阻器612之间的节点是连接至所述多工器614的第二输入。所述多工器614的多任务处理操作是通过所述控制信号(BUCK-BOOST)来加以控制。在此实施例中，当所述控制信号被施加至所述多工器614时，所述多工器614的两个输入是被多任务在一起，并且所产生的信号是从所述多工器614输出并且耦接至所述调变器电路616的输入。以此种方式，多工器614是作用为一用于调变放大器608的可切换的增益电路。
在所述回授电路600的操作中，代表所述降压升压转换器的输出电压VO的信号是耦接至所述误差放大器电路602的反相的输入。被产生在所述误差放大器602的输出处的信号RCOMP是耦接至所述调变放大器608的输入，并且所述放大后的RCOMP信号是耦接至所述多工器614。若所述BUCK-BOOST控制信号被施加至所述多工器614的控制端子(例如，电力模式改变)，则在所述多工器614的输出处的多任务的信号的DC位准是根据所述电阻器610、612的值而被改变。因此，根据本申请案的教示，在所述调变放大器608的输入处的(缓冲的)补偿电压信号是藉此被预先设置到在所述电力操作模式被改变之后，在所述降压升压转换器中尽可能快速地驱动电感器(例如，LO)至正确的电流值(例如，IL)所需的位准。
图7是描绘一种具有与不具有增强型电力模式转变的降压升压转换器的模拟的效能的比较的波形图700。例如，在一实施例中，描绘具有增强型电力模式转变的降压升压转换器的效能的波形可以是由在图1中所示的降压升压转换器100提供的。参照图7，瞬时分析是被利用来描绘在电力模式之间的转变期间的输入电压(VIN)、输出电压(VOUT)、电感器电流(IL)、输入电流(IIN)、以及补偿电压(VC)的比较。注意到的是，在图7中的较浅色阴影的波形(例如是被标示为702B、704B、等等)是那些用于一种具有增强型电力模式转变的降压升压转换器者，并且在图7中的较深色阴影的波形(例如是被标示为702A、704A、等等)是那些用于一种不具有增强型电力模式转变的降压升压转换器者。如同由在图7中描绘的瞬时分析及波形所展现的，针对于具有增强型电力模式转变的降压升压转换器(例如，702B、704B、706B及708B)的发生在模式之间的转变期间(例如，在垂直的虚线712、714之处)的调节器状态变量的干扰(例如，由电压及电流摆动所展现的)是远小于针对不具有增强型电力模式转变的降压升压转换器(例如，702A、704A、706A及708A)的发生在模式之间的转变期间的调节器状态变量的干扰。
图8是描绘根据本发明的一范例实施例的一种可被利用以实施在一降压升压转换器中的增强型电力模式转变的方法800的流程图。在此实施例中，所述方法800可被利用以实施在图1中描绘的降压升压转换器100中的增强型电力模式转变。然而，在其它实施例中，所述方法800可被利用以实施在其中增强型电力模式转变是所要的其它类型的DC-DC电压转换器、或是调节器及控制器中的增强型电力模式转变。参照图1及图8，所述范例的方法800是以在所述可变增益电路108的输入处接收一经补偿的误差信号(例如，VC)来开始(802)。所述降压升压转换器的电力操作模式接着是通过被施加至所述多工器116的输入的控制信号MODE 117的状态来加以决定(804)。若所述降压升压转换器是操作在所述降压模式中(806)，则从所述多工器116输出的电压信号是所述控制信号VC'，其是从所述降压计算区块110来加以输出(808)。所述流程接着前进到802。然而，在806之处，若所述降压升压转换器并非操作在所述降压模式中，则一项有关所述降压升压转换器是否操作在所述升压模式中的判断是被作成(通过所述控制信号MODE 117的状态)(810)。若所述降压升压转换器操作在所述升压模式中，则从所述多工器116输出的电压信号是所述控制信号VC'，其是从所述升压计算区块114来加以输出(812)。所述流程接着前进到802。然而，在810之处，若所述降压升压转换器并非操作在所述升压模式中，则从所述多工器116输出的电压信号是所述控制信号VC'，其在此例中是所述经补偿的误差信号VC，其是从所述多工器116以及可变增益电路108来加以输出(814)。所述流程接着前进到802。
图9是根据本发明的一范例实施例的一种电子系统900的概要的方块图，其可被利用以实施在一降压升压转换器中的增强型电力模式转变。在所展示的范例实施例中，电子系统900包含一电源子系统902、一数字处理器单元904、以及一外围子系统906。例如，所述数字处理器单元904可以是一微处理器或是微控制器与类似者。所述外围子系统906包含一用于储存通过所述数字处理器单元904处理的数据的内存单元908、以及一用于发送及接收数据以往返于所述内存单元908以及数字处理器单元904的输入/输出(I/O)单元910。在图9描绘的范例实施例中，所述电源子系统902包含一DC-DC控制器912、以及一具有用于所述DC-DC控制器912的电压及电流调节的增强型电力模式转变电路914的降压升压转换器。所述DC-DC控制器912以及电源子系统902是经由线916来提供一经调节的电压，以供电在所述数字处理器单元904以及外围子系统906中的电子构件。在所展示的范例实施例中，具有增强型电力模式转变电路914的降压升压转换器例如可以利用在图1中描绘的降压升压转换器100来加以实施。在一或多个实施例中，所述电子系统900的构件可以用一或多个集成电路、晶圆、芯片或晶粒来加以实施。
范例实施例
例子1是包含一种用于在一DC-DC电压转换器中的电力模式转变的方法，所述方法包括：接收一和所述DC-DC电压转换器的一输出电压相关的经补偿的误差信号；决定所述DC-DC电压转换器的一电力操作模式；若所述电力操作模式是一第一模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第一控制信号以调节所述DC-DC电压转换器的输出电压；若所述电力操作模式是一第二模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第二控制信号以调节所述DC-DC电压转换器的输出电压；以及若所述电力操作模式是一第三模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第三控制信号以调节所述DC-DC电压转换器的输出电压。
例子2是包含例子1的方法，其中判断所述电力操作模式是否为所述第一模式是包括判断所述电力操作模式是否为一降压模式。
例子3是包含例子1-2的任一个的方法，其中判断所述电力操作模式是否为所述第二模式是包括判断所述电力操作模式是否为一升压模式。
例子4是包含例子1-3的任一个的方法，其中判断所述电力操作模式是否为所述第三模式是包括判断所述电力操作模式是否为一降压升压模式。
例子5是包含例子1-4的任一个的方法，其中输出所述第一控制信号以调节所述DC-DC电压转换器的输出电压是包括根据用于一降压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一计算出的控制电压。
例子6是包含例子1-5的任一个的方法，其中输出所述第二控制信号以调节所述DC-DC电压转换器的输出电压是包括根据用于一升压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一计算出的控制电压。
例子7是包含例子1-6的任一个的方法，其中输出所述第三控制信号以调节所述DC-DC电压转换器的输出电压是包括根据用于一降压升压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一控制电压。
例子8是包含例子1-7的任一个的方法，其中输出所述第三控制信号以调节所述DC-DC电压转换器的输出电压是包括输出用于一降压升压操作模式的所述经补偿的误差信号。
例子9是包含例子1-8的任一个的方法，其中所述DC-DC电压转换器是包括一种降压升压转换器。
例子10是包含一种操作一降压升压DC-DC转换器的方法，所述方法包括：监测所述降压升压DC-DC转换器的一输出电压；响应于所述监测，产生一和所述输出电压相关的经补偿的误差电压；响应于所述降压升压DC-DC转换器的一电力操作模式以修改所述经补偿的误差电压；响应于所述修改后的经补偿的误差电压以产生一脉冲宽度调变(PWM)控制信号；以及响应于所述PWM控制信号以控制所述降压升压DC-DC转换器的一升压电力级以及一降压电力级中的至少一个。
例子11是包含例子10的方法，其中所述监测是包括一误差放大器接收所述降压升压DC-DC转换器的输出电压，以及响应于所述输出电压以产生所述经补偿的误差电压。
例子12是包含例子10-11的任一个的方法，其中修改所述经补偿的误差电压是包括一计算电路响应于所述降压升压DC-DC转换器的所述电力操作模式以计算所述经补偿的误差电压的一经缩放的值，以及响应于所述经补偿的误差电压的所述计算出的经缩放的值以产生所述修改后的经补偿的误差电压。
例子13是包含例子12的方法，其中计算所述经缩放的值是包括响应于所述降压升压DC-DC转换器的所述电力操作模式以决定所述计算电路的一缩放因子。
例子14是包含一种DC-DC电压转换器，其包括：一降压电力级；一耦接至所述降压电力级的第一开关晶体管驱动器电路；一升压电力级；一耦接至所述升压电力级的第二开关晶体管驱动器电路；一逻辑电路，其耦接至所述第一开关晶体管驱动器电路以及所述第二开关晶体管驱动器电路；以及一耦接至所述逻辑电路的回授电路，其中所述回授电路是响应于一在电力模式之间的转变以修改一误差信号。
例子15是包含例子14的DC-DC电压转换器，其中所述回授电路包含：一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；一可变增益电路，其是耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号，产生一用于所述DC-DC电压转换器的至少一电力操作模式的修改后的经补偿的误差信号，以及响应于一在电力模式之间的转变以对于所述至少一电力操作模式输出所述修改后的经补偿的误差信号；以及一脉冲宽度调变的(PWM)信号产生器电路，其是耦接至所述可变增益电路并且被配置以响应于在电力模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及输出一PWM信号，其中所述逻辑电路是被配置以接收所述PWM信号以及所述DC-DC电压转换器的输入与输出电压，以及产生一用以驱动所述降压电力级的第一PWM信号、一用以驱动所述升压电力级的第二PWM信号、以及一模式控制信号。
例子16是包含例子15的DC-DC电压转换器，其中所述误差放大器电路是包括一运算互导放大器。
例子17是包含例子15-16的任一个的DC-DC电压转换器，其中所述可变增益电路包括一降压计算区块、一升压计算区块、以及一多工器，所述多工器是耦接至所述降压计算区块、所述升压计算区块、以及所述误差放大器电路的一输出。
例子18是包含例子15-17的任一个的DC-DC电压转换器，其中所述PWM信号产生器电路包括一调变器电路，所述调变器电路是被配置以响应于用于所述至少一电力操作模式的所述修改后的经补偿的误差信号以产生所述PWM信号。
例子19是包含例子15-18的任一个的DC-DC电压转换器，其中所述逻辑电路是被配置以接收所述DC-DC电压转换器的输入电压、所述DC-DC电压转换器的输出电压以及所述PWM信号，响应于所述输入电压以及所述输出电压以输出所述模式控制信号，以及输出一用以驱动所述降压电力级的第一PWM信号以及一用以驱动所述升压电力级的第二PWM信号。
例子20是包含例子14-19的任一个的DC-DC电压转换器，其中所述DC-DC电压转换器是包括一被形成在一集成电路、晶圆、芯片或晶粒上的降压升压转换器。
例子21是包含例子14-20的任一个的DC-DC电压转换器，其中所述DC-DC电压转换器包括一电压模式控制的PWM控制器。
例子22是包含例子14-21的任一个的DC-DC电压转换器，其中所述回授电路包括：一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；一调变放大器电路，其是耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号以及产生一用于所述DC-DC电压转换器的至少一电力操作模式的修改后的经补偿的误差信号，以及响应于在电力模式之间的所述转变以输出所述修改后的经补偿的误差信号；以及一调变器电路，其是耦接至所述调变放大器电路并且被配置以响应于在电力模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及响应于所述修改后的经补偿的误差信号以输出一PWM信号。
例子23是包含例子22的DC-DC电压转换器，其中在电力模式之间的所述转变是包括至一降压升压电力操作模式的一转变、或是从一降压升压电力操作模式的一转变中的至少一个。
例子24是包含例子22-23的任一个的DC-DC电压转换器，所述调变放大器电路进一步包括至少一可切换的增益电路，其中所述至少一可切换的增益电路是被配置以接收所述经补偿的误差信号，并且响应于一和在电力模式之间的所述转变相关的控制信号以产生所述修改后的经补偿的误差信号。
例子25是包含例子24的DC-DC电压转换器，其中所述至少一可切换的增益电路是包括一开关，所述开关是耦接至所述调变放大器电路的一输入并且被配置以响应于和在电力模式之间的所述转变相关的所述控制信号来产生所述修改后的经补偿的误差信号。
例子26是包含例子24-25的任一个的DC-DC电压转换器，其中所述至少一可切换的增益电路是包括一多工器，所述多工器是耦接至所述调变放大器电路的一输出并且被配置以响应于和在电力模式之间的所述转变相关的所述控制信号来产生所述修改后的经补偿的误差信号。
例子27是包含一种电子系统，其包括：一数字处理器；一耦接至所述数字处理器的外围子系统；以及一电源子系统，其是耦接至所述数字处理器以及所述外围子系统的电路构件，并且被配置以产生一输出电压以供电所述数字处理器以及所述外围子系统的所述电路构件，其中所述电源子系统包含一被配置以调节所述电源子系统的输出电压的DC-DC控制器，并且所述DC-DC控制器包含一降压升压转换器，所述降压升压转换器是包括：一降压电力级；一升压电力级；一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；一可变增益电路，其是耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号，对于所述降压升压转换器的至少一电力操作模式产生一修改后的经补偿的误差信号，以及响应于一在电力模式之间的转变以对于所述至少一电力操作模式输出所述修改后的经补偿的误差信号；一脉冲宽度调变的(PWM)信号产生器电路，其是耦接至所述可变增益电路，并且被配置以响应于在模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及输出一PWM信号；以及一逻辑电路，其是耦接至所述PWM信号产生器电路，并且被配置以接收所述PWM信号以及所述降压升压转换器的所述输出电压以及一输入电压，以及产生一用以驱动所述降压电力级的第一PWM信号、一用以驱动所述升压电力级的第二PWM信号、以及一模式控制信号。
例子28是包含例子27的电子系统，其中所述降压升压转换器以及所述电源子系统是被形成在一或多个集成电路、晶圆、芯片或晶粒上。
例子29是包含例子27-28的任一个的电子系统，其中所述数字处理器是包括被形成在一集成电路上的一微处理器或是一微控制器。
例子30是包含例子27-29的任一个的电子系统，其中所述电源子系统是包括一电源管理集成电路(PMIC)。
尽管特定的实施例已经在此加以描绘及叙述，但所述技术中具有通常技能者将会体认到的是，任何被推测是达成相同目的的配置都可以取代所展示的特定实施例。因此，本申请案明白地欲仅受限于本申请案的权利要求及其等同物。

Claims (30)

1.一种用于在一直流对直流电压转换器中的电力模式转变的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收一和所述直流对直流电压转换器的一输出电压相关的经补偿的误差信号；
决定所述直流对直流电压转换器的一电力操作模式；
若所述电力操作模式是一第一模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第一控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压；
若所述电力操作模式是一第二模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第二控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压；以及
若所述电力操作模式是一第三模式，则根据所述经补偿的误差信号来输出一第三控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，判断所述电力操作模式是否为所述第一模式包括判断所述电力操作模式是否为一降压模式。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，判断所述电力操作模式是否为所述第二模式包括判断所述电力操作模式是否为一升压模式。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，判断所述电力操作模式是否为所述第三模式包括判断所述电力操作模式是否为一降压升压模式。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，输出所述第一控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括根据用于一降压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一计算出的控制电压。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，输出所述第二控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括根据用于一升压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一计算出的控制电压。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，输出所述第三控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括根据用于一降压升压操作模式的所述经补偿的误差信号以输出一控制电压。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，输出所述第三控制信号以调节所述直流对直流电压转换器的输出电压包括输出用于一降压升压操作模式的所述经补偿的误差信号。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述直流对直流电压转换器包括一降压升压转换器。
10.一种操作一降压升压直流对直流转换器的方法，其特征在于，所述方法包括：
监测所述降压升压直流对直流转换器的一输出电压；
响应于所述监测，产生一和所述输出电压相关的经补偿的误差电压；
响应于所述降压升压直流对直流转换器的一电力操作模式以修改所述经补偿的误差电压；
响应于所述修改后的经补偿的误差电压以产生一脉冲宽度调变控制信号；以及
响应于所述脉冲宽度调变控制信号以控制所述降压升压直流对直流转换器的一升压电力级以及一降压电力级中的至少一个。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述监测包括一误差放大器接收所述降压升压直流对直流转换器的输出电压，以及响应于所述输出电压以产生所述经补偿的误差电压。
12.根据权利要求10的方法，其特征在于，修改所述经补偿的误差电压包括一计算电路响应于所述降压升压直流对直流转换器的所述电力操作模式以计算所述经补偿的误差电压的一经缩放的值，以及响应于所述经补偿的误差电压的所述计算出的经缩放的值以产生所述修改后的经补偿的误差电压。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，计算所述经缩放的值包括响应于所述降压升压直流对直流转换器的所述电力操作模式以决定所述计算电路的一缩放因子。
14.一种直流对直流电压转换器，其特征在于，包括：
一降压电力级；
一耦接至所述降压电力级的第一开关晶体管驱动器电路；
一升压电力级；
一耦接至所述升压电力级的第二开关晶体管驱动器电路；
一逻辑电路，其耦接至所述第一开关晶体管驱动器电路以及所述第二开关晶体管驱动器电路；以及
一耦接至所述逻辑电路的回授电路，其中所述回授电路是响应于一在电力模式之间的转变以修改一误差信号。
15.根据权利要求14的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述回授电路包含：
一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；
一可变增益电路，其是耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号，产生一用于所述直流对直流电压转换器的至少一电力操作模式的修改后的经补偿的误差信号，以及响应于一在电力模式之间的转变以对于所述至少一电力操作模式输出所述修改后的经补偿的误差信号；以及
一脉冲宽度调变的信号产生器电路，其耦接至所述可变增益电路并且被配置以响应于在电力模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及输出一脉冲宽度调变信号，其中所述逻辑电路是被配置以接收所述脉冲宽度调变信号以及所述直流对直流电压转换器的输入与输出电压，以及产生一用以驱动所述降压电力级的第一脉冲宽度调变信号、一用以驱动所述升压电力级的第二脉冲宽度调变信号、以及一模式控制信号。
16.根据权利要求15的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述误差放大器电路包括一运算互导放大器。
17.根据权利要求15的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述可变增益电路包括一降压计算区块、一升压计算区块、以及一多工器，所述多工器是耦接至所述降压计算区块、所述升压计算区块、以及所述误差放大器电路的一输出。
18.根据权利要求15的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述脉冲宽度调变信号产生器电路包括一调变器电路，所述调变器电路是被配置以响应于用于所述至少一电力操作模式的所述修改后的经补偿的误差信号以产生所述脉冲宽度调变信号。
19.根据权利要求15的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述逻辑电路是被配置以接收所述直流对直流电压转换器的输入电压、所述直流对直流电压转换器的输出电压以及所述脉冲宽度调变信号，响应于所述输入电压以及所述输出电压以输出所述模式控制信号，以及输出一用以驱动所述降压电力级的第一脉冲宽度调变信号以及一用以驱动所述升压电力级的第二脉冲宽度调变信号。
20.根据权利要求14的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述直流对直流电压转换器包括一被形成在一集成电路、晶圆、芯片或晶粒上的降压升压转换器。
21.根据权利要求14的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述直流对直流电压转换器包括一电压模式控制的脉冲宽度调变控制器。
22.根据权利要求14的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述回授电路包括：
一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；
一调变放大器电路，其耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号以及产生一用于所述直流对直流电压转换器的至少一电力操作模式的修改后的经补偿的误差信号，以及响应于在电力模式之间的所述转变以输出所述修改后的经补偿的误差信号；以及
一调变器电路，其耦接至所述调变放大器电路并且被配置以响应于在电力模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及响应于所述修改后的经补偿的误差信号以输出一脉冲宽度调变信号。
23.根据权利要求22的直流对直流电压转换器，其特征在于，在电力模式之间的所述转变包括至一降压升压电力操作模式的一转变、或是从一降压升压电力操作模式的一转变中的至少其中一个。
24.根据权利要求22的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述调变放大器电路进一步包括至少一可切换的增益电路，其中所述至少一可切换的增益电路是被配置以接收所述经补偿的误差信号，并且响应于一和在电力模式之间的所述转变相关的控制信号以产生所述修改后的经补偿的误差信号。
25.根据权利要求24的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述至少一可切换的增益电路包括一开关，所述开关是耦接至所述调变放大器电路的一输入并且被配置以响应于和在电力模式之间的所述转变相关的所述控制信号来产生所述修改后的经补偿的误差信号。
26.根据权利要求24的直流对直流电压转换器，其特征在于，所述至少一可切换的增益电路包括一多工器，所述多工器是耦接至所述调变放大器电路的一输出并且被配置以响应于和在电力模式之间的所述转变相关的所述控制信号来产生所述修改后的经补偿的误差信号。
27.一种电子系统，其特征在于，包括：
一数字处理器；
一耦接至所述数字处理器的外围子系统；以及
一电源子系统，其是耦接至所述数字处理器以及所述外围子系统的电路构件，并且被配置以产生一输出电压以供电所述数字处理器以及所述外围子系统的所述电路构件，其中所述电源子系统包含一被配置以调节所述电源子系统的输出电压的直流对直流控制器，并且所述直流对直流控制器包含一降压升压转换器，所述降压升压转换器包括：
一降压电力级；
一升压电力级；
一耦接至所述升压电力级的误差放大器电路，所述误差放大器电路是被配置以从所述升压电力级接收一输出信号并且产生一和所述输出信号相关的经补偿的误差信号；
一可变增益电路，其是耦接至所述误差放大器电路并且被配置以接收所述经补偿的误差信号，对于所述降压升压转换器的至少一电力操作模式产生一修改后的经补偿的误差信号，以及响应于一在电力模式之间的转变以对于所述至少一电力操作模式输出所述修改后的经补偿的误差信号；
一脉冲宽度调变的信号产生器电路，其是耦接至所述可变增益电路，并且被配置以响应于在模式之间的所述转变来接收所述修改后的经补偿的误差信号，以及输出一脉冲宽度调变信号；以及
一逻辑电路，其是耦接至所述脉冲宽度调变信号产生器电路，并且被配置以接收所述脉冲宽度调变信号以及所述降压升压转换器的所述输出电压以及一输入电压，以及产生一用以驱动所述降压电力级的第一脉冲宽度调变信号、一用以驱动所述升压电力级的第二脉冲宽度调变信号、以及一模式控制信号。
28.根据权利要求27的电子系统，其特征在于，所述降压升压转换器以及所述电源子系统是被形成在一或多个集成电路、晶圆、芯片或晶粒上。
29.根据权利要求27的电子系统，其特征在于，所述数字处理器包括被形成在一集成电路上的一微处理器或是一微控制器。
30.根据权利要求27的电子系统，其特征在于，所述电源子系统包括一电源管理集成电路PMIC。
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