CN110690811B - 带有旁路开关的电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明有些设备和相关方法与封装电路模块适配电感元件并通过旁路开关与电感器构成并联配置的主动操作电导调制设备相关。在说明性示例中，旁路开关可以是一个由两个反串联连接的金属氧化物半导体场效应晶体管组成的可控双向开关。在某些具体体现形式中，封装模块可能包含一个主开关和/或续流整流器（例如同步整流器），作为降压开关式电源运行。在操作中，旁路开关可选择性循环通过旁路开关的电感器电流，例如，为了控制从电感器到负载的能量转移的时间和/或数量。在某些实际执行中，可通过操作旁路开关，动态调制通过降压开关式电源中电感器终端的电导率，从而强化各种运行模式下的电路性能。

Description

带有旁路开关的电感器
技术领域
本发明的各类实施方式通常与开关模式电源的相应元件和方法有关。
背景技术
电子设备用各种各样的方法接收功率。例如，消费类电子设备可以从壁 式插座(例如：主电源)或各类便携式电源(例如：电池、可再生发电源、 发电机)处接收功率。电池供电的设备具有操作时限，具体取决于电池容量 和平均电流消耗。电池供电设备的制造商可努力降低其产品的平均电池电流， 以实现电池更换或者充电操作之间更长的间隔使用时间。在某些示例中，主 电源供电设备的制造商可努力提高其产品的功效，以尽量减少热负荷和/或尽 量提高消耗每瓦特功率所得到的效能。
在某些电子设备中，可以通过各类电压转换电路，将输入电压供给(例 如：电池输入、整流主电源、中间直流电源)转换为另一不同的电压。作为 电压转换电路的开关模式电源因其高效受到欢迎，从而频繁应用于各类电子 设备。
开关模式电源应用开关设备转换电压，这些设备在接通时电阻非常低， 在断开时电阻非常高。开关模式电源可在一段时间内给输出电感器充电，并 在后续期间释放部分或全部电感器能量。输出能量可输送至输出电容器组， 后者通过滤波生成直流输出电压。在降压衍生的开关模式电源中，处于稳定 状态的输出电压可近似为输入电压乘工作周期；此处的工作周期为导通开关 的接通续时间除以其一个开关周期的相应接通续时间与断开时间的总和。
发明内容
本发明的某些器械和相关方法关联到具有三象限电桥(TQB)的降压衍 生开关模式电源；该电桥通过与电感器并联的旁路开关形成。在一示例中， 作为对降低平均负载需求的响应，可对旁路开关加以配置，使其以第一种模 式运行，在高端开关和低端开关断开的情况下，接通旁路开关以选择性地经 过旁路开关流通电感器电流。在第二种模式中，可以断开旁路开关以使电感 器电流流通经过(例如)输出电容器和低端开关。在三象限电桥的某些实施 中，可以(例如)操作旁路开关，选定时间，将可控的一定量储存于电感器 中的能量转移至输出电容器，作为对降低平均负载需求的响应，同时减少瞬 态干扰。
某些器械和相关方法关联到通过封装电路模块中电感元件主动操作的电 导调制器械；该电路模块通过旁路开关，与电感器并联配置形成。在一示例 中，旁路开关可以是由(例如)两个反串联连接的金属-氧化物-半导体场效 应晶体管所形成的可控双向开关。在某些实施方式中，封装模块可包含一个 主开关和/或一个续流整流器(例如：同步整流器)，后者可作为降压衍生开 关模式电源运行。在运行中，旁路开关可以选择性地让电感器电流通过它自 身，(例如)以控制将能量从电感器转移至负载的定时和/或数量。在某些实 施方式中，(例如)可以通过运行旁路开关来动态调节降压衍生开关模式电源 中电感器终端上的电导率，从而增强许多运行模式下的电路性能。
各种不同的实施方式可实现一项或多项优势。通过降低正负负载瞬态期 间将电压电平保持在规格范围内所需的散装电容，可以实现功率密度的改进； 例如：处理器负载的瞬态。各种不同的实施方式通过充分降低散装电容实现 过度负载电流瞬态期间的电压调节，从而取得体积、成本、重量和电路板面 积的大幅降低。经改进的瞬态响应在减弱噪声并提高效率的同时还具有其他 一些优势。
降低输出电容可以实现一项或多项优势。例如，电容降低可减少成本、 所需电路板空间、重量、组装成本、组装时间、产品可靠性和产品耐久性。 在某些示例中，三象限电桥(TQB)可提高各类开关模式电源的效率。三象 限电桥的各类不同实施方法可以更有效地利用储存在一输出电感器中的能 量，例如：经由改变与电感器串联的旁路开关中通过的双向电流流量，导致 输出负载需求突然发生变化时。相应地，三象限电桥可大幅降低各类开关模 式电源输出电压供给中的瞬态输出电压峰值和谷值。各类三象限电桥可减小 各种不同开关模式电源所需的输出电容量。各类三象限电桥还可以减小作用 于各种不同开关模式电源输出电压供给的电压抑制器件的大小、重量和成本。
某些实施有利于减小或者基本避免过剩能量流入输出电容器，例如在负 载突降期间。某些实施方式允许在负载突降后，以预定的速度，选择性地将 储存在受控释放用电感器中的能量释放到输出电容器。在某些示例中，能够 可控地耗散过剩能量，以处理负载突降效应。某些实施可以保护负载电路， 例如：在输出电容器上有过剩电压偏差时，通过对输出电压加以钳位，来保 护负载电路。某些实施可以提供电感器旁路，从而加速瞬态响应和/或消除低 至高转换期间开关节点的鸣响。更进一步，(例如)在断续导电模式(DCM) 期间，三象限电桥运行可包括对鸣响的阻尼。在一示例中，各类实施方式可 以在一种运行模式下，于高电流至低电流的负载转移期间流通电感器电流， 以限制输出电源上的过电压。在某些示例中，三象限电桥在运行时可以释放 和/或耗散经由降压衍生功率变换模块电感器流通的能量。
某些器械和相关方法关联到具有三象限电桥(TQB)的降压衍生开关模 式电源的多模驱动器；该电桥通过与电感器并联的旁路开关(BPS)形成。 例如在一示例中，可以对多模驱动器进行配置，使其对负载条件做出响应， 在多个不同模式下运行BPS。在以多个模式运行BPS时，可以任意组合(例 如)全开、受控电阻、受控电流和受控电压。在某些示例中，旁路开关驱动 器可以在降压开关驱动器外部的独立电路中形成。某些实施方式可以将多模驱动器与BPS一起封装。在各种不同实施中，多模驱动器有利于改进(例 如)基于响应负载动态的多模运行的效率和负载瞬态响应性能。
附图说明
各类实施方式的详情参见附图和下文的说明。其他特性和优势将在具体 实施方式、附图以及权利要求中披露。
图1描绘了抑制降压衍生开关模式电源(BPS)的瞬态负载响应的典型三 象限电桥(TQB)。
图2A描绘了在BPS上实施，运行第一后负载突降(PLD1)功能的典型 三象限电桥。
图2B描绘了在BPS上实施，运行第一后负载突降(PLD1)功能的典型 三象限电桥的流程视图。
图3A描绘了在BPS上实施，运行第二后负载突降(PLD2)功能的典型 三象限电桥。
图3B描绘了在BPS上实施，运行第二后负载突降(PLD2)功能的典型 三象限电桥的流程视图。
图4A描绘了在BPS上实施，运行第三后负载突降(PLD3)功能的典型 三象限电桥。
图4B描绘了在BPS上实施，运行第三后负载突降(PLD3)功能的典型 三象限电桥的流程视图。
图5A描绘了没有进行典型三象限电桥实施时BPS响应的图表视图。
图5B描绘了进行典型三象限电桥实施时BPS响应的图表视图。
图6A描绘了实施于BPS且运行第一输出电压钳位(OVC1)功能的典型 三象限电桥。
图6B描绘了实施于BPS且运行第一输出电压钳位(OVC1)功能的典型 三象限电桥的流程视图。
图7A描绘了实施于BPS且运行第二输出电压钳位(OVC2)功能的典型 三象限电桥。
图7B描绘了实施于BPS且运行第二输出电压钳位(OVC2)功能的典型 三象限电桥的流程视图。
图8A描绘了实施于BPS且运行瞬态加速(TSU)功能的典型三象限电 桥。
图8B描绘了实施于BPS且运行瞬态加速(TSU)功能的典型三象限电 桥的流程视图。
图9A描绘了实施于BPS且运行开关节点鸣响抑制(SNRS)功能的典型 三象限电桥。
图9B描绘了实施于BPS且运行开关节点鸣响抑制(SNRS)功能的典型 三象限电桥的流程视图。
图10A描绘了实施于BPS且运行非连续模式(DCM)的典型三象限电桥。
图10B描绘了实施于BPS且运行非连续模式(DCM)鸣响抑制(DCMRS) 功能的典型三象限电桥的流程视图。
图10C描绘了实施于BPS且运行非连续模式(DCM)开关损耗抑制 (DCMSLS)功能的典型三象限电桥的流程视图。
图11描绘了实施于BPS的三象限电桥的典型滞后感应能释放操作的图表 视图。
图12描绘了实施于BPS的三象限电桥的典型恒定断开时间感应能释放操 作的图表视图。
图13描绘了实施于BPS的三象限电桥的典型恒定接通时间感应能释放操 作的图表视图。
图14描绘了典型三象限电桥的图解视图。
图15描绘了典型有源电感器的图解视图。
图16描绘了包含具有共用源的P-通道沟槽场效应晶体管的典型有源电感 器图解视图。
图17描绘了一典型三象限电桥的图解视图。
图18描绘了一典型三象限电桥的图解视图。
图19描绘了一典型有源电感器的图解视图。
图20描绘了一典型有源电感器的图解视图。
图21A描绘了包含按共漏极配置布局的N-通道沟槽场效应晶体管的典型 四终端有源电感器总成图解视图。
图21B描绘了包含按共漏极配置布局的P-通道沟槽场效应晶体管的典型 四终端有源电感器总成图解视图。
图22A描绘了包含按共源极配置布局的
Figure BDA0002000423400000051
-通道沟槽场效应晶体管的典 型三终端有源电感器总成图解视图。
图22B描绘了包含按共源极配置布局的P-通道沟槽场效应晶体管的典型 三终端有源电感器总成图解视图。
图22C描绘了包含按共漏极配置布局的N-通道沟槽场效应晶体管的典型 三终端有源电感器总成图解视图。
图22D描绘了包含按共漏极配置布局的P-通道沟槽场效应晶体管的典型 三终端有源电感器总成图解视图。
图23A描绘了包含按共源极配置布局的N-通道沟槽场效应晶体管，具有 集成驱动器的典型三终端有源电感器总成图解视图。
图23B描绘了包含按共源极配置布局的P-通道沟槽场效应晶体管，具有 集成驱动器的典型三终端有源电感器总成图解视图。
图23C描绘了包含按共漏极配置布局的N-通道沟槽场效应晶体管，具有 集成驱动器的典型三终端有源电感器总成图解视图。
图23D描绘了包含按共漏极配置布局的P-通道沟槽场效应晶体管，具有 集成驱动器的典型三终端有源电感器总成图解视图。
各类图纸中的相同参考符号表示相同的元件。
具体实施方式
为了帮助理解，本文件组织如下。首先，参照图1简要介绍三象限电桥 和代表性计算产品中的典型实施。第二步，参照图2A-图10C说明各类典型 三象限电桥的各类典型运行模式。接着，参照图11-图13提供进一步解释性 讨论，说明典型三象限电桥的感应能管理改进。最后，参照图14-图23D展 示典型三象限电桥的封装和电路配置实施方式，以解释说明诸如成本、引出 线、灵活性和尺寸之类事项的改进。
图1描绘了抑制降压衍生开关模式电源(BPS)的瞬态负载响应的典型 三象限电桥(TQB)。瞬态负载抑制示例100包含三象限电桥电路105。可将 三象限电桥电路105耦合到降压衍生SMPS(开关模式电源)110。三象限 电桥电路105在SMPS控制器(图中没有显示出)控制下，可以在几种模式 下运行。例如，三象限电桥电路105可以选择性地再流通并释放输出电感器 115中的能量。当负载需求120迅速改变时，输出电感器115的选择性再流 通和能量释放可以是有利的，例如从高负载状态125至较低负载状态130。
降压衍生SMPS 110提供有输出电压供给135。输出电压供给135供应 各类负载140。负载140可产生输出电压供给上的瞬态电流负载。典型负载 需求120图表中的三象限电桥电路105未在降压衍生SMPS 110上实施；如 该图表所描绘，输出电压响应145可包含响应输出电压供给135上瞬态电流 负载的相当大的扰动。当降压衍生SMPS 110上实施三象限电桥电路105时， 输出电压响应150得到相当好的调整，极大避免了更大的电压扰动。
在描绘的示例中，降压衍生SMPS 110在计算机155中实施。计算机155 包含一个或多个降压衍生SMPS 110，后者供应一个或多个负载140。在某些 示例中，可规定负载140按输入电压运行，且电压扰动受限。
图2A描绘了在旁路开关上实施且运行第一后负载突降(PLD1)功能的 典型三象限电桥。三象限电桥实施200A包含高端场效应晶体管Q1。高端场 效应晶体管Q1可接在通向直流输入电源的漏极终端上，例如：信号输入端。 对高端场效应晶体管Q1加以配置，使之选择性地接入通向直流输入电源的 输出电感器L1的输入终端。高端场效应晶体管Q1接在通向低端场效应晶体 管Q2的漏极终端的源极终端上。对低端场效应晶体管Q2加以配置，使之选择性地将输出电流返还至输出电感器L1。举例来说，低端场效应晶体管Q2 可以是同步整流器。高端场效应晶体管Q1和低端场效应晶体管Q2可以接在 接通个别控制信号的门极终端上，例如：由开关模式电源控制芯片控制的来 自一个或多个驱动器芯片的控制输出。低端场效应晶体管Q2接在通向输出 电容器C1的负极终端的源极终端上。输出电感器L1接在通向输出电容器 C1的正极终端的输出终端上。
输出电感器的输入终端接入第一旁路场效应晶体管Q3的漏极终端。第 一旁路开关Q3的源极终端接入第二旁路场效应晶体管Q4的源极终端。第二 旁路场效应晶体管Q4接在通向输出电感器输出终端的漏极终端上。第一旁 路场效应晶体管Q3和第二旁路场效应晶体管Q4可以接在接通个别控制信号 的门极终端上，例如：由开关模式电源控制芯片控制的来自一个或多个驱动 器芯片的控制输出。举例来说，第一旁路场效应晶体管Q3和第二旁路场效 应晶体管Q4可以被称作旁路开关Q3/Q4。输出电容器C1可提供负载需求。
在本示例的旁路开关中，旁路开关Q3/Q4与输出电感器并联；在第一个 模式中(例如：模式1)，作为对平均负载需求减小的响应，高端开关Q1断 开且旁路开关Q3/Q4接通，以选择性地使电流从输出电感器L1流通经过旁 路开关Q3/Q4。在第二个模式中(例如：模式2)，旁路开关Q3/Q4断开，以 使电感器电流流通经过输出电容器C1和低端场效应晶体管Q2整流器。第二 个模式(例如：模式2)可选择性地将储存在输出电感器L1中的受控数量能 量转移至输出电容器C1。
所述操作可通过捕获输出电感器内的能量，来有效利用输出电感器电流 (例如：通过第一个模式(例如：模式1)下的旁路开关Q3/Q4，选择性地 流通输出电感器电流)，直至通过将能量释放至负载，由负载消耗掉能量(例 如：通过第二个模式(例如：模式2)下的旁路开关Q3/Q4，选择性地释放 输出电感器电流)。
图2B描绘了实施于旁路开关上且运行第一后负载突降(PLD1)功能的 典型三象限电桥的流程视图。第一后负载突降过程200B在高端开关Q1断开 的情况下从步骤205开始启动。在步骤205中，装备有与BPS的输出电感器 L1并联的旁路开关Q3/Q4。在下一个步骤210中，过程接收负载需求信号。 在某些示例中，负载需求信号可表明输出电流需求。在各类实施中，当输出 电流需求提高时，输出电压会降低且越过可能表明负载需求变化的预定阈值。 在下一个步骤215中，过程决定负载需求方向。如果负载需求没有减小，则 过程跳回步骤210。如果负载需求增大了，则过程转向步骤220。在步骤220 中，过程决定运行模式。在各个示例中，可以依据输出电压决定运行模式。 在某些实施中，可以由控制信号决定运行模式。
如果确定的运行模式为再流通电感器电流，则过程转向步骤225。在步 骤225中，旁路开关Q3/Q4接通，以使输出电感器L1中电流流通经过旁路 开关Q3/Q4。然后过程转向步骤210，于此重新开始并重复。
如果确定的运行模式是向负载提供电感器电流，则过程转向步骤230。 在步骤230中，方法是断开旁路开关，以使电感器电流流通经过输出电容器 和续流整流器。然后过程转向步骤210，并于此重新开始并重复。在该模式 中，可以断开低端场效应晶体管Q2，使得返回电流通过低端场效应晶体管 Q2的本体二极管。在某些示例中，可以接通低端场效应晶体管Q2，以使其 获得高效率并起到同步整流器的作用。
图3A描绘了实施于旁路开关并运行第二后负载突降(PLD2)功能的典 型三象限电桥。三象限电桥实施300A包含三象限电桥实施200A中参照图 2A说明的元件。如三象限电桥实施200A，输出电容器C1可提供负载需求。
在本示例的旁路开关中，旁路开关Q3/Q4与输出电感器并联；在第一个 模式中(例如：模式1)，作为对平均负载需求减小的响应，旁路开关Q3/Q4 接通，以选择性地使电流从输出电感器L1流通经过旁路开关Q3/Q4。在第 二个模式中(例如：模式2)，旁路开关Q3/Q4以线性模式运行，使得电感器 电流流通经过输出电容器C1和低端场效应晶体管Q2整流器。第二个模式(例 如：模式2)可持续将储存在输出电感器L1中的受控数量能量转移至输出电容器C1。
图3B描绘了实施于旁路开关并运行第二后负载突降(PLD2)功能的典 型三象限电桥的流程视图。第二后负载突降过程300B从步骤305开始启动。 在步骤305中，装备有与旁路开关的输出电感器L1并联的旁路开关Q3/Q4。 在下一个步骤310中，过程接收负载需求信号。再下一个步骤315中，过程 决定负载需求方向。如果负载需求增大了，则过程跳回步骤310。如果负载 需求减小了，则过程转向步骤320。在步骤320中，过程决定运行模式。如 果确定的运行模式是再流通电感器电流，则过程转向步骤325。在步骤325 中，旁路开关Q3/Q4接通，使得输出电感器L1中的电流流通经过旁路开关 Q3/Q4。
如果确定的运行模式是向负载提供电流，则过程转向步骤330。在步骤 330中，旁路开关Q3/Q4以线性模式运行，使得输出电感器L1电流流通经 过输出电容器C1和低端场效应晶体管Q2。相应地，第二负载突降过程300B 可以通过旁路开关Q3/Q4，在线性模式运行状态下，以连续性更强的速率， 选择性地将储存在输出电感器L1中的受控数量能量释放至输出电容器C1。
图4A描绘了实施于BPS并运行第三后负载突降(PLD3)功能的典型三 象限电桥。三象限电桥实施400A包含三象限电桥实施200A参照图2A说明 的元件。如三象限电桥实施200A所述，输出电容器C1可提供负载需求。
在本示例的BPS中，旁路开关Q3/Q4与输出电感器L1并联；作为对负 载需求减小的响应，旁路开关Q3/Q4在受控状态下以电阻模式运行，耗散储 存在电感器L1中的过剩能量。当负载在不久的将来可不需要能量的情形下， 耗散掉储存在电感器L1中的过剩能量可能有利；例如：负载断开或者从BPS 处断开时。
图4B描绘了实施于旁路开关并运行第三后负载突降(PLD3)功能的典 型三象限电桥的流程视图。第三后负载突降过程400B从步骤405开始启动。 在步骤405中，装备有与BPS输出电感器L1并联的旁路开关Q3/Q4。在下 一个步骤410中，过程接收负载需求信号。再下一个步骤415中，过程决定 负载需求方向。如果负载需求增大了，则过程跳回步骤410。如果负载需求 减小了，则过程转向步骤420。在步骤420中，旁路开关Q3/Q4接通，选择 性地耗散储存在输出电感器L1中的受控数量能量。例如，可以在第一旁路 场效应晶体管Q3的本体二极管中耗散能量。又例如，可以在第一旁路场效 应晶体管Q3的电阻运行模式下耗散掉能量，可以独自耗散或者与第一旁路 场效应晶体管Q3的本体二极管共同耗散。又例如，可以在第二旁路场效应 晶体管Q4的电阻运行模式下耗散掉能量，可以独自耗散或者与电阻运行模 式下第一旁路场效应晶体管Q3和/或第一旁路场效应晶体管Q3的本体二极 管共同耗散。
图5A描绘了不进行典型三象限电桥实施的情况下BPS响应的图表视图。 针对不进行典型三象限电桥实施情况下的BPS显示输出电压505A。在510A 确定的时刻，负载突然释放大量电流消耗，例如负载可从50安培突然降落到 5安培。由于更多的输出电感器电流IL520A定向流入输出电容器而不是负载， 作为对突然负载释放的响应，输出电压505A增高。在描绘的示例中，输出 电压505A包含32毫伏瞬态浪涌515A。
图5B描绘了实施典型三象限电桥情况下BPS响应的图表视图。针对实 施典型三象限电桥情况下的BPS显示输出电压505B。在510B确定的时刻， 负载突然释放大量电流消耗，例如负载可突然从50安培降落到5安培。由于 更多的输出电感器电流IL 520B定向流入输出电容器而不是负载，作为对突 然负载释放的响应，输出电压505B增高。
在描绘的示例中，部分输出电感器电流IL 520B定向流入三象限电桥实 施。定向流入三象限电桥实施的电流被确认为ITQB 525B。所产生的流入输出 电容器的电流则为I△530B。相应地，由于所产生的流入输出电容器的电流I△ 530B减小，输出电压505B也同样减小。在描绘的示例中，输出电压505B 包含15毫伏瞬态浪涌515B。
图6A描绘了实施于BPS并运行第一输出电压钳位(OVC1)功能的典 型三象限电桥。三象限电桥实施600A包含三象限电桥实施200A参照图2A 说明的元件。如三象限电桥实施200A所述，输出电容器C1可提供输出电压。
在本示例的旁路开关中，旁路开关Q3/Q4与输出电感器L1并联；旁路 开关Q3/Q4受控以电阻模式运行，通过低端场效应晶体管Q2钳位输出电容 器C1上的输出电压。在一示例中，作为对超出预定阈值的输出电容器C1上 输出电压的响应，预编程控制器可以在电阻模式下运行旁路开关Q3/Q4，并 接通低端场效应晶体管Q2。之后，来自输出电容器C1的电流流过旁路开关 Q3/Q4和低端场效应晶体管Q2。相应地，可以在旁路开关Q3/Q4中耗散能 量，并由该开关对输出电容器C1上的电压加以钳位。运行旁路开关Q3/Q4 的预编程控制器可以控制能量耗散的数额。
图6B描绘了实施于旁路开关并运行第一输出电压钳位(OVC1)功能的 典型三象限电桥的流程视图。第一输出电压钳位过程600B从步骤605开始 启动。在步骤605中，装备的旁路开关Q3/Q4与旁路开关输出电感器L1并 联。在下一步骤610中，过程接收输出电压信号。在下一步骤615中，过程 将输出电压与预定阈值作比较。
如果输出电压高于预定阈值，则过程转向步骤620。在步骤620中，过 程断开高端场效应晶体管Q1。在下一步骤625中，过程接通低端场效应晶体 管Q2。最后，在步骤630中，过程在线性模式下运行旁路开关Q3/Q4，对输 出电容器C1上的电压加以钳位，然后跳回步骤610。
如果输出电压低于预定阈值，则过程转向步骤635。在步骤635中，过 程断开旁路开关Q3/Q4。在下一步骤640中，过程回到或继续进行常规开关 模式运行，然后跳回步骤610。
图7A描绘了实施于BPS并运行第二输出电压钳位(OVC2)功能的典 型三象限电桥。三象限电桥实施700A包含三象限电桥实施200A参照图2A 说明的元件。如三象限电桥实施200A所述，输出电容器C1可提供输出电压 和输出电流。输出电压和/或输出电流可包含鸣响特性。
在本示例的BPS中，旁路开关Q3/Q4与输出电感器L1并联；旁路开关 Q3/Q4受控以电阻模式运行，通过低端场效应晶体管Q2钳位输出电容器C1 上的输出电压。在一示例中，作为对平均负载需求减小产生的输出鸣响特性 的响应，旁路开关Q3/Q4受控以电阻模式运行，调节输出电感器-电容器(LC) L1、C1电路组合的品质因数(Q)，从而动态调谐输出鸣响特性。
图7B描绘了实施于旁路开关并运行第二输出电压钳位(OVC2)功能的 典型三象限电桥的流程视图。第二输出电压钳位过程700B从步骤705开始 启动。在步骤705中，装备的旁路开关Q3/Q4与旁路开关输出电感器L1并 联。在下一步骤710中，过程接收并测量鸣响特性。再下一步骤715中，过 程将鸣响特性与预定阈值作比较。
如果鸣响特性高于预定阈值，则过程转向步骤720。在步骤720中，过 程断开高端场效应晶体管Q1。最后，在步骤725中，过程在线性模式下运行 旁路开关Q3/Q4，调节输出电感器-电容器(LC)L1、C1电路的品质因数(Q)， 然后跳回步骤710。相应地，旁路开关Q3/Q4在线性模式下运行，从而极大 消除或减小鸣响特性。
如果鸣响特性低于预定阈值，则过程转向步骤730。在步骤730中，过 程断开旁路开关Q3/Q4。在下一步骤735中，过程回到或继续进行常规开关 模式运行，然后跳回步骤710。
图8A描绘了实施于BPS并运行瞬态加速(TSU)功能的典型三象限电 桥。三象限电桥实施800A包含三象限电桥实施200A参照图2A说明的元件。 如三象限电桥实施200A所述，输出电容器C1可提供负载需求。在本示例的 旁路开关中，旁路开关Q3/Q4与输出电感器L1并联；旁路开关Q3/Q4可允 许旁路电流IBYPASS与电感器电流IINDUCTOR并联流通，作为对负载需求增大的 响应，向负载输送额外电流。
图8B描绘了实施于旁路开关并运行瞬态加速(TSU)功能的典型三象 限电桥的流程视图。瞬态加速过程800B从步骤805开始启动。在步骤805 中，旁路开关Q3/Q4与旁路开关输出电感器L1并联。在下一步骤810中， 过程接收并测量负载需求信号。再下一步骤815中，过程决定高端场效应晶 体管Q1的状态。如果高端场效应晶体管接通，则过程跳回步骤810。如果高 端场效应晶体管断开，则过程转向步骤820。在步骤820中，过程决定负载 需求的变更状态。如果负载需求没有变化，则过程跳回步骤810。如果负载 需求已发生变化，则过程转向步骤825。在步骤825中，过程决定负载需求 变化方向。
如果负载需求增大了，则过程转向步骤830。在步骤830中，过程控制 旁路开关Q3/Q4的电阻，以使旁路电流IBYPASS与输出电感器电流IINDUCTOR并联流通。受控旁路电流IBYPASS可有利地极大缓解输出电压信号上的瞬态电 压跌落。
如果负载需求减小了，则过程转向步骤835。在步骤830中，过程断开 旁路开关Q3/Q4，在没有额外旁路电流IBYPASS的情况下运行。
图9A描绘了实施于BPS并运行开关节点鸣响抑制(SNRS)功能的典型 三象限电桥。三象限电桥实施900A包含三象限电桥实施200A参照图2A说 明的元件。如三象限电桥实施200A所述，输出电容器C1可提供负载需求。
在描绘的示例中，高端场效应晶体管Q1将直流电源信号输入端耦合至 开关节点SWN。输出电感器L1将开关节点SWN接入输出节点VOUT。旁 路开关Q3/Q4与输出电感器L1并联。对旁路开关Q3/Q4进行配置，使其在 低端场效应晶体管Q2断开的情况下，在高端开关Q1接通之前以电阻模式运 行。在该配置下运行时，电路可选择性地形成电流通路IBYPASS，止住开关节 点SWN上的振荡能量。在描绘的示例中，对控制器IC1加以配置，使其在 所述模式下运行场效应晶体管Q1、Q2、Q3和Q4。
图9B描绘了实施于旁路开关并运行开关节点鸣响抑制(SNRS)功能的 典型三象限电桥的流程视图。开关节点鸣响抑制过程900B从步骤905开始 启动。在步骤905中，装备的旁路开关Q3/Q4与旁路开关输出电感器L1并 联。
在实施步骤910-925中，过程继续依次通过常规开关模式运行，直至抵 达这样一个瞬间，即低端场效应晶体管Q2处于从接通状态进入断开状态的 切换边缘。特别地，在步骤910和915中，低端场效应晶体管Q2正常运行， 直至其接通。然后，在步骤920和925中，低端场效应晶体管Q2正常运行， 直至其断开。相应地，在步骤930中，低端场效应晶体管Q2处于切换边缘 从接通状态进入断开状态的瞬间。
为进一步澄清要点，回顾步骤910，可以发现：低端场效应晶体管Q2 断开状态可以是退出步骤930时的电流运行状态。类似地，在步骤920中， 低端场效应晶体管Q2接通状态可以是退出步骤910时的电流运行状态。
现在继续实施步骤910中的处理流程，该过程决定低端场效应晶体管Q2 的状态。如果低端场效应晶体管Q2断开，则过程行进至步骤915，此时常规 开关模式过程继续进行。接下来，过程继续进行，跳回步骤910。如果低端 场效应晶体管Q2接通，则过程行进至步骤920。在步骤920中，过程再次决 定低端场效应晶体管Q2的状态。如果低端场效应晶体管Q2接通，则过程行 进至步骤925，此时常规开关模式过程继续进行。接下来，过程继续进行，跳回步骤920。如果低端场效应晶体管Q2断开，则过程行进至步骤930。
当过程抵达步骤930时，它已决定了高端场效应晶体管Q1刚断开的瞬 间。在此瞬间，过程在电阻模式下运行旁路开关Q3/Q4，以参照图9A选择 性地形成诸如IBYPASS的电流通路，从而止住开关节点SWN上的振荡能量。 在一示例中，可由诸如IC1的控制器参照图9A执行过程。该过程可执行来 自内存存储的预编程指令。
图10A描绘了实施于BPS并运行非连续模式(DCM)鸣响抑制(DCMRS) 功能的典型三象限电桥。三象限电桥实施1000A包含三象限电桥实施200A 参照图2A说明的元件。如三象限电桥实施200A所述，输出电容器C1可提 供负载需求。BPS可包含三象限电桥实施1000A。
在描绘的示例中，三象限电桥实施1000A包含低端场效应晶体管Q2。 当该晶体管接通时，参考节点GND被耦合至开关节点SWN。输出电感器L1 将开关节点SWN连接至输出节点VOUT。旁路开关Q3/Q4与输出电感器L1 并联。
在运行中，例如当低端场效应晶体管Q2断开时，作为对低端开关通过 电流达到零的响应，旁路开关Q3/Q4经配置后在电阻模式下运行，选择性地 形成电流通路，耗散输出电感器L1中的剩余能量。在各个示例中，旁路开 关Q3/Q4经配置后在电阻模式下运行，选择性地形成电流通路，控制开关节 点上的鸣响。
在某些运行示例中，当高端场效应晶体管Q1和低端场效应晶体管Q2 均断开时，作为对输出电感器L1中流通方向为IBYPASS(图10A)的电流的 响应，旁路开关Q3/Q4被接通，以捕获输出电感器L1中的能量。接下来， 当高端场效应晶体管Q1将要接通时，旁路开关Q3/Q4被断开。电流现在将 由电感器流向开关节点SWN。电流流入开关节点SWN将造成该节点电压的 提高。开关节点SWN处电压的提高可降低高端开关上的开关损耗。
图10B描绘了实施于旁路开关并运行非连续模式(DCM)鸣响抑制 (DCMRS)功能的典型三象限电桥的流程视图。非连续模式鸣响抑制过程 1000B从步骤1005开始启动。在步骤1005中，装备的旁路开关Q3/Q4与旁 路开关输出电感器L1并联。在下一步骤1010中，过程决定低端场效应晶体 管Q2的状态。如果该晶体管断开，则过程行进至步骤1015，此时常规开关 模式过程继续进行。下一步，过程继续进行，跳回步骤1010。如果在步骤1010 中，低端场效应晶体管Q2接通，则过程行进至步骤1020。在步骤1020中， 过程再次决定低端场效应晶体管Q2的状态。如果该晶体管接通，则过程行 进至步骤1025，此时常规开关模式过程继续进行。下一步，过程继续进行， 跳回步骤1020。
如果在步骤1020中，低端场效应晶体管Q2断开，则过程行进至步骤 1030。当过程抵达步骤1030时，它已决定低端场效应晶体管Q2刚断开的瞬 间。在此瞬间，过程在电阻模式下运行旁路开关Q3/Q4，参照图10A选择性 地形成诸如IBYPASS的电流通路，耗散输出电感器L1中的任何剩余能量。在 一示例中，可以参照图10A，通过诸如控制器IC1的状态模式控制器执行过 程。过程可执行来自内存存储的预编程指令。在各个示例中，控制器可具有 状态模式控制算法，以决定三象限电桥的运行状态，并决定采取适当的控制 行动，例如应用于系统中的各个开关。
图10C描绘了实施于旁路开关并运行非连续模式(DCM)开关损耗抑制 (DCMSLS)功能的典型三象限电桥的流程视图。非连续模式开关损耗抑制 过程1000C从步骤1035开始启动。在步骤1035中，装备的旁路开关Q3/Q4 与旁路开关输出电感器L1并联。在下一步骤1040中，过程决定高端场效应 晶体管Q1和低端场效应晶体管Q2的状态。如果高端场效应晶体管Q1和/ 或低端场效应晶体管Q2接通，则过程重复步骤1040。如果两者均断开，则 过程行进至步骤1045。在步骤1045中，过程决定输出电感器L1中的电流。 如果输出电感器L1中的电流为负(例如：电流方向遵循图19的IBYPASS箭头)， 则过程继续行进至步骤1050。如果该电流为正，则过程跳回步骤1040。
在步骤1050中，过程运行旁路开关Q3/Q4以捕获输出电感器L1中的能 量，然后行进至步骤1055。在步骤1055中，过程决定高端场效应晶体管Q1 的起始状态。如果在步骤1055中，高端场效应晶体管Q1将要接通，则过程 继续行进至步骤1060。在步骤1060中，过程允许旁路开关继续在常规开关 模式管控下运行，然后跳回步骤1055。如果在步骤1055中，高端场效应晶 体管将要接通，则过程继续行进至步骤1065。在步骤1065中，过程接通(例如：运行)旁路开关Q3/Q4，使得电流流入开关节点SWN(图19)。电流流通 可增大开关节点SWN处电压，也可因高端场效应晶体管Q1通道沟槽上电压 的明显降低而减小该晶体管的开关损耗。
图11描绘了实施于旁路开关的三象限电桥典型滞后感应能释放操作的 图表视图。滞后感应能释放操作1100可参照图2A，运行三象限电桥实施200A 中说明的元件。旁路开关可包含诸如三象限电桥实施200A的三象限电桥实 施。
在描绘的示例中，BPS可包含与输出电感器L1并联的旁路开关Q3/Q4。 当高端场效应晶体管Q1断开时，作为对达到预定上限1110的输出电压1105 的响应，旁路开关Q3/Q4在第一模式下经由旁路开关闸控信号1115接通， 以选择性地使输出电感器L1中的电流流通经过旁路开关Q3/Q4。当高端场 效应晶体管Q1断开时，作为对达到预定下限1120的输出电压1105的响应， 旁路开关Q3/Q4在第二模式下经由旁路开关闸控信号1115断开，以使输出电感器L1中的电流流通经过输出电容器C1和低端场效应晶体管Q2，并选 择性地将储存在电感器中的受控数量能量转移至输出电容器C1。可以就在高 端场效应晶体管Q1接通之前，即可能发生常规开关模式电源调节时交替执 行第一模式和第二模式。在某些示例中，第一模式和第二模式可交替执行， 直至达到表明输出电感器L1中剩余能量的预定阈值，此时可发生常规开关 模式的电源调节。
滞后感应能释放操作1100以受控方式将输出电感器L1中已有的能量提 供至输出电容器C1，可对该能量予以有利的利用。滞后感应能释放操作1100 可将受控数量的能量有利地输送至输出电容器C1，以致输出电压得到进一步 调节。滞后感应能释放操作1100可减少所需的电容数额。在各个实施中，可 以对旁路开关Q3/Q4中的电流进行监控，以确定：在电流流通时，输出电感 器L1中余留多少能量。一旦电流跌落到低于电感器中预定数额的余留能量， 则旁路开关Q3/Q4会断开，例如使剩余感应能输出；或者接通旁路开关 Q3/Q4，以保持输出电感器L1中的电流流通。
可以采用各种不同的电流监控技术，例如：可以通过旁路开关Q3和/或 Q4中的电流镜监控电流。在某些实施中，可以通过监控旁路开关Q3和/或 Q4的RDS-ON上的电压降落来监控电流。可以这样测量电流：在电感器上实 施串联RC滤波器，然后测量电容器上的电压。通过示例而非限制来展现这 些电流监控技术。也可采用各类其他方法。
图12描绘了实施于旁路开关的三象限电桥的典型恒定断开时间感应能 释放操作图表视图。恒定断开时间感应能释放操作1200可参照图2A，在三 象限电桥实施200A所述元件上运行。旁路开关可包含诸如三象限电桥实施 200A的三象限电桥实施。
在描绘的示例中，旁路开关可包含与输出电感器L1并联的旁路开关Q3/Q4。当高端场效应晶体管Q1断开，且在第一模式下输出电压1205降落 到下限阈值1210时，旁路开关会断开一段预定时间tOFF。当旁路开关Q3/Q4 已断开一段预定时间tOFF时，来自输出电感器L1的受控数量能量被释放至一 个或多个输出电容器C1,从而提高输出电压1205一段预定时间tOFF。当预定 时期tOFF已流逝时，旁路开关Q3/Q4会再次接通，从而造成输出电压1205 再次衰减并重新启动过程。例如，当电容器电压达到下限时，恒定断开时间 感应能释放操作1200会重复。
图13描绘了实施于BPS的三象限电桥的典型恒定接通时间感应能释放 操作图表视图。可采用恒定接通时间感应能释放，来调节输出电压。如果使 用恒定接通时间调节器，可以使用BPS以代替高端开关，向负载和输出电容 器提供能量。不同于高端开关提供来自成批输入电源的能量，旁路开关中流 通的能量被释放至输出电容器。在运行中，当调节器控制用信号通知高端开 关接通时，高端开关会失效或被覆盖，且BPS会断开一段时间(例如：恒定 时间)；该段时间等于用信号通知高端开关接通的时间。在该情形中，可以在 BPS断开的情况下接通低端开关。当调节器用信号通知高端开关断开时，BPS 又重新接通且低端开关会断开。
图14描绘了典型三象限电桥的图解视图。三象限电桥1400包含实施于 n-通道沟槽金属-氧化物-半导体场效应晶体管的第一开关SW1和第二开关 SW2。第一开关SW1在输出(源极)上耦合于共同终端COM。又第一开关 SW1在输入(漏极)上耦合于第二输出终端OUT2。又第一开关SW1在控 制闸门上耦合于第一控制输入终端CONT1。第二开关SW2在输入(漏极)上耦合于第一输出终端OUT1。又第二开关SW2在控制闸门上耦合于第二控 制输入终端CONT2。又第二开关SW2在输出(源极)上耦合于共同终端COM。 配置为高端或主开关的第三开关SW3在输出(源极)上耦合于第二输出终端 OUT2。又第三开关SW3在输入(漏极)上耦合于第一输入终端IN1。又第 三开关SW3在控制闸门上耦合于第三控制输入终端CONT3。第四开关SW4 被配置为续流整流器；该整流器可以在主开关不执行且电流经由输出终端 OUT1和OUT2提供至负载的情况下作为同步整流器有源运行，以尽量减少 传导损耗。第四开关SW4在输入(漏极)上耦合于接入第二输出终端OUT2 的节点。又第四开关SW4在输出(源极)上耦合于第二输入终端IN2。又第 四开关SW4在控制闸门上耦合于第四控制输入终端CONT4。
例如，三象限电桥可以有利降低各类开关电源上的输出电压和输出瞬态 电流。又例如，三象限电桥可以在集成电路封装中实施。在某些示例中，可 以在通用模上实施三象限电桥。可以在同一模具上实施控制器，可单独进行， 也可结合一个或多个副模进行；后者可以(例如)布置在封装中，或者在共 衬底上(例如：混合电路、印刷电路板或者半导体晶片)。
各类三象限电桥设备可实施并采用各种不同的开关机构。例如，某些开 关机构可包含P-通道沟槽场效应晶体管；这些晶体管在要求高端基准的实施 中可具有优势。三象限电桥中开关机构的各种不同示例可包含绝缘栅双极型 晶体管(IGBT)。例如，在低速高电流应用中，各类三象限电桥可包含晶闸 管、双向晶闸管或者双向开关二极管。在某些实施中，可在各类三象限电桥 中采用双向开关作为开关机构，从而可以减小尺寸。
图15描绘了典型有源电感器的图解视图。有源电感器1500包含布置在 封装中或者共衬底(例如：混合电路或者模具)上的电感器L1。电感器L1 在输出上耦合于输出终端OUT。又电感器L1在输入上耦合于输入终端IN。 第一开关SW1在输入上耦合于输入终端IN。又第一开关SW1在源极终端上 耦合于共同终端COM。第二开关SW2在源极终端上耦合于共同终端COM。 又第二开关SW2在控制闸门上耦合于第二控制输入终端CONT2。又第二开 关SW2在漏极终端上耦合于输出终端OUT。共同终端COM为可选项；如 果将其移除，则可有利减少接入有源电感器1500所需的封装或模具引线数。
例如，有源电感器可有利降低各类开关电源上的输出电压和输出瞬态电 流。又例如，有源电感器可实施于集成电路封装。在某些示例中，可在通用 模上实施有源电感器。可以在同一模具上实施控制器，可单独进行，也可结 合一个或多个副模进行。
各类有源电感器可实施并采用各种不同开关机构。例如，某些开关机构 可包含P-通道沟槽；后者在要求高端基准的实施中可具有优势。有源电感器 中开关机构的各类示例可包含(例如)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。例如， 在低速高电流应用中，各类有源电感器可包含双向晶闸管或者双向开关二极 管。在某些实施中，可在各类有源电感器中采用双向开关作为开关机构，从 而可以减小尺寸。
图16描绘了包含P-通道沟槽共源极场效应晶体管的典型有源电感器图 解视图。有源电感器1600包含布置于封装中或者共衬底(例如：混合电路或 模具)上的P-通道沟槽场效应晶体管SW1和SW2。在某些示例中，P-通道 沟槽场效应晶体管可以单独使用，或者结合其他场效应晶体管技术(例如： N-通道沟槽、结晶型场效应晶体管、增强模式、耗尽模式)使用。
有源电感器1600包含电感器L1。电感器L1在输出上耦合于输出终端 OUT。又电感器L1在输入上耦合于输入终端IN。第一P-通道沟槽场效应晶 体管SW1在输出(漏极)上耦合于输入终端IN。又第一P-通道沟槽场效应 晶体管SW1在控制闸门上耦合于第一控制输入终端CONT1。又第一P-通道 沟槽场效应晶体管SW1在输入(源极)上耦合于共同终端COM。共同终端 COM为可选项；如果将其移除，则可有利减少接入有源电感器1600所需的 引线数。第二P-通道沟槽场效应晶体管SW2在输入(源极)上耦合于共同 终端COM。又第二P-通道沟槽场效应晶体管SW2在控制闸门上耦合于第二 控制输入终端CONT2。又第二P-通道沟槽场效应晶体管SW2在输出(漏极) 上耦合于输出终端OUT。
图17描绘了典型三象限电桥的图解视图。三象限电桥1700包含第一开 关SW1。第一开关SW1在输入上耦合于第一输出终端OUT1。又第一开关 SW1在控制闸门上耦合于第一驱动器U1的输出。第一驱动器U1在输入上 耦合于第一控制输入终端CONT1。第一开关SW1在输入上耦合于第一驱动 器U1的参考输出。
第二开关SW2在输出上耦合于第二驱动器U2的参考输出。又第二开关 SW2在输入上耦合于第二输出终端OUT2。又第二开关SW2在控制闸门上 耦合于第二驱动器U2的输出。第二驱动器U2在输入上耦合于第二控制输入 终端CONT2。
第三开关SW3在输出上耦合于第二输出终端OUT2。又第三开关SW3 在输入上耦合于第一输入终端IN1。又第三开关SW3在控制闸门上耦合于第 三驱动器U3的输出。第三驱动器U3在输入上耦合于第三控制输入终端 CONT3。第三开关SW3在输出上耦合于第三驱动器U3的参考输出。
第四开关SW4在输入上耦合于第二输出终端OUT2。又第四开关SW4 在输出上耦合于第二输入终端IN2。又第四开关SW4在控制闸门上耦合于第 四驱动器U4的输出。第四驱动器U4在输入上耦合于第四控制输入终端 CONT4。第四开关SW4在输出上耦合于第四驱动器U4的参考输出。
驱动器U1、U2、U3和U4在参考输入上耦合于共同终端COM。
图18描绘了典型三象限电桥的图解视图。三象限电桥1800包含第一开 关SW1。第一开关SW1在输入上耦合于第一输出终端OUT1。又第一开关 SW1在控制闸门上耦合于第一驱动器U1的输出。第一驱动器U1在输入上 耦合于控制器U5的第一控制输出。第一开关SW1在输出上耦合于第一驱动 器U1的参考输出。
第二开关SW2在输入上耦合于第二输出终端OUT2。又第二开关SW2 在控制闸门上耦合于第二驱动器U2的输出。第二驱动器U2在输入上耦合于 控制器U5的第二控制输出。第二开关SW2在输出上耦合于第二驱动器U2 的参考输出。
第三开关SW3在输出上耦合于第二输出终端OUT2。又第三开关SW3 在输入上耦合于第一输入终端IN1。又第三开关SW3在控制闸门上耦合于第 三驱动器U3的输出。第三驱动器U3在输入上耦合于控制器U5的第三控制 输出。第三开关SW3在输出上耦合于第三驱动器U3的参考输出。
第四开关SW4在输入上耦合于第二输出终端OUT2。又第四开关SW4 在输出上耦合于第二输入终端IN2。又第四开关SW4在控制闸门上耦合于第 四驱动器U4的输出。第四驱动器U4在输入上耦合于控制器U5的第四控制 输出。第四开关SW4在输出上耦合于第四驱动器U4的参考输出。
驱动器U1、U2、U3和U4在参考输入上耦合于共同终端COM。控制器 U5在参考输入上耦合于共同终端COM。控制器U5在输入上耦合于控制输 入终端CONT。控制器U5可运行接收来自(例如)BPS控制器的指令信号。 在某些示例中，控制器U5可包含实施BPS的逻辑。
图19描绘了典型有源电感器的图解视图。有源电感器1900包含电感器 L1。电感器L1在输出上耦合于输出终端OUT。又电感器L1在输入上耦合 于输入终端IN。
第一开关SW1在输入上耦合于输入终端IN。又第一开关SW1在控制闸 门上耦合于第一驱动器U1的输出。第一驱动器U1在输入上耦合于第一控制 输入终端CONT1。第一开关SW1在输出上耦合于第一驱动器U1的参考输 出。
第二开关SW2在输出上耦合于第二驱动器U2的参考输出。又第二开关 SW2在控制闸门上耦合于第二驱动器U2的输出。第二驱动器U2在输入上 耦合于第二控制输入终端CONT2。第二开关SW2在输入上耦合于输出终端 OUT。驱动器U1和U2在参考输入上耦合于共同终端COM。
例如，有源电感器可有利降低各个开关电源上的输出电压和输出瞬态电 流。有源电感器可在(例如)集成电路封装中实施。在某些示例中，可以在 通用模上实施有源电感器。可以在同一模具上实施控制器，可单独进行或者 结合一个或多个副模进行。
图20描绘了典型有源电感器的图解视图。有源电感器2000包含电感器 L1。电感器L1在输出上耦合于输出终端OUT。电感器L1在输入上耦合于 输入终端IN。
第一开关SW1在输入上耦合于输入终端IN。又第一开关SW1在控制闸 门上耦合于第一驱动器U1的输出。第一驱动器U1在输入上耦合于控制器 U3。第一开关SW1在输出上耦合于第一驱动器U1的参考输出。
第二开关SW2在输出上耦合于第二驱动器U2的参考输出。又第二开关 SW2在控制闸门上耦合于第二驱动器U2的输出。第二驱动器U2在输入上 耦合于控制器U3。第二开关SW2在输入上耦合于输出终端OUT。
驱动器U1和U2在参考输入上耦合于共同终端COM。控制器U5在参 考输入上耦合于共同终端COM。
例如，有源电感器可有利降低各个开关电源上的输出电压和输出瞬态电 流。有源电感器可在(例如)集成电路封装中实施。在某些示例中，可以在 通用模上实施有源电感器。可以在同一模具上实施控制器，可单独进行或者 结合一个或多个副模进行。
图21A描绘了包含以共漏极配置布置的N-通道沟槽场效应晶体管的典 型四终端有源电感器总成图解视图。总成2100A可用作有源电感器，以实现 符合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
图21B描绘了包含以共漏极配置布置的P-通道沟槽场效应晶体管的典型 四终端有源电感器总成图解视图。总成2100B可用作有源电感器，以实现符 合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
总成2100A和2100B可以容纳(参见虚线)在封装中，如可用于混合电 路或集成电路的塑料或陶瓷。在总成2100A、2100B中，金属-氧化物-半导 体场效应晶体管的每一闸门可经由终端CONT1、CONT2分别得到独立控制。 来自IN终端的电流可以通过与共源极金属-氧化物-半导体场效应晶体管 SW1、SW2串联布置并联的电感器L1，流入流出OUT终端。
图22A描绘了包含以共源极配置布置的N-通道沟槽场效应晶体管的典 型三终端有源电感器总成图解视图。总成2200A可用作有源电感器，以实现 符合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
图22B描绘了包含以共源极配置布置的P-通道沟槽场效应晶体管的典型 三终端有源电感器总成图解视图。总成2200B可用作有源电感器，以实现符 合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
图22C描绘了包含以共漏极配置布置的N-通道沟槽场效应晶体管的典 型三终端有源电感器总成图解视图。总成2200C可用作有源电感器，以实现 符合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
图22D描绘了包含以共漏极配置布置的P-通道沟槽场效应晶体管的典型 三终端有源电感器总成图解视图。总成2200D可用作有源电感器，以实现符 合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
总成2200A-2200D可以容纳(参见虚线)在封装中，如可用于混合电路 或集成电路的塑料或陶瓷。在总成2200A-2200D中，金属-氧化物-半导体场 效应晶体管的每一闸门可经由共同终端CONT得到控制。
在总成2200A、2200B中，来自IN终端的电流可以通过与共源极金属- 氧化物-半导体场效应晶体管SW1、SW2串联布置并联的电感器L1，流入流 出OUT终端。在2200C、2200D中，来自IN终端的电流可以通过与共漏极 金属-氧化物-半导体场效应晶体管SW1、SW2串联布置并联的电感器L1， 流入流出OUT终端。
图23A描绘了包含以共源极配置布置，带集成驱动器的N-通道沟槽场 效应晶体管的典型三终端有源电感器总成图解视图。总成2300A可用作有源 电感器，以实现符合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
图23B描绘了包含以共源极配置布置，带集成驱动器的P-通道沟槽场效 应晶体管的典型三终端有源电感器总成图解视图。总成2300B可用作有源电 感器，以实现符合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
图23C描绘了包含以共漏极配置布置，带集成驱动器的N-通道沟槽场效 应晶体管的典型三终端有源电感器总成图解视图。总成2300C可用作有源电 感器，以实现符合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
图23D描绘了包含以共漏极配置布置，带集成驱动器的P-通道沟槽场效 应晶体管的典型三终端有源电感器总成图解视图。总成2300D可用作有源电 感器，以实现符合于此说明的各个实施方式的多个运行模式。
总成2300A-2300D可以容纳(参见虚线)在封装中，如可用于混合电路 或集成电路的塑料或陶瓷。在总成2300A-2300D中，金属-氧化物-半导体场 效应晶体管的每一闸门可通过2300A-2300D每一总成中封装的集成闸极驱 动器电路D1，经由共同终端CONT得到控制。
在总成2300A、2300B中，来自IN终端的电流可以通过外接于封装且与 共源极金属-氧化物-半导体场效应晶体管SW1、SW2串联布置并联的电感器 L1流入或流出OUT终端。在总成2300C、2300D中，来自IN终端的电流可 以通过外接于封装且与共漏极金属-氧化物-半导体场效应晶体管SW1、SW2 串联布置并联的电感器L1流入或流出OUT终端。
尽管已参照图片说明了各类不同的实施方式，仍可以采用其他实施方式。 例如，某些开关可以在反串联组合并联电感器运行的情况下得到反串联布置。 在各类示例实施方式中，反串联开关可以参照串联连接的开关；此处的每一 开关被配置成在其处于“断开”或者不导电状态下阻塞相反方向的电流，并允 许电流至少可以在每一单个开关阻塞的相反方向上流动。在某些实施方式中， 一个或者两个开关可以于“接通”或者导电状态下，在两个方向上传导电流。 又在某些实施方式中，二极管为开关所固有，且可允许电流在开关处于断开 状态时，在与阻塞方向相反的方向上传导。
例如，可以在三象限电桥中实施防止短路导通电路或者(例如)在三象 限电桥控制器内作为功能的一部分实施。防止短路导通电路可以极大地避免 可能具有破坏性地开关状态，例如直接将信号输入端接地的开关运行组合或 者(例如)直接将信号输入端接入输出电压的开关运行组合。举例来说，信 号输入端、输出电压和接地正如做参考的图19。
在各类实施中，可按照多个典型状况之一配置恒定接通时间控制器。续 流整流器的各个示例可包含同步整流器、肖特基二极管、高速整流器、通用 整流器和/或各类晶体管(例如场效应晶体管)内固有的本体二极管。
在一典型状况中，可以配置BPS，使得脉冲电流在稳态下通过电感器， 且具有极为恒定脉冲宽度和平均开关周期；其中，作为对检测到的负载需求 瞬态变化的响应，可以按计算数额调制开关周期，以提供开头几个周期中附 加能量需求的变化。且可以在后续几个周期中按计算数额调制开关周期，以 使平均开关周期在动态负载条件下于开头及后续几个周期中得到保持。
在各类实施中，可按照多个典型状况之一配置输出波纹减少。
在一典型状况中，可以对电压预调整器加以配置，以提供具有两个或多 个相的开关模式电源(MP-SMPS)，同时初始化预定数额的增量并测量 MP-SMPS的输出波纹。且反复进行：
a)按增量调节电压预调整器的输出电压，
b)测量对调节的输出波纹响应，
c)作为对来自MP-SMPS输出波纹之前测量的未改良输出波纹的响应， 变更增量的标志(否则保持增量不变)，以使MP-SMPS输出波纹尽可能地小。
在各类实施中，可按照多个典型状况之一配置多模式三象限电桥。
第一后负载突降模式
在一典型状况中，具有与电感器并联的旁路开关的BPS可通过以下方式 响应平均负载需求的减小：(a)在第一模式下，接通旁路开关，以选择性地使 电感器电流流经旁路开关，以及(b)在第二模式下，断开旁路开关，以选择性 地使电感器电流流经输出电容器和续流整流器，从而选择性地将储存在电感 器中的受控数量能量转移至输出电容器。
第二后负载突降模式
在一典型状况中，具有与电感器并联的旁路开关的BPS可通过以下方式 响应平均负载需求的减小：(a)在第一模式下，接通旁路开关，以选择性地 使电感器电流流经旁路开关，以及(b)在第二模式下，按线性模式操作旁路开 关，以使电感器电流流经输出电容器和续流整流器，从而持续将储存在电感 器中的受控数量能量转移至输出电容器。
第三后负载突降模式：(耗散)
在一典型状况中，负载突降控制系统可包含由两个(或多个)相反极性(例如：反串联)串联场效应晶体管(FET)所形成的旁路开关；此时，旁 路开关与降压衍生开关模式电源的输出电感器并联，且控制器响应负载需求 减小得到配置，控制旁路开关在电阻模式下运行，耗散掉作为场效应晶体管 中热量储存在电感器中的过剩能量。
第一输出电压钳位模式
在一典型状况中，BPS可包含与输出电感器并联的旁路开关；此时，旁 路开关受控以电阻模式运行，以通过低端开关对输出电容器上的输出电压加 以钳位。
第二输出电压钳位模式
在一典型状况中，BPS可包含输出电感器并联的旁路开关；此时，作为 对平均负载需求减小产生的输出鸣响特性的响应，控制旁路开关在电阻模式 下运行，以调节输出电感器-输出电容器(LC)的品质因数(Q)，从而按照 要求的参数，动态调谐输出鸣响特性。
瞬态加速模式
在一典型状况中，可以通过控制旁路开关的电阻，在降压衍生转换器的 电感器上(例如：并联)运行旁路开关，使得旁路电流与电感器电流并联流 通，作为对负载需求增大的响应向负载输送额外电流。
开关节点鸣响抑制模式
在一典型状况中，BPS可包含将直流电源耦合于开关节点的串联开关、 将开关节点接入输出节点的电感器以及与电感器并联的旁路开关；其中，当 串联开关断开时，可对旁路开关加以配置，使其在电阻模式下运行，选择性 地形成电流通路以止住开关节点上地振荡能量。
非连续模式(DCM)开关节点鸣响抑制模式
在一典型状况中，BPS可包含低端受控开关，以使低端受控开关接通时， 参考节点经由低端受控开关耦合于开关节点。输出电感器在开关节点和输出 节点之间建立连接。旁路开关与输出电感器并联连接。当低端受控开关断开 时，(例如)作为对流经低端开关电流达到零的响应，旁路开关在电阻模式下 运行，以选择性地形成电流通路，从而耗散掉输出电感器中的剩余能量。例 如，可以对旁路开关加以配置，使其在电阻模式下运行，控制开关节点上的 鸣响。
感应能释放-滞后模式
在一典型状况中，BPS可包含与电感器并联的旁路开关。当高端场效应 晶体管(例如：主开关)断开时，作为对达到预定上限输出电压的响应，可 在第一模式下接通旁路开关，从而选择性地使电感器电流流通经过旁路开关。 作为对达到预定下限输出电压的响应，可在第二模式下断开旁路开关，以使 电感器电流流通经过输出电容器和续流整流器，从而选择性地将储存在电感 器中的受控数量能量转移至输出电容器。
感应能释放-恒定断开时间模式
在一典型状况中，BPS可包含与电感器并联的旁路开关。当高端场效应 晶体管断开时，作为对达到预定下限输出电压的响应，可在第一模式下断开 旁路开关一段预定时间，使得电感器电流流通经过输出电容器和续流整流器。 当预定持续时间流逝后，会在第二模式下接通旁路开关。
用于感应旁路开关的多模式驱动器
在各类实施方式中，三象限电桥电路可有利促成降压和降压衍生调整器 瞬态和噪声性能的极大改进。在采用于此所述一项或多项操作的实施中，无 论是单独还是结合进行，都可能意味着(例如)实现多模式操作的新颖控制 结构和技术。可参照图10A，对典型三象限电桥电路加以配置，从而响应旁 路开关控制信号(或者一组独立旁路开关控制信号以独立调制BPS两个半导 体开关的导电性)，调制中间开关节点(例如：图10A中的SWN)和输出节 点(例如：输出电压VOUT)之间的导电性。举例来说而不是限制的情况下， 旁路开关实施方式的典型运行模式可包含：全开、电阻模式、受控电流模式、 受控电压模式。例如，在应用金属-氧化物-半导体场效应晶体管设备的实施 中，设备电阻通常可涉及漏极终端和源极终端之间通道沟槽的瞬时电阻(例 如：在某些情况下可涉及Rd等)。
在某些典型操作中，全开模式可对应于受驱动的旁路开关闸门，以使旁 路开关在低电阻状态下运行(例如：极大降低设备通道沟槽电阻至最小)。例 如，该模式可用于捕获高至低负载转移期间电感器中的能量。在全开模式的 第一子模式中，电感器中捕获了大量能量(不考虑理想损失)。在全开模式的 第二子模式中，可以通过旁路开关的脉冲间隔替换出捕获模式，将能量释放 至输出。
在某些实施方式中，三象限电桥的旁路开关可在电阻模式下运行。在电 阻模式运行中，可以监控旁路开关上的电压和流经的电流；且可驱动该旁路 开关，基本保持穿过一个或两个开关设备(例如：Vd)至通过开关设备的电 流(例如：漏极电流)上的电压为固定值。可有利采用该电阻运行模式，例 如：在状态转换期间可控地阻尼掉鸣响。
在某些实施方式中，三象限电桥的旁路开关可在受控电流模式下运行。 在受控电流模式运行中，可以监控通过旁路开关的电流；且可驱动该旁路开 关，使其基本保持电流预定值。可有利采用该电阻运行模式，例如：提供与 电感器并联的额外电流通路，以改进瞬态响应。在某些实施中，例如当线性 模式下通过开关的电流基本正比于闸门驱动电压时，可应用低于全开闸门驱 动电压的固定闸门驱动电压来控制和/或限制开关中的电流至要求值。
在某些实施方式中，三象限电桥的旁路开关可在受控电压模式下运行。 在受控电流模式运行中，可以监控旁路开关上的电压；且可驱动该旁路开关， 使开关上电压或者从开关输出到参考电位的电压(例如：接地)基本保持预 定值。可有利采用该电阻运行模式，例如：在发生故障时(例如：意外短路) 使用开关作为配置的并联稳压器以保护负载(例如：在三象限电桥的输出节 点和负载电路接地基准之间提供)，例如：在高端开关中(例如：图9A的 Q1)。
可以作为计算机系统，全部或部分实施某些实施方式。例如，各类实施 方式可包含数字和/或模拟电路系统、计算机硬件、固件、软件或其组合。可 以在具体体现于信息载体的计算机程序产品中实施器械元件，例如：在机器 可读的储存设备中由可编程处理器执行；且可以通过执行程序指令的可编程 处理器执行方法，从而经由操作输入数据和生成输出来执行各类实施方式的 功能。可在一个或多个于可编程系统上可执行的计算机程序中有利实施某些 实施方式。该可编程系统包含至少一个可编程处理器，经耦合后从数据储存系统接收并传送数据及指令；以及至少一个输入设备和/或一个输出设备。计 算机程序是可直接或间接用于计算机的一组指令，以执行某一行动或带来某 一结果。可以用任何形式的语言编写计算机程序，包括编译或解释的语言； 且可以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、部件、子程序或适 合用于计算环境中的其他装置。
举例来说而不是限制的情况下，执行程序指令的合适处理器包含通用和 专用微处理器，后者可包含任何类型计算机的单个处理器或者多个处理器之 一。通常来说，处理器会从只读存储器或随机存取存储器或者全部两种存储 器接收指令和数据。计算机的基本单元是一个执行指令的处理器和一个或多 个存储指令、数据的存储器。具体体现计算机程序指令和数据的合适存储设 备包括所有形式的非易失性存储器；举例来说，包括半导体存储器设备，如 EPROM、EEPROM和闪速存储器设备。ASIC(应用特定集成电路)可补充或 并入处理器及存储器。在某些实施方式中，硬件可编程设备可以补充或并入 处理器及存储器，如FPGA。
在某些实施中，每一系统的编程均应用相同或类似的信息和/或应用存储 在易失性和/或非易失性存储器中的基本相同的信息进行初始化。例如，可对 一个数据接口进行配置，在耦合于适当主机设备(如桌面计算机或服务器) 时执行自动配置、自动下载和/或自动更新功能。
在各类实施中，系统可应用合适的通信方法、设备与技术进行通信。例 如，系统可以应用点对点通信，通过兼容设备(例如：能够将数据传入/传出 系统的设备)进行通信；在该通信中，消息直接从来源处经过专用物理链路 (例如：光纤链路、点对点布线、菊花链)运输至第一接收器。系统部件可 以任何模拟或数字数据通信形式或媒介交换信息，包括通信网络上基于包的 消息。通信网络的示例包括(例如)一个局域网、一个广域网、城域网、无线和/或光纤网络以及形成互联网的计算机和网络。其他实施可通过向所有或 基本上所有由通信网络耦合在一起的设备传播来输送消息；例如：通过应用 全向射频(RF)信号。其他实施还可输送具有高指向性特点的消息，如应用 定向(即窄波束)天线输送的射频信号和可通过聚焦光学器件选用的红外信 号。另外还可以执行应用适当接口及协议的其他实施，举例来说但不作限制： USB2.0、FireWire、ATA/IDE、RS-232、RS-422、RS-485、802.11a/b/g/n、 Wi-Fi、WiFi-Direct、Li-Fi、BlueTooth、Ethernet、IrDA、FDDI(光纤分布式 数据接口)、令牌环网络或者基于频率、时间或码分的多路技术。某些实施可 选择并入特性，如用于数据完整性的误差检验及校正(ECC)，或者诸如加密 (例如：有线等效加密)和密码保护之类的安全措施。
在各类实施方式中，计算机系统可包含非瞬时性存储器。存储器可以接 入针对数据编码和计算机可读指令(包括处理器可执行程序指令)配置的一 个或多个处理器。数据和计算机可读指令可以被一个或多个处理器存取。当 一个或多个处理器执行处理器可执行程序指令时，可导致一个或多个处理器 执行各个不同操作。
在各类实施方式中，计算机系统可包含物联网(IoT)设备。IoT设备可 包含嵌有电子设备、软件、传感器、执行器的对象以及促成这些对象收集并 交换数据的网络连通性。通过经由接口发送数据至另一设备，IoT设备可以 与有线或无线设备结合使用。IoT设备可收集有用数据，然后在其他设备之 间自主流动。
在某些实施方式中，器械和相关方法可关联降压衍生开关模式电源；该 电源具有恒定接通时间，并配置成基本保持稳态平均开关期，其时间间隔为 负载瞬态启动和电感器电流返回稳态之间。在一示例中，时间间隔可包含负 载瞬态启动后的开头几个和后续几个预定周期。例如，可以按计算数额调制 开关期，以提供开头几个周期中额外能量需求的变化和计算得到的后续几个 周期中的相反数额，从而在时间间隔内保持平均稳态开关期。在各个示例中， 通过恒定接通时间保持平均开关期可在不牺牲稳定性且不需要复杂补偿网络 的情况下尽量减少瞬态响应时间。
在某些实施中，可以在壳体或外壳内，单独或者组合处置电感器、主开 关、续流整流器、旁路开关。在某些实施中，可以在集成电路中实施电感器。 在某些实施方式中，可以在单一物体中，应用一个或多个其他部件封装离散 (例如：绕线)电感器，例如通过灌封。例如，环氧树脂、弹性体、塑料或 其他合适的舒适材料可以将部件绑定或包入单一包装对象中。在各类实施中， 举例来说而不是限制，可以通过浸渍、灌封、喷涂、静电操作或喷射模塑法 来形成壳体或外壳。
于此说明的各类实施方式展示了合适电路装置之示例；这些装置旁通电 感器，响应平均负载需求的减小，选择性地将储存在电感器中的受控数量能 量转移至输出终端。举例来说而不是限制，已参照旁路开关说明了这类电路 装置之示例，例如至少有：图2A的Q3-Q4，或者图14的SW1-SW2。
于此说明的各类实施方式展示了合适电路装置之示例；这些装置在主开 关断开时执行操作以控制旁路设备，此时的操作包括：(a)在第一模式下造成 电感器电流流通经过旁路设备；以及(b)在第二模式下，造成电感器电流经由 输出终端流通并通过续流整流器返回。举例来说而不是限制，已参照旁路控 制器和/或栅极驱动说明了这类电路装置之示例，例如至少有：图9A、10A 的IC1，或者图20的U1-U3。
多功能三象限电桥
多功能三象限电桥的一个典型状况关联具有三象限电桥配置的降压衍生 开关模式电源。该装置包括运行时选择性地将输入电压源第一终端接入中间 开关节点的主开关，其第一终端耦合于中间开关节点而第二终端耦合于输出 节点以适应传送能量至负载的电感器，耦合后将电流从输入电压源第二终端 传导至中间开关节点的续流整流器；以及并联电感器布置的旁路开关，该开 关由反串联的第一可控半导体开关和第二可控半导体开关形成，经配置后可 响应旁路开关控制信号，调制中间开关节点和输出节点之间的导电性。
在典型状况的各类实施中，可以对旁路开关进行进一步布置，以致仅在 第一可控半导体开关接通时，电流才可以按第一方向通过旁路开关；且仅在 第二可控半导体开关接通时，电流才可以按第二方向通过旁路开关。而当第 一和第二可控半导体开关都接通时，电流可以任意按第一或者第二方向通过 旁路开关。第一和第二可控半导体开关可以在共漏极配置或共源极配置下串 联。装置还可以进一步包括作为单一物体形成的集成电路封装，其中至少旁 路开关、主开关和续流整流器在集成电路封装内得到处置。至少旁路开关和 电感器可在集成电路封装内得到处置。集成电路封装可以由仅具有三个终端 的单一物体形成，通过终端接入旁路开关，其中至少旁路开关和一闸极驱动 器电路在集成电路封装内得到处置，且其中的三个终端包含运行时接入中间 开关节点的一输入终端，运行时接入输出节点的一输出终端，以及运行时接 入闸极驱动器电路并接收旁路开关控制信号的控制输入终端。在某些实施中， 旁路开关可至少包含一P-通道沟槽金属-氧化物-半导体场效应晶体管或一N- 通道沟槽金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
用于感应旁路开关的多模式驱动器
多功能三象限电桥的一典型状况关联用于感应旁路开关的多模式驱动 器。例如，该装置可进一步包括运行时耦合于旁路开关的多模式驱动器，经 配置后可以生成旁路开关控制信号，响应负载条件，在多个不同模式下运行 旁路开关。
多个不同模式之一可包括生成旁路开关控制，以致至少第一可控半导体 开关和第二可控半导体开关之一在具有显著最低通道沟槽电阻状态特点的全 开模式下运行。
多个不同模式之一可包括生成旁路开关控制，以致至少第一可控半导体 开关和第二可控半导体开关之一在受控电阻模式下运行；该模式的特点是将 穿过至少一个开关至通过至少一个开关的电流上的电压调节至预定比率。
多个不同模式之一可包括生成旁路开关控制，以致至少第一可控半导体 开关和第二可控半导体开关之一在受控电流模式下运行；该模式的特点是调 节通过至少一个开关的预定电流。
多个不同模式之一可包括生成旁路开关控制，以致至少第一可控半导体 开关和第二可控半导体开关之一在受控电压模式下运行；该模式的特点是调 节旁路开关预定节点和预定参考节点之间的预定电压。旁路开关预定节点可 包含输出节点，且预定参考节点可以是负载的电路接地基准。
该装置可进一步包括栅极驱动，将关联旁路开关控制信号的第一控制信 号连接至第一可控半导体开关的第一控制终端，将关联旁路开关控制信号的 第二控制信号连接至第二可控半导体开关的第二控制终端
可调感应能释放
进一步的典型状况关联可调感应能释放。该装置可进一步包括运行时生 成一组旁路开关控制信号以运行旁路开关的旁路开关控制器，从而可以通过 执行操作，选择性地将储存在电感器中的受控数量能量转移至输出终端。这 类操作可包括：在第一模式下，运行旁路开关，以选择性地导致电感器电流 流通经过旁路开关；以及在第二模式下，运行旁路开关，以导致电感器电流 经由输出终端流通进入负载并通过续流整流器返回。
滞后-受控释放
进一步的典型状况关联控制释放电感器能量的滞后操作。例如，可以对 旁路开关控制器加以配置，反复执行进一步操作，以：响应达到预定下限阈 值的输出终端处电压，进入第二模式；以及响应达到预定上限阈值的输出终 端处电压，进入第一模式。
恒定断开时间-受控释放
进一步的典型状况关联控制释放电感器能量的恒定断开时间操作。例如， 可以对旁路开关控制器加以配置，反复执行进一步操作，以：在第一模式下， 当输出终端处电压降落到低于预定下限阈值时，进入第二模式；在第二模式 下，当达到预定持续时间时，进入第一模式。
恒定接通时间控制-受控释放
进一步的典型状况关联控制释放电感器能量的恒定接通时间操作。例如， 可以对旁路开关控制器加以配置，反复执行进一步操作，以：响应达到预定 上限阈值的输出终端处电压，进入第一模式；如果当输出终端处电压达到预 定下限阈值时，电感器中的电流超出预定第一电流阈值：控制主开关，使其 保留在断开状态，直至电感器电流降落到低于预定第二电流阈值；响应达到 预定下限阈值的输出终端处电压，进入第二模式；以及，响应达到预定上限 阈值的输出终端处电压，进入第一模式。
多功能三象限电桥
在一典型状况中，降压衍生开关模式电源包含三象限电桥配置。三象限 电桥包含运行时可以选择性地将输入电压源第一终端接入中间开关节点的主 开关，和具有耦合于中间开关节点的第一终端以及耦合于输出终端的第二终 端之电感器。续流整流器经耦合后可以将电流从输入电压源第二终端传导至 中间开关节点。一旁路开关的布置与电感器并联，且由反串联连接，响应一 组旁路开关控制信号的第一可控半导体开关和第二可控半导体开关形成。旁 路开关控制器在运行时可以生成一组旁路开关控制信号，以运行旁路开关， 在主开关断开时通过执行操作响应平均负载需求减小，选择性地将储存在电 感器中的受控数量能量转移至输出终端。这类操作包括在第一模式下运行旁 路开关以选择性地造成电感器电流流通经过旁路开关；以及在第二模式下运 行旁路开关以造成电感器电流流通经过输出终端并通过续流整流器返回。
在各类实施中，当输出电容器从输出终端接入输入电压源第二终端时， 输出终端可适应于支持输出电压。可对旁路开关进行进一步布置，以致仅在 第一可控半导体开关接通时，电流才可以按第一方向通过旁路开关；且仅在 第二可控半导体开关接通时，电流才可以按第二方向通过旁路开关。而当第 一和第二可控半导体开关都接通时，电流可以任意按第一或者第二方向通过 旁路开关。
在各类实施方式中，旁路开关可包含至少一个P-通道沟槽金属-氧化物- 半导体场效应晶体管或一N-通道沟槽金属-氧化物-半导体场效应晶体管。该 装置可进一步包含作为单一物体形成的集成电路封装。
旁路开关、主开关和续流整流器可在集成电路封装内得到处置。该装置 可进一步包含栅极驱动电路，将至少一组旁路开关控制信号中的一个控制信 号连接至第一可控半导体开关的第一控制终端；且将至少一组这类信号中的 一个连接至第二可控半导体开关的第二控制终端。其中的栅极驱动电路在集 成电路封装中得到处置。可以在集成电路封装中处置旁路开关控制器，且该 控制器可在运行时耦合，向栅极驱动电路提供旁路开关控制信号。该装置可 进一步包含在集成电路封装中得到处置的第二栅极驱动电路；该电路在运行 时耦合，以控制主开关的导电性状态。该装置还可进一步包含控制输入终端， 用以接收集成电路封装中的操作命令信号；其中的旁路开关控制器得到进一 步配置，响应接收到的操作命令信号，在运行时经由第二栅极驱动电路控制 主开关的运行。续流整流器可包含一同步整流器，且第二栅极驱动电路可以 在运行时耦合，控制同步整流器的导电性状态。
在一典型状况中，多功能三象限电桥可提供具有三象限电桥配置的降压 衍生开关模式电源。该装置包含一主开关，该开关在运行时可以选择性地将 输入电压源的第一终端接入中间开关节点；还包含有一电感器，该电感器具 有耦合于中间开关节点的第一终端和耦合于输出节点的第二终端，从而适应 于向负载传送能量。续流整流器经耦合后可以将电流从输入电压源的第二终 端传导至中间开关节点。一旁路开关的布置与电感器并联，且该开关由反串 联连接的第一可控半导体开关和第二可控半导体开关形成，经配置后可响应 旁路开关控制信号，调制中间开关节点和输出节点之间的导电性。
在某些实施方式中，可对旁路开关加以进一步布置，以致仅在第一可控 半导体开关接通时，电流才可以按第一方向通过旁路开关；且仅在第二可控 半导体开关接通时，电流才可以按第二方向通过旁路开关。而当第一和第二 可控半导体开关都接通时，电流可以任意按第一或者第二方向通过旁路开关。 可在共漏极配置或共源极配置中，串联第一和第二可控半导体开关。该装置 可进一步包含作为单一物体形成的集成电路封装，其中至少旁路开关、主开 关和续流整流器在集成电路封装内得到处置。在某些示例中，至少旁路开关和电感器可在集成电路封装内得到处置。集成电路封装可以由仅具有三个终 端的单一物体形成，通过终端接入旁路开关，其中至少旁路开关和一闸极驱 动器电路在集成电路封装内得到处置，且其中的三个终端包含运行时接入中 间开关节点的一输入终端，运行时接入输出节点的一输出终端，以及运行时 接入闸极驱动器电路并接收旁路开关控制信号的控制输入终端。在各类实施 中，旁路开关可至少包含一P-通道沟槽金属-氧化物-半导体场效应晶体管和/ 或一N-通道沟槽金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
在涉及用于感应旁路开关的多模式驱动器的某些实施中，装置可进一步 包含多模式驱动器电路，其在运行时耦合于旁路开关，且经配置后生成旁路 开关控制信号，用以响应负载条件，在多个不同模式下运行旁路开关。
多个不同模式之一可包含生成旁路开关控制，以造成至少第一可控半导 体开关和第二可控半导体开关之一在全开模式下运行，其特点是极大降低通 道沟槽电阻状态至最低。在某些情况下，多个不同模式之一可包含生成旁路 开关控制，以造成至少第一可控半导体开关和第二可控半导体开关之一在受 控电阻模式下运行，其特点是调节穿过至少一个开关至通过至少一个开关的 电流上的电压至预定比率。多个不同模式之一可包含生成旁路开关控制，以 造成至少第一可控半导体开关和第二可控半导体开关之一在受控电流模式下 运行，其特点是调节通过至少一个开关的预定电流。多个不同模式之一可包 含生成旁路开关控制，以造成至少第一可控半导体开关和第二可控半导体开 关之一在受控电压模式下运行，其特点是调节旁路开关预定节点和预定参考 节点之间的预定电压。旁路开关的预定节点可包含输出节点，且预定参考节 点可包含负载的电路接地基准。该装置可进一步包含栅极驱动电路，由此将 一组旁路开关控制信号中的至少一个控制信号连接至第一可控半导体开关的 第一控制终端，并将旁路开关控制信号中的至少一个控制信号连接至第二可 控半导体开关的第二控制终端。
在涉及可调感应能释放的某些实施中，装置可进一步包含运行时生成旁 路开关控制信号的旁路开关控制器，其在运行时，可以通过执行操作，选择 性地将储存在电感器中的受控数量能量转移至输出终端。这类操作可包含： 在第一模式下运行旁路开关以选择性地造成电感器电流流通经过旁路开关； 以及在第二模式下运行旁路开关以造成电感器电流经由输出终端流通进入负 载并经过续流整流器返回。
应用滞后实现电感器能量受控释放的某些实施方式包括配置成反复执行 进一步(以下)操作的旁路开关控制器：响应输出终端处达到预定下限阈值 的电压，进入第二模式；以及响应输出终端处达到预定上限阈值的电压，进 入第一模式。
应用恒定断开时间实现电感器能量受控释放的旁路开关控制器可配置成 反复执行进一步(以下)操作：在第一模式下，当输出终端处电压降落至低 于预定下限阈值时，进入第二模式；以及在第二模式下，当达到预定持续时 间时，进入第一模式。
按照于此所述各类实施方式应用恒定接通时间控制的旁路开关控制器可 配置成反复执行(以下)进一步操作：响应输出终端处电压达到预定上限阈 值，进入第一模式。如果当输出终端处电压达到预定下限阈值时，电感器中 电流超出预定第一电流阈值：控制主开关，使其保持断开状态，直至电感器 电流降落到低于预定第二电流阈值；响应输出终端处电压达到预定下限阈值， 进入第二模式；以及响应输出终端处电压达到预定上限阈值，进入第一模式。
带旁路开关的电感器
在另一典型状况中，进行有源操作的带感应元件电导调制装置可包括电 连接于输入节点的输入终端(IN)，电连接于输出节点的输出终端(OUT)， 以及在输入节点和输出节点之间电连接的电感器(L1)。该装置可进一步包 括：输入节点和输出节点之间电连接的旁路开关、由具有第一控制闸门的第 一半导体开关(SW1)和具有第二控制闸门的第二半导体开关(SW2)构成 的旁路开关、串联连接的第一和第二半导体开关。该装置还可进一步包括接 入第一控制闸门运行的第一控制输入终端(CONT1)；其中的第一半导体开 关得到配置，响应在第一控制输入终端处接收到的第一旁路开关控制信号， 调制输入节点和输出节点之间的导电性。该装置还可进一步包括容纳输入终 端、输出终端和第一控制输入终端的封装，其中的输入终端、输出终端和第 一控制输入终端分别得到配置，在封装的内部和外部之间传送电信号。
在典型状况的各类实施方式中，该装置可进一步包括电连接于连接第一 和第二半导体开关的中间节点的通用输入终端(COM)；其中的通用输入终 端得到配置，在封装的内部和外部之间传送电信号。可以对第一半导体开关 进行配置，响应于第一控制输入终端和通用输入终端之间接收到的第一旁路 开关控制信号，调制输入节点和输出节点之间的导电性。该装置还可进一步 包括接入第二控制闸门运行的第二控制输入终端(CONT2)；其中的第二半 导体开关得到配置，响应于第二控制输入终端处接收到的第二旁路开关控制信号，调制输入节点和输出节点之间的导电性；另外，其中的第二旁路开关 控制信号相对于第一旁路开关控制信号独立可控，且第二控制输入终端得到 配置，在封装的内部和外部之间传送电信号。可以对第二半导体开关进行配 置，响应于第二控制输入终端和通用输入终端之间接收到的第二旁路开关控 制信号，调制输入节点和输出节点之间的导电性。封装可进一步包括在其内 部容纳旁路开关的集成电路(IC)封装；且第二控制输入终端得到配置，可 以在集成电路封装内部和外部之间传送电信号。
该装置可进一步包括具有在其内部容纳旁路开关的集成电路(IC)封装 的封装。集成电路可进一步在其内部容纳电感器。旁路开关可包括至少一个 P-通道沟槽金属-氧化物-半导体场效应晶体管和/或一N-通道沟槽金属-氧化 物-半导体场效应晶体管。可在共漏极配置或共源极配置中串联第一和第二半 导体开关。旁路开关可以在运行时并联连接电感器。
另一典型状况关联有源操作的带感应元件的导电性调制装置。该装置可 包括电连接于第一输入节点的第一输入终端(IN1)、电连接于第二输入节点 的第二输入终端(IN2)，以及电连接于输出节点的第一输出终端(OUT1)。 该装置还可进一步包括一主开关(SW3)，其在运行时选择性地将输入电压源 地第一输入终端接入中间开关节点；一续流整流器(SW4)，其经耦合后，可 将来自输入电压源第二输入终端的电流传导至中间开关节点；以及在中间开 关节点和第一输出节点之间电连接的一旁路开关。该旁路开关由具有第一控 制闸门的第一半导体开关(SW1)和具有第二控制闸门的第二半导体开关 (SW2)构成，且第一和第二半导体开关为反串联连接。该装置可进一步包 括运行时接入第一控制闸门的第一控制输入终端(CONT1)，其中的第一半 导体开关得到配置，可以响应于第一控制输入终端处接收的第一旁路开关控 制信号，调制输入节点和输出节点之间的导电性。该装置还可进一步包括容 纳输入终端、输出终端和第一控制输入终端的封装，其中的第一和第二输入 终端、第一输出终端和第一控制输入终端分别得到配置，在封装内部和外部 之间传送电信号。
在典型状况的各类实施方式中，装置可进一步包括电连接于中间开关节 点的第二输出终端(OUT2)；且该第二输出终端得到配置，可以在封装内部 和外部之间传送电信号。
当第一输出终端和第二输出终端之间连接有电感器时，作为对第一旁路 开关控制信号的响应，旁路开关在运行时可以选择性地经过电感器流通电流。 该装置还可进一步包括通用输入终端(COM)；其中的第一半导体开关得到 配置，可以响应于第一控制输入终端和通用输入终端之间接收到的第一旁路 开关控制信号，调制输入节点和输出节点之间的导电性。而通用输入终端又 得到配置，在封装内部和外部之间传送电信号。
该装置可进一步包括运行时连接于第二控制闸门的第二控制输入终端 (CONT2)；其中的第二半导体开关得到配置，可以响应于第二控制输入终 端处接收到的第二旁路开关控制信号，调制输入节点和输出节点之间的导电 性。其中的第二旁路开关控制信号相对于第一旁路开关控制信号独立可控。
封装可进一步包括在其内部容纳旁路开关、主开关(SW3)和续流整流 器(SW4)的集成电路(IC)封装。该装置可进一步包括运行时连接于主开 关(SW3)的主开关控制输入终端(CONT3)和运行时连接于续流整流器 (SW4)的续流整流器控制输入终端(CONT4)；其中的主开关控制终端和 续流整流器控制输入终端分别得到配置，在封装内部和外部之间传送电信号。
若干实施已得到说明。但可以理解的是：可对其做出各种不同修改。例 如，如果按不同顺序执行公开技术的步骤，或者公开系统的部件以不同方式 组合，或者部件得到其他部件的补充，则可获得有利结果。相应地，其他实 施在以下要求范围内得到考虑。

Claims (16)

1.一种配置电感元件的主动操作导电率调制设备，其特征在于，该设备包含：一与输入节点电连接的输入终端（IN）；
一与输出节点电连接的输出终端（OUT）；
在输入节点和输出节点之间电连接的电感器（L1）；
在输入节点和输出节点之间电连接的旁路开关，所述旁路开关由一有第一控制栅的第一半导体开关（SW1）和一有第二控制栅的第二半导体开关（SW2）组成，第一和第二半导体开关反串联连接；和
一与第一控制栅操作连接的第一控制输入终端（CONT1），其中所述的第一半导体开关的配置是响应第一控制输入终端收到的第一旁路开关控制信号，调制输入节点与输出节点之间的导电率；和
一容纳输入终端、输出终端和第一控制输入终端的封装组件，其中所述输入终端、输出终端和第一控制输入终端均配置为可在封装组件内部和封装组件外部之间传输电信号；
所述的封装组件包括一体的主体，并且进一步将该电感器容纳在封装件的内部。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包含一与连接第一半导体开关和第二半导体开关的中间节点电连接的公共输入终端（COM），所述的公共输入终端配置为可在封装组件内部和封装组件外部之间传输电信号。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述的第一半导体开关的配置是响应第一控制输入终端与公共输入终端之间收到的第一旁路开关控制信号，调制输入节点与输出节点之间的导电率。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，进一步包含一与第二控制栅操作连接的第二控制输入终端（CONT2），所述的第二半导体开关的配置是响应第二控制输入终端收到的第二旁路开关控制信号，调制输入节点与输出节点之间的导电率，第二旁路开关控制信号与第一旁路开关控制信号相对独立，可单独控制，且第二控制输入终端配置为可在封装组件内部和封装组件外部之间传输电信号。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述的第二半导体开关的配置是响应第二控制输入终端与公共输入终端之间收到的第二旁路开关控制信号，调制输入节点与输出节点之间的导电率。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的旁路开关包含至少一个P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的旁路开关包含至少一个N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的第一和第二半导体开关按共漏结构串联连接。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的第一和第二半导体开关按共源结构串联连接。
10.一种适配于电感元件主动操作的导电率调制设备，其特征在于，该设备包括：
一与输入电压电源的第一输入节点电连接的第一输入终端（IN1）；
一与输入电压电源的第二输入节点电连接的第二输入终端（IN2）；一与输出节点电连接的第一输出终端（OUT1）；
一通过操作选择性连接第一输入终端与中间开关节点的主开关（SW3）；
一引导电流从第二输入终端流入中间开关节点的续流整流器（SW4）；和在中间开关节点和第一输出终端之间电连接的旁路开关，此旁路开关由一有第一控制栅的第一半导体开关（SW1）和一有第二控制栅的第二半导体开关（SW2）组成，第一和第二半导体开关反串联连接；和
一与第一控制栅可操作连接的第一控制输入终端（CONT1），其中第一半导体开关的配置是响应第一控制输入终端收到的第一旁路开关控制信号，调制中间开关节点与第一输出终端之间的导电率；和
一容纳第一和第二输入终端、第一输出终端和第一控制输入终端的封装组件，第一和第二输入终端、第一输出终端和第一控制输入终端均配置为可在封装组件内部和封装组件外部之间传输电信号；
所述的封装组件包括一体的主体，并且进一步将电感器容纳在封装件的内部。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，进一步包含一与中间开关节点电连接的第二输出终端（OUT2），且第二输出终端配置为可在封装组件内部和封装组件外部之间传输电信号。
12.如权利要求10所述的设备，其特征在于，当第一输出终端和第二输出终端之间连接了电感器以响应第一旁路开关的控制信号时，可操作其中的旁路开关选择性循环通过电感器的电流。
13.如权利要求10所述的设备，其特征在于，进一步包含一公共输入终端（COM），其中第一半导体开关的配置是响应第一控制输入终端和公共输入终端之间收到的第一旁路开关控制信号，调制第一输入节点与第一输出终端之间的导电率，且公共输入终端配置为可在封装组件内部和封装组件外部之间传输电信号。
14.如权利要求10所述的设备，其特征在于，进一步包含一与第二控制栅操作连接的第二控制输入终端（CONT2），其中第二半导体开关的配置是响应第二控制输入终端收到的第二旁路开关控制信号，调制第一输入节点与第一输出终端之间的导电率，其中第二旁路开关控制信号与第一旁路开关控制信号相对独立，可单独控制。
15.如权利要求10所述的设备，其特征在于，进一步包含一集成电路（IC）封装组件，容纳集成电路封装组件内部的旁路开关、主开关（SW3）和续流整流器（SW4）。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，进一步包含一可通过操作连接主开关（SW3）的主开关控制输入终端（CONT3）和一可通过操作连接续流整流器（SW4）的续流整流器控制输入终端（CONT4），其中主开关输入终端和续流整流器控制输入终端均配置为可在封装组件内部和封装组件外部之间传输电信号。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108173414B (zh) * 2017-12-29 2020-04-21 成都芯源系统有限公司 多相变换器及其负载电流瞬态上升检测方法
US10574132B2 (en) * 2018-03-14 2020-02-25 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Limited Inductor with bypass switch
TWI678060B (zh) * 2018-06-13 2019-11-21 朋程科技股份有限公司 電壓轉換器及包括該電壓轉換器的交流發電裝置
US11188105B2 (en) * 2018-10-10 2021-11-30 Smart Prong Technologies, Inc. Electrical circuit for pre-regulation power management
US11431247B1 (en) * 2018-12-13 2022-08-30 Empower Semiconductor, Inc. Power delivery control circuit
US10855166B2 (en) * 2019-03-11 2020-12-01 Infineon Technologies Ag Ripple shaping for switch-mode power supply using number of active phases
US10862394B2 (en) * 2019-04-22 2020-12-08 Hyundai Motor Company System and method for improving resolution of voltage command of low voltage DC-DC converter
CN110401329B (zh) * 2019-07-26 2021-07-20 成都芯源系统有限公司 含菊花链架构的多相开关变换器及其故障保护方法
EP3772152B1 (en) * 2019-08-02 2023-10-04 ABB E-mobility B.V. Battery-charger device and related load dump protection method
US11502607B2 (en) * 2019-10-24 2022-11-15 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Limited Methods and apparatuses for auxiliary transient control system
US11264917B2 (en) 2019-12-12 2022-03-01 Kohler Co. Interleaved inverter
US11303207B2 (en) * 2020-01-13 2022-04-12 Infineon Technologies Austria Ag Method and apparatus for adjusting a voltage regulation setpoint of a power converter
US11502594B2 (en) * 2020-05-19 2022-11-15 Analog Devices International Unlimited Company Switched-mode power converter with ripple attenuation
CN112910252A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 维沃移动通信有限公司 一种电子设备及其控制方法
CN112910250B (zh) * 2021-01-27 2023-11-10 维沃移动通信有限公司 一种电子设备及其控制方法
CN112910251A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 维沃移动通信有限公司 一种电子设备及其控制方法
CN112803761B (zh) * 2021-01-29 2023-07-04 维沃移动通信有限公司 电源管理电路及电子设备
CN113315376A (zh) * 2021-06-21 2021-08-27 哈尔滨工业大学 基于电流纹波优化的可变重数dcdc变换器
US11757351B2 (en) * 2021-07-30 2023-09-12 Texas Instruments Incorporated Dynamic overcurrent limit threshold for a voltage regulator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101471603A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 英业达股份有限公司 直流到直流降压转换器及纹波改善电路
CN101796708A (zh) * 2007-07-06 2010-08-04 先进模拟科技公司 具有同步续流mosfet的增压和上下开关调节器
CN102332719A (zh) * 2011-09-13 2012-01-25 上海交通大学 多倍频调制可控变压器的动态潮流控制装置及其控制方法
CN106464135A (zh) * 2014-01-07 2017-02-22 恩都冉科技 切换功率级及用于控制所述切换功率级的方法
US9712055B1 (en) * 2015-10-21 2017-07-18 Picor Corporation Zero voltage switching energy recovery control of discontinuous PWM switching power converters
CN107222099A (zh) * 2016-03-22 2017-09-29 福特全球技术公司 具有降低的旁路二极管导通的可变电压转换系统

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5668708A (en) * 1996-03-13 1997-09-16 Spellman High Voltage Electronics Corp. DC power supply with reduced ripple
US5929692A (en) 1997-07-11 1999-07-27 Computer Products Inc. Ripple cancellation circuit with fast load response for switch mode voltage regulators with synchronous rectification
US6271651B1 (en) 2000-04-20 2001-08-07 Volterra Semiconductor Corporation Inductor shorting switch for a switching voltage regulator
WO2002058221A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. A dc/dc up/down converter
US6495995B2 (en) * 2001-03-09 2002-12-17 Semtech Corporation Self-clocking multiphase power supply controller
US6522108B2 (en) 2001-04-13 2003-02-18 Vlt Corporation Loss and noise reduction in power converters
US6509721B1 (en) * 2001-08-27 2003-01-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Buck regulator with ability to handle rapid reduction of load current
TW538586B (en) * 2002-05-27 2003-06-21 Richtek Technology Corp Two-step ripple-free multi-phase converter and the converting method thereof
TWI249287B (en) * 2003-06-25 2006-02-11 Matsushita Electric Works Ltd Electronic switch
US7019507B1 (en) * 2003-11-26 2006-03-28 Linear Technology Corporation Methods and circuits for programmable current limit protection
JP2005168106A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Toshiba Corp 電源装置
US7161333B2 (en) * 2004-12-08 2007-01-09 Linear Technology Corporation System and method for determining load current in switching regulators operable in pulse skipping mode
US7652457B2 (en) 2005-09-30 2010-01-26 St-Ericsson Sa Switching regulator circuit including an inductor shunt switch
JP4315208B2 (ja) * 2007-03-20 2009-08-19 富士電機デバイステクノロジー株式会社 スイッチング電源装置の制御回路及び制御方法
JP5417346B2 (ja) * 2008-02-28 2014-02-12 ペレグリン セミコンダクター コーポレーション 集積回路素子内でキャパシタをデジタル処理で同調するときに用いられる方法及び装置
US7923973B2 (en) * 2008-09-15 2011-04-12 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to reduce line current harmonics from a power supply
US8040114B2 (en) * 2008-11-07 2011-10-18 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to increase efficiency in a power factor correction circuit
US20110089853A1 (en) * 2009-10-17 2011-04-21 General Electric Company Electronic driver apparatus for large area solid-state leds
US8575910B2 (en) 2010-01-20 2013-11-05 Intersil Americas Inc. Single-cycle charge regulator for digital control
US8405368B2 (en) * 2010-03-26 2013-03-26 Intersil Americas Inc. Multiple phase switching regulator with phase current sharing
US8450988B2 (en) * 2010-10-05 2013-05-28 Maxim Integrated Products, Inc. Systems and methods for controlling inductive energy in DC-DC converters
TW201236340A (en) * 2010-11-08 2012-09-01 Intersil Inc Synthetic ripple regulator with frequency control
DE102011000980B9 (de) * 2011-02-28 2014-12-31 Sma Solar Technology Ag Drossel mit dynamischer Vormagnetisierung
US8878501B2 (en) * 2011-09-01 2014-11-04 Micrel, Inc. Multi-phase power block for a switching regulator for use with a single-phase PWM controller
CN102354972B (zh) * 2011-09-13 2013-08-07 上海交通大学 输出侧开关可控变压器的动态潮流控制装置及其控制方法
CN102684549B (zh) * 2011-11-22 2014-12-17 河南科技大学 一种自适应主动压电能量采集装置
US8982587B2 (en) * 2012-04-23 2015-03-17 Hamilton Sundstrand Corporation Compensating ripple on pulse with modulator outputs
US9178420B1 (en) 2012-08-06 2015-11-03 Maxim Integrated Products, Inc. Inductive bypass, storage and release improves buck response
US20140125306A1 (en) 2012-11-07 2014-05-08 Infineon Technologies North America Corp. Switching Regulator Control with Nonlinear Feed-Forward Correction
CN104009625A (zh) * 2013-02-26 2014-08-27 英特希尔美国公司 响应于电容器上电荷来确定信号的特征
US9787179B1 (en) * 2013-03-11 2017-10-10 Picor Corporation Apparatus and methods for control of discontinuous-mode power converters
US9882474B2 (en) * 2013-05-24 2018-01-30 Idt Europe Gmbh Multi-mode controlled power converter
TW201701578A (zh) * 2014-03-06 2017-01-01 先進充電技術公司 用於提供電力給電子裝置之電路與電力模組，以及組裝降壓設備之方法
WO2016022117A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 Academia Sinica Method of preparation a battery electrode by spray coating, an electrode and a battery made by method thereof
US10862398B2 (en) * 2015-02-03 2020-12-08 Astec International Limited DC-DC power converter for use in data communications distributed power architecture
US10069421B2 (en) * 2015-02-05 2018-09-04 Infineon Technologies Austria Ag Multi-phase switching voltage regulator having asymmetric phase inductance
CN108141135B (zh) * 2015-06-05 2020-12-08 朝阳半导体技术江阴有限公司 电压调节器电流负载感测
TWM520767U (zh) * 2016-01-29 2016-04-21 Chyng Hong Electronic Co Ltd 可達1 MHz開關頻率之多相式直流電源供應器
US10193442B2 (en) * 2016-02-09 2019-01-29 Faraday Semi, LLC Chip embedded power converters
US20170237349A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Alcatel-Lucent Canada Inc. Multi-master power controller with multiple feedback loops
CN107124103B (zh) * 2016-02-25 2020-04-14 株式会社村田制作所 Dc/dc转换装置
US10492848B2 (en) * 2016-05-10 2019-12-03 Covidien Lp Ancillary circuit to induce zero voltage switching in a power converter
CN108604230A (zh) * 2016-07-14 2018-09-28 微软技术许可有限责任公司 具有职业和非职业内容的用户馈送
US11101674B2 (en) * 2016-08-05 2021-08-24 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Battery charging architectures
US10574132B2 (en) * 2018-03-14 2020-02-25 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Limited Inductor with bypass switch

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101796708A (zh) * 2007-07-06 2010-08-04 先进模拟科技公司 具有同步续流mosfet的增压和上下开关调节器
CN101471603A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 英业达股份有限公司 直流到直流降压转换器及纹波改善电路
CN102332719A (zh) * 2011-09-13 2012-01-25 上海交通大学 多倍频调制可控变压器的动态潮流控制装置及其控制方法
CN106464135A (zh) * 2014-01-07 2017-02-22 恩都冉科技 切换功率级及用于控制所述切换功率级的方法
US9712055B1 (en) * 2015-10-21 2017-07-18 Picor Corporation Zero voltage switching energy recovery control of discontinuous PWM switching power converters
CN107222099A (zh) * 2016-03-22 2017-09-29 福特全球技术公司 具有降低的旁路二极管导通的可变电压转换系统

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Publication number Publication date
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JP2019162025A (ja) 2019-09-19
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TW202007060A (zh) 2020-02-01
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CN110690811A (zh) 2020-01-14

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