CN116964920A - 具有平滑切换脉冲频率调制和负载线补偿的dc-dc电压控制架构 - Google Patents
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Abstract
具有闭环误差补偿的DC‑DC功率变换器可以在脉冲宽度调制(PWM)模式和脉冲频率调制(PFM)模式下工作。DC‑DC功率转换器包括III型补偿，可在PWM模式和PFM模式下工作。在功率变换器的输出电感上使用旁路开关可以增加包括III型补偿在内的环路的稳定性。
Description
背景技术
本发明涉及半导体器件的电源管理，更具体地涉及在其功率转换控制反馈环路中使用III型补偿器的功率转换器的脉冲频率调制和/或负载线操作。
集成电路运行通常需要在特定参数条件下提供功率。这个过程面临许多复杂情况。例如，半导体芯片内的不同组件存在相同或不同时间需要功率，不同的组件可能需要不同参数的功率，并且某些组件可能在不同时间使用不同的功率。对于那些集成了多个组件的芯片来说尤其如此，此类芯片被认为是片上系统（SOC）。
在许多应用中，出于各种原因需要尽可能减少供电功率，例如减少组件发热和/或减少不必要地减少可用电池电量。在某些应用中，还可能需要以这样一种方式供电：电路所需功率的离散变化不会导致瞬态发生，从而降低电路运行性能，或者不向电路提供过多的功率。
发明内容
本发明提供了具有闭环误差补偿的DC-DC功率转换器，该转换器可以在脉冲宽度调制（PWM）模式和脉冲频率调制（PFM）模式下工作。本发明提供了对DC-DC功率转换器的修改，该转换器具有可在PWM模式下操作的III类补偿，以提供在PFM模式下操作。本发明另外提供了用于功率转换器的输出电感器的旁路开关的使用，其可以增加包括III类补偿在内的环路的稳定性。
本发明提供了一个DC-DC功率转换器，该转换器具有功率调节反馈环路（包括III型补偿电路）和续流反馈环路(包括复制功率级的)，功率调节反馈环路或续流反馈环路中的任何一个根据输出功率要求选择性地激活。功率调节反馈环路用于使用PWM模式实现功率转换器。续流反馈环路有时在PFM模式下用于实现功率转换器。续流反馈环路用于在某些条件下以PWM模式操作功率转换器。续流反馈环路包括复制负载线，其可用于箝位PWM模式的占空比。PWM模式的占空比在高负载条件下被箝位。状态机用于确定功率转换器是使用功率调节反馈环路还是续流反馈环路。状态机还用于确定转换器是否在负载线模式下操作（这在本发明中可被认为是自适应电压定位模式）。状态机用于确定转换器是否使用负载线复制来箝位PWM模式的占空比。状态机用于确定功率转换器是在PWM模式还是PFM模式下工作。功率转换器具有降压配置。
本发明提供一种DC-DC功率转换器，包括：功率级和输出电感以及用于耦合到负载的输出电容器;第一反馈环路，包括III型补偿器用于根据提供给负载的输出电压确定功率级的占空比;第二反馈环路，包括复制功率级和复制输出电感器和复制输出电容，用于确定功率级的占空比;以及配置逻辑电路，用于选择在第一工作模式下使用第一反馈环路和第二操作模式下的第二反馈回路。还提供复制负载选择性地耦合到第二反馈回路中，并且其中逻辑电路也将选择复制负载耦合到第二反馈回路中配置为第三操作模式。第一工作模式是电压调节工作模式，第二工作模式是脉冲频率调制（PFM）续流工作模式，第三工作模式是负载线工作模式。功率级的开关在第一工作模式期间以脉宽调制（PWM）模式工作。
本发明提供一种DC-DC功率转换器，包括：功率级和输出电感以及用于耦合到负载的输出电容器;第一反馈环路，包括III型补偿器用于根据提供给负载的输出电压确定功率级的占空比;第二反馈环路，包括复制功率级和复制输出电感器和复制输出电容，用于确定功率级的占空比;以及配置逻辑电路，用于选择在第一工作模式下使用第一反馈环路和第二操作模式下的第二反馈回路。还提供复制负载选择性地耦合到第二反馈回路中，并且其中逻辑电路也将选择复制负载耦合到第二反馈回路中配置为第三操作模式。第一工作模式是电压调节工作模式，第二工作模式是脉冲频率调制（PFM）续流工作模式，第三工作模式是负载线工作模式。电压调节工作模式是脉宽调制（PWM）工作模式。如果提供给负载的输出电压大于第一电压，并且指示占空比的信号指示负载的较低功率使用，则逻辑电路被配置为从选择使用PWM工作模式过渡到PFM续流工作模式。当逻辑电路被配置为在提供给负载的输出电压小于第二电压的情况下，从选择使用PFM续流工作模式过渡到PWM工作模式。当逻辑电路被配置为在提供给负载的输出电压小于第二电压的情况下，从选择使用PWM工作模式过渡到负载线工作模式。当逻辑电路被配置为在提供给负载的输出电压大于第一电压时，从选择使用负载线工作模式过渡到PWM工作模式。功率级包括在较高电压源和较低电压源之间串联耦合的高边开关和低边开关，输出电感器的第一端耦合到高边开关和低边开关之间的节点，并且输出电感器的第二端通过输出电容器耦合到地。一些实施例还包括耦合输出电感的第一端和输出电感的第二端的旁路开关。功率级控制器控制高边开关、低边开关和旁路开关的操作。复制功率级包括在较高电压源和较低电压源之间串联耦合的复制高边开关和复制低边开关，其中电阻器的第一端耦合到复制高边开关和复制低边开关之间的节点，并且电阻的第二端通过复制输出电容器耦合到地。
本发明提供一种DC-DC功率转换器，包括：降压功率转换器;功率调节反馈环路，包括选择性耦合到降压功率转换器的III类补偿电路;续流反馈环路，包括选择性耦合到降压功率转换器的复制功率级; 一个状态机，被配置去产生一个信号来控制耦合功率调节反馈环路到降压功率转换器，或控制耦合续流反馈环路到降压功率转换器，基于降压功率转换器的输出电压和/或降压功率转换器工作的占空比。在一些实施例中，功率调节反馈环路被配置为在脉宽调制（PWM）模式下操作降压功率转换器。续流反馈环路被配置为在脉冲频率调制（PFM）模式下操作降压功率转换器。续流反馈环路包括选择性耦合到该复制功率级的复制负载线，续流反馈环路被配置为在具有钳位占空比的脉冲宽度调制（PWM）模式下操作降压功率转换器，复制负载线选择性地耦合到该复制功率级。在一些实施例中，状态机还被配置成产生一个信号，用于控制基于降压功率转换器工作占空比，耦合复制负载线到复制功率级。
本发明的细节在审查公开时得到更充分的涵盖。
附图说明
图1是DC-DC功率转换器的半模块化框图、半原理图，根据本发明部分内容。
图2是状态机运行的示例状态图，例如状态机图1，根据本发明的部分内容。
图3为半模块化框图，半原理图为DC-DC电源变换器图1，工作时带有调压反馈回路。
图4为半模块化框图，半原理图为DC-DC电源变换器图1，配合续流反馈回路运行，处于PFM模式。
图5为半模块化框图，半原理图为DC-DC电源变换器图1，操作用续流反馈回路，采用负载线操作。
图6示出了DC-DC功率转换器的功率级和输出元件，以及用于确定功率级开关开关状态的相关逻辑元件。
图7A和7B显示了表示占空比与负载电流倒数的互补曲线。
图8是说明在调节电压与负载背景下的负载线调节曲线的图表。
图9示出了通过使用旁路开关实现的瞬态响应阻尼。
具体实施方式
图1是根据本发明部分内容的DC-DC功率转换器的半模块框图，半原理图。一定程度上可以考虑DC-DC功率转换器提供具有无缝PFM和负载线操作的电压控制模式。功率转换器包括一个功率级、输出电感器和输出电容器，采用降压配置。对于功率级111，高边开关113a和低边开关113b串联在较高电压源（例如Pvdd）和较低电压源（例如接地）之间耦合。在操作中，高边开关可能在低边开关处于打开状态而低边开关处于关断状态，低边开关可能在高边开关处于关断状态时处于打开状态，或者两个开关都可能处于关断状态。输出电感器115的第一端耦合到高边开关和低边开关之间的节点。电感器的第二端通过输出电容器117耦合到地。旁路开关 121，在一些实施例中是可选的，耦合电感器的第一端和第二端。电感第二端和输出电容之间的节点提供转换器的输出。与输出电容器并联的负载119从转换器的输出接收功率。
功率级的控制器112控制高边开关和低边开关的操作，以及旁路开关（如果存在）。在一些实施例中，控制器基于可被认为是脉宽调制（PWM）信号的内容来控制高边开关和低边开关的操作。如本文所述，PWM信号可用于在PWM模式下操作开关，或者通过使用脉冲跳跃在脉冲频率调制（PFM）模式下操作开关。控制器还从状态机155接收信号Sel4，指示控制器应执行脉冲跳跃操作以在PFM模式下操作开关。控制器接收到转换器的输出足够高的指示，使得脉冲跳跃应该发生。
转换器输出的控制电压可以由功率调节反馈回路161提供。在功率调节反馈环路中，转换器输出的电压被提供给III型补偿器125。III型补偿器包括具有电阻/电容反馈网络的比较器/放大器123。在图1的示例中，电阻/容性反馈网络包括电容C1和电阻R8，它们串联在比较器/放大器的同相输入和比较器/放大器的输出之间，电容C4与电容C1和电阻R8并联耦合。电容C3和进一步的电阻R8也平行耦合到耦合到比较器/放大器同相输入端的电阻R9。III型补偿器根据电压转换器输出（可能通过III型补偿器的操作修改）与基准电压之间的差异产生占空比电压信号VDuCy。将占空比电压信号与锯齿波信号进行比较，例如由锯齿波信号发生器129、由比较器127产生，比较器的输出提供PWM信号。
转换器的控制可以改为由续流反馈回路163提供。功率调节反馈回路或续流反馈回路的使用由状态机155确定。图1所示为多路复用器，根据状态机生成的第一选择信号Sel1，为功率调节反馈环路选择转换器输出电压，或为续流反馈环路选择信号。多路复用器将选定的信号提供给III型补偿器，从而有效地选择功率调节反馈环路或续流反馈环路。
续流反馈环路不使用转换器输出端的电压。相反，续流反馈环路向复制功率级141提供PWM信号。该复制功率级与功率级111一样，包括一个复制高边开关143a，以及一个在较高电压源（例如Pvdd）和较低电压源（例如接地）之间串联耦合的复制低边开关143b。在许多实施例中，复制高边开关和复制低边开关的尺寸远小于功率级高边开关和低边开关，例如通过复制级降低功率使用。在操作中，复制高边开关可能处于打开状态，而复制低边开关处于关断状态，而复制低边开关可能处于打开状态，而复制高边交换机处于关断状态，或者两个交换机都可能处于关断状态。复制功率级的控制器142基于PWM信号控制复制高边开关和复制低边开关的操作。
电阻器145不是输出电感器，而是具有耦合到复制高边开关和复制低边开关之间的节点的第一端。电阻器的第二端通过复制输出电容器147耦合到地。电阻器的第二端和复制输出电容之间的节点提供输出，该输出通过多路复用器135提供给III型补偿器125。在许多实施例中，当续流反馈环路处于打开状态时，电压参考信号也被设定为指示略高于基准电压的电压，例如基准电压加上偏置电压。在图中。如图1所示，这是通过向多路复用器133提供Vref信号131a和Vref + Vbias 131b来指示的。多路复用器133基于状态机155提供的Sel2信号选择信号之一。
此外，与复制输出电容并联的复制负载149耦合到复制输出电容器和电阻之间的节点。复制负载如图1以电流源149的形式。在不同的实施例中，可以提供附加的电路元件，例如电阻器或电阻网络，其可以并联或部分与电流源并联。
在一些实施例中，复制负载可以被选择性地激活以提供负载线（或自适应电压定位）的操作模式。如图1所示，这是通过使用开关153控制电流源，由第三选择信号Sel3打开，由状态机155确定。
状态机155确定转换器的工作模式，例如通过设置选择信号的方式。在一些实施例中，状态机根据负载运行中使用的功率程度的指示来确定转换器的工作模式。在图1中。状态机根据转换器的输出电平确定工作模式，输出电压如图1所示，占空比信号的电平， 在图1中的VDuCy。当负载的功率使用率较高时，占空比信号VDuCy较低，当负载的功率使用率较低时，VDuCy较高。转换器的输出电压越高就表示负载的功耗越低。相反转换器的输出电压越低就表示负载的功耗越高。VDuCy与转换器占空比的补码成正比。如图1所示，四个比较器是状态机的一部分或与之相关联。两个比较器157a，b分别比较转换器的输出电压与Vref正负一个容差电压。更具体地，一个比较器157a确定转换器的输出电压是否大于Vref加上一个容差电压ptol2，并且第二比较器157b确定转换器的输出电压是否小于Vref减去一个容差电压ntol2。两个比较器159a，b将占空比电压VDuCy与Vref加或减去一个容差电压进行比较。更具体地说，一个比较器159a确定VDuCy是否大于 Vref加上一个容差电压ptol1，而第二个比较器157b确定VDuCy是否小于Vref减去一个容差电压ntol1。
在一些实施例中，状态机确定当负载使用较高水平的功率时应使用续流反馈回路。状态机确定当负载使用较高水平的功率时，应另外或代替地使用负载线模式。状态机确定在负载使用较低水平的功率时应另外使用或代替地使用续流反馈回路。状态机确定当负载使用较低水平的功率时，应另外或代替使用PFM模式。较高的功率水平是转换器无法保持等于或大于基准电压的输出电压的功率水平。较低的功率水平是转换器可以保持大于基准电压的输出电压的功率水平。
状态机确定当负载使用中等功率水平时应使用功率调节反馈环路。状态机另外或代替地确定应该使用PWM模式。中等功率水平是转换器在PWM模式下工作时可以保持所需输出电压或基准电压的功率水平。
图2是状态机运行的示例状态图，例如图1的状态机，根据本发明的部分内容。在一些实施例中，状态图是状态机的操作图1。状态图描述了转换器的操作，例如图1的转换器。状态图描述了用于确定用于选择转换器操作信号的逻辑，例如图1的转换器。状态图是使用逻辑电路或程序指令实现的，其可以存储在存储器中。
在状态 211 中，状态机处于调节模式。在调节模式下，状态机提供指示转换器应在PWM模式下工作的信号。在调节模式下，状态机提供指示转换器应使用调节控制反馈环路操作的信号。状态机将第一选择信号S1设置为指示转换器应使用功率调节反馈环路的值。状态机将第二选择信号S2设置为指示转换器在确定转换器占空比时应使用Vref的值，Vref指示转换器的所需输出电压。状态机将第三选择信号S3设置为指示转换器在转换器操作中不应使用负载线模式的值。状态机将可选的第四选择信号S4设置为指示转换器在转换器操作中不应使用PFM模式的值。
图3为半模块框图，图1为DC-DC电源变换器的半原理图，工作时带有调压反馈回路。图3展示了图1的一个转换器的例子，被配置为通过选择来自状态机155的信号在调节模式下操作。在图3中，多路复用器135被配置成向III类补偿器（包括比较器/放大器123）提供转换器的输出，使得使用调节反馈环路，而不是续流反馈环路。比较器/放大器还提供Vref信号，以便进行比较。比较器127将VDuCy、比较器/放大器123的输出与锯齿发生器129产生的锯齿波进行比较，以形成PWM信号。功率级111基于PWM信号操作其开关，用于向负载119提供电源。
回到图2，在一些实施例中，状态机从状态211过渡到状态215。在一些实施例中，状态机在轻负载情况下过渡到状态215。如图2所示，如果满足条件213，则状态机转换到状态215。条件213既是转换器的输出电压大于Vref加公差电压ptol2，又是占空比电压信号V大于Vref加公差电压ptol1。
在状态 215 中，状态机处于 PFM 模式。在PFM模式下，状态机提供指示转换器应在PFM模式下工作的信号。在PFM模式下，状态机提供指示转换器应使用续流反馈环路操作的信号。状态机将第一选择信号S1设置为指示转换器应使用续流反馈回路的值。状态机将第二选择信号S2设置为指示转换器应使用 Vref 加偏置电压的值，以确定转换器的占空比。状态机将第三选择信号S3设置为指示转换器在转换器操作中不应使用负载线模式的值。状态机将可选的第四选择信号S4设置为指示转换器在转换器的操作中应使用PFM模式的值。
图4为半模块框图，图1为DC-DC电源变换器的半原理图、配合续流反馈回路运行，处于PFM模式。图4展示了转换器的示例。配置成通过选择来自状态机155的信号在PFM模式下操作。如图4所示，多路复用器135被配置成由选择信号Sel1向包括比较器/放大器123在内的III类补偿器提供复制的输出，使得使用续流反馈环路，而不是调节反馈环路。多路复用器133由Sel2信号配置，以将Vref加上偏置电压传递到比较器/放大器123。比较器127将比较器/放大器123的输出VDuCy与锯齿发生器129产生的锯齿波进行比较，以形成PWM信号。功率级111基于PWM信号操作其开关，用于向负载119提供电源，并且根据指示应发生PFM脉冲跳跃的Sel4信号。当转换器的输出电压大于Vref加上一个容差电压时，执行脉冲跳跃。此外，复制功率级141基于PWM信号操作其复制开关。复制的输出设置在电阻器145和复制输出电容器147之间的节点处。
图6中提供了脉冲跳跃电路的示例。图6展示了DC-DC功率转换器的功率级和输出元件，以及用于确定功率级开关的开关状态的相关逻辑元件。在一些实施例中，逻辑元件用于执行功率转换器的PFM操作的脉冲跳跃。
如图6所示转换器包括高边开关613A、低边开关613B、旁路开关621、输出电感615、输出电容617、以及用于控制高边、低边和旁路开关的逻辑电路611。高边开关613a和低边开关613b在第一电压源Vin和第二电压源（例如接地）之间串联耦合。第一电压源的电压高于第二电压源，高边开关将第一电压源耦合到低压侧开关，低边开关将第二电压源耦合到高端开关。例如，可以与金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）晶体管形成高端和低边开关，p沟道MOS晶体管形成高边开关，n沟道MOS晶体管形成低边开关。在运行中，高边开关处于打开状态，低边开关处于打开状态，或者两个开关均未处于打开状态。为了便于说明，高端和低边开关还显示开关提供的导通电阻（RDSON）。输出电感器615具有耦合到高边开关613a和低边开关613b之间的节点的一端，并且还耦合到旁路开关621的第一端。输出电感的另一端耦合到输出电容617、旁路开关621的第二端和负载619，负载电流I.sub.LOAD通过负载。负载可以是，例如，处理器内核、逻辑电路或其他要接收调节功率的电路元件。耦合另一端的输出电感、输出电容和负载的节点通常可以认为是稳压器的输出。
逻辑电路611可以接收来自第一和第二比较器的输出信号，以及PWM信号，通常指示为由续流PWM 653产生，以控制高边、低边和旁路开关的状态。逻辑电路611通常通过产生用于控制这些开关的控制信号来控制高边、低边和旁路开关的状态。
如图6所示锁存器存储由比较器651产生的信号。比较器确定转换器的输出电压是否大于Vref加上一个容差电压ptol2。锁存器在PWM信号转换到高电平状态时存储信号。锁存器的输出（可称为CMPBP）提供给旁路开关的栅极、或门，并在通过逆变器后提供给与门。或门还接收PWM信号，并向高端开关的栅极提供输出。因此，当栅极输入为低电平时，高端开关处于打开状态，因此当PWM信号和锁存器的输出均为低电平时，该开关处于打开状态。与门还接收PWM信号，并向低边开关的栅极提供输出。因此，低边开关在其栅极输入为高电平时激活，因此当反相锁存器输出为高电平且PWM信号为高电平时，该开关处于打开状态。
回到图2，如果转换器的输出电压小于预定电压，状态机转换回调节模式。这在图2中示出为条件217，其中转换器的输出电压小于基准电压Vref减去一个容差电压ntol2。
在一些实施例中，状态机从状态211过渡到状态225。状态机在重负载情况下过渡到状态225。如图2所示，如果满足条件223，则状态机转换到状态225。在一些实施例中，条件223的占空比电压信号VDuCy小于Vref减去一个ntol1的容差电压。
在状态 225 中，状态机处于负载线模式。在负载线模式下，状态机提供指示转换器应在负载线模式下工作的信号。在负载线模式下，状态机提供指示转换器应使用续流反馈环路操作的信号。状态机将第一选择信号S1设置为指示转换器应使用续流反馈回路的值。状态机将第二选择信号S2设置为指示转换器在确定转换器的占空比时应使用Vref的值。状态机将第三选择信号S3设置为指示转换器在转换器操作时应使用负载线模式的值。状态机将可选的第四选择信号S4设置为指示转换器在转换器操作中不应使用PFM模式的值。
图5为半模块框图，半原理图为DC-DC电源变换器图1，操作用续流反馈回路，采用负载线操作。图5展示一个例子，图1中的转换器被配置为通过选择来自状态机155的信号在负载线模式下操作。在图5中，多路复用器135被配置成通过选择信号Sel1向包括比较器/放大器123在内的III类补偿器提供复制的输出，使得使用续流反馈环路，而不是调节反馈环路。多路复用器133由Sel2信号配置成将Vref传递到比较器/放大器123。比较器127将比较器/放大器123的输出VDuCy与锯齿发生器129产生的锯齿波进行比较，以形成PWM信号。功率级111基于PWM信号操作其开关，用于向负载119提供电源。此外，复制功率级141基于PWM信号操作其复制开关。然而，在复制电阻器145和输出电容147之间的节点处设置的复制的输出不仅仅是基于复制开关的操作。相反，Sel3信号使电流发生器149能够产生指示负载电流的电流，有效地将复制的输出箝位到预定水平。
回到图2， 如果转换器的输出电压大于预定电压，状态机将转换回调节模式。如图2中的条件227所示，转换器的输出电压大于基准电压 Vref 加一个容差电压ptol2。
图7A和7B显示了表示占空比1-DuCy的补码（例如，1-x，x是转换器的占空比）与负载电流的反比的关系。左侧图显示了不使用二阶环路的稳压器时，1-DuCy随负载电流倒数的变化。图7A的图形显示，在非常轻的负载下，占空比处于最小值，随着负载的增加而增加- 起初是适度的，然后随着负载接近重负载区域而急剧增加。图7B的图形显示了使用提供续流PFM和负载线模式的二阶环路的稳压器1-DuCy随负载电流倒数的变化。图7B的图形显示，在重负载条件下，转换器在负载线模式下使用续流反馈环路工作，占空比保持在恒定水平。在图7B中，重负载恒定水平近似于重负载和中等负载之间过渡时的占空比水平，因此小于重负载条件下发生的水平。 这种情况可能导致转换器输出电压降低，但可能有利于整个转换器和系统运行，例如考虑热问题、电池耗尽问题和其他问题。在轻负载条件下，占空比也保持在恒定水平，转换器在PFM模式下使用续流反馈环路运行。图7B中的恒定电平，在轻负载条件下表示为对应于PFM模式下使用续流反馈环路进入转换器操作时的占空比。
图8是一张关于调节电压与负载之间关系的负载线调节曲线的图表。在轻负载时，输出电压调节在 Vref 加上一个容差电压。将输出电压调节到比 Vref 略高的电压可以改善对负载增加的响应。在轻负载条件下，转换器在PFM模式下使用续流反馈环路工作。随着负载电流的增加，输出电压开始向Vref下降。当输出电压低于Vref加上一个容差电压时，脉冲跳跃停止。因此，尽管续流反馈环路仍在继续使用，但转换器在PWM模式下有效工作。
一旦输出电压降至Vref，在中等负载下，转换器将过渡到使用稳压反馈环路，转换器在PWM模式下工作。然而，随着负载电流的进一步增加，在某些时候转换器可能无法将输出电压保持在Vref。当负载电流达到此点及以上时，转换器使用续流反馈环路工作，箝位占空比。
图9展示出了通过使用旁路开关实现的瞬态响应阻尼。转换器对负载电流瞬态响应可能导致输出过冲和振铃。具有较大阻尼的转换器（不带旁路开关）在达到所需输出时可能会表现出增加的滞后时间，如最大阻尼曲线911所示，而阻尼减小的转换器可能会表现出增加的过冲和增加的建立时间，如最小阻尼的曲线913所示。然而，旁路开关的使用允许减少电感能量振荡，并且可以提供增加的响应时间和减少的过冲和建立时间，例如如旁路控制曲线915所示。
尽管已经就各种实施例讨论了本发明，但应当认识到本发明通过公开包括新颖以及非显而易见的权力要求支持。
Claims (17)
1.DC-DC功率转换器，包括：
功率级、输出电感器和输出电容器，采用降压配置，用于耦合到负载;
第一反馈环路包括III型补偿器，用于根据提供给负载的输出电压确定第一工作模式下功率级的占空比;
第二反馈环路，包括一个复制功率级和一个电阻器和一个复制输出电容器以及III型补偿器，用于确定第二工作模式下功率级的占空比;
逻辑电路配置为选择在第一工作模式下使用第一反馈环路，以及选择在第二工作模式下使用第二反馈环路。
2.权力要求1所述的DC-DC功率转换器，还包括复制负载选择性地耦合到第二反馈回路，所述逻辑电路在第三操作模式下还被配置为将复制负载选择性地耦合到第二反馈回路中。
3.权力要求2所述的DC-DC功率转换器，所述第一工作模式为电压调节工作模式，所述第二工作模式为脉冲调频（PFM）续流工作模式，第三种工作模式为负载线工作模式。
4.权力要求3所述的DC-DC功率转换器，所述电压调节工作模式为脉宽调制（PWM）工作模式。
5.权力要求4所述的DC-DC功率转换器，其中，如果提供给负载的输出电压大于第一电压，并且占空比的信号显示当前处于轻负载下使用，则逻辑电路被配置为从使用PWM工作模式过渡到PFM续流工作模式。
6.权力要求5所述的DC-DC功率转换器，其中，所述逻辑电路被配置为在提供给负载的输出电压小于第二电压的情况下，则从PFM续流工作模式过渡到PWM工作模式。
7.权力要求6所述的DC-DC功率转换器，其中，如果提供给负载的输出电压小于第二电压，则逻辑电路被配置为从使用PWM工作模式过渡到负载线工作模式。
8.权力要求7所述的DC-DC功率转换器，其中，如果提供给负载的输出电压大于第一电压，则逻辑电路被配置为从选择使用负载线工作模式过渡到PWM工作模式。
9.权力要求1所述的DC-DC功率转换器，所述功率级包括在较高电压源和较低电压源之间串联耦合的高边开关和低边开关，其输出电感器的第一端耦合到高边开关和低边开关之间的节点， 并且输出电感器的第二端通过输出电容器耦合到地。
10.权力要求9所述的DC-DC功率转换器，还包括一个旁路开关，耦合在输出电感的第一端和输出电感的第二端。
11.权力要求10所述的DC-DC功率转换器，其中功率级控制器控制高边开关、低边开关和旁路开关的操作。
12.权力要求1所述的DC-DC功率转换器，所述复制功率级包括在较高电压源和较低电压源之间串联耦合的复制高边开关和复制低边开关，电阻器的第一端耦合到该复制品高边开关和所述复制低边开关之间的节点，并且电阻第二端通过复制输出电容器耦合到地。
13.DC-DC功率转换器，包括：降压功率转换器; 功率调节反馈环路，包括选择性耦合到降压功率转换器的III类补偿电路;续流反馈环路，包括复制功率级选择性地耦合到降压功率转换器;状态机被配置基于降压功率转换器的输出电压，和/或 降压功率转换器工作时的占空比信号，去产生一个命令信号去控制耦合功率调节反馈环路到降压功率转换器，或者耦合续流反馈环路到降压功率转换器。
14.权力要求13所述的DC-DC功率转换器，其中，功率调节反馈环路被配置为在脉宽调制（PWM）模式下操作降压功率转换器。
15.权力要求13所述的DC-DC功率转换器，其中，所述续流反馈回路被配置为在脉冲频率调制（PFM）模式下操作降压功率转换器。
16.权力要求13所述的DC-DC功率转换器，其中，续流反馈环路包括复制负载线选择性耦合到该复制功率级，并且其中续流反馈回路被配置为在脉宽调制（PWM）模式下操作降压功率转换器，可以钳位占空比，复制负载线选择性地耦合到复制功率级。
17.权力要求16所述的DC-DC功率转换器，所述状态机还被配置为基于降压功率转换器的工作占空比的信号，产生命令信号去耦合复制负载线到复制功率级。
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