CN203911565U - 电源控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源控制器，该电源控制器包括配置电源控制器以使用和斜坡信号以控制开关控制信号的占空比，该开关控制信号被配置为控制第一和第二开关以对电池进行充电，以及配置电源控制器以响应于检测适配器电流大于第一值，选择性地偏移斜坡信号的直流值，其中偏移斜坡信号的直流值改变开关控制信号的占空比以从电池向负载提供电流。

Description

电源控制器

技术领域

本发明通常涉及电子设备并且更具体地涉及半导体、其结构和形成半导体器件的方法。

背景技术

过去，半导体工业利用各种方法和结构以形成可用于对电池进行再充电的电源控制器。在一些应用中，利用电源控制器控制电池的充电并且控制从插入式适配器供电以既对电池进行充电又向负载供电。在一些应用中的负载是便携式电子器件，例如便携式计算机、移动电话或者便携式音乐播放器等等。这种电源控制器的一个特定种类有时被称为混合电池充电器或者混合电源控制器。在公开号为2012/139345的美国专利中公开了这种电源控制器的一个示例，该专利通过引用合并于此。在一些应用中，可以利用混合电源控制器从电池和适配器两者向负载供电。

这种电源控制器通常需要一段长的时间用于电源控制器在对电池进行充电与将电流从电池提供至负载之间转换。长的转换时间有时会在使用该电源控制器的系统中导致延迟。另外，这种电源控制器通常可能重复地在对电池进行充电与从电池提供电流之间切换，这可能产生可能损害电池的大的放电电流。

因此，期望有助于减少对电池进行充电与从电池提供电流的转变时间和/或最小化对电池进行充电与从电池提供电流之间的切换的装置和方法。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明包括电源控制器的电源系统的示例实施例的一部分；

图2示意性地示出了根据本发明图1的电源控制器的可选实施例的电源控制器的示例实施例的一部分；

图3是具有示出由根据本发明图2的电源控制器形成的信号中的一些的曲线的图表；

图4是示出根据本发明图2的电源控制器的一些操作状态的实施例的示例的状态图；以及

图5示出了包括根据本发明图1的电力系统的半导体器件的放大平面图。

为了(一个或者多个)说明的简洁和清楚，图中的元件不一定按比例，出于说明性目的，一些元件可能被放大，并且除非另有说明在不同的图中相同的附图标记指示相同的元件。

另外，为了描述的简单，省略了公知的步骤和元件的描述和细节。此处使用的载流电极是指载流通过器件的器件的元件，例如MOS晶体管的源极或者漏极，或双极晶体管的发射极或者集电极，或者二极管的阴极或者阳极，而控制电极是指控制电流通过器件的器件的元件，例如MOS晶体管的栅极或者双极晶体管的基极。尽管此处把器件解释为某个N沟道或者P沟道器件，或者某个N型或者P型掺杂区域，本领域普通技术人员应该理解，根据本发明，互补器件也是可能的。本领域技术人员应当理解导电类型指的是发生传导的机制，例如通过空穴或者电子的传导，因此该导电类型不是指掺杂浓度而是指掺杂类型，例如P型或者N型。本领域技术人员应当理解，此处使用与电路操作有关的词“在...的期间”、“当...的时候”和“当...时”不是表示一旦开启动作就立刻发生动作的准确术语，而是在由在开启动作开启的反应(reaction)之间可能会有小但合理的一个或者多个延迟，例如各种传播延迟。另外，术语“当...的时候”是指至少在开启动作的某部分持续时间内发生某个动作。词语“大致”或者“基本上”的使用是指元件的值具有期望接近于规定值或者位置的参数。然而，正如在本领域中公知的，总是存在较小的变化阻止值或者位置如所规定的精确。在本领域中充分地确认，达到至少百分之十(10％)(以及半导体掺杂浓度达到百分之二十(20％))的变化是偏离如所描述的精确的理想目标的合理变化。当用于指示信号的状态时，术语“有效的”是指信号的一种有效状态以及术语“无效的”是指信号的一种无效状态。信号实际电压值或逻辑状态(例如“1”或“0”)取决于使用正逻辑还是负逻辑。因此，“有效的”随使用的是正逻辑或是负逻辑可以是高电压或高逻辑或低电压或低逻辑，并且“无效的”随使用的是正逻辑或是负逻辑可以是低电压或低状态或高电压或高逻辑。在此，使用的是正逻辑惯例，但是本领域的普通技术人员理解也可以使用负逻辑惯例。在权利要求书中或/和在具体实施方式中的术“第一、第二、第三”等等用于在类似的元件之间区分，而不一定用于时间地、空间地、以排名或者任何其它方式描述顺序。应当理解所这样使用的术语在适当的情形下是可互换的，并且此处描述的实施例能够以此处未描述或者示出的其它顺序进行操作。

具体实施方式

图1示意性地示出了系统10的部分示例实施例，该系统利用电源控制器31从插入式适配器15对电池22进行充电，从适配器15向负载11供电，以及从电池22向负载11供电。适配器15通常被设计为插入交流电源(例如家用输电线)中，并且从适配器15的输出17提供整流直流电压和适配器电流14，其中至少向负载11提供电流14。这种适配器是本领域技术人员所公知的。系统10通常还可以包括可以由控制器31启用或者禁用的可选的适配器开关18。在一个非限制性的示例中，可以在某些情况下打开开关18以防止电池22向适配器15放电。电源开关28和电源开关23通常耦接至电感器27并且通过控制器31操作，或者以降压操作模式操作以向电池22提供充电电流21或者以升压操作模式操作以从电池22向负载11提供电流21。另外，控制器31可以被配置为与适配器15向负载11提供电流14一起，从电池22向负载11提供电流21。这种类型的操作通常被称为涡轮操作模式。在一个实施例中，开关28和23可以是功率晶体管，例如功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

控制器31通常具有被配置为接收表示适配器电流14的适配器电流感测(ACS)信号的输入39。控制器31还可以包括被配置为接收表示电池22电压的电池电压(BV)信号的输入41，以及被配置为接收表示充电电流21的值或者表示由电池22向负载11提供的电流21的值的充电电流感测(CCS)信号的输入40。通常利用控制器31的输出33来控制开关28并且通常利用输出34来控制开关23。

控制器31被配置为形成开关控制信号，该开关控制信号被内部地用于在输出33上形成高端开关驱动(HSD)信号以及在输出34上形成低端开关驱动(LSD)信号。在大多数实施例中，开关控制信号以及HSD和LSD信号通常被形成为脉冲宽度调制(PWM)开关信号，但是在其它实施例中可以是其它类型的开关信号，例如调频开关信号或者其它类型的公知的调制开关信号。控制器31通常包括模式控制或者控制电路35、开关控制电路36和误差电路37。

如以下将进一步看到的，在一个实施例中，误差电路37被配置为形成误差信号，该误差信号至少表示适配器电流14与电流14的期望值的偏差。电流14的期望值可以是适配器15能够提供的电流的最大容许值的某个百分比。例如，期望值可以比适配器15能够提供的最大容许电流小百分之十到二十(10％-20％)，但是在一些实施例中可以是不同的。

控制器31的一个实施例可以包括配置控制器31以形成表示适配器电流14与电流14的期望值的偏差的误差信号，配置控制器31以使用误差信号和斜坡信号来控制开关控制信号的占空比，该开关控制信号被配置为控制开关23和28以对电池22进行充电；以及配置控制器31以响应于检测电流14大于第一值，选择性地偏移斜坡信号的直流值，其中偏移斜坡信号的直流值改变开关控制信号的占空比以从电池22向负载11提供电流。

在一个实施例中，第一值大于期望值。

另一个实施例可以包括配置控制器31以选择性地在不早于偏移斜坡信号的直流值时将误差信号的箝位阈值从第一箝位值改变为第二箝位值。

另一个实施例可以包括配置控制器31以响应于检测适配器电流14小于第二值(小于第一值)，选择性地移除对斜坡信号的直流值的偏移，其中移除偏移改变开关控制信号的占空比以禁止从电池22向负载11提供供电电流。

图2示意性地示出了电源控制器45的部分示例实施例，该电源控制器45是图1的说明书中描述的控制器31的替换实施例并且与其操作类似。控制器45包括模式控制电路或者控制电路110、开关控制电路111和误差电路112，它们是图1的相应电路35、36、和37的替换实施例并且与其操作类似。

在一个实施例中，误差电路112可以被配置为形成误差信号(ES)90，该误差信号90表示适配器电流14、充电电流21或者电池电压中的一个与各自信号的期望值的偏差。误差电路112被配置为接收ACS信号并且形成表示电流14与期望值的偏差的适配器误差信号(AES)。例如，误差放大器78可以被配置为接收ACS信号以及来自参考发生器或者参考或者Ref58参考信号并且形成AES信号。对于这种非限制性示例，Ref58的值可以表示电流14的期望值。类似地，可以利用误差放大器79接收CCS信号并且形成表示电流21与电流21的期望值的偏差的充电电流误差信号(CES)。此外，误差放大器83可以接收表示电池22的电压的信号并且形成表示电池22的电压与电池电压期望值的偏差的电池误差信号(BES)。本领域技术人员将理解电阻器84和85表示可以被用于在适合控制器45使用的电压值处形成反馈信号的可选反馈网络。另外，反馈信号可以由其它公知的反馈网络形成。反馈信号表示电池电压的值。另外，放大器79和83可以从例如相应的参考电路或者Ref81和82接收参考电压。本领域技术人员将理解放大器78、79、和83通常还可以包括用于控制系统10的控制环路响应的滤波器和环路控制网络。这种元件可以在控制器45外部。

选择器电路或者选择电路或者选择87可以被配置为接收AES、CES和BES误差信号并且选择具有最高值的那个为电路87的输出。可选放大器88可以用于放大来自选择器87的信号并且形成误差信号(ES)90。在一个实施例中，电路112还可以包括箝位电路92，该箝位电路用于选择性地将电路92的低值限定到第一值或者第二值中的一个。在一个实施例中，第二值可以小于第一值。箝位电路92包括具有第一箝位值的箝位1电路93、具有第二箝位值(小于第一箝位值)的箝位2电路96和箝位开关94。电路112还可以包括可选高箝位电路或者箝位H95，其被用于将误差信号90的最大值限定到高箝位值。本领域技术人员将理解误差电路112的示出的实施例只是示例的表示，并且误差信号90可以由其它方法和电路配置形成，只要误差电路被配置为形成表示适配器电流14与电流14的期望值的偏差的误差信号。例如，可以形成误差电路以使得对于单个ACS、CCS和BV信号中的每一个形成单个误差信号并且每个都可以通过选择性地启用选择器开关或者其它各种方法来开关或者选择以形成误差信号90，或者可替换地，AES、CCS和BES信号中的每一个可以转到多输入比较器。

电路111通常包括被配置为形成时钟信号或者时钟48和基础斜坡信号49的时钟电路47。通常，时钟信号48和基础斜坡信号49以相同频率运行以使得基础斜坡信号49在时钟48的一个边沿(例如下降沿)的开始附近被复位为零，并且在时钟48的对立边沿附近开始增大。时钟48和信号49的频率通常是固定的但是在其它实施例中可以是可变的。本领域技术人员将理解时钟电路47具有各种实现方式并且可以被配置为一个电路或者分成多个分立的电路。电路111的锁存器51由时钟48的一个边沿置位，从而生效电路111的开关控制信号54。在一些实施例中，锁存器51可以被称为PWM锁存器。在一个实施例中，电路111的驱动器部分可以包括接收开关控制信号54并且将HSD和LSD信号形成为非重叠的驱动信号的高端驱动器电路或者驱动器52和低端驱动器电路或者驱动器53。

模式控制电路或者控制电路110被配置为检测电流14大于电流14的阈值或者第一值并且响应地使信号54的占空比改变以使得控制器45操作开关23和28以从电池22向负载11提供电流，例如连同适配器15一起向负载11提供电流14。电流14的阈值或者第一值通常大于电流14的期望值并且可以被选择为最大值或者适配器15应该提供的最大值的一定百分比，但是在其它实施例中可以是其它值。在一个实施例中，电路110包括被配置为检测电流14的值大于阈值的比较器59。比较器59可以被配置为接收ACS信号和表示阈值的参考信号。在一个实施例中，电路110还包括提供参考信号的参考发生器或者Ref58、向来自Ref58的信号提供偏移信号的偏移电路或者偏移60和62、与门65和66、模式锁存器67、延迟电路或者延迟68以及斜坡调节电路70。在一个实施例中，斜坡调节电路70可以包括可选检测电路71、斜坡调节开关72、斜坡偏移信号73和斜坡加法电路74。电路70被配置为形成斜坡信号或者斜坡75。在一个实施例中，响应于误差信号90和斜坡75对开关控制信号54的占空比进行控制。在一个实施例中，控制器45或者电路110可以被配置为响应于控制器45检测适配器电流14大于第一值，对斜坡75的直流值进行偏移。本领域技术人员将理解电路70的示出的实施例只是示例表示并且电路70可以通过其它方法和电路配置形成，只要电路被配置为响应于控制器45检测适配器电流14大于第一值，对斜坡信号75的直流值进行偏移。在实施例中，电路110还可以被配置为检测电流14的值小于阈值。例如，在一个实施例中，电路110可以包括被配置为检测电流14的值小于阈值的比较器61。

图3是具有示出由控制器45形成的一些信号的曲线的图表。横坐标指示时间以及纵座标指示示出的信号的增值。曲线101示出了时钟48，曲线102示出了斜坡75，曲线103示出了锁存器67的输出上的检测信号，曲线104示出了开关控制信号54，以及曲线105示出了误差信号(ES)90。

图4是示出了控制器45的一些操作状态的示例实施例的状态图。该描述参考了图1至图4。

在操作中，假定在T0时刻，电流14小于阈值而且控制器45以如状态121(图4)所示出的充电模式进行操作，其中控制器45以降压模式操作开关23和28以从适配器15对电池22进行充电。在这种类型的操作期间，CCS信号或者BV信号通常可以大于ACS信号，并且可以形成误差信号90为表示CCS或者BV信号。电路111接收误差信号90和斜坡75，并且使用信号90和斜坡75控制信号54的占空比。在一个实施例中，电路111接收误差信号90和斜坡75并且响应于误差信号近似等于斜坡信号，使用信号90和斜坡75复位锁存器51以控制占空比。

在操作期间，负载11可能需要更高的电流值，因此增大电流14的值。假定在T1时刻，电流14的值增加到接近阈值。输入39上的ACS信号的值增加并且变得大于CCS或者BV信号，并且误差电路112形成信号90以表示电流14与电流14的期望值的偏差。随着电流14增加至阈值，如状态121与122之间所示出的(图4)，电路110检测电流14不小于阈值，并且响应地生效比较器59的输出。通常，由于误差信号90的值小于Ref99的值，因此还生效可选的ESL信号。因此，比较器59的有效状态对锁存器67进行置位以存储检测到电流14不小于阈值。

斜坡调节电路70被配置为在控制器45检测电流14不小于阈值之后(如状态124所示出的)改变斜坡75的直流值。如图4中的状态125示出的，一个实施例包括配置电路110以改变斜坡75的直流偏移，并且然后形成延迟。在电路70的非限制性示例实施例中，锁存器67的无效Q非输出由时钟48的下一个边沿例如通过可选的检测电路71检测，其禁用开关72。在非限制性示例中，Q非信号的无效状态可以通过时钟48锁入到可选触发器中。在另一个实施例中，锁存器67的Q非输出可以直接启用开关72。禁用开关72使得电路74改变斜坡75的直流偏移。如曲线102在时刻T1处所示出的，在一个非限制性示例实施例中，电路70从信号49中减去偏移73的直流偏移，从而降低斜坡75的直流值。如曲线104在时刻T1处示出的，改变斜坡75的直流值通常使比较器76的输出有效并且复位锁存器51。本领域技术人员将理解，除了图2中示出的实现方式以外，可以使用其它电路实施例偏移斜坡75。通常根据来自适配器15的电压的值和电池22的电压的值来选择斜坡75偏移的量。随着适配器电压增加，偏移值通常减小，并且随着电池电压的值增加，偏移的值通常增加。通常，偏移73的电压是按照描述选择的固定值，然而，在一些实施例中，偏移73的值可以是可变值，该可变值是如上文描述的适配器电压和电池电压的函数。

改变斜坡75的直流值可能使斜坡75的值偏移或者转变。因此，控制器45被配置为在改变直流值之后延迟一个时间间隔以允许斜坡75的稳定。电路110的一个实施例可以包括被配置为在检测电流14的阈值与执行其它操作之间形成延迟的延迟电路68。延迟电路68接收锁存器67的有效Q输出并且在有效延迟68的输出之前将有效Q输出延迟该时间间隔。在其它实施例中，延迟可以通过其它电路启动，例如通过比较器59或者门66的输出。在一个非限制性示例实施例中，延迟电路68可以被配置为将延迟的时间间隔形成为近似等于时钟48的一个周期。对于包括可选检测电路71的实施例，由延迟68形成的时间间隔大于可以由电路71形成的任何延迟。如在时刻T2处示出的，时钟48的下一个上升沿可以置位锁存器51，从而启动信号54的另一个周期。由于斜坡75的改变的直流值，信号54的占空比发生改变并且控制器45操作开关23和28以从电池22向负载11提供电流(除了由适配器15提供的电流14以外)。

改变斜坡75的直流值还可以影响误差信号90。因此，如状态127示出的(图4)，控制器45被配置为在检测电流14不小于阈值或者值之后，将误差信号90的较低箝位值从第一箝位值改变为第二箝位值。控制器45可以被配置为在检测电流14不小于阈值之后的第一时间间隔将第一箝位值改变为第二箝位值。在一个实施例中，第二箝位值可以小于第一箝位值。电路112的一个实施例可以包括延迟68的输出的有效状态禁用将信号90从电路93的输出去耦的晶体管94。这将信号90的低箝位值改变为由电路96形成的值。由于由电路96形成的值通常小于由电路93形成的值，因此，信号90的较低箝位值被减小。在一个实施例中，第二箝位值允许ES90的值减小为较低值。这允许控制器45将由电池22提供的电流22的值限定为较低值。

电路111还可以包括零检测电路(ZCD)55，其被配置为检测来自电感器27(图1)的放电电流达到接近于零或者基本上为零的值。本领域技术人员将理解驱动器53可以被配置为响应于检测零电流情况，将输出34上的LSD信号无效以禁用开关23(图1)。控制器45可以被配置为在控制器45的充电操作期间启用电路55。控制器45还可以被配置为在控制器45检测电流14大于阈值之后禁用ZCD电路55。控制器45可以被配置为在检测电流14的阈值与禁用电路55之间形成延迟。在一个非限制性示例实施例中，延迟68的有效输出可以用于禁用门57并且阻止门57将来自比较器56的ZCD信号传输到低端驱动器电路53。在一些实施例中，可以省略电路55。

本领域技术人员将理解电路110独立于滤波网络的延迟时间以及反馈和控制环路中的控制环路响应时间检测电流14的阈值并且改变信号54的占空比。因此，控制器45的响应时间非常快。通常，响应时间小于大约两百微秒(200μs)。在一个示例实施例中，响应时间小于大约一百微秒(100μs)。同样，因为由锁存器67存储检测到电流14达到阈值，因此控制器45不在充电模式与涡轮模式之间来回切换。

在一个实施例中，如状态131所示出的，控制器45被配置为检测电流14具有小于阈值的值并且恢复斜坡75的直流值。控制器45还可以被配置为再启用电路55。另外，电路110可以被配置为使用滞后并且检测电流14被减少到小于阈值。在一个非限制性示例实施例中，比较器61可以被配置为以差分量检测电流14小于阈值以进一步帮助防止在充电模式与涡轮模式之间切换。在一个非限制性示例实施例中，比较器61可以被配置为接收ACS信号并且将其与小于由比较器59使用的参考信号的参考信号进行比较。例如，用于比较器61的参考信号是Ref58的值减去偏移62的值，使得差分值近似等于偏移60加偏移62的值。

如在时刻T3附加所示出的，控制器45可以被配置为检测电流14小于阈值并且恢复斜坡75的直流值。在来自延迟68的延迟结束之后，电路70从斜坡75的直流值移除偏移73。例如，电路70可以启用开关72以使偏移73的值短路。如在接近时刻T4处所示出的，控制器45还可以被配置为延迟时间间隔以及将信号90的低箝位值改变为第一箝位值并且还被配置为重新启动电路55的操作。在延迟68的延迟之后，延迟68的有效输出可以启用ZCD55的操作，例如通过启动门57以传递来自比较器56的信号。

电路110可以可选地包括ESL比较器97，其用于检测误差信号90低于误差信号90的低阈值。ESL参考电路或者ESL ref99形成表示误差信号90的低阈值的参考信号。电路110的与门66接收比较器59和97的输出。通常，误差信号90在电路110检测电流14达到电流14的阈值之前就已经达到了ESL阈值。因此，当比较器59有效时，通常门66的输出也有效，指示电流14达到阈值并且应该利用电池22向负载11提供附加电流。

为了促进控制器45的该功能，输入39共同地连接到放大器78的非反相输入、比较器61的反相输入和比较器59的非反相输入。Ref58的输出共同地连接到偏移60的负极端子、偏移62的正极端子和放大器78的反相输入。放大器78的输出连接至选择87的第一输入。输入40共同地连接到放大器79的非反相输入、放大器69的输入和比较器56的非反相输入。Ref81的输出连接至放大器79的反相输入，该放大器79的输出共同地连接到选择87的第二输入和比较器63的非反相输入。输入41连接至放大器83的非反相输入，该放大器83的反相输入连接到Ref82的输出。放大器83的输出连接至选择87的第三输入。选择87的输出连接至放大器88的反相输入，该放大器88具有连接到共同参考的非反相输入。放大器88的输出共同地连接到电路95的输出、晶体管94的源极、电路96的输出、比较器97的反相输入和比较器76的反相输入。晶体管94的漏极连接至电路93的输出，以及晶体管94的栅极连接至延迟68的输出。比较器97的非反相输入连接至Ref99的输出。比较器97的输出连接至门66的第一输入。门66的第二输入连接至比较器59的输出。门66的输出连接至锁存器67的置位输入。锁存器67的复位输入连接至门65的输出。门65的第一输入连接至比较器61的输出以及门65的第二输入连接至比较器63的输出。比较器63的反相输入连接至共同参考。锁存器67的Q输出连接至延迟68的输入。锁存器67的Q非输出连接至电路71的第一输入，该电路71具有连接到时钟48的第二输入。电路71的输出连接至开关72的控制输入。开关72与偏移73并联连接。开关72的第一端子连接至偏移73的反相端子以及开关72的第二端子连接至偏移73的正相端子和加法电路74的反相输入。电路74的第一非反相输入连接至Ref99的输出以及电路74的第二非反相输入连接至信号49。电路74的输出连接至比较器76的非反相输入。比较器76的第二非反相输入连接至放大器69的输出。比较器76的输出连接至锁存器51的复位输入。锁存器51的置位输入连接至时钟48。锁存器51的Q输出共同地连接到驱动器52的第一输入和驱动器53的第一输入。驱动器53的第二输入连接至门57的输出。门57的第二输入连接至比较器56的输出。

图5示出了在半导体管芯116上形成的半导体器件或者集成电路115的实施例的一部分的放大平面图。在管芯116上形成控制器31或者45。管芯116还可以包括其它电路，为附图的简单起见在图5中未示出。通过本领域技术人员公知的半导体制造技术在管芯116上形成控制器31和/或45以及器件或者集成电路115。

根据所有上述，本领域技术人员能够确定根据一个实施例，电源控制器可以包括：第一输入(例如输入39)，被配置为接收第一电流感测信号，例如表示从交流适配器(例如适配器15)向至少负载(例如负载11)提供的适配器电流的ACS；

第二输入(例如输入41)，被配置为接收反馈信号，例如表示电池(例如电池22)的电压的BV；

误差电路(例如电路77)，被配置为形成误差信号，该误差信号表示适配器电流与适配器电流的期望值的偏差；

开关控制电路(例如电路46)，被配置为形成开关控制信号(例如信号54)以控制第一和第二开关(例如开关28/23)，开关控制电路被配置为形成斜坡信号并且响应于斜坡信号与误差信号之间的差，控制开关控制信号的占空比，其中开关控制电路控制第一和第二开关以响应于适配器电流小于第一值(例如非限制性示例Ref58+偏移60的值)从交流适配器对电池进行充电；

控制电路(例如元件71/72/73)，被配置为检测适配器电流大于第一值，控制电路被配置为响应于检测适配器电流大于第一值，对斜坡信号的直流值进行偏移，其中开关控制电路控制第一和第二开关以响应于适配器电流大于第一值(例如对于非限制性示例Ref58+偏移60)，从电池向负载提供电流；以及

箝位电路被配置为将误差信号的低值箝位为较低箝位值，箝位电路被配置为例如在检测适配器电流大于第一值之后的第一时间间隔(例如延迟68形成的间隔)将误差信号的较低箝位值从第一箝位值改变为第二箝位值(小于第一箝位值)。

另一个实施例可以包括零检测电路，其被配置为检测电感器的放电电流变得近似零，其中电感器耦接至第一和第二开关，电源控制器被配置为在检测适配器电流大于第一值之后禁用零检测电路。

一个实施例可以包括电源控制器被配置为在检测适配器电流大于第一值之后的大约第一时间间隔禁用零检测电路。

在另一个实施例中，电源控制器可以包括延迟电路，该延迟电路被配置为响应于电源控制器检测适配器电流大于第一值，形成第一时间间隔。

一个实施例可以包括时钟电路，该时钟电路被配置为形成时钟信号，该时钟信号的频率不小于开关控制信号的频率，其中第一时间间隔大近似为时钟信号的周期。

另一个实施例可以包括误差电路包括信号选择电路(例如电路87)，该信号选择电路被配置为将误差信号选择为适配器误差信号(该适配器误差信号表示适配器电流与适配器电流的期望值的偏差的，例如AES)或者电池误差信号(该电池误差信号表示电池电压与电池电压的期望值的偏差，例如VES)或者充电电流误差信号(该充电电流误差信号表示电池充电电流与充电电流的期望值的偏差，例如CES)中的一个。

实施例可以包括箝位电路包括耦接至误差信号的节点并且耦接至具有第一箝位值的第一箝位电路的箝位开关，其中响应于第一时间间隔的结束，禁用箝位开关以将误差信号从第一箝位值去耦。

一个实施例可以包括箝位电路包括耦接至误差信号的节点的第二箝位电路，第二箝位电路具有第二箝位值。

本领域技术人员将理解形成电源控制器的方法的一个实施例可以包括：配置电源控制器以接收第一电流感测信号，其表示从交流适配器提供的适配器电流的信号，例如ACS；

配置误差电路(例如电路77)，以选择性地形成误差信号，该误差信号表示适配器电流与适配器电流的期望值的偏差；

配置开关控制电路(例如电路46)以使用误差信号和斜坡信号控制开关控制信号(例如信号54)的占空比以控制第一和第二开关(例如开关28/23)；以及

配置控制电路(例如电路71/72/73)以响应于适配器电流大于第一值，选择性地将斜坡信号的直流值从第一直流值偏移为第二直流值，其中第二直流值改变开关控制信号的占空比以及其中除了交流适配器以外，电池向负载提供电流。

方法的另一个实施例可以包括配置开关控制信号以控制第一和第二开关以响应于适配器电流小于第一值，形成电流以对电池进行充电，其中第一和第二开关耦接至电感器。

实施例可以包括配置控制电路以将斜坡信号的直流值从第一直流值减小到第二直流值。

一个实施例可以包括配置误差电路以在偏移斜坡信号的直流值之后，选择性地将误差信号的箝位阈值从第一箝位值改变为第二箝位值，该第二箝位值可以小于第一箝位值。

在一个实施例中，该方法可以包括配置误差电路以在不早于偏移斜坡信号的直流值时选择性地将误差信号的较低箝位阈值从第一箝位值改变为第二箝位值。

另一个实施例可以包括配置控制电路以检测适配器电流不小于第一值。

本领域技术人员将理解形成电源控制器的方法的一个实施例可以包括：配置电源控制器以接收第一电流感测信号，所述第一电流感测信号表示从交流适配器至少向负载(例如负载11)提供的适配器电流，例如ACS；

配置电源控制器以形成表示适配器电流与适配器电流期望值的偏差的误差信号；

配置电源控制器以使用误差信号和斜坡信号(例如相应信号74/76)以控制开关控制信号的占空比，该开关控制信号被配置为控制第一和第二开关以对电池进行充电；以及

配置电源控制器以响应于检测适配器电流大于第一值，选择性地偏移斜坡信号的直流值，其中偏移斜坡信号的直流值改变开关控制信号的占空比以从电池向负载提供电流。

方法的另一个实施例可以包括配置电源控制器以在不早于偏移斜坡信号的直流值时选择性地将误差信号的箝位阈值从第一箝位值改变为第二箝位值。

实施例可以包括配置电源控制器以形成大于第二箝位值的第一箝位值。

一个实施例可以包括配置电源控制器以减小斜坡信号的直流值。

另一个实施例可以包括在不早于偏移斜坡信号的直流值时选择性地禁用零电流检测电路，其中零电流检测电路被配置为检测耦接至第一和第二开关的电感器的近似零放电电流情况。

另一个实施例可以包括配置电源控制器以响应于检测适配器电流小于第二值(小于第一值)，选择性地移除对斜坡信号的直流值的偏移，其中移除偏移改变开关控制信号的占空比以禁止从电池向负载提供供电电流。

考虑到上述所有，很明显公开了新的器件和方法。除了其他特征以外，还包括形成电源控制器以快速地从充电模式转换到涡轮模式。形成控制器以偏移斜坡的直流值快速地将控制器在模式之间转换而不会引起环路控制电路的延迟。在由误差放大器滤波器控制元件引起的延迟之前检测适配器电流的值也有助于在模式之间的快速转变。

尽管用特定的优选实施例和示例性实施例对说明书的主题进行了描述，前述附图和其描述仅仅描述了主题的典型和示例性的实施例，并且不因此作为本发明范围的限制，对于本领域的技术人员来说，许多替换和变化都是显而易见的。本领域的技术人员可以理解，尽管说明书使用N沟道晶体管进行描述，也可以使用包括P沟道或双极晶体管的其它晶体管类型。

如下面权利要求所反映的，创造性的方面可以存在于前面公开的单个实施例的所有特征之内。因此，此后表达的权利要求清楚地包含在具体实施方式中，每一个权利要求独自为发明的单独的实施例。而且，尽管此处描述的一些实施例包括其它实施例中包括的一些性质但不包括其另一些性质，如本领域技术人员所将理解的，不同实施例的性质的组合旨在本发明的范围内并且形成不同的实施例。

Claims (10)

1.一种电源控制器，包括：

第一输入，被配置为接收表示从交流适配器至少向负载提供的适配器电流的第一电流感测信号；

第二输入，被配置为接收表示电池的电压的反馈信号；

误差电路，被配置为形成表示所述适配器电流与所述适配器电流的期望值的偏差的误差信号；

开关控制电路，被配置为形成开关控制信号以控制第一和第二开关，所述开关控制电路被配置为形成斜坡信号并且响应于所述斜坡信号与所述误差信号之间的差控制所述开关控制信号的占空比，其中所述开关控制电路控制所述第一和第二开关以响应于所述适配器电流小于第一值而从所述交流适配器对所述电池进行充电；

控制电路，被配置为检测所述适配器电流大于所述第一值，所述控制电路被配置为响应于检测到所述适配器电流大于所述第一值，偏移所述斜坡信号的直流值，其中所述开关控制电路控制所述第一和第二开关以响应于所述适配器电流大于所述第一值而从所述电池向所述负载提供电流；以及

箝位电路，被配置为将所述误差信号的低值箝位为较低箝位值，所述箝位电路被配置为在检测到所述适配器电流大于所述第一值之后的第一时间间隔将所述误差信号的所述较低箝位值从第一箝位值改变为小于所述第一箝位值的第二箝位值。

2.根据权利要求1所述的电源控制器，还包括零检测电路，被配置为检测电感器的放电电流变得近似为零的，其中所述电感器耦接至所述第一和第二开关，所述电源控制器被配置为在检测到所述适配器电流大于所述第一值之后禁用所述零检测电路。

3.根据权利要求2所述的电源控制器，其中所述电源控制器被配置为在检测到所述适配器电流大于所述第一值之后的大约所述第一时间间隔禁用所述零检测电路。

4.根据权利要求1所述的电源控制器，其中所述误差电路包括信号选择电路，所述信号选择电路被配置为将所述误差信号选择为表示所述适配器电流与所述适配器电流的期望值的偏差的适配器误差信号，或者表示所述电池的电压与所述电池的电压的期望值的偏差的电池误差信号，或者表示所述电池的充电电流与所述充电电流的期望值的偏差的充电电流误差信号中的一个。

5.一种电源控制器，包括：

所述电源控制器被配置为接收表示从交流适配器提供的适配器电流的第一电流感测信号；

误差电路，被配置为选择性地形成表示所述适配器电流与所述适配器电流的期望值的偏差的误差信号；

开关控制电路，被配置为使用所述误差信号和斜坡信号来控制开关控制信号的占空比以控制第一和第二开关；以及

控制电路，被配置为响应于所述适配器电流大于第一值而选择性地将所述斜坡信号的直流值从第一直流值偏移为第二直流值，其中所述第二直流值改变所述开关控制信号的占空比以及其中除了所述交流适配器以外电池还向负载提供电流。

6.根据权利要求5所述的电源控制器，其中所述控制电路被配置为将所述斜坡信号的直流值从所述第一直流值减小到所述第二直流值。

7.一种电源控制器，包括：

所述电源控制器被配置为接收表示从交流适配器至少向负载提供的适配器电流的第一电流感测信号；

所述电源控制器被配置为形成表示所述适配器电流与所述适配器电流的期望值的偏差的误差信号；

所述电源控制器被配置为使用所述误差信号和斜坡信号来控制开关控制信号的占空比，所述开关控制信号被配置为控制第一和第二开关以对电池进行充电；以及

所述电源控制器被配置为响应于检测到所述适配器电流大于第一值，选择性地偏移所述斜坡信号的直流值，其中偏移所述斜坡信号的所述直流值改变所述开关控制信号的占空比以从所述电池向所述负载提供电流。

8.根据权利要求7所述的电源控制器，其中所述电源控制器被配置为在不早于偏移所述斜坡信号的所述直流值时，选择性地将所述误差信号的箝位阈值从第一箝位值改变为第二箝位值。

9.根据权利要求7所述的电源控制器，其中所述电源控制器被配置为在不早于偏移所述斜坡信号的所述直流值时，选择性地禁用零电流检测电路，其中所述零电流检测电路被配置为检测耦接至所述第一和第二开关的电感器的近似零放电电流情况。

10.根据权利要求7所述的电源控制器，其中所述电源控制器被配置为响应于检测到所述适配器电流小于第二值，选择性地移除对所述斜坡信号的直流值的偏移，其中所述第二值小于所述第一值，其中移除所述偏移改变所述开关控制信号的占空比以禁止从所述电池向所述负载提供供电电流。