DE102017222249B4

DE102017222249B4 - Hysterese-Steuervorrichtung mit Dauerleitungsmodus (CCM - Continuous Conduction Mode)-Betrieb mit fester Frequenz

Info

Publication number: DE102017222249B4
Application number: DE102017222249.2A
Authority: DE
Inventors: Andrey B. Malinin
Original assignee: Dialog Semiconductor UK Ltd
Current assignee: Dialog Semiconductor UK Ltd
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2037-12-09
Also published as: DE102017222249A1; US10116207B1

Abstract

Schaltleistungswandler (200), der aufweist:einen Hysteresekomparator (110), der konfiguriert ist zum Reagieren auf ein Fehlerstromsignal, um ein Komparatorausgangssignal zu erzeugen;einen Pulsgenerator (225), der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Setzen-Signals, das mit einer festen Frequenz pulsiert; und wobei der Pulsgenerator (225) weiter konfiguriert ist zum Erzeugen eines Rücksetzen-Signals, das mit der festen Frequenz pulsiert;ein erstes Logikgatter (240), das konfiguriert ist zum Verarbeiten des Komparatorausgangssignals mit dem Setzen-Signal, um ein zweites Setzen-Signal zu erzeugen;einen Leistungsschalter (S0);einen Latch (255), der konfiguriert ist zum Schließen des Leistungsschalters in Reaktion auf eine Aktivierung des zweiten Setzen-Signals;einen Inverter (230) zum Invertieren des Komparatorausgangssignals, um ein invertiertes Komparatorausgangssignal zu bilden;ein zweites Logikgatter (235), das konfiguriert ist zum Verarbeiten des invertierten Komparatorausgangssignals mit dem Rücksetzen-Signal, um ein zweites Rücksetzen-Signal zu erzeugen, wobei der Latch (255) konfiguriert ist zum Öffnen des Leistungsschalters in Reaktion auf eine Aktivierung des zweiten Rücksetzen-Signals;wobei der Pulsgenerator (225) weiter aufweist:ein Flip-Flop (210), das von einem Taktsignal getaktet wird,ein erstes UND-Gatter (215), das konfiguriert ist zum Empfangen des Taktsignals und eines Q-Ausgangs von dem Flip-Flop (210) zum Erzeugen des Setzen-Signals; undein zweites UND-Gatter (220), das konfiguriert ist zum Empfangen des Taktsignals und eines Komplement-Q-Ausgangs von dem Flip-Flop (210) zum Erzeugen des Rücksetzen-Signals, wobei das Flip-Flop (210) konfiguriert ist zum Empfangen des Komplement-Q-Ausgangs an einem Dateneingang für das Flip-Flop (210).

Description

TECHNISCHER BEREICH
Diese Anmeldung betrifft Leistungswandler und insbesondere einen Schaltleistungswandler mit einer Hysteresesteuerung mit einem Dauerleitungs-modus(CCM - Continuous Conduction Mode)-Betrieb mit fester Frequenz.
HINTERGRUND
Es gibt zwei Hauptsteuerverfahren für einen Schaltleistungswandler: eine Spannungsmodussteuerung und eine Strommodussteuerung. Eine Spannungsmodussteuerung erfordert nur eine Steuerschleife, wie bei einem Vergleich eines Steuersignals mit einem Rampensignal zur Pulsbreitenmodulation des Leistungsschalters durchgeführt wird. Ein Fehlerverstärker vergleicht die Ausgangsspannung mit einer Referenzspannung, um das Steuersignal zu erzeugen. Im Gegensatz dazu erfordert eine Strommodussteuerung zwei Schleifen, da eine Schleife erforderlich ist, um den Induktorstrom zurückzuführen, um das Steuersignal zu bilden, zusätzlich zu der Schleife, die die Ausgangsspannung zurückführt. Jedes Steuerverfahren hat seine eigenen Vorteile und Nachteile. Insbesondere Hysterese-Strommodus-Steuervorrichtungen haben eine vorteilhafte Reaktionsgeschwindigkeit auf Lasttransienten in der Ausgangsspannung. In einer Hysterese-Strommodus-Steuervorrichtung setzt die Hysterese eines Komparators die Welligkeit für den Induktorstrom.
Ein beispielhafter Hysterese-Strommodus-gesteuerter Buck- bzw. Abwärtswandler 100 wird in 1 gezeigt. Ein Operationstranskonduktanzverstärker (OTA - operational transconductance amplifier) 105 erzeugt einen Fehlerstrom (Ierr) in Reaktion auf eine Differenz zwischen einer Ausgangsspannung Vout und einer Referenzspannung Vref multipliziert mit seiner Transkonduktanzverstärkung gm. Der Fehlerstrom ist somit gleich gm*(Vout-Vref). Sollte die Ausgangsspannung kleiner als die Referenzspannung sein, entlädt der Fehlerstrom somit einen invertierenden Eingang an einen-Hysteresekomparator 110 unterhalb seines nicht-invertierenden, mit Masse verbundenen Eingangs, so dass der Ausgang des Hysteresekomparators 110 hoch getrieben wird. Dieser hohe Ausgang des Hysteresekomparators 110 schaltet den hochseitigen Schalter (S0) für den Abwärtswandler 100 ein und schaltet auch den Schalter S01 ein, der zwischen dem invertierenden Eingang zu dem Hysteresekomparator 110 und Masse gekoppelt ist. Wenn der hochseitige Schalter S1 eingeschaltet ist, treibt eine Eingangsspannung AVDD einen Magnetisierungsstrom lind in einen Induktor L. Ein von einem anderen Hysteresekomparator 125 gesteuerter niedrigseitiger Schalter S1 ist ausgeschaltet, während der Magnetisierungsstrom durch den hochseitigen Schalter S0 fließt.
Ein Stromspiegel 115 spiegelt den Magnetisierungsstrom lind in einen gespiegelten Strom lind/N, der ein Bruchteil 1/N des Magnetisierungsstroms ist. Ein Hysteresestrom Ih/N fließt durch den Schalter S01. Wenn der Magnetisierungsstrom größer wird als eine Summe des Fehlerstroms und des Hysteresestroms, wird der invertierende Eingang des Hysteresekomparators ausreichend über Masse geladen, so dass der Ausgang des Hysteresekomparators 110 niedrig gezogen wird, wodurch der hochseitige Schalter S1 und Schalter S01 ausgeschaltet wird. Ein invertierender Eingang zu dem Hysteresekomparator 125, der mit dem Eingangsknoten für den Induktor L1 verbunden ist, wird dann hoch geladen aufgrund der gespeicherten magnetischen Energie in dem Induktor L1, so dass der Hysteresekomparator 125 den niedrigseitigen Schalter S1 einschaltet. Der durch den niedrigseitigen Schalter S1 fließende Induktorstrom wird dann durch einen anderen Stromspiegel 120 in den Strom lind/N gespiegelt. Die resultierende Entladung durch den Induktor L1 lädt einen Ausgangskondensator C mit der Ausgangsspannung Vout, so dass eine Last (repräsentiert durch einen Widerstand RLoad) entsprechend versorgt werden kann.
Obwohl die resultierende Hysterese-Strommodus-Steuerung für den Abwärtswandler 100 vorteilhafterweise auf Lasttransienten reagiert, ist anzumerken, dass die Schaltfrequenz unbestimmt ist. Insbesondere variiert die Schaltfrequenz in Abhängigkeit von der Eingangsspannung und der Last. Es ist daher bekannt, Hysterese-Strommodus-Schaltwandler zu modifizieren, um eine feste Schaltfrequenz zu erreichen, aber solche Modifikationen führen zu Steuerungs- und Implementierungskomplexitäten.
Dementsprechend besteht in der Technik ein Bedarf für verbesserte Hysterese-gesteuerte Schaltleistungswandler mit einer festen Schaltfrequenz.
US 2005 / 0 212 498 A1 beschreibt ein Schaltnetzteil, in dem ein Spannungsdetektor am Ausgang einer Stromversorgungsschaltung vorgesehen und mit dem negativen Eingang eines Fehlerverstärkers verbunden ist, um den Fehler zwischen erfasster Spannung und Referenzspannung zu verstärken. Der Ausgang des Verstärkers ist mit dem negativen Eingang eines ersten Komparators verbunden. Mit dem negativen Eingang eines zweiten Komparators über geteilte Widerstände ist eine Filterschaltung zwischen einem Steuerschalter und einem Synchronschalter verbunden. Der Ausgang der Filterschaltung ist mit dem ersten Komparator und dem zweiten Komparator verbunden.
US 2005 / 0 052 168 A1 beschreibt eine Schaltstromversorgungsschaltung, in der eine Reihenschaltung, die ein Widerstandselement und ein kapazitives Element umfasst, in einer parallelen Konfiguration mit einer Induktivität vorgesehen ist, die einen Laststrom an eine Lastschaltung liefert. Ein Spannungskomparator mit ersten und zweiten Schwellenspannungen unterscheidet eine erhaltene Spannung von einem Verbindungspunkt der Reihenschaltung und steuert ein Schaltelement zum Zuführen eines Stroms zum Induktor, wodurch der dem Induktor zugeführte Strom entsprechend einer Variation des Laststroms variiert wird.
US 6 348 780 B1 beschreibt einen Leistungswandler mit einem hysteretischen Regler mit einer Rückkopplungsschaltung, die die Ausgangsfrequenz des Reglers überwacht, sie mit einer vom Benutzer intern oder extern erzeugten Referenz vergleicht und dann die Hysterese des Reglers entsprechend anpasst. Die eingestellten Hysteresepegel bewirken dann, dass die Schaltfrequenz entweder zunimmt oder abnimmt, wodurch die Schaltfrequenz des Stromversorgungsreglers gesteuert und auf einem gewünschten Niveau gehalten wird.
US 2012 / 0001603 A1 beschreibt einen Spannungsregler mit adaptiver hysteretischer Steuerung. Der Spannungsregler kann einen oberen Schalter enthalten, der konfiguriert ist, um eine Stromversorgung zu koppeln, die einer Last eine Eingangsspannung zuführt. Eine adaptive hysteretische Steuerschaltung des Spannungsreglers kann den oberen Schalter einschalten, wenn die Rückkopplungsspannung die niedrige Schwelle erreicht, und den oberen Schalter ausschalten, wenn die Rückkopplungsspannung die hohe Schwelle erreicht. Der adaptive hysteretische Steuerkreis kann den oberen und unteren Schwellenwert einstellen, damit der Spannungsregler im eingeschwungenen Zustand wie ein Zeitregelkreis mit konstanter Einschaltdauer arbeitet.
ZUSAMMENFASSUNG
Um dem Bedarf in der Technik für verbesserte Schaltleistungswandler mit fester Schaltfrequenz mit Hysteresesteuerungen zu entsprechen, ist ein Schaltleistungswandler mit einer Schaltleistungswandler-POR(power-on-reset)-Schaltung mit einem Pulsgenerator vorgesehen, der ein Set-Pulse- bzw. Puls-Setzen-Signal erzeugt, das mit der gewünschten Schaltfrequenz pulsiert. Der Pulsgenerator erzeugt auch ein Reset-Pulse- bzw. Puls-Rücksetzen-Signal, das mit der gewünschten Schaltfrequenz in Quadratur mit dem Puls-Setzen-Signal pulsiert. Der Schaltleistungswandler umfasst auch einen Hysteresekomparator, der einen hoher-Schalter-ein-Befehl in Reaktion auf ein Fehlersignal erzeugt. Ein erstes Logikgatter verarbeitet den hoher-Schalter-ein-Befehl mit dem Puls-Setzen-Signal, um ein Set- bzw. Setzen-Signal für einen Latch zu erzeugen. In ähnlicher Weise verarbeitet ein zweites Logikgatter ein Komplement des hoher-Schalter-ein-Befehls mit dem Puls-Rücksetzen-Signal, um ein Reset- bzw. Rücksetzen-Signal für den Latch zu erzeugen. Wenn der Latch gesetzt ist, wird der hochseitige Schalter eingeschaltet und der niedrigseitige Schalter ausgeschaltet. Umgekehrt, wenn der Latch zurückgesetzt wird, wird der hochseitige Schalter ausgeschaltet und der niedrigseitige Schalter eingeschaltet.
Die resultierende Steuerung ist insofern ziemlich vorteilhaft, da mit der bloßen Hinzufügung des Latchs, des ersten und des zweiten Logikgatters und des Pulsgenerators ein herkömmlicher Hysterese-Strommodus-Schaltleistungswandler gezwungen wird, bei der festen Frequenz für die Puls-Setzen- und - Rücksetzen-Signale zu schalten. Diese vorteilhaften Merkmale sind besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung verständlich.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm eines herkömmlichen Hysterese-Strommodus-Abwärtswandlers.
2 ist ein Diagramm eines Hysterese-Strommodus-Abwärtswandlers mit fester Frequenz gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
3 zeigt die Induktorsstrom-, Setz- und Rücksetz-Wellenformen für den Abwärtswandler von 2 während eines Betriebs mit dem Arbeitszyklus von größer als 50%.
4 zeigt die Induktorsstrom-, Setz- und Rücksetz-Wellenformen für den Abwärtswandler von 2 während eines Betriebs mit dem Arbeitszyklus von weniger als 50%.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung und ihre Vorteile sind am besten unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung verständlich. Es sollte angemerkt werden, dass gleiche Bezugsziffern verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, die in einer oder mehreren der Figuren dargestellt sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Hysterese-Strommodus-gesteuerter Abwärtswandler 200 mit fester Frequenz wird in 2 gezeigt. Ein Pulsgenerator 225 umfasst ein Flip-Flop 210, das durch ein 2F-Taktsignal von einer Taktquelle 205 getaktet wird, wobei 2F das Doppelte der gewünschten festen Schaltfrequenz F für den Abwärtswandler 200 ist. Ein Q-Ausgang von dem Flip-Flop wird mit dem 2F-Taktsignal in einem UND-Gatter 215 UND-verknüpft, um ein Setzen-Signal zu erzeugen, das mit der gewünschten festen Schaltfrequenz F pulsiert. Der Q-Balken-Ausgang von dem Flip-Flop 210 wird zurückgegeben, um seinen Daten(D)-Eingang zu bilden. Der Q-Balken-Ausgang von dem Flip-Flop 210 wird mit dem 2F-Taktsignal in einem UND-Gatter 220 UND-verknüpft, um ein Rücksetzen-Signal zu erzeugen, das mit der festen Schaltfrequenz F pulsiert. Es kann einfach gezeigt werden, dass die resultierenden Pulsbreiten für die Setzen- und Rücksetzen-Signale 1/4 der Periode für die feste Schaltfrequenz F sind. Das Rücksetzen-Signal pulsiert in Quadratur mit dem Setzen-Signal. Zum Beispiel, bei einer ersten ansteigenden Flanke des 2F-Taktsignals, pulsiert das Setzen-Signal. Das Rücksetzen-Signal pulsiert dann bei einer zweiten ansteigenden Flanke des 2F-Taktsignals, woraufhin das Setzen-Signal bei einer dritten ansteigenden Flanke pulsiert, und so weiter.
Wie in Bezug auf einen herkömmlichen Abwärtswandler 100 diskutiert, umfasst der Abwärtswandler 200 einen Operationstranskonduktanzverstärker (OTA - operational transconductance amplifier) 105, der einen Fehlerstrom lerr erzeugt in Reaktion auf ein Produkt gm*(Vout - Vref). Ähnlich, die Stromspiegel 115 und 120 funktionieren wie in Bezug auf den herkömmlichen Abwärtswandler 100 diskutiert. Die Ausgangsspannung Vout wird an einem nicht-invertierenden Eingang für den OTA 105 empfangen, während die Referenzspannung Vref an seinem invertierenden Eingang empfangen wird. Wenn die Ausgangsspannung niedriger als die Referenzspannung ist, ist der Fehlerstrom lerr somit negativ, so dass er in einen Ausgangsknoten für den OTA 105 fließt und einen invertierenden Eingang eines Hysteresekomparators 110 entlädt. Der invertierende Eingang für den OTA 105 ist mit Masse verbunden derart, dass der Ausgang des Hysteresekomparators 110 hoch getrieben wird, wenn der Fehlerstrom den invertierenden Eingang ausreichend unter Masse entlädt.
Der Abwärtswandler 200 umfasst einen Latch 255, der durch ein kreuzgekoppeltes Paar von NOR-Gattern 245 und 250 gebildet ist. Eine Aktivierung des Ausgangs des NOR-Gatters 245 schließt den hochseitigen Schalter S0 und öffnet den niedrigseitigen Schalter S1, während eine Aktivierung des Ausgangs des NOR-Gatters 250 den niedrigseitigen Schalter S1 schließt und den hochseitigen Schalter S0 öffnet. Ein ODER-Gatter 240 ODER-verknüpft das Puls-Setzen-Signal mit dem Ausgang des Hysteresekomparators 110, um einen Setzen-Eingang für den Latch 255 zu treiben. Insbesondere wird, sollte der Ausgang des ODER-Gatters 240 hoch werden, der Ausgang des NAND-Gatters 250 auf niedrig gezwungen. Der Ausgang des Hysteresekomparators 110 wird in einem Inverter 230 invertiert, um in einem ODER-Gatter 235 mit dem Rücksetzen-Signal ODER-verknüpft zu werden, um einen Rücksetzen-Eingang für den Latch 255 zu treiben. Wenn das Ausgangssignal des Hysteresekomparators hoch sein soll, ist der Ausgang des Inverters 230 niedrig. Wenn das Rücksetzen-Signal niedrig ist, ist der Ausgang des ODER-Gatters 230 ebenfalls eine logische Null, so dass ein Ausgang des NOR-Gatters 245 hoch wird, um den hochseitigen Schalter S0 zu schließen. Der hochseitige Schalter wird somit in Reaktion darauf geschlossen, dass entweder der Ausgang des Hysteresekomparators 110 aktiviert wird oder das Setzen-Signal pulsiert.
Umgekehrt veranlasst ein Pulsieren des Rücksetzen-Signals, dass der Ausgang des ODER-Gatters 235 hoch wird, was bewirkt, dass der Ausgang des NOR-Gatters 245 niedrig wird. Das Pulsieren des Rücksetzen-Signals bewirkt somit, dass der hochseitige Schalter S0 öffnet. Gleichzeitig bewirkt der niedrige Ausgang von dem NOR-Gatter 245, dass der Ausgang des NOR-Gatters 250 hoch wird. Insbesondere ist anzumerken, dass das Setzen-Signal niedrig ist, während das Rücksetzen-Signal pulsiert, so dass der Ausgang des ODER-Gatters 240 niedrig ist. Das NOR-Gatter 250 würde somit zwei logische Null-Signale NOR-verknüpfen, so dass der niedrigseitige Schalter S1 in Reaktion auf das Pulsieren des Rücksetzen-Signals eingeschaltet wird.
Das Pulsieren des Setzen-Signals hat keine Auswirkung, wenn der Ausgang des Hysteresekomparators 110 bereits vor dem Setzen-Signal-Pulsieren hoch war. In diesem Fall ist es das Rücksetzen-Signal, das die Schaltfrequenz für den Abwärtswandler 200 steuert, wie in 3 gezeigt. Der resultierende Arbeitszyklus für den Abwärtswandler 200 ist über 50%. Eine Entladung des Induktorstroms wird an einem Zeitpunkt t1 in Reaktion auf das Pulsieren des Rücksetzen-Signals ausgelöst. An dem Zeitpunkt t2 ist die Ausgangsspannung unter die Referenzspannung Vref gefallen, so dass der OTA 105 (2) den hochseitigen Schalter S0 zum Schließen veranlasst, so dass der Induktorstrom zunimmt. An einem Zeitpunkt t3 hat das Pulsieren des Setzen-Signals keinen Effekt, da der hochseitige Schalter S0 bereits geschlossen ist. An einem Zeitpunkt t4 pulsiert das Rücksetzen-Signal erneut, um eine weitere Entladung des Induktorstroms zu beginnen. Da es die Entladung des Induktors L1 ist, die darauf reagiert, dass der niedrigseitige Schalter S1 eingeschaltet wird in Reaktion auf das Pulsieren des Rücksetzen-Signals, ist die resultierende Steuerung ein Rückflanke-Spitzenstromsteuerung-Betriebsmodus für den Abwärtswandler 200.
Umgekehrt zeigt 4 die Wellenformen, die aus einem Betrieb resultieren, während der Arbeitszyklus weniger als 50% ist. An einem Zeitpunkt t1 pulsiert das Setzen-Signal, um den hochseitigen Schalter S0 zu schließen und zu bewirken, dass der Induktorstrom zuzunehmen beginnt. An einem Zeitpunkt t2 öffnet der OTA 105 den hochseitigen Schalter S0 und schließt den niedrigseitigen Schalter S1, um zu bewirken, dass der Induktorstrom zu sinken beginnt. Das Rücksetzen-Signal pulsiert an einem Zeitpunkt t3, hat jedoch keinen Effekt, da der niedrigseitige Schalter S1 bereits geschlossen ist. Das Pulsieren des Setzen-Signals an einem Zeitpunkt t4 öffnet den niedrigseitigen Schalter S1 und schließt den hochseitigen Schalter S0, um wiederum zu veranlassen, dass der Induktorstrom zuzunehmen beginnt. Das Pulsieren des Setzen-Signals steuert somit das Einschalten des hochseitigen Schalters S0 derart, dass die resultierende Steuerung ein Vorderflanke-Spitzenstromsteuerung-Betriebsmodus für den Abwärtswandler 200 ist. Unabhängig von dem Arbeitszyklus ist die resultierende Schaltfrequenz für den Abwärtswandler 200 vorteilhafterweise auf die gewünschte Schaltfrequenz F unter Verwendung nur eines Latchs 255, der ODER-Gatter 235 und 240 und des Pulsgenerators 225 festgelegt.
Eine feste Schaltfrequenz für den Abwärtswandler 200 ist jedoch nicht mit einem Pulsfrequenzbetriebsmodus kompatibel, in dem die Schaltfrequenz angepasst werden muss. Der Abwärtswandler 200 kann somit einen Rückstromdetektor (nicht dargestellt) für den niedrigseitigen Schalter S1 umfassen, um zu erfassen, ob der niedrigseitige Schalter S1 einen Rückstrom leitet. Der Rückstromdetektor würde dann den Pulsgenerator 225 deaktivieren, um zu ermöglichen, dass eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) den hochseitigen Schalter S0 und den niedrigseitigen Schalter S1 in einem Pulsfrequenzbetriebsmodus steuert.
Obwohl die obige Diskussion einen Abwärtswandler betrifft, ist offensichtlich, dass die hier offenbarten Konzepte und Techniken ohne weiteres auf andere Typen von Schaltleistungswandlern anwendbar sind, die eine Hysterese-Strommodus-Steuervorrichtung umfassen. Darüber hinaus ist anzumerken, dass der Latch 255 in einem alternativen Ausführungsbeispiel durch ein Paar von kreuzgekoppelten NAND-Gatter gebildet werden kann. In einem solchen Ausführungsbeispiel sind die Setzen- und Rücksetzen-Signale aktiv niedrig im Vergleich zu aktiv hoch für einen kreuzgekoppelten NOR-Gatter-Latch. Zusätzlich kann der niedrigseitige Schalter in alternativen Ausführungsbeispielen durch eine Diode ersetzt werden.
Wie für Fachleute auf diesem Gebiet nun offensichtlich ist und in Abhängigkeit von der jeweiligen vorliegenden Anwendung können viele Modifikationen, Substitutionen und Variationen in und an den Materialien, der Vorrichtung, den Konfigurationen und den Verfahren zur Verwendung der Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden, ohne von deren Umfang abzuweichen. Angesichts dessen soll der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf den der hier dargestellten und beschriebenen bestimmten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, da sie lediglich einige Beispiele dafür sind, sondern soll vielmehr in vollem Umfang mit dem der nachstehend beigefügten Ansprüche und ihrer funktionellen Äquivalente übereinstimmen.

Claims

Schaltleistungswandler (200), der aufweist: einen Hysteresekomparator (110), der konfiguriert ist zum Reagieren auf ein Fehlerstromsignal, um ein Komparatorausgangssignal zu erzeugen; einen Pulsgenerator (225), der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Setzen-Signals, das mit einer festen Frequenz pulsiert; und wobei der Pulsgenerator (225) weiter konfiguriert ist zum Erzeugen eines Rücksetzen-Signals, das mit der festen Frequenz pulsiert; ein erstes Logikgatter (240), das konfiguriert ist zum Verarbeiten des Komparatorausgangssignals mit dem Setzen-Signal, um ein zweites Setzen-Signal zu erzeugen; einen Leistungsschalter (S0); einen Latch (255), der konfiguriert ist zum Schließen des Leistungsschalters in Reaktion auf eine Aktivierung des zweiten Setzen-Signals; einen Inverter (230) zum Invertieren des Komparatorausgangssignals, um ein invertiertes Komparatorausgangssignal zu bilden; ein zweites Logikgatter (235), das konfiguriert ist zum Verarbeiten des invertierten Komparatorausgangssignals mit dem Rücksetzen-Signal, um ein zweites Rücksetzen-Signal zu erzeugen, wobei der Latch (255) konfiguriert ist zum Öffnen des Leistungsschalters in Reaktion auf eine Aktivierung des zweiten Rücksetzen-Signals; wobei der Pulsgenerator (225) weiter aufweist: ein Flip-Flop (210), das von einem Taktsignal getaktet wird, ein erstes UND-Gatter (215), das konfiguriert ist zum Empfangen des Taktsignals und eines Q-Ausgangs von dem Flip-Flop (210) zum Erzeugen des Setzen-Signals; und ein zweites UND-Gatter (220), das konfiguriert ist zum Empfangen des Taktsignals und eines Komplement-Q-Ausgangs von dem Flip-Flop (210) zum Erzeugen des Rücksetzen-Signals, wobei das Flip-Flop (210) konfiguriert ist zum Empfangen des Komplement-Q-Ausgangs an einem Dateneingang für das Flip-Flop (210).
Der Schaltleistungswandler (200) gemäß Anspruch 1, wobei das erste Logikgatter (240) ein erstes OR-Gatter ist und wobei das zweite Logikgatter (235) ein zweites OR-Gatter ist.
Der Schaltleistungswandler (200) gemäß Anspruch 1, wobei der Latch (255) ein Paar von kreuzgekoppelten Logikgattern (245, 250) aufweist.
Der Schaltleistungswandler (200) gemäß Anspruch 3, wobei das Paar von kreuzgekoppelten Logikgattern (245, 250) ein Paar von kreuzgekoppelten OR-Gattern aufweist.
Der Schaltleistungswandler (200) gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltleistungswandler (200) ein Abwärtswandler ist und wobei der Leistungsschalter (S0) ein hochseitiger Schalter für den Abwärtswandler ist.
Der Schaltleistungswandler (200) gemäß Anspruch 5, der weiter einen niedrigseitigen Schalter (S1) aufweist, wobei der Latch (255) weiter konfiguriert ist zum Einschalten des niedrigseitigen Schalters (S1) in Reaktion auf die Aktivierung des zweiten Rücksetzen-Signals.
Ein Verfahren zum Steuern eines Schaltleistungswandlers (200), das aufweist: Takten eines Pulsgenerators (225) mit einem Taktsignal um ein Setzen-Signal zu erzeugen, das mit einer festen Frequenz pulsiert; Erzeugen eines Komparatorausgangssignals von einem Hysteresekomparator (110) in Reaktion auf einen Fehlerstrom; Verarbeiten des Komparatorausgangssignals mit dem Setzen-Signal in einem ersten Logikgatter (240), um ein zweites Setzen-Signal zu erzeugen; Schließen eines Leistungsschalters (S0) in Reaktion auf eine Aktivierung des zweiten Setzen-Signals; Erzeugen eines Rücksetzen-Signals, das mit der festen Frequenz pulsiert; Takten eines Flip-Flops (210) mit dem Taktsignal, Empfangen des Taktsignals und eines Q-Ausgangs von dem Flip-Flop (210) durch ein erstes UND-Gatter (215) zum Erzeugen des Setzen-Signals; Empfangen des Taktsignals und eines Komplement-Q-Ausgangs von dem Flip- Flop (210) durch ein zweites UND-Gatter (220), zum Erzeugen des Rücksetzen-Signals; Empfangen des Komplement-Q-Ausgangs an einem Dateneingang des Flip-Flops (210); Verarbeiten einer invertierten Version des Komparatorausgangssignals mit dem Rücksetzen-Signal in einem zweiten Logikgatter (235), um ein zweites Rücksetzen-Signal zu erzeugen; und Öffnen des Leistungsschalters (S0) in Reaktion auf eine Aktivierung des zweiten Rücksetzen-Signals.
Das Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Schließen des Leistungsschalters (S0) ein Schließen eines hochseitigen Schalters für einen Abwärtswandler aufweist und wobei das Öffnen des Leistungsschalters (S0) ein Öffnen des hochseitigen Schalters aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das weiter aufweist: Deaktivieren eines Pulsgenerators (225) in Reaktion auf eine Erfassung eines Rückstroms durch einen niedrigseitigen Schalter (S1).
Das Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Erzeugen des Fehlerstroms ein Verarbeiten der Ausgangsspannung und der Referenzspannung durch einen Operationstranskonduktanzverstärker (105) aufweist.