TW201710818A - 具有負載電阻器仿真的電流模式控制調節器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種電流模式控制調節器，其包括一控制電路及一電流產生器。該控制電路使用電流模式控制而基於一參考電壓來調節一輸出電壓。該電流產生器將一調整電流施加至一回饋電流信號，其中該調整電流係與指示該輸出電壓之一電壓與該參考電壓之間的一差成比例，以仿真該電流模式調節器之一輸出處的一AC負載電阻。當在一電池未耦接至該輸出的情況下操作時，諸如當該電池實體上被移除或以其他方式被電斷接時，一負載電阻器仿真器仿真一AC負載電阻器以增加電流模式控制調節器之相位邊限。當該電池被連接時，操作未實質上改變，使得在具有或沒有該電池的情況下達成該所要相位邊限。

Description

具有負載電阻器仿真的電流模式控制調節器 【相關申請案之交叉參考】
本申請案主張2015年6月1日申請之美國臨時申請案第62/169,209號及2015年12月22日申請之美國臨時申請案第62/270874號的權益，該兩個美國臨時申請案之全文均出於所有意圖及目的而特此以引用之方式併入。
本發明涉及具有負載電阻器仿真的電流模式控制調節器。
經配置以將電力提供至系統負載且對電池充電之調節器可在沒有該電池的情況下操作。常常使用電流模式控制來實施用於電池充電器應用之調節器以簡化控制迴路補償。電流模式控制之具挑戰性問題為：電流回饋迴路併有調節器之輸出電感器-電容器(LC)濾波器之交流電(AC)資訊。當電池被連接時，電池之內部電阻呈現增加相位邊限以幫助使控制操作穩定之AC負載電阻器。然而，當電池自輸出被電斷接時，相位邊限減小。
當在沒有電池的情況下操作時，諸如當電池實體上被移除或 以其他方式被電斷接時，如本文中所描述之負載電阻器仿真器仿真AC負載電阻器以增加電流模式控制調節器之相位邊限。當電池被連接時，操作未實質上改變，使得在具有或沒有電池的情況下達成所要相位邊限。
101‧‧‧AC線路電壓
103‧‧‧電力配接器
105‧‧‧連接件
109‧‧‧電子裝置
111‧‧‧調節器/電力介面
113‧‧‧系統負載
115‧‧‧中央處理單元(CPU)或處理器
117‧‧‧記憶體
119‧‧‧可再充電電池
200‧‧‧調節器
201‧‧‧電子開關
202‧‧‧相位節點
203‧‧‧二極體
204‧‧‧輸出節點
205‧‧‧輸出電感器
207‧‧‧電阻器
209‧‧‧電阻器/電容器
211‧‧‧輸出電容器/電阻器
213‧‧‧輸出電阻器
215‧‧‧電阻器
216‧‧‧電壓源
217‧‧‧電流感測器
219‧‧‧控制器
300‧‧‧調節器
400‧‧‧調節器
501‧‧‧區塊
503‧‧‧區塊
505‧‧‧區塊
507‧‧‧區塊
509‧‧‧區塊
601‧‧‧感測電阻器
602‧‧‧感測節點
603‧‧‧誤差放大器
605‧‧‧比較器
607‧‧‧設定-重設(SR)鎖存器
609‧‧‧電子開關
611‧‧‧反相器
613‧‧‧電子開關
614‧‧‧電壓轉換器
615‧‧‧相位節點
617‧‧‧跨導放大器
701‧‧‧誤差放大器/補償電路
703‧‧‧電壓窗口電路
704‧‧‧節點
705‧‧‧斜坡產生器
706‧‧‧節點
707‧‧‧跨導放大器
708‧‧‧節點
709‧‧‧開關
710‧‧‧斜坡節點
711‧‧‧斜坡電容器
713‧‧‧跨導放大器
715‧‧‧第一PWM比較器
717‧‧‧第二PWM比較器
718‧‧‧比較器電路
721‧‧‧SR鎖存器
723‧‧‧跨導放大器
725‧‧‧轉換器
關於以下描述及隨附圖式將較佳地理解本發明之益處、特徵及優勢，在圖式中：圖1為包括根據一個具體實例而實施之調節器之電子裝置的簡化方塊圖，該調節器包括負載電阻器仿真；圖2為可用作圖1之調節器之習知調節器的示意圖，其中該調節器耦接至電力配接器及電池且被實施為具有輸出電阻RO之窄電壓直流電(NVDC)充電器，該輸出電阻RO表示圖1之調節器之輸出處的等效負載電阻；圖3為根據一個具體實例而實施之具有負載電阻器仿真之調節器的示意圖及方塊圖，該調節器可用作圖1之調節器；圖4為根據另一具體實例的描繪被實施為具有合成電流資訊之電流模式磁滯控制器之另一調節器的示意圖，該調節器亦可用作圖1之調節器；及圖5為根據一個具體實例的說明使用負載電阻器仿真來調節輸出電壓之方法的流程圖。
圖1為包括根據一個具體實例而實施之調節器111之電子裝置109的簡化方塊圖，調節器111包括負載電阻器仿真，如本文中進一步所 描述。調節器111併有用於對可再充電電池119進行充電之電池充電器功能。101處所展示之AC線路電壓被提供至電力配接器103之輸入，電力配接器103將AC電壓轉換至DC配接器電壓VADP。VADP之電壓位準及電力配接器103之電流容量應適合於將足夠電力提供至電子裝置109。預期許多不同類型之電子裝置。
VADP經展示為由合適連接件105提供以將VADP提供至調節器111之輸入，調節器111將輸出電壓VO提供至系統負載113。當配接器103不可用時，可再充電電池119將電池電壓VBAT提供至電力介面111之另一輸入以用於生成VO。電池119及系統負載113經展示為參考接地(GND)，其中應理解，GND通常表示任何合適正或負電壓位準及/或多種接地類型，諸如電力接地、信號接地、類比接地、機殼接地等等。
電子裝置109可為任何類型之電子裝置，包括行動、攜帶型或手持型裝置，諸如任何類型之個人數位助理(PDA)、個人電腦(PC)、攜帶型電腦、膝上型電腦等等、蜂巢式電話、個人媒體裝置等等。電子裝置109之主要功能係由系統負載113執行，系統負載113可包括一或多個不同系統負載元件。在所說明之具體實例中，系統負載113包括中央處理單元(CPU)或處理器115，諸如微處理器或控制器或其類似者，其耦接至通常用於電子裝置的任何類型之記憶體117之任何組合，諸如各種類型及配置之隨機存取記憶體(RAM)及唯讀記憶體(ROM)及其類似者。
在一個具體實例中，電池119可自電子裝置109實體上被移除。當電池119實體上存在且電連接至電子裝置109時，調節器111可作為電池充電器而操作以對電池119充電直至其被完全地充電為止。當被完全 地充電時，電池119即使實體上存在亦可自調節器111被電斷接(諸如由電子開關或其類似者)。
圖2為被實施為窄電壓直流電(NVDC)充電器之習知調節器200的示意圖，調節器200耦接至電力配接器103、電池119及具有電阻RO之輸出電阻器213，該電阻RO表示調節器200之輸出處之等效負載電阻。舉例而言，輸出電阻器RO表示由系統負載113呈現之負載。電力配接器103生成VADP，VADP被提供至電子開關201之一個電流端子。電子開關201之另一電流端子耦接至相位節點202，相位節點202耦接至二極體203之陰極且耦接至具有電感LO之輸出電感器205之一個末端。二極體203之另一末端耦接至GND。二極體203作為用於降壓調節器配置之異步開關而操作。輸出電感器205之另一末端耦接至具有電阻RL之電阻器207之一個末端，電阻器207使其另一末端耦接至生成輸出電壓VO之輸出節點204。電阻器207並非實體電阻器，而是表示輸出電感器205之內部寄生阻抗。
輸出節點204進一步耦接至具有電阻RCO之電阻器209之一個末端且耦接至電阻器213之一個末端。電阻器209之另一末端耦接至具有電容CO之輸出電容器211之一個末端。輸出電容器211之另一末端及電阻器213之另一末端耦接至GND。電阻器209並非實體電阻器，而是表示輸出電容器211之等效串聯電阻(ESR)或寄生電阻。輸出節點204耦接至電池119之正端子，電池119使其負端子耦接至GND。然而，如所展示，電池119經表示為與電壓源216串聯之電阻器215，其中電阻器215表示電池119之內部串聯電阻RB，且電壓源生成電池電壓VBAT。
電流感測器217感測通過輸出電感器205之電流，且將電流 感測信號IS提供至控制器219之輸入。控制器219具有耦接至輸出節點204之另一輸入以用於接收輸出電壓VO，且具有提供閘極驅動信號GD之輸出，閘極驅動信號GD被提供至電子開關201之控制輸入。在一個具體實例中，電子開關201經配置為場效電晶體(FET)或MOS電晶體或其類似者，但預期替代開關配置及實施方案。輸出電感器205及電阻器207集體地形成阻抗參數ZLO。電阻器209及213以及輸出電容器211集體地形成輸出阻抗參數ZCO。
在與圖3所展示之具體實例相似的替代具體實例中，同步開關(例如，與電子開關201相似之另一電子開關)可替換二極體203。當使用同步開關時，控制器219在每一循環之第一部分中接通電子開關201及關斷同步開關，且接著在正常操作期間關斷電子開關201及接通同步開關。可(諸如)在低功率操作期間使用二極體仿真，其中在循環之早期關斷同步開關，此為一般技術者所理解。
控制器219經說明為電流模式控制器，其中偵測及使用流動通過輸出電感器LO之電流IL以在控制器219內產生脈寬調變(PWM)信號(例如，圖3)。PWM信號在第一狀態與第二狀態之間雙態觸發以用於控制切換動作，其中第一狀態可為用以宣告GD之作用中狀態，以接通電子開關201而用於將電流驅動至輸出電路，及用於自輸出電路拉電流之非作用中狀態。PWM信號用以生成用於切換電子開關201(及同步開關(若被提供))之GD。輸出電壓VO係直接地或間接地經由感測電路(圖中未示)被偵測，且與表示VO之目標電壓位準的參考電壓(例如，VREF，圖3)相比較以生成控制或誤差信號(例如，VC，圖3)。控制信號及指示電感器 電流IL之信號(例如，IS)用以雙態觸發或轉變PWM信號，以在調節輸出電壓VO時控制通過電感器205之電流之切換。許多方法可用於偵測電感器電流IL，諸如直接地使用電流感測器(電阻性或電感性)，或間接地(諸如)藉由感測橫越RL之電壓。如本文中所描述之另一方法係藉由將橫越輸出電感器205所施加之電壓轉換至施加至斜坡電容器之電流來合成地偵測電感器電流，如本文中進一步所描述。
電流控制迴路含有來自ZLO+ZCO之資訊。可根據以下等式(1)來判定ZCO：
可根據以下等式(2)來判定ZLO：ZLO=SLO+RL (2)
阻抗參數ZLO及ZCO形成出於迴路補償之目的而呈現雙極之輸出LC濾波器。當使用電壓模式控制時，雙LC極較靠攏，從而呈現顯著補償挑戰。當使用電流模式控制時，雙LC極被分成低頻率極及高頻率極。以此方式，針對電流模式控制而簡化補償，此係由於其通常必須補償僅一個極。出於此原因，電池充電器應用典型地使用電流模式控制。然而，如本文中進一步所描述，電流控制迴路中之回饋電流資訊含有來自輸出LC濾波器之AC資訊，該輸出LC濾波器包括輸出電感器205及輸出電容器CO。
針對輸出電阻RO之不同值的用於阻抗參數ZCO+ZLO之增益及相位相對於頻率，連同在沒有迴路補償的情況下針對輸出電阻RO之相同值的調節器200(如圖2所描繪)之電流控制迴路之增益及相位相對於 頻率，揭露出極低輸出阻抗提供具有高相位邊限之改良型回應。RO之較大電阻值使負載更具電容性，此將ZCO極移動至較低頻率。較大負載電阻在低頻率下造成顯著相移。電池充電器常常以在低頻率極之頻率範圍內的迴路頻寬而操作。
用於如圖2所描繪之調節器200之電流控制迴路的經驗結果已用以在電池119被連接(具有電池)時及在電池119未被連接(沒有電池)時比較相位邊限。此等結果說明沒有電池119之模式具有較少相位邊限，且電池119在被連接時將相位邊限提昇達顯著量。舉例而言，在一個具體實例中，當電池119被連接時，相位邊限可被改良達30度至40度。電池119之內部電阻RB將增加對於調節器200的AC負載以改良相位邊限。
如本文中所描述之負載電阻器仿真器仿真AC負載電阻以改良調節器200之相位邊限。負載電阻器仿真器改良相位邊限，此在電池119未被連接時特別有益。當電池119被連接時，電路參數未顯著地改變，使得與沒有負載電阻器仿真器之電路相比較，相位邊限保持顯著地改良。可將控制器219提供於晶片或積體電路(IC)上，其中在晶片上產生AC負載電池仿真。
圖3為根據一個具體實例而實施之調節器300的示意圖及方塊圖，調節器300可用作圖1之調節器111，調節器300經展示為耦接至具有電阻RO之輸出電阻器213，該電阻RO表示諸如系統負載113之輸出負載。調節器300亦被實施為與圖2所描繪之調節器200相似的具有輸出電阻RO之窄電壓直流電(NVDC)充電器，但其中電池119被移除且進一步包括根據一個具體實例之負載電阻器仿真。包括輸出電感器205(包括具有電 阻RL之內部電阻器207)之輸出部分、電流感測器217、電容器209以及電阻器211及213經展示為以與調節器200相似之方式而耦接。輸出電流IO經展示為被提供至輸出電阻器213(RO)。輸入電壓VIN(諸如配接器電壓VADP)被提供至電子開關609之電流端子，電子開關609使其另一電流端子耦接至相位節點615。相位節點615耦接至輸出電感器205之一個末端，且耦接至電子開關613之一個電流端子。電子開關613之另一電流端子耦接至GND。提供PWM信號以控制電子開關609及613之控制端子。反相器611插入於PWM與電子開關613之控制端子之間，此表示電子開關609及613相對於彼此異相地切換。電子開關609及613、輸出電感器205及輸出電容器209通常形成電壓轉換器614，其如由PWM信號所控制般地將輸入電壓轉換至輸出電壓。調節器300經展示為包括經配置為降壓類型轉換器之轉換器614，其中應理解，調節器300可根據其他轉換器架構(諸如升壓轉換器或降壓-升壓轉換器或其類似者)而配置。
感測電阻器601耦接於感測節點602與GND之間。電流偵測器包括經由感測節點602將感測電流IS提供至感測電阻器601之電流感測器217，其中感測電阻器601在節點602上生成電流感測電壓CS。VO或其經感測版本被回饋至誤差放大器603之反相(負)輸入，誤差放大器603在其非反相(正)輸入處接收參考電壓VREF。儘管圖中未示，但可將VO提供至電阻性分壓器以施加對應輸出感測電壓而非VO。VREF具有為輸出電壓VO之目標電壓位準或以其他方式表示輸出電壓VO之目標電壓位準的電壓位準，輸出電壓VO可具有指示VO或其經感測版本之目標電壓位準的電壓位準。儘管圖中未示，但誤差放大器603可包括用於補償迴路之補償 組件。誤差放大器603之輸出提供控制信號VC，控制信號VC被提供至比較器605之正輸入。CS被提供至比較器605之負輸入，比較器605使其輸出耦接至設定-重設(SR)鎖存器607之重設(R)輸入。SR鎖存器607之設定(S)輸入經展示為接收時脈信號CLK。SR鎖存器607之Q輸出提供PWM信號以控制電子開關609及613之控制端子。
應瞭解到例圖解經過簡化，其中可提供額外電路系統以用於驅動電子開關609及613之閘極。舉例而言，可提供驅動電路系統以足夠驅動能力來接通及關斷開關。可實施停滯時間控制以在每一切換循環期間確保不在相同時間下接通開關609及613。又，可(諸如)在低輸出功率操作期間實施二極體仿真，其中在每一循環之早期關斷(或甚至不接通)開關613，其中兩個開關均在順次切換循環期間關斷一段時間。
在調節器300之操作中，當PWM高時，接通電子開關609，而關斷電子開關613。電流自VIN流動通過輸出電感器205以對輸出電容器CO充電且將電流提供至輸出負載(被表示為RO)及/或對電池119(圖中未示為被連接)充電。在接通電子開關609時，電感器電流IL斜升，此致使CS相應地斜升。當CS上升至高於VC時，比較器605切換以重設SR鎖存器607，使得將PWM拉低。當PWM低時，接通電子開關613，而關斷電子開關609。電感器電流IL斜降，此致使CS相應地斜降。最終，CLK上之上升邊緣設定SR鎖存器607，從而將PWM往回拉高，且操作在順次循環中重複。
需要將AC電阻自VO提供至GND以仿真AC負載電阻，此在電池119被移除時特別有利。VREF可用作AC接地參考。因此，自VO 至VREF時得參考AC電阻。負載步升或負載瞬變會引起VO縮減。電流自VREF流動至VO直至VO返回至VREF之位準為止。可由跨導放大器617仿真此行為，跨導放大器617使其正輸入接收VREF、使其負輸入接收VO，且使其輸出將電流自節點602驅動至GND。跨導放大器617生成與在VREF與VO之間的差或gm*(VREF-VO)成比例之電流，其中「gm」為跨導放大器617之跨導增益。跨導放大器617調整回饋迴路之增益，此又調整調節器111之正向迴路之增益。跨導放大器617形成改良調節器300之相位邊限的負載仿真器。
圖4為根據另一具體實例的描繪被實施為具有合成電流資訊之電流模式磁滯控制器之調節器400的示意圖，其中調節器400亦可用作圖1之調節器111，調節器111經展示為耦接至系統負載113及電池119。VO及VREF被提供至誤差放大器701之各別輸入，誤差放大器701輸出控制電壓VC。控制信號VC表示輸出電壓VO相對於VREF之相對誤差。儘管圖中未示，但誤差放大器701可包括補償回饋電路，此為一般技術者所理解。VC被提供至電壓窗口電路703，電壓窗口電路703分別產生正窗口電壓極性VW+及負窗口電壓極性VW-。如所展示，VC被提供至耦接於窗口電阻器RW+與RW-之間的節點704。窗口電阻器RW+之另一末端耦接至節點706，節點706進一步耦接至生成窗口電流IW之第一電流源，以用於在節點706上生成正窗口電壓極性VW+。窗口電阻器RW-之另一末端耦接至節點708，節點708進一步耦接至輸出窗口電流IW之第二電流源，以用於在節點708上生成負窗口電壓極性VW-。在操作中，窗口電流源維持通過窗口電阻器RW+及RW-兩者之窗口電流IW，而不管控制電壓VC之改 變。因此，電壓VW+及VW-遵循VC之電壓位準，同時維持在VW+及VW-之間的恆定窗口電壓(VW+-VW-)。
在此配置中，調節器400包括斜坡產生器705，其合成地複製通過輸出電感器205之電感器電流LO。跨導放大器707生成電流gmVIN，其中VIN為諸如VADP之輸入電壓，且gm為跨導增益。電流gmVIN被提供至單極單投(SPST)開關709之一個端子，開關709具有接收PWM信號之控制輸入。SPST開關709之另一末端耦接至橫越具有電容CR之斜坡電容器711生成斜坡電壓VR的斜坡節點710，斜坡電容器711使其另一末端耦接至GND。另一跨導放大器713生成吸收電流gmVO，其自斜坡節點710被拉至GND。生成VR之斜坡節點710耦接至第一PWM比較器715之負輸入，且耦接至第二PWM比較器717之正輸入，其中第一比較器715及第二比較器717形成比較器電路718。VW-被提供至比較器715之正輸入，且VW+被提供至比較器717之負輸入。比較器715之輸出被提供至SR鎖存器721之設定輸入，且比較器717之輸出被提供至SR鎖存器717之重設輸入。SR鎖存器721之Q輸出提供PWM信號。又，跨導放大器723汲取與在VREF與VO之間的差或Kgm*(VREF-VO)成比例之電流，其中「K」為增益因數。
跨導放大器707、713及723以簡化形成被展示為電流裝置。應理解，該等跨導放大器可被實施為與具有電壓輸入及合適跨導增益之跨導放大器617相似。跨導放大器707可在各別正及負輸入處接收輸入電壓VIN(或VADP)及GND。跨導放大器713可在各別正及負輸入處接收輸出電壓VO及GND。跨導放大器723可在各別正及負輸入處接收參考電壓VREF及輸出電壓VO。
PWM被提供至將輸入電壓VIN(諸如配接器電壓VADP)轉換至輸出電壓VO之轉換器725。系統負載113及電池119經展示為耦接於輸出電壓VO與GND之間。轉換器725可包括控制切換裝置(與電子開關609及613相似)之切換的驅動器電路(圖中未示)、輸出電感器(與輸出電感器LO相似)，及集體地用於電壓轉換之任何其他支援電路。
在調節器400之操作中，且在暫時忽略跨導放大器723的情況下，補償電路701基於在VO與VREF之間的差來驅動VC，且窗口電壓VW+及VW-相應地調整(兩者均遵循VC，該VC在窗口電壓VW+與VW-之間居中)。當PWM低時，切斷開關709，使得斜坡電容器711藉由與輸出電壓VO或gmVO成比例之電流而放電。當VR下降至低於負窗口電壓VW-時，PWM比較器715設定SR鎖存器721，從而將PWM拉高。PWM變高會閉合開關709，使得斜坡電容器711現在基於在VIN與VO之間的差或gm*(VIN-VOUT)而充電，此係假定：對於降壓模式配置，VIN大於VO。當VR上升至高於正窗口電壓VW+時，PWM比較器717重設SR鎖存器721以將PWM往回拉低。操作以此方式重複以用於基於VREF及負載位準來調節輸出電壓VO。
以與電流感測電壓CS斜升及斜降來追蹤IL相似之方式，斜坡節點710斜升及斜降而合成地複製通過輸出電感器205之電流IL。將VR與VW+及VW-相比較，使得VR在窗口電壓之間斜變以控制PWM信號。電壓窗口電路703基於控制電壓VC來生成介於VW+與VW-之間的窗口電壓。調節器400之電流模式操作與調節器300相似，其中CS斜升及斜降且直接地與控制信號VC相比較。
在調節器400之配置中，斜坡節點710產生斜坡電壓，該斜坡電壓斜升及斜降以控制PWM信號。跨導放大器723形成負載仿真器，該負載仿真器藉由產生與在電壓VO與VREF之間的差成比例之電流而對GND仿真AC電阻。跨導放大器723調整回饋迴路之增益，此又調整調節器400之正向迴路之增益。以此方式，跨導放大器723之操作改良調節器400之相位邊限。
圖5為根據一個具體實例的說明使用負載電阻器仿真來調節輸出電壓之方法的流程圖。在第一區塊501處，使用脈寬調變信號來切換施加至輸出電感器之電壓而將輸入電壓轉換至輸出電壓。此可(例如)由調節器300之電壓轉換器614或調節器400之轉換器725執行。在下一區塊503處，偵測通過輸出電感器之電流且提供對應電流感測信號。在下一區塊505處，提供指示輸出電壓之目標位準與指示輸出電壓之電壓之間的差之控制信號。調節器300及400中之誤差放大器603及701分別說明此功能。在下一區塊507處，將控制信號與電流感測信號相比較以生成比較信號，該比較信號用以生成脈寬調變信號。最後，在區塊509處，基於在指示輸出電壓之電壓與參考電壓之間的差來調整電流感測信號。跨導放大器617或723可用以執行此功能，如針對調節器300及400所展示。
可使用將電流提供至感測電阻器(諸如針對調節器300所展示)之電流感測器(將IS提供至601之217)來實施區塊503之偵測。在調節器400中，藉由在斜坡節點710上生成用以模擬通過輸出電感器之電流的斜坡電壓VR，來合成地判定通過輸出電感器205之電流。在一個具體實例中，斜坡電容器711係以與輸出電壓VO成比例之電流而連續地放電，且另 外，在PWM為作用中(諸如藉由閉合開關709)時以與輸入電壓成比例之電流而充電。在調節器300中，可由比較器605及鎖存器607執行比較。在調節器400中，生成高於及低於控制電壓VC之正及負窗口電壓，且將斜坡電壓VR與窗口電壓相比較以用於使PWM信號在其第一狀態與第二狀態之間轉變。
結果已表明，藉由添加負載電阻器仿真而極大地改良在電池119不存在時之瞬變回應。結果已進一步展示，當電池119被連接時，對操作模式存在極小影響。藉由添加負載電阻器仿真且針對給定配置來選擇K之適當值，會極大地改良在電池119被斷接時之AC回應。在一個具體實例中，K之值可為固定的，或對於替代具體實例，K之值可為可調整的。當電池119被連接時，K之值對操作模式具有極小影響。
概言之，如本文中所描述之負載電阻器仿真在不必添加外部補償的情況下提供改良型穩定性效能。如本文中所描述之負載電阻器仿真在具有及沒有電池及負載條件的情況下，提供較一致的動態回應。
現在關於前述描述及隨附圖式而較佳地理解本發明之益處、特徵及優勢。呈現前述描述以使得一般技術者能夠製作及使用本發明，如在特定應用及其要求之上下文內所提供。然而，對較佳具體實例之各種修改對於熟習此項技術者而言將顯而易見，且本文中所定義之一般原理可應用於其他具體實例。因此，本發明並不意欲限於本文中所展示及描述之特定具體實例，而是應符合與本文中所揭示之原理及新穎特徵一致的最廣泛範圍。儘管已參考本發明之某些較佳版本而相當詳細地描述本發明，但其他版本及變化亦為可能的及預期的。熟習此項技術者應瞭解，其可容易 地將所揭示之概念及特定具體實例用作設計或修改其他結構之基礎，以用於提供本發明之相同目的而不脫離如由以下申請專利範圍所定義的本發明之精神及範圍。
204‧‧‧輸出節點
205‧‧‧輸出電感器
207‧‧‧電阻器
209‧‧‧電阻器/電容器
211‧‧‧輸出電容器/電阻器
213‧‧‧輸出電阻器
217‧‧‧電流感測器
300‧‧‧調節器
601‧‧‧感測電阻器
602‧‧‧感測節點
603‧‧‧誤差放大器
605‧‧‧比較器
607‧‧‧設定-重設(SR)鎖存器
609‧‧‧電子開關
611‧‧‧反相器
613‧‧‧電子開關
614‧‧‧電壓轉換器
615‧‧‧相位節點
617‧‧‧跨導放大器

Claims (20)

  1. 一種電子裝置，其包含將經調節輸出電壓提供至負載之調節器，其中該調節器包含：轉換器，其使用脈寬調變信號來切換施加至輸出電感器之電壓，以將輸入電壓轉換至該經調節輸出電壓；電流偵測器，其提供用以指示通過該輸出電感器之電流的電流感測信號；誤差放大器，其接收用以指示該經調節輸出電壓之電壓，接收用以指示該經調節輸出電壓之目標位準的參考電壓，且提供控制信號；比較器電路，其使用該控制信號及該電流感測信號以生成該脈寬調變信號；及負載仿真器，其基於用以指示該經調節輸出電壓之該電壓與該參考電壓之間的差來調整該電流感測信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之電子裝置，其中該電流偵測器包含：感測電阻器，其耦接至感測節點；及電流感測器，其將用以指示通過該輸出電感器之該電流的電流信號提供至該感測電阻器，以在該感測節點上生成電流感測電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項之電子裝置，其中該負載仿真器包含跨導放大器，該跨導放大器具有接收該參考電壓之第一輸入，具有接收用以指示該經調節輸出電壓之該電壓的第二輸入，且具有調整該感測節點之電流的輸出。
  4. 如申請專利範圍第2項之電子裝置，其中該比較器電路包含比較器， 該比較器具有接收該控制信號作為控制電壓之第一輸入，具有接收該電流感測電壓之第二輸入，且具有提供比較信號之輸出。
  5. 如申請專利範圍第1項之電子裝置，其中該電流偵測器包含：斜坡電容器，其耦接至生成斜坡電壓之斜坡節點；第一電流產生器，其將與該經調節輸出電壓成比例之電流施加至該斜坡節點；開關，其具有耦接至該斜坡節點之第一開關端子，具有第二開關端子，且具有接收該脈寬調變信號之控制端子；及第二電流產生器，其將與該輸入電壓成比例之電流施加至該開關之該第二開關端子。
  6. 如申請專利範圍第5項之電子裝置，其中該負載仿真器包含跨導放大器，該跨導放大器具有接收該參考電壓之第一輸入，具有接收用以指示該經調節輸出電壓之該電壓的第二輸入，且具有將調整電流施加至該斜坡節點之輸出。
  7. 如申請專利範圍第5項之電子裝置，其進一步包含：窗口電路，其生成大於經提供作為控制電壓之該控制信號的正窗口電壓，且提供小於該控制電壓之負窗口電壓；一鎖存電路，其具有接收第一鎖存信號之第一輸入、接收第二鎖存信號之第二輸入，及提供該脈寬調變信號之輸出；且其中該比較器電路包含：第一比較器，其具有接收該斜坡電壓之第一輸入、接收該負窗口電壓之第二輸入，及提供該第一鎖存信號之輸出； 第二比較器，其具有接收該斜坡電壓之第一輸入、接收該正窗口電壓之第二輸入，及提供該第二鎖存信號之輸出。
  8. 如申請專利範圍第7項之電子裝置，其中：當該斜坡電壓降低至該負窗口電壓時，該第一比較器宣告該第一鎖存信號；其中當該斜坡電壓上升至該正窗口電壓時，該第二比較器宣告該第二鎖存信號；且其中該鎖存電路包含設定-重設鎖存器，其具有接收該第一鎖存信號之設定輸入，及接收該第二鎖存信號之重設輸入。
  9. 如申請專利範圍第7項之電子裝置，其中該窗口電路包含：第一窗口電阻器，其具有耦接至用以生成該控制電壓之控制節點的第一末端，且具有耦接至確證生成該正窗口電壓之正窗口節點的第二末端；第二窗口電阻器，其具有耦接至該控制節點之第一末端，且具有耦接至用以生成該負窗口電壓之負窗口節點的第二末端；及電流產生器電路，其施加通過該第一窗口電阻器及該第二窗口電阻器之窗口電流。
  10. 如申請專利範圍第1項之電子裝置，其中該負載包括耦接至記憶體之處理器。
  11. 一種調節輸出電壓之方法，其包含：使用脈寬調變信號來切換施加至輸出電感器之電壓，而將輸入電壓轉換至該輸出電壓；偵測通過該輸出電感器之電流且提供電流感測信號； 提供控制信號，其指示在該輸出電壓的目標位準與用以指示該輸出電壓的電壓之間的差；將該控制信號與該電流感測信號相比較以生成比較信號，且使用該比較信號以生成該脈寬調變信號；及基於在用以指示該輸出電壓的該電壓與該參考電壓之間的差來調整該電流感測信號。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中偵測通過該輸出電感器之電流包含直接地感測通過該輸出電感器之該電流，及將經感測的該電流轉換至感測節點上之電流感測電壓。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中調整該電流感測信號包含將在用以指示該輸出電壓之該電壓與該參考電壓之間的該差轉換至調整電流，及將該調整電流施加至該感測節點。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該比較及該使用之步驟包含：將該控制信號與該電流感測信號相比較以生成該比較信號作為重設信號；及基於時脈信號而將該脈寬調變信號宣告成第一狀態，且回應於該重設信號而將該脈寬調變信號宣告成第二狀態。
  15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中偵測通過該輸出電感器之電流包含在斜坡節點上生成用以模擬通過該輸出電感器之電流的斜坡電壓，且其中該調整之步驟包含將在該參考電壓與用以指示該輸出電壓的該電壓之間的差轉換至調整電流，及將該調整電流施加至該斜坡節點。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中生成用以模擬通過該輸出電感器 之電流的斜坡電壓包含：使耦接至該斜坡節點之斜坡電容器以與該輸出電壓成比例之電流進行放電；及僅當該脈寬調變信號處於作用中狀態時，才使該斜坡電容器以與該輸入電壓成比例之電流進行充電。
  17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該比較及該使用之步驟包含：生成大於用以指示該控制信號之控制電壓的正窗口電壓，且生成小於該控制電壓之負窗口電壓；將該斜坡電壓與該負窗口電壓相比較，且當該斜坡電壓降低至該負窗口電壓時，將該脈寬調變信號轉變至作用中狀態；及將該斜坡電壓與該正窗口電壓相比較，且當該斜坡電壓上升至該正窗口電壓時，將該脈寬調變信號轉變至非作用中狀態。
  18. 一種提供輸出電壓之電流模式控制調節器，其包含：控制電路，其使用電流模式控制以基於參考電壓來調節該輸出電壓；及電流產生器，其耦接至該控制電路之回饋部分，該電流產生器將調整電流施加至該回饋部分，該調整電流與在用以指示該輸出電壓之電壓與該參考電壓之間的差成比例，以仿真在該電流模式調節器之輸出處的AC負載電阻。
  19. 如申請專利範圍第18項之電流模式控制調節器，其中該控制電路包含具有合成電流資訊之電流模式磁滯控制器，該電流模式磁滯控制器包括以合成方式對通過輸出電感器之電流進行複製的斜坡節點，且其中該電流產生器調整該斜坡節點之電壓。
  20. 如申請專利範圍第18項之電流模式控制調節器，其中該電流產生器包含跨導放大器，該跨導放大器產生電流，該電流與在用以指示該輸出電壓的該電壓與用以指示該輸出電壓的目標位準的參考電壓之間的差成比例。
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