TWI363263B - Coupled inductor regulator for amplifier system, vehicle electrical system, driver power system and autosensing regulator - Google Patents

Coupled inductor regulator for amplifier system, vehicle electrical system, driver power system and autosensing regulator Download PDF

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Description

i363263 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及電子電路的電源系統，特別涉及電源系統中 的電壓調節器。 【先前技術】
現代數位邏輯設備現在採用〇.13μιη工藝或更小尺寸的 技術進行製造。這些小尺寸工藝設備在非常低的電壓下（比 以前用於大多數設備的電壓低得多）工作，在不久的將來， 可能就會普遍工作在1伏以下。在這些使用低電壓的設備系 統中，一個挑戰是，怎樣才能有效地將傳統系統中所用的主 電源’如5伏或12伏電源，應用於這些i伏以下的低電麼設 備。 °又 特別是，傳統的非隔離降壓直流-直流變換器對於將12 伏電源轉換成i伏電源來說效率過低。為了調節輸出電星， 傳統的降壓變換器會改變導通週期的脈衝寬度。為了將^伏 轉換成1伏’傳統的非隔離降壓直流_直流變換器的占空比將 非常小，這導致高轉換損耗以及低功率效率。
【發明内容】 /根據本發明的一些實施例，提供了一種輕合電感調節蒙 :統」用於將來自電源的輸入電壓轉換成輸出端的輸" 璺：耦口電感調節器系統包括：至少兩個導電開關，用。 將月b里從電源傳送至輸出端；與至少兩個導電開關相連接纪 至電感器，其中上述至少兩個電感器是在—個公共錄 堯製的，且其中每個電感器所具有的極性使得這至少兩 個電感器中的直流β β ^ ^ ^ 罝仙·電Μ彼此抵蝻，並且其中電感器具有接近 5 合係數，·與上述至少兩個導電開關相連接的至少 關’用以在非導通週期中為電流提供路徑；以及 ί==!驅動信號發生器’每個驅動信號具有約 二’、中驅動信號控制上述導電開關。 器，的另一些實施例，提供了-種耦合電感調節 ㈣入= 的輪人電壓轉換成輸出端的輪出電麼， 調節器包括：控制導通時間的至少兩種相位信 J值…二旦固驅動益’其響應上述至少兩種相位信號而從電 二：月匕里’連接於上述至少兩個驅動器和輸出端之間的橋 ^路，該橋形網路-合電感器構成而具有Ν級，且3 自=接每—級中有成對的電感器，這些成對電感器各 Μν Γ么的輕合係數；其中每種相位信號具有約剛 〇 比’·而輪出電壓則約等於所述輪入電>1除以2Ν。 遇應指出，本申請要求於·年 第嶋96,957號幢，其全部^ = 下面的說明書中’閣明本發明一個或 =了容。根據說明書和附圖以及從申請專利範圍，本 發月的其他特徵、目的以及優點將是顯而易見的。 【實施方式】 同= ί 了耦合電感調節器1〇的實施例的功能方塊 圖’该麵合電感調節器用於給-個或多個設備提供電能，上 述-個或多個設備例如為高速驅動器以及 合電感調節器10可開環工作，以將輸増4轉換成非= ㈣輸出電塵％υτ。該輸出電屋的幅值約為輪人電屋的整數 倍或者整數因數，並且可由輕合電感調節器10的結構和耗合 電感調節器10尹耦合電感器的數量來確 個糕合電感器的降壓結構令，輕合電感調節器 出電壓約為輸入電愿的一半。 U㈣ 搞合電感娜HH)可包括導電開關丨丨、穩流開關】2、 f設置成降壓或升壓結構的兩個或更多_合電感器…驅 動k號發生器14可產生驅動户铁wA丨·s 產生1^紅纽控制導電開關11。該驅動 以疋文控的，以產生接近1GG%的總導通時間抵消 的死區時間，從而減小導電開關u和穩流開關12之間的交 叉導通β 頻率發生器15可產生具有一定工作頻率的時鐘信號。各 驅動信號可同步化以工作在該工作頻率上。在一個實施例 中’工作頻率可固定為一預定頻率。在另一實施例中，可回 應負載情況如輸出電流和輪出電愿的變化而控制工作頻率。 例如，當檢測到輸出電流改變如負載電流增加時可增加工 作頻率來增大輸出的暫態回應。一旦搞合電感調節器10日已經 對負載情況進行了回應並且已經再次達到穩態卫作條件，即 可減小工作頻率從而減小耦合電感調節器10中的功率損耗。 耦合電感H 13可緊密耗合在一起，較佳具有接近於^ 福口係數K ’其巾1是理想值嘯佳的是，在公共鐵心上繞 製電感窃13，以形成提供最大耦合係數的電感器元件。耦合 係數接近於卜至少為0.9，較佳為大於〇 99。耗合電感器13 中的每個繞組的極性是經過選擇的，使得流過耦合電感器13 的直流電流幾乎抵消，導致流過電感器組件的鐵心的直流電 流接近零。由於實際上沒有直流電流流過電感器元件，因此 可對耗合電感器採用更小尺寸的鐵心，導致電感器元件的尺 寸（體積）更小且成本更低。另外，可將高導磁性鐵心材料 如具有例如球形（bead)和環形形狀的鐵氧體用於鐵心。也 1363263 可使用導磁性較低的材料，如Mpp鐵心、鐵氧體pQ鐵心， 並且使用其他分裂式鐵心形狀。 使鶴合電感器之間的輕合係數最大’除了獲得穩態下的 優點之外，也可改善福合電感調節器1G的暫態回應。在暫態 過程中’純合電感器之間的高度互耗可有效地抵消個別^ 感器對暫態負載電流的感應。 第一 B圖示出了導電開關n的一個實施例，導電開關 11是包含在耦合電感調節器10中的。每個導電開關u可包 =一個或多個並聯開關16a〜16c，這些開關是可獨立控制的。 每個並聯開關16a〜16c可通過起動信號enbi〜enb3來控 制，從而啟動全部或部分並聯開關163〜16(；。啟動後的並聯開 關16a〜16c隨後可用相同的驅動信號％來控制。 導電開關11也可採用多電平觸發電壓進行驅動，以便減 小開關損耗。例如，可以依據諸如流過導電開關的電流等因 素針對不同的預疋電平調節導通電壓的幅值，以便減小導 電開關中的開關損耗。 第二A圖示出了 2:1調節器20的一個實施例，這種調節 器可以作為耦合電感調節器10的一個實施例。2:1調節器2〇 可以開環工作而將輸入電壓Vdd轉換成非隔離輸出電壓，該 非隔離輸出電壓接近輸入電壓幅值的一半。 苐一B圖示出了 2:1調節器20的一個實施例的示意圖。 2.1調節器20可包括兩個降壓變換器，這兩個變換器丨8〇度 /、相工作，由輸入電壓產生輸出電壓v〇ut。以接地電壓或者 某一其他電壓如低壓方電壓Vl作為參考電壓，上述輸入電壓 可以是高壓方電壓vH。每個降壓變換器可包括導電開關22a 和22b、穩流開關24a和2仆以及電感器26a和26b。輸出電 谷盗28可對每個降壓變換器的輸出電壓進行濾波。由於漣波 8 1363263 電流可忽略，因此輸出電容器28的電容值可減小。另外，由 於^調節器20的輸出和輸入之間緊密耗合，輸入端的任何 電谷與輪出電容器28配合工作，從而將並聯電容有效 輪出端的負載。 。 電感器26a和26b可緊密耦合在一起，具有接近於！的 輕合係數K，其中i是理想值。較佳的是，在—公共鐵心上 =電感器26a和26b繞製在一起從而形成電感器組件27，該 電感盗兀件在電感器26a和26b之間提供高耦合係數值。電 感器繞組的極性是經過選擇的，使得流過電感器％和2 的直流電流幾乎抵消’從而令流過電感器組件的鐵心的直流 電流接近於零。因此，對於電感器26a和抓可採用具有: 導磁性的更小尺寸的鐵心，使得電感器組件27的尺寸（體積） 更小且成本更低。另外關於暫態負載電流，由於各個電感器 的響應相抵消，2:1降壓調節器2〇的暫態回應得到了改善 任何類型的開關都可用作穩流開關2 4 a和2 4 b，如同^整 流器和分立整流器。 對於降壓變換器20來說，對導電開關以和採 用二電平觸發電壓是特別有益的，這是因為輸出電麼m 可用作驅動導電開關的中間電平電壓。 第二C圖示出了與2:1調節器2〇的一個實施例相關的波 形。母個導電開關22a和22b由大致m度異相工作的驅動 信號進行控制。第-導電開關22a可由信號％ (曲線3〇)驅 動，該信號近似為方波。第二導電開關22b由第二信號『（曲 線32)驅動^二信號近似為[信號％ (曲線3g)的反 心在^和巧之間包括少量的死區時間以減小可能的擊穿電 流，在切換過渡期間，這種擊穿電流可從導電開關&和咖 流過穩流二極體24a矛口 24b。可使死區時間量最小以減小連波 1363263 電流並從而提高供給輸出的能量。當第一導電開關22a導通 時，流過輸出電感器26a的電流II (曲線34)將以線性迷率 增加。同樣，當第二導電開關22b導通時，流過輸出電感器 ，· 26b的電流12 (曲線36)將以線性速率增加。由於導電開關 _· 22a和22b的總導通時間接近1〇〇%，流到輸出電容器的 漣波電流的幅值是可,t、略的，導致用於遽波輸出的輸出 器28可以更小。 。。第二A圖示出了 1:2調節器5〇的一個實施例，這種調節 器可以作為耦合電感調節器1〇的實施例。1:2調節器％可開 環工作而將輸人電壓Vdd轉換成非隔離輸 ^ 塵接近輪人電Μ值的純。 Μ 第三Β圖示出了 1:2調節器5〇的一個實施例的示意圖。 1:2調節器50可以包括兩個18〇度異相的升壓變換器，由輸 入電壓產生輸出電壓n考接地電壓和某些其他電壓2 低壓方電壓Vl，上述輸入電壓可以是高麼方電虔％。每個 升壓變換器可包括導電開關52a和52b、穩流開_ —和地、 及電感器56a和56b。輸出電容器58可對每個升壓變換器的 =出電壓進行遽波。與2:1調節器2〇類似，輸出電容器58 的電容值可減小，這是因為存在的漣波電流是可忽略的並 · =由於1:2調節器50的輸出和輸入之間緊密輕合，因此輸入 何電容與輸出電容器58配合起作用而有效地給輸出 ^的負載提供並聯電容。 所批Γ電開關52M°52b各自被大致⑽度異相的驅動信號 。第一導電開關52a可以由信㈣驅動，該信號近似 第二導電開關52b則可由第二信號^)丨驅動，第二 ^二近似為信號φ1的反相。在φ1和心間包括少量的死 °°時間以減小可能的擊穿電流，在切換過渡期間，這種擊穿 10 1363263 電流可從導電開關52a和52b流過穩流二極體54a和54b。可 使死區時間量最小以減小漣波電流並進而提高供輸出用的能 · 量。由於導電開關52a和52b的總導通時間接近100%，流到 輸出電容器58的漣波電流的幅值是可忽略的，導致用於濾波 輸出的輸出電容器58更小。 每個升壓變換器的電感器56a和56b可緊密耦合在一 起，較佳的是具有接近於1的耦合係數K。可在單獨一個鐵 心上繞製電感器56a和56b以形成電感器元件57，從而使電 感器元件57具有高耦合係數值。具有高耦合係數的優點類似 於2:1調節器20和耦合電感調節器10。 · 任何類型的開關均可用作穩流開關54a和54b，如同步整 流器和分立整流器。 第四A圖示出了 1:-1調節器60的一個實施例，這種調 節器可以作為耦合電感調節器10的實施例。1:-1調節器60 可開環工作以將輸入電壓VDD轉換成非隔離輸出電壓，該輸 出電壓近似是輸入電壓的負值。 第四B圖是1:-1調節器60的一個實施例的示意圖。1:-1 調節器60與2:1調節器20相比，以編號60至68標記的相 應元件具有類似功能，區別是1:-1調節器60可包括兩個反相 胃 調節器，它們以大約50%占空比工作，所產生的輸出是輸入 電壓的負值。 第五圖示出了耦合電感調節器70的一個實施例，耦合電 感調節器70與1:2調節器50相比，以編號70至78標記的 相應元件具有類似功能，區別是耦合電感調節器70包括同步 整流器74a和74b，用以對來自導電開關72a和72b的輸出信 號進行整流。同步整流器74a和74b可有益地減少與整流輸 出信號相關的損耗，從而增加耦合電感調節器70的能量效 11 1363263 率。儘管所示同步整流器包括在耦合電感調節器的升壓結構 中，然而在耦合電感調節器ίο的任何實施例中同步整流器均 可用作穩流開關。
第六A圖示出了耦合電感調節器120的另一實施例，用 於將輸入電壓轉換成輸出電壓Vout。耦合電感調節器120與 2:1調節器20相比，以編號120至128標記的相應元件在功 能上類似，區別是耦合電感調節器120包括四個耦合電感器 126a〜126d，它們所具有的耦合係數接近於1。耦合電感器 126a〜126d各自以預定數量的匝數N1〜N4繞製，從而使得每 個耦合電感器可具有單獨可控的匝數。可對每個耦合電感器 與其他耦合電感器的匝數比進行改變，從而控制輸出電壓 Vout的悸值。例如，在一個實施例中，可能將匝數設定為 N1=N2=N3=N4，在此情況下，輸出電壓的幅值將接近等於輸 入電壓的1/4。而在另一實施例中，可能將匝數設定為 N1=N2，N3=N4且Nl=2xN3，在此情況下，輸出電壓的幅值 將接近等於輸入電壓的1/3。
第六B圖示出了耦合電感調節器130的另一實施例，該 耦合電感調節器用於將輸入電壓轉換為輸出電壓Vout。耦合 電感調節器130與1:2調節器50相比，以編號130至138標 記的相應元件在功能上類似，區別是耦合電感調節器130包 括四個耦合電感器136a〜136d，該四個耦合電感器136a〜136d 具有接近於1的耦合係數。耦合電感器136a〜136d各自可用 預定數量的匝數N1-N4繞製，從而使得每個耦合電感器能夠 具有單獨可控制的匝數。可對每個耦合電感器與其他耦合電 感器的匝數比進行改變，從而控制輸出電壓Vout的幅值。 第六C圖示出了耦合電感調節器140的另一實施例，該 耦合電感調節器140用於將輸入電壓轉換成輸出電壓Vout。 12 1363263 耦合電感調節器140與1:-1調節器60相比，以編號140至 148標記的相應元件在功能上類似，區別是耦合電感調節器 140包括四個耦合電感器146a〜146d，這四個耦合電感器具有 接近於1的耦合係數。耦合電感器146a〜146d各自可用預定 數量的匝數N1〜N4繞製，從而使得每個耦合電感器能夠具有 單獨可控制的匝數。可對每個耦合電感器與其他耦合電感器 的匝數比進行改變，從而控制輸出電壓Vout的幅值。 第十六A圖示出了 4:1調節器150的一個實施例，該調 節器用於由輸入電壓Vin產生輸出電壓Vout。4:1調節器150 可開環工作以產生Vout，該電壓是非隔離電壓，約為Vin幅 值的1/4。4:1調節器150可包括四個驅動器152a〜152d，用 於緩衝與各個驅動器152a〜152d對應的相位信號Φ1〜Φ4。驅 動器152a~152d可與六個設置成橋形網路的耦合電感器 156a〜156f相連接。
成對的耦合電感器156&〜1561)'156(；〜156(1、及1566〜156£ 可各自緊密耦合，較佳具有接近1的耦合係數K。較佳在相 應的公共鐵心上繞製各對電感器156a〜156b、156c〜156d以及 156e〜156f，以形成電感器元件，該電感器元件可提供電感器 156a~156b、156c〜156d以及156e~156f之間的高耦合係數值。 對電感器繞組的極性進行選擇，使得流過每對電感器 156a〜156b、156c〜156d、及156e〜156f的直流電流接近抵消， 從而流過相應電感器組件的鐵心的直流電流幾乎為零。在另 一實施例中，所有的電感器156a〜156f都是在單獨一個鐵心 上繞製的。 驅動器152a〜152d可有益地包含於單獨一個半導體晶片 上，以便降低成本或減小4:1調節器的體積《每種相位信號 可具有導通狀態和關斷狀態，其占空比接近25%。可用時間 13 序列來設以目位信號，例如在_個實施例中，上述時間序列 疋又替k間序列PS1 ’而在另—實施例中可用連續時間序列 PS2設以目位信號。在交替時間序列psi中相位信號則、 Φ3、Φ2、Φ4分別施加到驅動器152a、⑸卜ΐ52。、_上 (見第十六Bfflh在連續時間序列ps2中，相位信號如、 Φ2、Φ3、Φ4分別施加到驅動器152a、15几、丨仏、丨⑷上。 耦合電感器156a〜156f較佳具有接近於1的耦合係數，而且 I在同-鐵心結構上以近似相等的E數繞製而成。輸出電容 益158可’慮波輸出電塵，從而減小雜訊和紋波電壓。與2: ^ 調節器20類似’輸出電容器158的電容值可以減少，這、是因 為存在的連波電流是可,t、略的，並且輸人端的電容與輸出電 容器配合起作用。 ^第十六B圖示出了與4:1調節器150的-個實施例相應 的信號和波形。其中相位信號〇1,顯示出相位之間的時序 關係。各相位信號Φ卜φ4可具有接近25%的占空比以及接近 %的幅值。信號PS2_A示出了當相位信號則,的⑽相 位序列施加給驅動器152a〜152d時，第十六^的節點A處 的波形。信號PS2-B示出了當相位信號φ1〜φ4的pS2相位序 列杨給驅動器152a〜時，第十六八圖的節㈣處的波 形。k號PS2-A和PS2-B的幅值可接近νίη/2。 信號PS1-A示出了當相位信號$1〜<1)4的1^1相位序列施 力:給驅動器152a〜152d時’第十六A圖的節點a處的波形。 信號IS1 - B示出了當相位信號φ丨〜φ 4的p s丨相位序列施加給 驅動态152a〜152d時’第十六A圖的節點B處的波形。信號 PS1-A、PS1-B的幅值可接近Vin/2e信號psi_A、psi B的信 ，頻率大約兩倍於信號PS2_A、PS2_B的頻率，從而與ps2 時間序列相比，當使用PS1時間序列時，可能導致更小的電 1363263 感值。
第十六C圖示出了搞合電感調節器160的一個實施例， 該調節器用於由輸入電壓Vin產生輸出電壓Vout。搞合電感 調節器160為降壓結構，並且可包括多個耦合電感器166, 上述多個耦合電感器設置成具有多級的橋形網路，其中多級 的級數可以是從1到N的任何數目。耦合電感調節器160可 開環工作以產生作為非隔離電壓的Vout，該電壓約等於 Vin/(2N)。耦合電感調節器160可包括驅動器162以便緩衝與 每個驅動器1 62對應的相位信號Φι~Φ2Ν。相位信號Φΐ〜Φ2Ν 可各自具有約（100/2Ν) %的占空比以及Vin的幅值。可用 任何時間序列設定這些相位信號，例如相應於4:1調節器150 所展示的PS1、PS2。
每級内的成對1¾合電感器167可緊密搞合在一起，較佳 具有接近於1的耦合係數K。較佳的是，每對電感器167在 相應的公共鐵心上繞製而形成電感器元件，從而可提供電感 器166之間的高耦合係數值。例如，第2級可具有兩個電感 器元件而第3級可具有四個電感器元件。電感器繞組的極性 是經過選擇的，以使得流過每對電感器167的直流電流接近 於抵消*從而令約為零值的直流電流流過相應電感器組件的 鐵心。在另一實施例中，可在單獨一個鐵心上繞製所有的電 感器166。 第七A圖示出了調節器系統200的一個實施例，該調節 器系統用於由輸入電壓Vin產生經過調節的輸出電壓Vout。 調節器系統200包括與竊合電感調節器204串聯的低損耗調 節器LDO 202。LDO 202可將LDO輸出Vx作為一個或多個 回饋信號的函數加以控制。在一個實施例中，來自耦合電感 調節器204的輸出的回饋信號206可作為Vout的採樣送至 15 ^63263 LD〇 2G2 ’以與參考電壓比較。LD〇 202可將LDO電壓Vx 考電壓的一個比較函數加以調㈣合電感調 即益# °乍為Vx的一個固定比率的函數來產SV〇m。例
如右將2.丨調節器用於耦合電感調節器204，則Vout約等 =X幅值的-半。在另—例子巾，如果將ι: 2調節器用於耗 二電感調郎器204，則Vc)Ut約等於νχ幅值的兩倍。在另一 只&例中1將夕個回饋信號用於調節器系統⑽的多回路 制可採用任何多回路控制技術，例如加權回饋信號、從 多個回饋錢中選擇—個回饋信號、及改變每個反饋回路的 響應時間。例如’從Vx到LD〇 2〇2的内部反饋回路可設定 為其回應慢於從V_到LD〇2()2的外部回路。可將任何類型 的線性調節器用作本發明的低損耗調節器。在—個實施例 中’可在單獨一個積體電路2〇1上製造LDO 202和耗合電感 ^器。施，其中以獨立的電感器元件用於輸出電感器和麵 «电感器。在另一實施例中，可令耦合電感調節器2〇4和 2〇2的次序相反，使得耦合電感調節器2〇4由輸入電壓 產生中間電壓Vx ’而LDO 202產生輸出電壓Vout。lD〇 2〇2 可接收出自Vout的回饋信號，以及出自中間電壓的前饋信號。
第七B圖示出了調節器系統21〇的一個較佳實施例其 中基準放大器214和％效應電晶體216結合，構成具有ld〇 輸出Vx的LDO。2:1調節器212由Vx產生輸出電壓v〇m , 其中Vout約等於Vx幅值的一半。輸出電容器218可對2:1 調節器212的輸出進行濾波。調節器系統21〇有益之處在於 僅需要LD0提供電流Ιχ，而電流Ιχ為輸出電流I〇ut幅值的 —半，因此降低了 FET 216的成本以及對於LDO的散熱要 求。電谷器218也可包含在FET216的輸出端，因而可以改進 LDO的穩定性。在一個代表性調節器系統21〇中，vin可以 16 1363263 是3.3V，而Vout可在1.2¥到h5V的範圍内。在另一代表性 調節器系統210中，Vin可以是2 5V，而—可在〇 8ν到 1.2V的範圍内。 第八圖不出了兩級調節器系統3〇〇的一個實施例，該調 即盗系統用於產生輸出電壓Vout，輸出電壓v〇m的幅值約等 於輸入電壓Vin的1/4。第一級2:1調節器3〇2與第二級2:ι
調節器3〇4事聯連接。第一級2:1調節器3〇2的工作電壓可 兩倍於第二級2:1調節器，而電流則為後者的一半。由於第 一級調節器302和第二級調節器3〇4工作於不同電壓，用於 各級調節器302和304的半導體處理可對工作電壓進行優 化。例如，第一級2:1調節器302可採用〇 5μιη等效邏輯電 晶體工藝形成’而第二級2:1調節器3〇4則可採用〇 25帅等 效邏輯電晶體工藝形^基於各級調節器的電壓來選擇用於 該調節器級的工藝’此方法可應用於耦合電感調節器的任一 實施例，同樣可應用於耗合電感調節器的任何結構，如串聯、 並聯以及帶分接頭的耦合電·感調節器的任一種組合。通過對 用於每個耦合電感調節器的工藝進行優化，可減小晶片尺 寸’從而導致成本顯著降低。 Μ
第九Α圖示出了極低電壓高電流調節器（vlvhc調 器）320的-個實施例’該調節器用於產生低電壓輸出 VLVHC調節器320可包括後接2:1調節器324的降壓變換 322。在一個f施例中，T在單一 一個積體電路2〇1上製成 壓變換器322和2:1調節器324，並以獨立的電感器元件用 輸出電感器和耦合電感器。降壓變換器322可以是任何一 類型的降壓變換器’例如具有一個或多個輸出相位的傳統 壓變換器。用於控制降壓變換器322的輸出的一個或多個 饋信號可從VLVHC調節器32〇中的各點，如21 17 1363263 的輸出端和降壓變換器322的輸出端，傳送到降壓變換器 322。由於與單個降壓變換器直接將Vin變換成Vout相比， 降壓變換器322的輸出電流的幅值是前者的輸出電流的一 半，因此與僅用單個降壓變換器產生Vout相比，降壓變換器 322的輸出裝置可有利地在尺寸上以大小至少為2的因數減 小，亦即與僅用單個降壓變換器時相比，降壓變換器322的 輸出裝置的尺寸可減小到前者的尺寸至少除以2。上述輸出 裝置可包括諸如輸出電容器和輸出電感器等器件。有利的 是，本發明人認識到2:1調節器324的輸出端上的紋波電壓 將減小到降壓變換器322的輸出端上的紋波電壓除以因數 2，因此可以將更小的輸出裝置用於降壓變換器322。另外， 電容器的體積效率通常直接關係到電容器的額定電壓，因此 隨電容額定值的額定電壓增加，通常電容器的體積減小 (VH/VL)2,其中VH是較高額定電壓，而VL是較低額定電壓。 另外，電感器的體積直接與流過電感器的電流的平方有關， 因此隨電感器的最大額定電流減小，電感器的體積就減小。 在一個實施例中，可用多回饋信號進行VLVHC調節器320 的多回路控制。可採用任何一種多回路控制技術，例如加權 回饋信號、從多個回饋信號中選擇一個回饋信號、及改變每 個反饋回路的響應時間。例如，從降壓變換器輸出端到降壓 變換器322的内部反饋回路的回應可設定為比從Vout到降壓 變換器322的外部回路慢。 另外，與僅用一個非隔離降壓變換器將Vin變換成Vout 相比，VLVHC調節器320的總功率效率可以更低。第九B圖 示出了在一個由Vin產生Vout的非隔離降壓變換器中，流過 導電開關的電流Ids的波形326，該降壓變換器的占空比可以 比VLVHC調節器320中的占空比低約四倍。由於占空比更 18 低，流過導電開關的峰值電流可比流過VLVHC調節器320 的導電開關的峰值電流高約四倍，從而導致降壓變換器中的 開關損耗可比VLVHC調節器32〇的降壓變換器中的開關損耗 大約高4倍。非隔離降壓變換器的導電開關中的功率耗散 的波形328顯示出在導電開關的切換過程中發生的高開關損 耗。 第十A圖不出了用於產生低電壓輸出的極低電壓高電流 調即态34〇 ( VLVHC調節器）的另一實施例。VLVHc調節器 =0與VLVHC調節器320在功能上類似，區別是VLVHC調 即窃340在電源346之後可包括兩個或更多個搞合電感調節 器342和344。輕合電感調節器342 * 344較佳是降壓式輕 合電感調節器（2:1調節器、3:1調節器、4:1調節器等等）， ^更獲得減小電源346的輸出裝置尺寸的益處，然而本發明 的範圍包括耦合電感調節哭沾 — 壓比的升壓調節器。 任-貫施例’例如具有1:2升 Ξ出了用於產生低電壓輸出的極低電壓高電流 ^ =7〇(VLVHC調節器）的另 370與VLVHC調節器34〇 Π即益 節器谓在電源376之前上類似，區別是彻沉調 72和374。耦合電感調節 一 構’例如耗合電感調節器 器、4:1調節器等等） 構⑴知ηΐ调郎 構（1M調節器）。 ^構⑴調節器），以及反相結 第十一圖示出了用於將 a V〇utl^Vout3 調節器系.統350可包括電/系統350的一個實施例。多級 輕合電感調節器354〜36q的、352’例如連接到兩個或更多個 的降壓變換器。有利的是，多級調 1363263 節器系統350可產生多個中間電壓，例如v〇uu〜v〇ut3，同時 通過減小電源352的輸出裝置的成本而使整個實施方案的成 本達到最小。 · 第十二A圖和第十二B圖示出了單獨的電源放大器系統· 彻和4H)的實施例，單獨電源放大器系統4〇〇* 41〇可從 功率放大器404給負載例如揚聲器4〇2供電。傳統的單獨電 源放大益系統包括與負載和功率放大器串聯的大隔直流電容 器：則更從用於驅動負載的信號中去掉任何直流成分。有利 的是，單獨電源放大器系統4GG可利賴合電感調節器，由 第-電源電壓VDD產生第二電源電壓^該第二電源電壓可 _ 用於消除在負載402上出現的直流電壓。 ^在個贫施例中，2:1調節器406可產生電壓vo2，該電 壓的幅值約為VDD的一半。電壓v。2可被施加到負載4(^的 一端，以偏置負載402,使得負t 4〇2上不出現直流電壓， 從而消除對隔直流電容器的需要。在一個實施例中，可在單 獨一個積體電路401上形成2:1調節器4〇6和功率放大器4〇4。 ，另貧把例中，11調節器408可以產生電壓_vDD， j電壓為功率放大器404的高壓側電源電壓Vdd的負值。電 壓_VDD被用作功率放大器404的低壓側電源電壓，以便將工力 · 率放大器404轉換成雙電源放大器。因此功率放大器4〇4可 產生的輸出基本上是以零伏電壓為中心，並且幾乎沒有直流 成分，從而消除了對隔直流電容器的需要。在一個實施例中， 可在單獨一個積體電路411上形成1:_〗調節器4〇8和功率放 大器404。 第十二圖示出了由24伏電池5〇2供電的車輛電氣系統 5〇〇。車輛電氣系統500可包括第一負載504 (即24伏負載） 和第二負載506 (即12伏負載）二者的組合。例如，汽車的 20 基本电氣系統例如引擎、麼縮機、風扇、照明設備、及空調 全部以24伏電池5〇2驅動。而汽車的一個或多個附件，例如 身歷聲裝置、電腦、點煙器、及全球定位系統，則可能已經 設計成使用12伏電壓，因此需要以12伏電源提供電能。2ι 調即器508可提供由24伏電池502經變換而得的12伏低成 本電源，因此在汽車電氣系統5〇〇中可以使用需要12伏電源 的其餘汽車附件。 第十七A圖示出了用於由輸入電壓Vin產生輸出電壓 V〇ut的自動檢測調節器$ 1 〇的一個實施例。自動檢測調節器 510特別適合於用作車輛電氣系統500中的2:1調節器5〇8。 自動檢測調節器510可包括自動檢測器，用於檢測輸入電 壓’並控制2:1調節器520。該2:1調節器在功能上類似於2:1 °周節器20 ’其對應元件的編號為520〜528。自動檢測器530 可以根據輸入電壓幅值的函數來自動控制2:1調節器520。例 如，當Vin比預定的電壓電平大時，自動檢測器53〇可將導 電開關522a和522b的占空比設定為每個50%，從而使2:1 s周節器520能夠產生約為vin幅值的一半的輸出電壓，並且 當Vin比預定電壓電平小時，自動檢測器530可將導電開關 522a和522b兩者均設定成連續導通狀態，從而使v〇m約等 於 Vin。 第十七B圖示出了用於由輸入電壓Vin產生輸出電壓 V〇ut的自動檢測調節器54〇的另一實施例。自動檢測調節器 540可包括自動檢測器（am〇sens〇r)56〇 ’用以檢測輸入電塵， 並根據輸入電壓幅值的某一函數來控制傳統的降壓變換器 550。可採用任一類型的降壓變換器552。降壓變換器550可 包括導電開關552、穩流二極體554、輸出電感器556、及輸 出電谷器558。在一個實施例中，如果vin小於預定電麼電 1363263 平，自動檢測器可將導電開關552設定為連續導通狀態，而 如果Vin大於預定電壓電平，則自動檢測器560可使得導電 開關由可變占空比信號進行驅動，從而維持恒定輸出電壓。 第十四圖示出了用於供電給高速線路驅動器元件（DDR) 602的驅動器電源系統600。2:1調節器604可由電壓VDDQ 產生電壓Vxt ^電壓Vtt的幅值約為Vddq電壓的'一半。有利 的是，2:1調節器604可利用輸出濾波電容器，該輸出濾波電 容器比傳統調節器所需要的濾波電容器小得多。電壓VTT可 供電給終端設備606a和606b以及DDR602。為了對VTT電壓 不是精確地為VDDQ電壓的一半這種情況進行補償，可由電壓 Vtt得到DDR 602的參考電壓Vref (附圖中標記為608 )。另 外，濾波器610可濾波參考電壓608，從而減小雜訊成分。 第十五A圖示出了耦合電感器700的一個實施例，其中 耦合電感器是繞製在環形鐵心上的。耦合電感器700的繞組 被設置成使得流過繞組的各直流電流相抵消。通過使流進耦 合電感器700的總的直流電流達到最小，防止了環形鐵心飽 和，並且可在環形鐵心中使用高導磁性材料例如鐵氧體，以 便減小鐵損。 第十五B圖示出了耦合電感器710的另一實施例，其中 耦合電感器是繞製在平面形組件上的。耦合電感器710與耦 合電感器700在功能上類似，例如其繞組設置得令流過繞組 的各直流電流抵消’因此可將南導磁性材料如鐵氧體用於鐵 心〇 以上已經描述了本發明的大量實施例。然而應認識到， 可以實現各種變形方案而不脫離本發明的精神和範圍。因 此，其他實施例處於所附申請專利範圍内。 22 1363263 【圖式簡單說明】 第一 A圖是耦合電感調節器的一個實施例的功能方塊 圖。 第一 B圖是導電開關的一個實施例的示意圖。
第二A圖是2:1降壓調節器的一個實施例的功能方塊圖。 第二B圖是2:1降壓調節器的一個實施例的電路圖。 第二C圖是與一個2:1降壓調節器實施例相關的波形圖。 第三A圖是1:2升壓調節器的一個實施例的功能方塊圖。 第三B圖是1:2升壓調節器的一個實施例的電路圖。 第四A圖是2:-1降壓調節器的一個實施例的功能方塊 圖。 第四B圖是2>11降壓調節器的一個實施例的電路圖。 第五圖是具有同步整流器的1:2升壓調節器的一個實施 例的電路圖。 第六A圖是降壓結構耦合電感調節器的一個實施例的示 意圖，其中有四個耦合電感器。
第六B圖是升壓結構耦合電感調節器的一個實施例的示 意圖，其中有四個耦合電感器。 第六C圖是反相結構耦合電感調節器的一個實施例的示 意圖，其中有四個耦合電感器。 第七A圖是一個與2:1調節器相連接的低損耗設備實施 例的功能方塊圖。 第七B圖是一個與2:1調節器相連接的低損耗設備實施 例的示意圖。 第八圖是多級調節器系統的一個實施例的功能方塊圖。 第九A圖是一個與2:1調節器相連接的降壓調節器實施 例的功能方塊圖。 23 1363263 第九B圖是在降壓變換器的導電開關中的電流和功率損 耗的圖形表示。 第十A圖是與降壓調節㈣聯的纽2:1調節ϋ的-個 實施例的功能方塊圖。 第十Β圖是與降壓調節器串聯的多級2:1調節器的另_ 實施例的功能方塊圖。 第十-圖是調節器系統的—個實施例的功能方塊圖，复 中㈣即益系統具有多個耗合電感調節器。 第十Α圖是放大器系統的—個實施例的功能方塊圖。 一 __圖疋放大器系統的另一實施例的功能方塊圖。 =十一圖疋車輛電氣系統的一個實施例的功能方塊圖。 六处士十四圖疋用於高速驅動器的電源系統的-個實施例的 功能方塊圖。 θ =十五A圖是輕合電感器的—個實施例的圖形表示。 十圖疋耦合電感器的—個實施例的圖形表示。 節器實Li二圖ί用於產生輸出電壓的降壓結構耦合電感調 1/4。U ’不思圖’該輸出電壓接近於輸人電壓幅值的 對應的信號^ =與降合電感調節器的—個實施例 器的另第的是=合電感器的降細㈣電感調節 示意Ϊ十===3調節器的-個實施例的 入電昼的函數而自動加以控制。 田值作為輪 圖圖是自動檢測Μ變換器的—個 省自動檢測降壓變換器用於將輸 的丁 ％、 24锔出電屋的幅值作為輸入 1363263 電壓的函數而自動加以控制。 【主要元件符號說明】 10----搞合電感調節 12-…穩流開關 14-…驅動信號發生器 16a，16b，16c----開關 22a，22b----導電開關 26a, 26b----電感 Is 28----輸出電容 52a，52b----導電開關 56a，56b----電感 60----1:-1 調節器 64a，64b----反相調節fi 68----輸出電容 72a, 72b----導電開關 76a，76b----電感 is 120----柄合電感調節 124a, 124b----穩流開關 126a，126b，126c，126d-…耦合電感器 128-…輸出電容器 132a，132b----導電開關 136a，136b，136c，136d-…耦合電感 140----搞合電感調節 144a，144b-…反向調節器 146a，146b，146c，146d-…耦合電感器 11----導電開關 13—搞合電感Is 15—--頻率發生器 20-…2:1調節器 24a, 24b----穩流開關 27--—電感器組件 5〇…-1:2調節器 54a, 54b----穩流開關 58----輸出電容 62a，62b-…導電開關 66a，66b----電感益 70----搞合電感調節器 74a，74b…·同步整流器 78----輸出電容器 122a，122b-…導電開關
130----搞合電感調節Is 134a，134b----穩流開關 器 138-…輸出電容器 142a，142b-…導電開關 25 148----輸出電容β 152a，152b3 152c，152cU …驅動器 150----4:1 調節器 1363263 156a, 156b，156c，156d, 156e，156f-…耦合電感器 158----輸出電容 160----輕合電感調郎益 162…-驅動器 166—搞合電感Is 167----柄合電感 210----調節器系統 200, 210-…調節器系統 201----積體電路 202—-LDO 204----耗合電感調郎 206----回饋信號 212---- 2:1 調節器 214-…基準放大器 216----場效應電晶體 218-…電容器 300----兩級調郎益糸統 302-…第一級2:1調節器 304-—第二級2:1調節器 320----極低電壓商電流調印裔 322-…降壓變換器 324----2:1調郎340----極低電壓而電流調卽裔 342, 344…-耦合電感調節器 346-…電源 350-…多級調節器系統 352----電源 354, 356, 358, 360-…耦合電感調節器 4〇〇…-單獨電源放大器 401-…積體電路 402…-揚聲器 404-…功率放大器 406----2:1 調節器 408----1:-1 調節器 410—單獨電源放大器系統 411-…積體電路 500-…車輛電氣系統 502----電池 504-——第一負載 506-…第二負載 508----2:1 調節器 510----自動檢測調節器 520----2:1 調節器 522a，522b-…導電開關 524b-…穩流開關 526a，526b-…電感器 527-…電感器組件 26 528-…輸出電容器 1363263 530----自動檢測益 550-…降壓變換器 554----穩流二極體 558----輸出電容益 600----驅動益電源系統 604-——24調節器 608-…參考電容 700，710----搞合電感β 370----極低電壓南電流調卽裔 372, 374-…電感器耦合調節器 376—-電源 540——自動檢測調節器 552----導電開關 556----輸出電感裔 560----自動檢測益 602----南速線路驅動益元件 606a, 606b----終端設備 610----渡波益
27

Claims (1)

  1. I - ( (°0年修正本 、L—————— ' 十、申請專利範圍： 1 ·一種耦合電感調節器，用於將來自輸入電壓的電源轉 換成具有輸出電壓的輸出包括： 至少兩個導電開關，用以將能量從所述輸入電壓的電源 傳送至所述輸出；
    至少兩個電感器，其與所述至少兩個導電開關相連接， 其中所述至少兩個電感器是在一公共鐵心上繞製在一起的， 並且每個電感器具有極性，使得所述至少兩個電感器中的直 流電流彼此抵消，且其中所述至少兩個電感器具有接近等於 1的叙合係數； 至少兩個穩流開關，其與所述至少兩個導電開關相連 接，用以在非導通週期中為電流提供路徑； 一驅動信號發生器，其產生驅動信號，每個驅動信號具 有約50%的占空比，其中所述驅動信號控制至少所述兩個導 電開關；以及 一自動檢測器，其檢測該輸入電壓之電壓位準，
    其中該耦合電感調節器響應該自動檢測器，產生該輸出 電壓， 其中若該輸入電壓係非大於參考電壓，該輸出電壓係約 等於該輸入電壓。 2·如申請專利範圍第1項所述的耦合電感調節器，其中 所述至少兩個導電開關、所述至少兩個電感器及所述至少兩 個穩流開關是以一種升壓結構連接，使得所述輸出電壓位準 接近等於所述輸入電壓的兩倍； 所述升壓結構包括兩個升壓調節器，每個升壓調節器以 約50%占空比工作； 28 1363263 每個升壓調節器包括所述至少兩個導電開關之其中之 一，其與所述至少兩個穩流開關之其中之一和所述至少兩個 電感器之其中之一相連接； 該導電開關在導通週期將電流從所述輸入電壓的電源的 高壓方通過所述至少兩個電感器之其中之一傳送至所述輸入 電壓的電源的低壓方；以及
    所述穩流開關在所述非導通週期為從所述輸入電壓的電 源的高壓方流過所述至少兩個電感器之其中之一的電流提供 到所述輸出的導電路徑。 3 ·如申請專利範圍第1項所述的耦合電感調節器，其中 所述輸出電壓給負載供電，並且 進一步包括一頻率發生器，用於產生具有工作頻率的時 鐘信號，所述驅動信號與該時鐘信號同步，而且可響應所述 負載的變化而控制所述工作頻率。
    4 *如申請.專利範圍第1項所述的耦合電感調節器，其中 所述至少兩個電感器的每一個包括一個串聯電感器對，在構 成各串聯電感器對的兩個串聯電感器之間有一公共節點；並 且 每個導電開關與對應的串聯電感器對的所述公共節點相 連接。 5 ·如申請專利範圍第4項所述的耦合電感調節器，其中 所述的至少兩個導電開關、串聯電感器對、及穩流開關是以 一種降壓結構連接，該降壓結構包括兩個降壓調節器，每個 降壓調節器以約50%占空比進行工作； 每個降壓調節器包括所述至少兩個導電開關之其中之 29 1363263 一，其與所述至少兩個穩流開關之其中之一和所述串聯電感 器對相連接； 該導電開關在導通週期將電流從所述輸入電壓的電源通 過所述串聯電感器對傳送至所述輪出； 所述穩流開關在所述非導通週期為流過其中一個所述串 聯電感器的電流提供到所述輸出的導電路徑。
    6 ·如申請專利範圍第4項所述的耦合電感調節器，其中 所述至少兩個導電開關、所述至少兩個電感器以及所述 至少兩個穩流開關是以一種升壓結構連接，該升壓結構包括 兩個升壓調節器，每個升壓調節器以約50%占空比進行工作； 每個升壓調節器包括所述至少兩個導電開關之其中之 一，其與所述至少兩個穩流開關之其中之一和所述至少兩個 電感器之其中之一相連接； 該導電開關在導通週期將電流從所述輸入電壓的電源的 高壓.方通過所述至少兩個電感器之其中之一傳送至所述輸入 電壓的電源的低壓方；以及
    所述穩流開關在所述非導通週期為從所述輸入電壓的電 源的高壓方流過所述至少兩個電感器之其中之一的電流提供 到所述輸出的導電路徑。 7·如申請專利範圍第4項所述的耦合電感調節器，其中 所述的至少兩個導電開關、所述至少兩個電感器、及所述至 少兩個穩流開關是以一種反相結構連接，該反相結構包括兩 個反相調節器，每個反相調節器以約50%占空比進行工作， 每個反相調節器包括所述至少兩個導電開關之其中之一，其 與所述至少兩個穩流開關之其中之一和所述至少兩個電感器之其中 之一相連接； 30 該導電開關在導通週期將電流從所述輸入電壓的電源的高 壓方通過所述至少兩個電感器之其中之一傳送至所述輸入電 壓的電源的低壓方；以及 所述穩流開關在非導通週期為從所述輸出流過所述至少 兩個電感器之其中之一的電流提供到所述輸入電壓的電源的 低壓方的導電路徑。 8 ·如申請專利範圍第4項所述的耦合電感調節器，其中 所述至少兩個電感器各自具有一定匝數，而且每個串聯電感 器對的匝數的匝數比是經過選擇的，以設定所述輪出電壓除 以所述輸入電壓所得到的電壓比。 9 ·如申請專利範圍第8項所述的耦合電感調節器，其中 所述至少兩個調節器各自具有大約相等數量的匝數，使得所 述輸出電壓約等於輸入電壓的1/4; 所述至少兩個導電開關、兩串聯電感器對、及至少兩個 穩流開關是以一種降壓結構連接，該降塵結構包括兩個降壓 調節器，每個降壓調節器以約50%占空比工作，每個降壓調 節器包括： 所述至少兩個導電開關之其中之一，其與所述至少兩個 穩流開關之其中之一和一對所述串聯電感器對相連接； 該導電開關在導通週期將電流從所述輸入電壓的電源通 過所述串聯電感器對傳送至所述輸出；以及 所述穩流開關在所述非導通週期為流過所述串聯電感器 對之其中之一的電流提供到所述輸出的導電路徑。 10 ·如申請專利範圍第8項所述的耦合電感調節器，其 中所述串聯電感器，包括第一電感器及第二電感器，所述第 1363263 一電感器與所述至少兩個導電開關之其中之一相連接，而所 述第二電感器與所述輸出相連接； 所述串聯電感器的匝數比定義為用所述第一電感器的匝 數除以所述第二電感器的匝數；並且 其中所述串聯電感器的匝數比約等於二分之一，使得所 述電壓比約為三分之一。
    11 ·如申請專利範圍第1項所述的耦合電感調節器，其 中所述至少兩個導電開關、所述至少兩個電感器、及所述至 少兩個穩流開關是以一種降壓結構連接的，使得所述輸出電 壓位準接近所述輸入電壓的一半； 所述降壓結構包括兩個降壓調節器，每個降壓調節器以 約50%占空比工作； 每個降壓調節器包括所述至少兩個導電開關之其中之一，其與 所述至少兩個穩流開關之其中之一及所述至少兩個電感器之其中之一 相連接， 該導電開關在導通週期將電流從所述輪入電壓的電源通 過所述至少兩個電感器之其卡之一傳送至所述輸出；
    所述穩流開關在所述非導通週期為流過所述至少兩電感器之其中 之一的電流提供到所述輸出的導電路徑。 12 ·如申請專利範圍第1項所述的耦合電感調節器，其 中所述至少兩個導電開關的總導通時間接近與但是小於100 13 ·如申請專利範圍第1項所述的耦合電感調節器，其 中 所述至少兩個導電開關包括第一導電開關和第二導電開 32 第-導電開關接收第一驅動信號，而所述第二導電 開關接收弟二驅動信號； 所述至少兩個穩流開關包括第一 閟m A 匕秸罘穩流開關和第二穩流開 關所述苐一穩流開關接收所述第二驅 ^ ^ + ^ ^ ,Λ p〇 先勖“號，而所述第二 穩/爪開關接收所述第一驅動信號；且 所述的第一和第二驅動信號為 '有—定相位偏移量的相 同仏唬，该相位偏移量等於36〇度 f、以所述導電開關的數量 14 .如申請專利範圍第1項所 項所述的耦合電感調節器，其 所述至少兩個導電開關之其中 ^ Z： . ^ ^ 的—第一導通時間盘 另所述至少兩個導電開關的— Π: 間隔開的；且 ^通^間疋由非導通時 其中所述非導通時間的持續時間 間和所述第二導通時間的持續時間。 所^一導通時 中 器，其 15 .如申請專利範圍第1 中所述耗合錄大約至少為G.99 Μ㈣合電感調節 !6·-麵於產生放大信號之放大 括：如申請專利範圍第1項所述_合電^二感调即益，包 -功率放大器，該功率放大器以接;二二及 壓，而由輸入信號產生單端信號，,為參考電 述輸入電壓接收電力’其中所述輕合以所 電壓產生第二電壓，並且盆中 …周㈣由所述輸入 結合而形朗述放大錢。H藍和所述單端信說 用於給具有第 種用於車麵電氣系統_合電感調節器， 33 1363263 一電壓負載和第二電壓負載的車輛供電，·包括： 如申請專利範圍第1項所述的耦合電感調節器；以及 一電池，該電池以第一電壓給所述車輛的第一電壓負載 供電，其中所述耦合電感調節器由所述第一電壓電源產生第 二電壓，該第二電壓被輸出到所述第二電壓負載。 18 ·如申請專利範圍第17項所述的用於車輛電氣系統的耦 合電感調節器，其中所述電池具有該電壓位準；並且
    包括自動檢測器，根據所述電池的電壓位準的函數控制所述 搞合電感調節器。 19 ·如申請專利範圍第18項所述的用於車輛電氣系統的耦 合電感調節器，其中如果所述電池的電壓位準略大於一預定電 壓，則所述自動檢測器控制所述耦合電感調節器以產生第二 電壓，該第二電壓所具有的電壓電平約等於所述電池的電壓 電平的一半。
    20 ·如申請專利範圍第19項所述的用於車輛電氣系統的耦 合電感調節器，其中如杲所述電池的電壓位準略小於所述預定 電壓，則所述自動檢測器控制所述耦合電感調節器以產生第 二電壓，該第二電壓電源所具有的電壓電平約等於所述電池 的電壓電平。 21 .如申請專利範圍第1、16或17項任何一項所述的搞 合電感調節器，其中 所述至少兩個導電開關、所述至少兩個電感器、及所述 至少兩個穩流開關是以一種1:-1的結構連接，使得所述輸出 電壓近似是所述輸入電壓的負值； 34 1363263 所述1:-丨結構包括兩個反相調節器，每個反 約50%占空比工作； 门P。。以 每個反相調節器包括所述至少兩個導電開關之其中之―，其與 述至〆兩個麟開關之其中之_和所述至少兩個電感器之1中之 連接； 〃 m ，該導電_在導通聊將電流從所聽人電_電源的紐 ^所述至少兩個電感！I之其中之—傳送至所述輸人電壓的電源的低壓
    所述穩流開關在非導通週期為從所 =其中之-的電流提供到所述輸人電_電源的低財3 = 種用於高速線路驅動器元件供 電感調節器，包括： 4的‘動^為統的搞合 申月專利㈣第1項所述叫合電感調節器丨以及 -第-電源，該第一電源具有輸 供給所述驅動器元件，並中 ，弟一％•壓提
    電壓在所述輸出產生第合電感調節器由所述第-述驅動器元件。 並且將該第二電壓提供給所 23 ·如申請專利範圍第22項所 的驅動器電源系統_合電感調節$，，用⑼速線路驅動器元件供電 器接到f，蝴尊蝴該驗 24·-種用於自動檢測調節器的 專利範圍第1賴述_合電-紅^出，用來從如申請 25 種電源系統，包括： 35 ^63263 ::請專利範圍第1項所述的耦合電感調節器; 輕合電的低損耗調節器，所述第-輸出係所述 a肩即态的輪入電壓；以及 述低損耗述福合電感調節器的輸出電愿連接所 所述第—輸=，^低指耗調節器響應該回饋信號而調節 轉換合電感調節器，用於將來自輸入電虔的電源 钤換成具有輪出電壓的輸出包括·· 至少兩種相位信號，用以控制導通時間； 至少兩個驅動器，其響庠所诚$ + 述電源傳送能量，· 應料以兩種相位信號而從所 —橋形料，其連接於所述至少兩個㈣ :間’該橋形網路由搞合電感器對構成，具有N級，= 數在每—級中的各個電感器對各自具有接近等於^ 每，所述相位信號具有約⑽％/2N的占空比；所 电壓約等於所述輸入電壓除以2N ;以及 一自動檢測器，其檢測該輸入電壓之電壓位準 電墨其中職合電感調節器響應該自動檢測器，產生該輪出 其中若該輸人電Μ約大於參考電壓， 等於該輸入電壓的1/2,且 四甩/1係約 其中若輸人電壓係約非大於該參考電壓，該輸 約與該輸入電壓相等。 你 27.如申請專利||圍第26項所述的輕合電感調^ 中至少兩種相位信號中’至少-種具有的數量約等二:、 36 η，才口 1363263 /或至少兩個驅動器具有的數量約等於2N 28.如申請專利範圍f 26項所述的輕合電感調節哭 所述橋形網路的一級上的電感器對與該橋形網路的前二級 的一個電感器相連接，使得所述橋形網路的每一纟 ' 電感器兩倍於其前一級。 斤八有的
    …29.如申請專利範圍帛26項所述的轉合電感 迷電感器對是各自繞製在相應的獨立鐵心結構^。 30.如申請專利範圍第26項 中 、”耦合電感調節器，其 N等於2’並且所述輸出電壓電壓約等
    1/4 ; 於所述輸入電壓的 所述電感器對是各自繞製在相應的獨立 所述相位信號是以一定時間序列設定， 連續時間序列和交替時間序列。 鐵心結構上；且 該時間序列選自
    ^ X 月寻利範圍第3〇項 甲具有交㈣料制橋形網路的^調節器’其 序列的橋形網路的中間頻率大。 ’員率比具有連縯時間
    37
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