TWI397247B - 用於交換調整器中輸出過電壓降低之方法及電路 - Google Patents

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Description

用於交換調整器中輸出過電壓降低之方法及電路
本發明係關於在交換調整器中之輸出過電壓降低。提供用於降低在以叢發模式操作之交換電壓調整器之輸出端處的電壓突增的方法及電路。
使用交換調整器來提供穩定電壓及電流供應。交換調整器可用於自振幅較輸出電壓小或較輸出電壓大之DC輸入電壓產生多種振幅的DC電壓。交換調整器亦可用於自AC輸入電壓產生多種振幅的DC電壓。
交換調整器電路即便當其正在將少量電力或未將電力供應至一負載時亦消耗電力。為了降低在交換調整器正將少量電力或未將電力提供至其負載時該等交換調整器之電力消耗，交換調整器可經組態成以一電力節省模式或Burst Mode TM (叢發模式)來操作。當以該叢發模式操作時，一交換調整器可監視在其輸出端處消耗之電力，且可視輸出負載電力要求而定在兩種操作狀態之間交替，該兩種狀態為SLEEP(休眠)狀態及WAKE(喚醒)狀態。若該負載要求少量電力或不要求電力，該調整器可進入SLEEP狀態，在該狀態中調整器開關電路實質上關斷以保存電力。若該負載要求更多電力，則該調整器可進入WAKE狀態，在該狀態中該開關電路接通且將電力供應至該輸出負載。
雖然交換調整器可包含可操作以視負載電力要求而定將調整器置於WAKE或SLEEP狀態中的叢發模式控制電路，該電路可有害地影響該調整器之效能。舉例而言，該電路可藉由使輸出信號過度變化而限制該調整器維持一穩定之調整器輸出電壓或電流之能力。即便該負載不再要求大量電力，該電路亦可導致該調整器保持在WAKE模式中。
需要提供用於調整器之改良之叢發模式控制及過電壓降低方法及電路。該等方法及電路較佳允許對調整器輸出信號之更精確的控制，且較佳更嚴密地控制處於WAKE狀態中之調整器之連續操作。
本發明提供用於控制一交換調整器之狀態的調整器叢發模式控制方法及電路。此外，本發明提供閘控過電壓比較器方法及電路，該等方法及該等電路用於當該調整器以WAKE狀態操作時降低調整器輸出電壓突增。
可以叢發模式操作之交換電壓調整器可包含選擇性地將該調整器置於SLEEP或WAKE狀態的叢發模式控制電路。在電流模式交換調整器中(例如)，該叢發模式控制電路可包含負載電流感測電路，該電路可操作以當由調整器開關電路提供之電流超出負載要求時將該調整器置於且維持在SLEEP狀態中，且當負載要求電力時將該調整器開關電路維持在WAKE狀態中。該交換調整器亦可包含輸出電壓感測電路，該電路可操作以當在該調整器之輸出端處的電壓超出一第一臨限電壓時停用(或關斷)該調整器。但在該等習知之交換模式調整器中，對操作之控制較最佳控制鬆散，亦即可允許輸出自一目標值變化多達8%之突增位準(或在一3伏特調整器中之4%之DC輸出電壓)，此係因為其他電路考慮因素，諸如由重大負載瞬變引起之最壞情況高漣波。
本發明提供閘控過電壓比較器電路，該電路用於選擇性地啟用或禁用負責提供叢發WAKE調整之感測電路。該閘控電路可包含一單觸發計時器，該計時器較佳停用負責降低突增之感測電路。除在該調整器進入WAKE狀態之後的一可選擇之時間週期期間之外，該電路較佳在所有其它時間中停用該感測電路。
應注意本專利申請案適用於所有交換調整器，無論該調整器為電流反饋或電壓反饋或該兩個系統之某些組合。
交換調整器電路通常用於將穩定之DC電壓或電流提供至一負載。交換調整器包含週期性地將電力提供至該調整器之輸出端的一開關電路。一普通類型之交換調整器為脈寬調變(PWM)調整器，其依賴脈寬調變以產生不同振幅之輸出信號。PWM交換調整器改變其產生之輸出信號的工作循環以便調整所供應的電流量及維持在調整器之輸出端處的電壓位準。在該等調整器之輸出端處供應的電壓可視交換脈寬對交換脈衝週期之比值而定，一較高之比值產生一較高之輸出電壓。交換調整器亦可依賴PWM以外的原理來進行其操作。
當輸出負載較輕(如由圖1A之Vc信號所指示)時，該交換調整器進入叢發模式。
該叢發模式由SLEEP模式及WAKE模式組成。在叢發睡眠模式中，多數電路關斷以節省電力，且輸出負載由輸出電容器傳遞直至輸出漂移至低於經調整之位準，然後交換調整器進入叢發WAKE模式，在該模式中調整器電路接通以驅動輸出電容器至高位準直至該輸出高於該經調整之位準為止。然後，該調整器再次進入叢發睡眠模式。該循環重複直至輸出負載增加且該調整器進入正常之非叢發模式為止。
本發明較佳僅降低在電力節省叢發模式中之輸出突增。特定而言，在叢發WAKE模式中，輸出常因緩慢的調整器系統迴路響應時間而突增。該突增位準導致失去對輸出之調整能力。
在一實施例中，本發明較佳使用一單觸發計時器連同一過電壓比較器。該組合電路較佳僅在叢發WAKE模式中之一受限的時間週期期間被啟用。
在該時間週期期間，該比較器可偵測到該輸出突增高於預設位準。當偵測到該突增時，該比較器停止調整器開關以使得不再有能量被傳遞至輸出電容器，且輸出突增停止。
為了重申，該過電壓比較器係單觸發計時器閘控的一個原因為：當該調整器進入正常非叢發模式時，該比較器被禁用，使得該比較器不會干擾由在輸出上之重大負載變化所導致之較高輸出漣波。
在一交換調整器之開關電路之輸出端處的交換電壓或電流可經過濾以自交換信號產生一DC或接近DC之調整器輸出信號。包含電感性及電容性元件之串聯組合的濾波器通常用於該目的。例如在圖1A中，電感性元件107及電容性元件106可操作以過濾在開關103之輸出端處的交換信號，且在調整器輸出節點105處產生一DC或接近DC之輸出信號。
用於提供較大及較小輸出電流之交換調整器視要求其供應之輸出電流的位準而定可具有不同操作模式。當要求較大之輸出電流時，該交換調整器可工作在其正常操作模式中。然而，當要求較小之輸出電流時，該交換調整器可進入電力節省叢發模式以降低由該調整器電路消耗之電力量。當處於叢發模式時，該交換調整器可在SLEEP狀態(在該狀態期間該交換調整器之主電路關斷)與WAKE狀態(在該狀態期間該交換調整器電路接通)之間交替。一電壓模式交換調整器可監視在其輸出端處之電壓，且僅當該輸出電壓降至一規定臨限以下時進入WAKE狀態。類似地，一電流模式交換調整器可監視傳遞到耦接至該調整器之輸出端的一負載的電流，且僅當該負載拉吸大於一規定臨限電流之電流時進入WAKE狀態。一旦輸出電壓超越一第二臨限則該電壓模式調整器可返回該SLEEP模式，同時一旦該負載電流降至其第二臨限以下則該電流模式調整器可返回SLEEP狀態。
圖1A展示一包含叢發模式控制電路之交換調整器100。調整器100作用以在輸出節點105處維持一穩定之電壓供應VO U T ，而不管該調整器所供應之輸出負載電流104為何。調整器100可為一脈寬調變調整器或任何其他合適的類型之交換調整器。在如圖1A中所示之實施例中，調整器100可為一包含任何合適之PWM開關電路103的PWM調整器。或者電路103可由其他可操作以將電流經由輸出電感性元件107提供至輸出節點105及輸出電容性元件106的交換調整器電路加以替換。
該輸出電容性元件106及該輸出電感性元件107作用以平滑化由開關103提供之輸出電流之叢發，以便在輸出節點105處提供一穩定之DC輸出電壓。電感性元件107確保由開關103提供至節點105之電流以一連續方式改變，從而確保在開關103之輸出端處供應之電流的不連續性不會導致在輸出節點105處之電壓的不連續性。電容性元件106確保在節點105處之輸出電壓以一連續方式改變。輸出電容性元件106亦可儲存電荷，且可用以當調整器正在驅動較小之輸出負載電流104時維持一穩定之輸出電壓而不要求開關103及系統100之電路連續操作。例如，當調整器100以叢發模式操作時處於SLEEP狀態時，輸出電容性元件106可尤其適用以維持一穩定之輸出電壓且提供較小負載電流104。
交換調整器100包含用於當調整器以叢發模式操作時控制該交換調整器之狀態的輸出電流感測電路。該輸出電流感測電路包含在輸出節點105與接地端之間串聯耦接的電阻器113及115。電阻器113及115起一分壓器之作用，在其共用節點114處提供一與在輸出節點105處之電壓成比例的電壓。放大器117感測輸出電壓VO U T ，且經由比較器121(其可為任何合適之比較電路)控制輸出電流125以反映VC 118並從而調整VO U T 。若VO U T 低於經調整之位準，則藉由接通開關103更長時間，VC 升高以強制使開關電流125(其如上文所述對應於局部電流)更高。
信號126及SR鎖存器109較佳提供調整器PWM工作循環控制。在該實施例中，信號126及SR鎖存器較佳不用於控制進入及離開叢發模式。從而VC 118指示調整器輸出電流。VC 118可與一預定之位準(或換言之，臨限位準)相比較以確定何時進入叢發模式。
圖1B展示一對應於輸出負載電流位準之VC 118。在一例示性電壓調整器中，當VC 降至低於0.7伏特時，比較器152經由電力節省叢發模式電路154強制使該調整器進入叢發休眠模式中。在叢發休眠模式中，開關103(如圖1A中所示)斷開。輸出向低位準漂移，直至VC 漂移至低於經調整之輸出為止。然後，VC 118升高至高於0.7伏特且電路被迫進入叢發喚醒模式。當輸出負載較高時，VC 118將較佳始終保持在高於0.7 V之位準上，且較佳不進入叢發模式。
第二比較電路121(其可為一放大器、一比較器或任何其他比較電路)可操作以將電容器123上之電壓VC 與一在節點125處之與一開關電流樣本成比例的電壓相比較。
由於比較電路121之輸出節點126耦接至SR鎖存器109之RESET(重設)輸入端，在節點126處之低電壓位準確保可設定SR鎖存器109。若該開關電流樣本低於VC 118，則在SR鎖存器已設定之情況下SR鎖存器109之輸出端Q保持高位準，或該輸出端Q在時脈信號之下一上升邊緣變為高位準，該時脈信號由耦接至鎖存器109之SET(設定)輸入端的振盪器111產生。相反，當該開關電流高於VC 118時，表示開關將過多之電流供應至輸出端，節點126變為高位準。鎖存器109接著重設且其輸出端Q變為低位準。
該鎖存器109之輸出端Q控制交換調整器100之開關電路103。當鎖存器109之輸出端Q為高位準時，開關電路103接通。相反，當輸出端Q為低位準時，開關電路103關斷。
圖2展示一例示性時序圖，該圖展示一調整器在正常及叢發操作模式中的操作。當一調整器以正常模式操作時，輸出電壓VO U T 由交換調整器電路之操作維持在其所要DC位準處。當該調整器以叢發模式操作時，該輸出電壓VO U T 可被允許不同於其所要位準。例如，當負載電力要求降低時，該調整器可以叢發模式操作。當該調整器進入叢發模式時，該調整器處於WAKE狀態且該交換調整器電路繼續操作。因為減少之負載電流要求，該交換電路之繼續的操作可導致輸出電壓VO U T 增加且電壓VC 減少。一旦VC 達到由VR E F 確定之臨限，該調整器進入SLEEP狀態。在該SLEEP狀態中，該調整器開關電路關斷且該輸出電壓VO U T 下降。當該輸出電壓VO U T 下降時，電壓VC 增加直至其達到由VR E F 確定之位準。一旦該電壓VC 達到臨限位準，在該輸出端上之電壓變為低位準且導致調整器進入WAKE狀態。一旦處於該WAKE狀態中，該調整器開關電路接通以對該調換器的輸出端提供電力。該交換器只要保持在叢發模式中則繼續以該方式操作。
雖然在圖1A及1B之情形中描述的輸出電流感測電路用以維持一穩定的經調整之輸出電壓，該感測電路當該調整器處於WAKE狀態中時可允許該輸出電壓超越所要的經調整之電壓。因為在電路中之信號傳輸中的延遲，該調整器可具有一非可略系統回應時間，該時間將輸出電壓達到臨限電壓之時間與該系統應進入SLEEP狀態之時間分開。該系統回應時間亦可受在輸出節點105處之電感性元件107及電容性元件106及其他在該電路中之電感性或電容性電路負載的動態回應之影響。
在由該系統回應時間引起之延遲期間，因為調整器開關103仍在其輸出端處驅動一高電流，在節點105處之輸出電壓通常超越臨限電壓。突增位準之百分率通常隨著輸出電壓位準之降低而增加。例如，在可操作以維持一3V輸出位準之調整器中，突增位準通常達到比所要輸出電壓振幅高8%。除了在該調整器輸出端處導致更大的振幅電壓變化之外，該8%之突增可引起一比所要位準高4%之DC輸出電壓位準。該輸出電壓突增可由諸如調整器輸入及輸出電壓位準、電感性元件107及電容性元件106及123之大小的因素及其他因素所影響。
為了降低在調整器100之輸出端處的突增，可使用額外之輸出感測電路。詳言之，當輸出電壓超出一特定之突增位準時，突增感測電路可用於引起調整器開關電路關斷。
圖3展示一併入突增降低電路之第二交換調整器200。交換調整器200包含與交換調整器100相似之電路。在調整器100及200中相似之組件由相差因數一百的對應之數字識別。
調整器200亦包含在圖1A及1B中展示之額外的電路。詳言之，調整器200包含過電壓比較電路231及OR閘235，當在輸出節點205處之電壓超出由VR E F 1 確定之臨限時，該比較電路231及該閘235可操作以重設鎖存器209。可為一放大器、一比較器或任何其他比較電路之比較電路231產生一輸出信號，該信號與在節點214處之電壓與一第二參考電壓VR E F 1 之間的差成比例。該比較電路231之輸出端耦接至OR閘235之一輸入端，OR閘235之輸出端經耦接至鎖存器209之RESET輸入端。因此，在節點214處之電壓無論何時超出臨限電壓VR E F 1 ，比較電路231可操作以重設鎖存器209。當調整器輸出電壓超出由臨限VR E F 1 確定之位準時，鎖存器209被重設且調整器開關電路203關斷。應注意OR閘235之第二輸入端耦接至第二比較電路221之輸出端。可為一放大器、一比較器或任何其他比較電路之第二比較電路221以與調整器100之比較電路121相同的方式工作。
在比較電路231處之臨限電壓位準VR E F 1 可經設定以便最小化在該調整器之輸出電壓中的突增。為了最小化突增，可將臨限VR E F 1 設定為(例如)比所要的經調整之輸出電壓位準高8%的值。視該調整器之要求而定，可將臨限VR E F 1 設定得更高或更低。然而，若將該臨限電壓設定得過低，在節點205處之輸出電壓瞬變可導致輸出電壓VO U T 超出由VR E F 1 確定之臨限電壓，且可導致比較電路231錯誤地將開關電路203關斷。輸出電壓瞬變或輸出電壓漣波可由重大負載瞬變引起。當該調整器未以叢發模式操作時，及當一負載要求較大量之電力時，對開關電路203之錯誤停用可特別有問題。在該等條件下，即便該調整器開關電路203之瞬時停用亦可導致在該調整器輸出端處供應之電壓或電流快速降低。為了避免對開關電路203之錯誤停用，必須將由VR E F 1 設定之臨限位準設定得足夠高以超出最大瞬變輸出電壓漣波。然而，隨著VR E F 1 增大，由該調整器供應之輸出電壓的範圍增大。若將VR E F 1 設定得過高，則較大之輸出電壓變化可限制調整器200的效能，特別是在要求穩定之調整器輸出電壓的應用中。
圖4展示一根據本發明之原理的閘控過電壓比較器電路300。閘控過電壓比較器電路300可與諸如電路200之過電壓比較器電路結合使用以改良交換調整器200之效能。閘控過電壓比較器電路300使得可降低輸出突增臨限VR E F 2 且使該調整器輸出電壓範圍相應減少。
電路300包含一單觸發計時器341，其將過電壓電路之操作限於在該交換調整器離開SLEEP狀態之後的一有限的時間週期T1 。該單觸發計時器在其輸入端345處接收一叢發模式控制信號，該信號可指示電壓調整器之狀態。該叢發模式控制信號可(例如)為用於控制該電壓調整器之狀態的控制信號。在一實施例中，在節點345處之叢發模式控制信號可基於負載電流之量測結果。例如，在圖1A及1B之調整器100中，該叢發模式控制信號可對應於在比較電路152之輸出端處的信號。當該電壓調整器處於WAKE狀態中時該叢發模式控制信號可為高位準，且當該調整器處於SLEEP狀態中時該叢發模式控制信號可為低位準。該單觸發計時器341可為於上升邊緣觸發的，以產生一輸出信號，對於在調整器進入WAKE狀態之後的週期T1 而言該信號為高位準，且對於其他時間而言該信號為低位準。該單觸發電路維持高位準輸出之週期T1 可為固定、可選擇或可程式化選擇的。單觸發計時器341之操作確保了僅在緊接於WAKE狀態之上升邊緣之後的時間中提供突增保護，而非在諸如正常(非叢發)模式操作之任何其他狀態中提供突增保護。
圖5展示一說明單觸發計時器341之操作的時序圖。該單觸發計時器在其輸入端處接收在圖5之上部部分展示的叢發模式控制信號，且在其輸出端處產生在該圖之下部部分展示之單觸發信號(one－shot signal)。當該調整器以叢發模式操作時，該叢發模式控制信號間歇地在SLEEP及WAKE狀態之間交替。每次該叢發模式控制信號轉變為WAKE狀態時(對應於在該叢發模式控制信號中之一上升邊緣)，單觸發計時器341在該上升邊緣之後的週期T1 中產生一高位準輸出信號。當該調整器以正常(非叢發)模式操作時，通常不啟動該單觸發計時器。在初始T1 週期之後，對於叢發模式操作之剩餘部分及正常模式操作，該單觸發計時器維持一低位準輸出。然而應注意，對於在該調整器進入正常模式之後的週期T1 ，可啟動該單觸發計時器。
由單觸發電路341產生之輸出信號可用於緊接在WAKE狀態開始之後選擇性地啟用調整器叢發模式控制電路的操作。在電路300中，單觸發電路341之輸出端經耦接至AND閘343之一輸入端。AND閘343之另一輸入端可經耦接至諸如比較電路331之其他調整器叢發模式控制電路。在該組態中，當單觸發計時器341之輸出為高位準時，AND閘343可操作以將比較電路331之輸出信號傳輸至閘控過電壓控制電路之輸出端347。因此，該閘控過電壓電路有效允許在有限的時間週期T1 中將比較電路331之輸出端處之信號傳輸至該電路之輸出端347，該時間週期T1 在該調整器進入WAKE狀態之後。因此，輸出過電壓電路300在進入WAKE狀態之後的預定的週期T1 期間選擇性地啟用過電壓比較電路331，且在其他時間內禁用比較電路輸出。
在本發明之一較佳實施例中，閘控過電壓比較器電路300可與諸如電路200之調整器控制電路結合使用以便提供改良的調整器控制電路。該改良的交換調整器控制電路在圖6中展示。調整器控制電路400之電路組件被編號成對應於電路100、200及300之類似組件。舉例而言，電路400之單觸發電路441及AND閘443以一與電路300之單觸發電路341及AND閘343相同之方式操作。在該調整器進入WAKE狀態之後的週期T1 期間，AND閘443可操作以將在比較電路431之輸出端處之信號傳輸至OR閘435之輸入端。
相似地，比較電路421及431以一與圖3之比較電路221及231相似的方式操作。然而，與其在電路200中之對應物不同，僅在該調整器進入WAKE狀態之後的週期T1 期間，當輸出電壓405超出由VR E F 2 (其可較佳設定為比該輸出電壓之較佳值高1%－2%)確定之臨限時，比較電路431才可操作以重設鎖存器409且將開關電路403關斷。視T1 之值而定，單觸發計時器441可將比較電路431之操作限於該調整器自SLEEP狀態轉變至WAKE狀態之週期及緊接在該轉變之後的週期，緊接在該轉變之後的該週期之長度由單觸發電路341之操作來確定。應注意，在單觸發計時器441之接通週期之後，較佳將單觸發計時器441重設，以便預備在自SLEEP狀態至WAKE狀態之下一轉變時接通。
圖7展示說明調整器400之操作的時序圖。該調整器可依兩種操作模式操作。當以正常模式操作時，該調整器藉由連續調整開關電路403之開關而在其輸出端處維持一穩定之信號VO U T 。當以電力節省叢發模式操作時，調整器叢發模式控制電路產生一用於將該調整器開關電路接通及關斷的叢發模式控制信號。
如與圖2之時序圖有關的描述，該調整器電流感測電路可操作以當開關電流超出負載電流時將該調整器置於SLEEP狀態中。此外，存在於調整器400中的電壓突增電路控制該調整器的操作，且避免輸出電壓振幅VO U T 超出一規定之臨限。如圖7所示，在進入WAKE狀態之後的週期T1 內啟動單觸發計時器341。在該週期期間，若輸出VO U T 超出臨限VR E F 2 且導致信號OVP變為高位準，則AND閘443之輸出信號AND1將變為高位準。鎖存器409將被重設，且開關電路403將關斷。因為開關403關斷，輸出電壓VO U T 將停止升高，因而限制了任何輸出電壓突增。
在圖7中所示之輸出電壓VO U T 跡線中，(例如)輸出突增在WAKE狀態中的ONESHOT信號為高位準時之彼等部分期間降低。該輸出電壓在WAKE狀態期間之某些時間點可超越輸出臨限，但該電壓較佳保持在一臨限窗口內，該窗口較由先前技術電路提供之臨限窗口更接近所要輸出電壓。因此，閘控過電壓比較器電路有效地避免了在WAKE狀態操作之至少一部分期間的輸出電壓突增。
過電壓比較電路431可操作以停用調整器開關電路403之週期T1可係可程式化的。在一實施例中，可藉由使用一可程式化單觸發電路或其他合適之電路而程式化該值。
如先前所描述，在除了進入WAKE狀態之後的一預定時間週期T1 之外的所有時間內，該閘控過電壓比較器電路有效地禁用比較電路431。當該調整器以正常模式操作時，該調整器不進入叢發模式。因為該調整器不在狀態之間交替，因而該調整器控制電路在所有時間內禁用比較電路431。因此，該調整器控制電路確保了當該調整器以正常模式操作時，該比較電路不會導致該調整器將該調整器開關電路錯誤地關斷。此外，因為較佳僅在叢發模式之WAKE狀態中啟用比較電路431，因而比較電路431之臨限電壓VR E F 2 可被大體上設定為低於比較電路231之臨限電壓VR E F 1 。可較佳設定臨限VR E F 2 以便限制在調整器輸出端405處之電壓變化的振幅，且確保輸出電壓保持在所要調整器輸出電壓之有限範圍內。舉例而言，如在圖7中所示，VR E F 2 可經設定以將輸出電壓405限制為至多比所要調整器輸出電壓位準高2%。亦可將VR E F 2 設定為任何其他合適之值。
應理解前述僅說明了本發明之原理，且彼等熟習此項技術者可在不脫離本發明之範疇及精神的情況下作出多種修改。本文展示之特定電路實施係為說明性而非限制性之目的而給出，且若需要可使用其他結構及實施例來替代。
100．．．交換調整器
103．．．開關電路/開關
104．．．負載電流
105．．．輸出節點
106．．．電容性元件
107．．．電感性元件
109．．．鎖存器
111．．．時脈振盪器
113．．．電阻器
114．．．節點
115．．．電阻器
117．．．放大器
118．．．VC
121．．．比較電路
123．．．電容性元件
125．．．電流/節點
126．．．信號/節點
152．．．比較電路/比較器
154．．．叢發模式電路
200．．．調整器/電路
203．．．開關電路
205．．．輸出節點
209．．．鎖存器
214．．．節點
221．．．比較電路
231．．．比較電路
235．．．OR閘
331．．．比較電路
341．．．單觸發計時器/單觸發電路
343．．．AND閘
345．．．輸入端/節點
347．．．輸出端
400．．．調整器/電路
403．．．開關電路/開關
405．．．輸出端/輸出電壓
409．．．鎖存器
421．．．比較電路
431．．．比較電路
435．．．單觸發計時器/單觸發電路
443．．．AND閘
圖1A展示一包含叢發模式控制電路之交換調整器電路的圖。
圖1B展示針對叢發模式電路之交換調整器電路之一部分的圖。
圖2展示在圖1A及圖1B中展示之基本交換調整器電路的時序圖。
圖3展示包含控制電路及過電壓電路之交換調整器電路的圖。
圖4展示根據本發明之原理之閘控過電壓比較器電路的圖。
圖5展示在圖4中展示之閘控過電壓比較器電路的時序圖。
圖6展示包含根據本發明之原理之閘控過電壓電路之交換調整器電路的圖。
圖7展示包含圖6所示之閘控過電壓電路之交換調整器電路的時序圖。
200．．．交換調整器
203．．．開關電路
205．．．輸出節點
209．．．鎖存器
214．．．節點
221．．．比較電路
231．．．比較電路
235．．．OR閘

Claims (17)

  1. 一種交換調整器叢發模式控制電路，其可操作以產生一調整器叢發模式控制信號，該控制電路包括：一第一比較電路，其可操作以產生一第一調整器控制信號；一單觸發計時器，該單觸發計時器可操作以在該單觸發計時器之啟動之後的一時間週期期間選擇性地將該第一調整器控制信號傳輸至一叢發模式控制電路之一輸出，以回應在該單觸發計時器之輸入處接收該叢發模式控制信號；以及一第二比較電路，其可操作以在一個輸入節點處接收一樣本電流，在另一輸入節點處接收一指示電流之振幅的信號，其中該電流係由一交換調整器開關供應至調整器輸出端，且基於該樣本電流與供應至該調整器輸出端之該電流的一比較而產生一第二調整器控制信號。
  2. 如請求項1之控制電路，其中在該單觸發計時器之輸入端處接收的該叢發模式控制信號為該第二調整器控制信號。
  3. 如請求項1之控制電路，其進一步包括：組合邏輯，其中該組合邏輯可操作以在該單觸發計時器之啟動之後的該時間週期期間接收該第一調整器控制信號，接收該第二調整器控制信號，且基於該第一及該第二調整器控制信號而在該叢發模式控制電路之一輸出端處產生一調整器叢發模式控制信號。
  4. 如請求項3之控制電路，其中該組合邏輯包括一鎖存器，且其中該鎖存器係藉由一時脈信號予以設定，且回應於(1)該第一調整器控制信號、(2)該第二調整器控制信號及(3)該第一與該第二調整器控制信號兩者中之一者而被重設。
  5. 如請求項1之控制電路，其中該指示該電流之振幅的信號被供應至該調整器輸出開關。
  6. 如請求項1之控制電路，其中該第一比較電路係可操作以在一個輸入節點處接收一指示在該調整器之該輸出端處之電壓的信號，在另一輸入節點處接收一電壓臨限信號，且回應於該指示該調整器之該輸出端處之該電壓的信號及該電壓臨限信號而產生一第一調整器控制信號。
  7. 一種包括如請求項1之控制電路的交換調整器。
  8. 一種用於產生一調整器叢發模式控制信號的方法，該調整器叢發模式控制信號用於一交換調整器，該調整器叢發模式控制信號可操作以選擇性地將該調整器置於休眠或喚醒狀態中，該方法包括：估計一負載電流之振幅，該電流由該交換調整器供應至一耦接至該交換調整器之一輸出端之負載；產生一第一調整器控制信號，該第一調整器控制信號指示一負載電流之該估計的振幅是否小於一臨限電流位準；產生一第二調整器控制信號，該第二調整器控制信號指示在該交換調整器之該輸出端處之電壓的振幅是否大 於一臨限電壓位準；選擇性地傳輸該第二調整器控制信號；及自該第一調整器控制信號與該選擇性傳輸之第二調整器控制信號的一邏輯組合產生該調整器叢發模式控制信號。
  9. 如請求項8之方法，其中該產生該調整器叢發模式控制信號進一步包括產生一鎖存器輸出信號，其中(1)當一負載電流之該估計的振幅小於該臨限電流位準時，(2)當在該交換調整器之該輸出端處之該電壓的該振幅大於該臨限電壓且傳輸該第二調整器控制信號時，或當(1)及(2)均發生時，重設該鎖存器。
  10. 如請求項8之方法，其中當該第一調整器控制信號指示該負載電流之該估計的振幅小於該臨限電流位準時，該調整器處於該休眠狀態中。
  11. 如請求項8之方法，其中當該第一調整器控制信號指示該負載電流之該估計的振幅大於該臨限電流位準，且該第二調整器控制信號指示在該交換調整器之該輸出端處之該電壓的該振幅小於該臨限電壓位準時，該調整器處於該喚醒狀態中。
  12. 如請求項8之方法，其中在該交換調整器進入該喚醒狀態之後的一時間週期期間選擇性地傳輸該第二調整器控制信號。
  13. 如請求項12之方法，其中該時間週期係可程式化的。
  14. 一種交換調整器控制電路，其包括： 一第一反饋迴路，其可操作以回應於在該調整器之輸出端處之電壓之振幅而控制該交換調整器的操作；一第二反饋迴路，其可操作以回應於由該調整器供應至一負載之電流之振幅而控制該交換調整器的操作；及一計時器電路，其可操作以在由該第二反饋迴路產生之一信號中之一轉變之後的一時間週期期間選擇性地啟用該第一反饋迴路之操作。
  15. 如請求項14之控制電路，其中該計時器電路可操作以在由該第二反饋迴路產生之該信號之一自低位準至高位準或自高位準至低位準之轉變之後的一時間週期期間選擇性地啟用該第一反饋迴路之該操作。
  16. 一種交換調整器，其包括：一時脈振盪器；一鎖存器，其自該時脈振盪器接收時脈信號；一開關電路，其回應於來自該鎖存器之信號而操作；一電感，其經由該開關電路接收電力；以及一交換調整器叢發模式控制電路，其可操作以產生一調整器叢發模式控制信號，該控制電路包括：一第一比較電路，其可操作以在一個輸入節點處接收一指示在該調整器之輸出端處之電壓的信號，在另一輸入節點處接收一電壓臨限信號，且產生一第一調整器控制信號；及一單觸發計時器，其在其輸入端接收一叢發模式控制信號，該叢發模式控制信號啟動該單觸發計時器， 該單觸發計時器可操作以僅在該單觸發計時器之啟動之後的一時間週期期間選擇性地將該第一調整器控制信號傳輸至該叢發模式控制電路的一輸出端。
  17. 如請求項16之交換調整器，其進一步包括：一第二比較電路，其可操作以在一個輸入節點處接收一樣本電流，在另一輸入節點處接收一指示一電流之振幅的信號，其中該電流係由一交換調整器開關供應至該調整器輸出端，且基於該樣本電流與供應至該調整器輸出端之該電流之一比較而產生一第二調整器控制信號。
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