TWI703424B - 利用滯後電流模式控制架構的電子裝置和方法 - Google Patents

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Abstract

一種滯後的電流模式降壓升壓電壓調節器是包含一降壓升壓電壓轉換器、一切換控制器、一窗電路、一斜波電路、以及一時序電路。所述時序電路可以是額外的斜波電路。所述電壓轉換器在一升壓模式期間是被切換在第一及第二切換狀態之間，在一降壓模式期間是被切換在第三及第四切換狀態之間，並且在一降壓升壓模式期間是依序地循環通過每一個切換狀態。所述斜波電路是發展出一模擬通過所述電壓轉換器的電流的斜波電壓，並且切換是利用所述斜波電壓和由所述窗電路所提供的窗電壓比較來加以決定。所述窗電壓是建立頻率，並且可以根據所述輸入與輸出電壓來加以調整。所述時序電路在所述降壓升壓模式期間是提供時序指示，以確保所述第二及第四切換狀態具有大致相同的持續時間，以提供所述斜波信號的對稱性。

Description

利用滯後電流模式控制架構的電子裝置和方法
相關申請案的交互參照
此申請案是主張2014年10月10日申請的美國臨時申請案序號62/062,463的權益，所述美國臨時申請案為了所有的意圖及目的，藉此以其整體被納入作為參考。
本申請案涉及電壓調節器，特別是關於具有滯後電流模式降壓升壓控制架構的電壓調節器。
將一輸入電壓轉換成為一經調節的輸出電壓的電壓調節器在所述輸入電壓大於所述輸出電壓時是運作在降壓模式中，並且在所述輸入電壓小於所述輸出電壓時是運作在升壓模式中。當所述輸入電壓範圍從小於所述輸出電壓到大於所述輸出電壓時，所述電壓調節器必須支援兩種模式，而且必須切換在所述模式之間。再者，當所述輸入與輸出電壓是彼此夠接近時，一降壓升壓模式可加以支援。習知的電壓調節器在降壓與升壓模式之間是有著重大的模式轉變的調節問題。傳統的方法是使用固定的時脈系統並且加入修補程序(patch)以幫助平滑化所述模式轉變，此通常會增加複雜度並且可能犧牲系統的速度、線性以及暫態響應。滯後的(hysteretic) 電流模式控制架構是在降壓及升壓模式中提供最快速的暫態響應而且並不需要斜率補償，但是其在接近所述降壓升壓邊界處，亦即當所述輸入電壓與輸出電壓彼此接近時，亦有著重大的調節挑戰。
提供一種電子裝置。所述電子裝置包括一滯後的電流模式降壓升壓電壓調節器。所述滯後的電流模式降壓升壓電壓調節器包括：一降壓升壓電壓轉換器，其用於如同藉由一切換控制器所控制地轉換一輸入電壓成為一輸出電壓，所述切換控制器在一升壓調節模式中是將所述降壓升壓電壓轉換器切換在第一及第二切換狀態之間，並且在一降壓調節模式中是將所述降壓升壓電壓轉換器切換在第三及第四切換狀態之間；一主要的窗電路，其包括一發展出高於一調節控制電壓的一第一較高的電壓的第一電壓源、一發展出低於所述調節控制電壓的一第一較低的電壓的第二電壓源，其中在所述第一較高的電壓與第一較低的電壓之間的一差值形成一窗電壓；一主要的斜波電路，其提供一相對於所述調節控制電壓的主要的斜波電壓，其中所述主要的斜波電壓在所述第一切換狀態中是以一成比例於所述輸入電壓的速率斜波上升，在所述第三切換狀態中是以一成比例於所述輸出電壓的速率斜波下降，並且在所述第二及第四切換狀態中是成比例於在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值來斜波變化；其中在所述降壓升壓調節模式期間，所述切換控制器在所述主要的斜波電壓到達所述第一較高的電壓時是從所述第一切換狀態轉變至所述第二切換狀態，響應於一第一時序指示以從所述第二切換狀態轉變至所述第三切換狀態，在所述主要的斜波電壓到達所述第一較低的電壓時從所述第三切換狀態轉變至所述 第四切換狀態，以及響應於一第二時序指示以從所述第四切換狀態轉變至所述第一切換狀態；以及一時序電路，其提供所述第一及第二時序指示至所述切換控制器，以確保所述第二及第四切換狀態具有大致相同的持續時間。
提供一種利用滯後的電流模式控制以轉換一輸入電壓成為一輸出電壓的方法。所述方法包括：在所述輸入電壓小於所述輸出電壓時的一升壓調節模式中，將一降壓升壓電壓轉換器切換在第一及第二切換狀態之間，並且在所述輸入電壓大於所述輸出電壓時的一降壓調節模式中，將所述降壓升壓電壓轉換器切換在第三及第四切換狀態之間；提供一窗電壓，其包含高於一調節控制電壓的一第一較高的電壓以及低於所述調節控制電壓的一第一較低的電壓；發展出一主要的斜波信號，其複製通過所述降壓升壓電壓轉換器的一輸出電感器的電流，其中所述主要的斜波電壓在所述第一切換狀態中是以一成比例於所述輸入電壓的速率斜波上升，在所述第三切換狀態中是以一成比例於所述輸出電壓的速率斜波下降，並且在所述第二及第四切換狀態中是成比例於在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值來斜波變化；在所述輸入電壓是在所述輸出電壓的一預設的邊界內的一降壓升壓調節模式期間，在所述主要的斜波電壓到達所述第一較高的電壓時從所述第一切換狀態轉變至所述第二切換狀態，響應於一第一時序指示以從所述第二切換狀態轉變至所述第三切換狀態，在所述主要的斜波電壓到達所述第一較低的電壓時從所述第三切換狀態轉變至所述第四切換狀態，以及響應於一第二時序指示以從所述第四切換狀態轉變至所述第一切換狀態；以及提供所述第一及第二時序指示，以確保所述第二及第四切 換狀態在所述降壓升壓調節模式期間具有大致相同的持續時間。
100‧‧‧電子裝置
101‧‧‧電源系統
103‧‧‧電壓調節器
105‧‧‧供應匯流排
107‧‧‧處理器
109‧‧‧週邊系統
111‧‧‧系統記憶體
113‧‧‧輸入/輸出(I/O)系統
201‧‧‧轉接器
202‧‧‧轉接器節點
203‧‧‧感測電阻器
204‧‧‧輸入節點
205‧‧‧輸入電容器
206‧‧‧第一中間的節點
207‧‧‧降壓切換級
208‧‧‧第二中間的節點
209‧‧‧輸出電感器
210‧‧‧輸出節點
211‧‧‧升壓切換級
212‧‧‧節點
213‧‧‧輸出電容器
214‧‧‧電池端子
215‧‧‧系統負載
217‧‧‧第二電流感測電阻器
219‧‧‧可再充電的電池
221‧‧‧降壓升壓充電器控制器
223‧‧‧降壓升壓電壓轉換器
400‧‧‧電流模式控制調變器
401‧‧‧電流源
402‧‧‧斜波節點
403‧‧‧開關
404‧‧‧SPST開關
405‧‧‧電流源
406‧‧‧頻率控制器
407‧‧‧斜波電容器
408‧‧‧調節模式控制器
409‧‧‧電阻器
411‧‧‧比較器
413‧‧‧第二比較器
415‧‧‧切換控制器
417‧‧‧誤差放大器
419‧‧‧電壓源
421‧‧‧電壓源
425‧‧‧第三比較器
428‧‧‧主要的斜波電路
430‧‧‧額外的斜波電路
431‧‧‧電流源
432‧‧‧斜波節點
433、434‧‧‧SPST開關
435‧‧‧電流源
437‧‧‧斜波電容器
441、443‧‧‧比較器
445、447‧‧‧SPST開關
449‧‧‧電壓源
450‧‧‧額外的斜波電路
451‧‧‧電壓源
452‧‧‧斜波節點
453‧‧‧SPST開關
455、456‧‧‧電流源
457‧‧‧斜波電容器
461、463‧‧‧比較器
465、467‧‧‧SPST開關
469、471‧‧‧電壓源
473‧‧‧比較器
601‧‧‧起始VR2以從VWPP斜波下降
603‧‧‧將VR3起始為從VWNN的一向上斜波
605‧‧‧再次起始從VWNN的向上斜波VR3
607‧‧‧起始從VWPP的向下斜波VR2
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8‧‧‧控制信號
CI、CO、CR1、CR2、CR3‧‧‧電容
CTRL1-CTRL10‧‧‧控制信號
GND‧‧‧接地
FSS‧‧‧穩定狀態的頻率位準
FSW‧‧‧切換頻率
I1、I2、I3、I4、II、IO‧‧‧電流
ISYS‧‧‧系統電流
LO‧‧‧電感
Q1‧‧‧第一電晶體
Q2‧‧‧第二電晶體
Q3‧‧‧第二電晶體
Q4‧‧‧第一電晶體
Q5‧‧‧電晶體
Q1G、Q2G、Q3G、Q4G、Q5G‧‧‧輸出(閘極控制信號)
RR‧‧‧斜波電阻
RS1、RS2‧‧‧電阻
S0‧‧‧第一切換狀態
S1‧‧‧第二切換狀態
S2‧‧‧第三切換狀態
S3‧‧‧第四切換狀態
TS0、TS1、TS2、TS3‧‧‧持續時間
TSW‧‧‧目標的持續時間
t1-t12‧‧‧時間
VAD‧‧‧轉接器電壓
VBAT‧‧‧電池電壓
VC‧‧‧補償(控制)電壓
VDD‧‧‧電源電壓
VIN‧‧‧輸入電壓
VN1‧‧‧較低的電壓
VN2、VN3‧‧‧偏移電壓
VOFSN、VOFSP‧‧‧偏移
VOUT‧‧‧輸出電壓
VP1‧‧‧較高的電壓
VP2、VP3‧‧‧偏移電壓
VR1‧‧‧主要的斜波信號
VR2‧‧‧第二斜波信號
VR3‧‧‧第三斜波電壓
VREF‧‧‧參考(偏壓)電壓
VWIN‧‧‧窗電壓
VWN‧‧‧負窗電壓
VWNN‧‧‧較低的窗外電壓
VWP‧‧‧正窗電壓
VWPP‧‧‧較高的窗外電壓
本發明的益處、特點及優點在相關於以下的說明以及所附的圖式下將會變得更佳的予以瞭解，其中：圖1是一種被配置有一電源系統的電子裝置的簡化的方塊圖，所述電源系統是包含一根據本發明的一實施例所實施的電壓調節器；圖2是根據本發明的一實施例的圖1的電壓調節器的簡化的電路及方塊圖；圖3是描繪根據本發明的一實施例的多個操作或是調節模式以及圖2的降壓升壓(buck-boost)充電器控制器的對應的切換狀態S0-S3的表格的圖，以用於將圖1的電壓調節器的操作控制在降壓或是升壓調節模式中，並且用於調節或者是維持所述輸出電壓的一電壓位準；圖4是根據本發明的一實施例的一電流模式控制調變器的簡化電路圖，其可被納入在圖2的降壓升壓充電器控制器之內；圖5是描繪根據本發明的一實施例的用於一斜波(ramp)電壓VR1的一所要的波形的時序圖；以及圖6-14是圖4的調變器的九個不同的配置的時序圖，以用於在降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生在圖5中所示的斜波電壓VR1的所要的波形。
如同在此所述的一種滯後的電流模式降壓升壓控制架構是改善在降壓、降壓升壓、以及升壓調節模式之間的模式轉變，並且進一步 改善負載暫態響應。
圖1是一種被配置有一電源系統101的電子裝置100的簡化的方塊圖，所述電源系統101是包含根據本發明的一實施例所實施的一電壓調節器103。所述電源系統101是發展出一或多個供應電壓，其提供電源至所述電子裝置100的其它系統裝置。在所舉例說明的實施例中，所述電子裝置100是包含一處理器107以及一週邊系統109，其都耦接以經由一供應匯流排105而從所述電源系統101接收供應電壓，所述供應匯流排105是包含電源及/或信號導體的任意組合。在所舉例說明的實施例中，所述週邊系統109可包含一系統記憶體111，例如是隨機存取記憶體(RAM)及/或唯讀記憶體(ROM)類型的裝置以及記憶體控制器與類似者的任意組合；以及一輸入/輸出(I/O)系統113，其可包含系統及週邊控制器與類似者，例如是繪圖控制器、中斷控制器、鍵盤及滑鼠控制器、系統儲存裝置控制器(例如，用於硬碟機的控制器與類似者)、等等的任意組合。所舉例說明的系統只是範例而已，因為如同熟習此項技術者所理解的，所述處理器系統以及支援裝置中的許多個可被整合到所述處理器晶片上。
所述電子裝置100可以是任意類型的電腦或計算裝置，例如是一電腦系統(例如，筆記型電腦、桌上型電腦、小筆電、等等)、一媒體平板電腦裝置(例如，蘋果公司的iPad、亞馬遜公司的Kindle、等等)、一通訊裝置(例如，行動電話、智慧型手機、等等)、以及其它類型的電子裝置(例如，媒體播放器、記錄裝置、等等)。所述電子裝置100可以利用一電池來運作，所述電池可以是或者可以不是可拆卸的，並且可以是或者可以不是可再充電的。在許多此種配置中，所述電池是可再充電的(例如，圖2的可 再充電的電池219)，並且一個別的交流(AC)轉接器(adpater)被設置(例如，圖2的轉接器201)以提供電源至所述電子裝置100且/或再充電所述電池。
圖2是根據本發明的一實施例的電壓調節器103的簡化的電路及方塊圖。一轉接器(adapter)201是被耦接在一轉接器節點202與一參考節點(其被展示為接地或GND)之間，因而所述轉接器節點202在連接至所述電子裝置100時發展出一轉接器電壓VAD。一具有電阻RS1的感測電阻器203是被耦接在節點202與一發展出一輸入電壓VIN的輸入節點204之間。一具有電容CI的輸入電容器205是被耦接在所述輸入節點204與GND之間。一降壓切換級207是被耦接在所述輸入節點204與GND之間。所述降壓切換級207是包含一第一電晶體Q1，其具有耦接在所述輸入節點204與一第一中間的節點206之間的電流端子、以及一第二電晶體Q2，其具有耦接在節點206與GND之間的電流端子。一具有電感LO的輸出電感器209是被耦接在所述第一中間的節點206與一第二中間的節點208之間。一升壓切換級211是被耦接在一發展出一輸出電壓VOUT的輸出節點210與GND之間。所述升壓切換級211是包含一第一電晶體Q4，其具有耦接在所述輸出節點210與所述第二中間的節點208之間的電流端子、以及一第二電晶體Q3，其具有耦接在節點208與GND之間的電流端子。所述降壓及升壓切換級207及211是全體地構成一降壓升壓切換級。
一具有電容CO的輸出電容器213以及一汲取系統電流ISYS(或是負載電流)的系統負載215都是耦接在所述輸出節點210與GND之間。所述系統負載215是代表汲取負載電流的系統裝置，例如是所述處理器107、系統記憶體111、週邊系統109、等等的任意組合。一具有電阻 RS2的第二電流感測電阻器217是被耦接在所述輸出節點210與一節點212之間，所述節點212是耦接至一電晶體Q5的一電流端子。Q5的另一電流端子是耦接至一發展出一電池電壓VBAT的電池端子214，所述電池端子214是進一步耦接至一可再充電的電池219的一正端子。所述可再充電的電池219是具有一耦接至GND的負端子。一降壓升壓充電器控制器221是被設置以用於如同在此進一步敘述的控制操作。
所述電晶體Q1-Q5分別被展示為MOS或FET類型的電晶體，例如是一P型MOS(PMOS)或P型FET(PFET)電晶體、一N型MOS(NMOS)或P型FET(PFET)電晶體、或是一MOSFET電晶體或類似者。替代的功率開關裝置或是電子控制開關被思及，例如是雙載子接面電晶體(BJT)與類似者、絕緣閘極雙載子電晶體(IGBT)與類似者、等等。每一個電晶體裝置是被製作尺寸及配置以執行所要的功能。
所述降壓升壓充電器控制器221是具有耦接至節點202及204的輸入以用於感測橫跨所述感測電阻器203的電壓，具有另一耦接至所述輸入節點204的輸入以用於感測所述輸入電壓VIN，具有耦接至節點210及212的輸入以用於感測橫跨所述感測電阻器217的電壓，具有一耦接至所述輸出節點210的輸入以用於感測所述輸出電壓VOUT，並且具有分別耦接至電晶體Q1、Q2、Q3、Q4及Q5的控制端子(例如，閘極端子)的輸出Q1G、Q2G、Q3G、Q4G及Q5G。所述降壓升壓充電器控制器221是經由橫跨所述感測電阻器203的電壓來感測轉接器電流(由所述轉接器201提供的)，並且經由橫跨所述感測電阻器217的電壓來感測通過所述電池219的電池電流(充電或是放電電流)。所述降壓升壓充電器控制器221是藉由分別經由所述 Q1G-Q4G信號來控制所述電晶體Q1-Q4，以控制如同在此所述的降壓及升壓操作。所述降壓升壓充電器控制器221是藉著經由所述Q5G信號來控制所述電晶體Q5，以控制電池的充電/放電。所述降壓升壓充電器控制器221是被配置為一電池充電系統或類似者，以用於偵測所述轉接器201及電池219，用於充電及/或放電所述電池219，並且用於控制用以提供所述系統電流ISYS至所述負載的電力來源。
所述降壓升壓充電器控制器221是根據用於控制所述電晶體Q1-Q4的開關的脈衝寬度調變(PWM)來操作。然而，如同在此進一步所述的，所述系統的切換狀態是依據所述調節模式以及所述輸入與輸出電壓的相對的電壓位準而定。在正常的降壓或是升壓配置中，一具有兩個狀態的單一PWM信號可被用來控制切換操作。然而，所述降壓升壓充電器控制器221是操作在四個切換狀態中，以用於控制在個別的降壓、升壓以及降壓升壓調節模式中的切換，因而PWM操作是如同在此進一步所敘述地利用四個個別的切換狀態S0、S1、S2及S3來加以界定。
如同在此進一步敘述的，所述電壓調節器103是被配置為一種滯後的電流模式降壓升壓控制系統。儘管所述電壓調節器103是被配置為一電池充電系統，但是任意類型的其中採用一電壓調節器的配置或系統亦被思及。所述電壓調節器103的降壓切換級207、升壓切換級211(全體為降壓升壓切換級)以及輸出電感器209是全體構成一降壓升壓電壓轉換器223，其是在所述降壓升壓充電器控制器221的控制下，將所述輸入電壓VIN轉換成為所述經調節的輸出電壓VOUT。在一實施例中，所述電壓調節器103是被配置以調節例如是輸入電壓VIN、輸出電壓VOUT、輸入電流(例如 是透過所述轉接器201所偵測到的)、通過所述電池219的電池電流、等等的多個參數的任一個。儘管並未進一步敘述，但是所述電壓調節器103可被配置以切換在多個參數之間，以根據操作及系統狀況來一次控制一個參數。
圖3是描繪根據本發明的一實施例的降壓升壓充電器控制器221的多個切換狀態S0-S3的表格的圖，以用於將所述電壓調節器103的操作控制在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節模式的每一個中，並且用於調節或者是維持VOUT的一電壓位準。特定電晶體的啟動狀態是依據所述切換狀態而定，並且在所述切換狀態之間的轉變是依據所述特定的調節模式而定。在所舉例說明的實施例中，每一個閘極控制信號QXG是被拉高以導通一對應的電晶體QX，並且被拉低以關斷所述電晶體，其中"X"是所述電晶體1-4的任一個。例如，Q1G是被拉高以導通Q1，並且被拉低以關斷Q1。
一第一切換狀態S0(升壓開啟)是發生在Q1及Q3被導通(Q1G及Q3G是高的)並且Q2及Q4被關斷(Q2G及Q4G是低的)時。在狀態S0中，所述輸出電感器209的一端是耦接至VIN並且另一端是耦接至GND，因而所述電感器電壓是VIN。一第二切換狀態S1(升壓關閉)是發生在Q1及Q4被導通並且Q2及Q3被關斷(Q3G被拉低並且Q4G被拉高)時。在狀態S1中，所述輸出電感器209的一端是耦接至VIN並且另一端是耦接至VOUT，因而所述電感器電壓是VIN-VOUT。一第三切換狀態(降壓關閉)是發生在Q2及Q4被導通並且Q1及Q3被關斷時。在狀態S2中，所述輸出電感器209的一端是耦接至GND並且另一端是耦接至VOUT，因而所述 電感器電壓是-VOUT。一第四切換狀態(降壓開啟)是發生在電晶體Q1及Q4被導通並且Q2及Q3被關斷時。在狀態S3中，所述輸出電感器209的一端是耦接至VIN並且另一端是耦接至VOUT，因而所述電感器電壓是VIN-VOUT。
在所述升壓調節模式中，Q1是導通的並且Q2是關斷的，並且操作是藉由切換在Q3及Q4之間來加以控制。在所述降壓調節模式中，Q3是關斷的並且Q4是導通的，並且操作是藉由切換在Q1及Q2之間來加以控制。在所述降壓升壓調節模式中，如同在此進一步敘述的，操作是切換在多達所有的切換狀態S0-S3之間。所述切換狀態S0-S3是大致控制分別用於控制所述電晶體Q1-Q4的啟動狀態的閘極驅動信號Q1G-Q4G。
圖4是根據本發明的一實施例的一電流模式控制調變器400的簡化的電路圖。所述調變器400是包含組合的控制信號，所述組合的控制信號可以在所述降壓升壓充電器控制器221中被使用於產生用於控制所述電壓調節器103的操作的閘極控制信號Q1G-Q4G。所述調變器400包含一用於發展出一主要的斜波信號VR1的主要的斜波電路428。所述調變器400可以進一步包含一時序電路，所述時序電路是被用來確保TS1及TS3的持續時間是大致相等的。在一實施例中，所述時序電路是包含如同在此進一步敘述的額外的斜波電路430及/或450。
所述斜波電路428是包含一提供一電流II的電流源401，所述電流源401是被耦接在一電源電壓(被展示為VDD)與一開關403的一切換的端子之間。所述開關403是被展示為一單極單投(SPST)類型的開關，使得其另一切換的端子耦接至一發展出所述斜波電壓VR1的斜波節點402。另 一SPST開關404是使得一切換的端子耦接至所述斜波節點402，並且其另一切換的端子是耦接至另一電流源405。所述電流源405發展出一電流IO，並且被耦接在所述開關404與GND之間。藉由所述電流源401所發展出的電流II是成比例於一互導增益GM乘上所述輸入電壓VIN、或是II
Figure 104132984-A0202-12-0011-19
GM*VIN，並且藉由所述電流源405所發展出的電流IO是成比例於所述互導增益GM乘上所述輸出電壓VOUT、或是IO
Figure 104132984-A0202-12-0011-36
GM*VOUT。如圖所示，當開關403閉合時，所述電流源401是提供電流II至所述斜波節點402，並且當開關404閉合時，所述電流源405是從所述斜波節點402汲取或是吸收電流。在此描述的成比例的關係是欲表示一額外的增益因數可被納入，儘管所述增益因數可能是"1"或"-1"。例如，所述電流II可以替代地被表示為IO=K*GM*VOUT。
一具有互導增益GM的互導放大器或類似者(未顯示)可被用來實施所述電流源401及405的每一個。例如，一接收VIN的第一互導放大器可以實施所述電流源401，並且另一接收VOUT的互導放大器可以實施所述電流源405。所述開關403及404可以用任何適當的方式來加以實施，例如是至少一電子開關電晶體(例如，FET或是MOS電晶體、或類似者)。所述開關403具有一接收一控制信號CTRL1的控制輸入，並且所述開關404具有一接收另一控制信號CTRL2的控制輸入。在每一個情形中，當所述控制信號被發出一第一邏輯狀態(例如被發出為高的)時，則所述開關是閉合的，並且當被發出一第二邏輯狀態(例如被發出為低的)時，則所述開關是開路的。
一具有電容CR1的斜波電容器407是被耦接在所述斜波節 點402與GND之間，並且一具有斜波電阻RR的電阻器409是被耦接在所述斜波節點402與一參考或偏壓電壓VREF之間。所述斜波節點402是被提供至一比較器411的正(或是非反相的)輸入、一第二比較器413的負(或是反相的)輸入、以及一第三比較器425的正輸入。所述比較器411是發出一控制信號C1，所述比較器413是發出一控制信號C2，並且所述比較器425是發出一控制信號C3，每一個控制信號都被提供至一切換控制器415。
一誤差放大器417大致是放大在所述電壓調節器103的一受控的參數與一目標或參考電壓之間的差值，並且發展出一補償或控制電壓VC。在一實施例中，例如，所述輸出電壓VOUT或是其之一感測到的版本以及一輸出參考電壓(未顯示)是被提供至所述誤差放大器417以用於發展出VC。額外的迴路補償電路(未顯示)可加以設置。
所述控制電壓VC是被提供至一發展出一較高的電壓VP1的電壓源419的一負端子，所述電壓源419是使得其發展出一正窗電壓VWP的正端子被提供至所述比較器411的負輸入。VC亦被提供至另一發展出一較低的電壓VN1的電壓源421的一正端子，所述電壓源421是使得其發展出一負窗電壓VWN的負端子被提供至所述比較器413的正輸入。所述控制電壓VC是根據操作狀況而改變，以便於控制所述經調節的參數。不論VC的改變為何，所述電壓VWP都維持高於VC所述較高的電壓VP1，並且所述電壓VWN都維持低於VC所述較低的電壓VN1。換言之，VWP及VWN都是以所述高於及低於VC的個別的偏移電壓來追隨VC。在VWP與VWN之間的差值是一窗電壓VWIN、或是VWIN=VWP-VWN。
所述切換控制器415是接收所述控制信號C1、C2及C3、以 及其它在以下進一步敘述的控制信號C4、C5、C6、C7及C8，控制所述控制信號CTRL1-CTRL10，並且決定所述電壓調節器103的切換狀態S0-S3。所述切換控制器415是根據所決定的切換狀態來產生所述閘極驅動信號Q1G-Q4G，以導通及關斷如同在圖3中所示的電晶體Q1-Q4。在一替代實施例中，所述切換控制器415可以提供切換狀態信號(未顯示)至一個別的驅動控制器(未顯示)，所述驅動控制器是轉換所指出的切換狀態成為用於控制所述電晶體Q1-Q4的操作的閘極驅動信號Q1G-Q4G。
在一實施例中，所述調變器400的斜波電路428是根據一合成的漣波(ripple)配置來操作，其中所述斜波電壓VR1複製或是合成地模擬通過所述輸出電感器209的漣波電流。在所述降壓調節的操作模式中，操作是切換在狀態S2與S3之間，其中Q3G是低的以保持Q3關斷，Q4G是高的以保持Q4導通，並且Q1G及Q2G分別相對於彼此而被切換至相反的狀態，以切換Q1及Q2的啟動。以此種方式，所述輸出電感器209的輸出端是維持耦接至VOUT，並且所述輸入端是被切換在所述輸入電壓VIN與GND之間，CTRL2是維持被發出以保持開關404閉合，並且CTRL1是被切換高與低，以藉由將開關403導通及關斷來控制切換操作。
當CTRL1是高的，所述開關403是閉合的，其中所述電流源401是利用一成比例於所述輸入電壓的電流來充電所述電容器407，同時所述電流源405是利用一成比例於所述輸出電壓的電流來放電所述電容器407。在所述降壓模式中，由於VIN>VOUT，因此所述斜波電壓VR1是斜波上升，其複製成比例於VIN-VOUT的通過所述輸出電感器209的電流，此是和所述切換狀態S3一致的。當CTRL1是低的，所述開關403是開路的， 其中只有所述電流源405是利用一成比例於所述輸出電壓的電流來放電所述電容器407。在此例中，所述斜波電壓VR1是斜波下降，其複製通過所述輸出電感器209在其電壓是VOUT(或是-VOUT，因為VR1是隨著所述斜波電容器CR1放電而斜波下降)時的電流，此是和所述切換狀態S2一致的。
在所述升壓調節的操作模式中，操作是切換在狀態S0與S1之間，其中Q2G是低的以保持Q2關斷，Q1G是高的以保持Q1導通，並且Q3G及Q4G分別相對於彼此而被切換至相反的狀態，以切換Q3及Q4的啟動。以此種方式，所述輸出電感器209的輸入端是維持耦接至VIN，並且所述輸出端是被切換在所述輸出電壓VOUT與GND之間，CTRL1是維持被發出以保持開關403閉合，並且CTRL2是被切換高與低，以藉由將開關404導通及關斷來控制切換操作。
當CTRL2在所述升壓模式中是低的，所述開關404是開路的，其中所述電流源401是利用一成比例於所述輸入電壓VIN的電流來充電所述電容器407。所述斜波電壓VR1是斜波上升，其複製通過所述輸出電感器209在其電壓是VIN時(因為VR1是隨著所述斜波電容器CR1充電而斜波上升)的電流，此是和所述切換狀態S0一致的。當CTRL2是高的，所述開關404是閉合的，其中所述電流源401持續利用一成比例於所述輸入電壓的電流以充電所述電容器407，同時所述電流源405是利用一成比例於所述輸出電壓的電流來放電所述電容器407。在所述升壓模式中，由於VOUT>VIN，因此所述斜波電壓VR1是斜波下降，其複製成比例於VIN-VOUT的通過所述輸出電感器209的電流，此是和所述切換狀態S1一致的。在所 述升壓調節模式中，VR1是斜波上升及下降在所述電壓VWP與VWN之間。
所述電壓源419及421以及所述比較器411及413是構成一滯後的比較器。在所述降壓及升壓調節模式期間，所述切換控制器415是監視所述控制信號C1及C2，並且據此發出所述控制信號CTRL1及CTRL2以及所述閘極驅動信號Q1G-Q4G，其中VR1是在介於VWP與VWN之間的窗電壓VWIN之內斜波上升及下降。如同在此進一步敘述的，除了所述降壓及升壓調節模式之外，一降壓升壓調節模式也被界定，並且當VIN的電壓位準相對於VOUT改變時，使得從降壓至升壓、或是從升壓至降壓的轉變變得容易。額外的電路是被用來實施所述降壓升壓調節模式。再者，如同在此進一步敘述的，VR1是被配置以斜波變化到所述標稱的電壓窗VWIN之外。
在所述調節模式的任一個中，所述電壓調節器103是利用滯後的電流模式控制，其中所述切換頻率是可變的，並且根據負載狀況而改變。儘管所述實際的切換頻率FSW是被容許以響應於負載狀況而變化，但是所述切換頻率可以被控制朝向一目標的穩定狀態的頻率位準FSS。在一實施例中，所述穩定狀態的頻率位準FSS是1百萬赫(MHz)，儘管任何適當的切換頻率亦被思及。所述切換頻率FSW可以根據數種不同的方法的任一種來加以控制。在一實施例中，如同在此進一步敘述的，FSS是用一種開迴路方法，根據VIN及VOUT的電壓位準而被決定及維持。在另一實施例中，FSW例如是藉由量測所述操作的切換信號在任何給定的調節模式中的頻率(利用計時器或是計數器、或類似者)而被量測，並且所量測到的頻率是和所述目標頻率FSS比較，並且操作是依此而被調整。
所述切換頻率可以根據任何適當的方法來加以調整。在一實施例中，所述較高及較低的電壓VWP及VWN兩者都被調整以使得VWIN被調整，以將所述切換頻率FSW調整回到朝向所述目標的穩定狀態的頻率位準FSS。例如，為了增高頻率，VWP及VWN兩者可以暫時被降低相同的量，並且為了減低頻率，VWP及VWN兩者可以暫時被增大相同的量。以此種方式，實際的切換頻率FSW可以暫時改變來快速地響應於負載暫態，但是當所述負載狀況是穩定的時候，其快速地趨穩回到所述穩定狀態的切換頻率FSS。
在一實施例中，一頻率控制器406是被設置(例如是在所述切換控制器415之內)，其根據VIN及VOUT的電壓位準來控制所述電壓源419及421以調整所述電壓VWP及VWN而調整所述窗電壓，以維持所述穩定狀態的頻率FSS。在所述降壓調節模式中，VWIN
Figure 104132984-A0202-12-0016-22
PER*(VIN-VOUT)*VOUT/VIN，其中"PER"是FSS的目標週期。例如，若FSS=1MHz，則PER=1微秒(μs)。在所述升壓調節模式中，VWIN
Figure 104132984-A0202-12-0016-23
PER*(VOUT-VIN)*VIN/VOUT。在所述降壓升壓調節模式中，當VIN>VOUT時，VWIN
Figure 104132984-A0202-12-0016-24
PER*VIN*VOUT/(3*VIN+VOUT)。在所述降壓升壓調節模式中，當VOUT>VIN時，VWIN
Figure 104132984-A0202-12-0016-25
PER*VIN*VOUT/(3*VOUT+VIN)。在每一式中，一增益因數"K"可被用來取代相等的比例，其中"K"可包含1或是-1。所述切換控制器415可以進一步確保用於所述切換狀態的每一個的一最小的期間。在一實施例中，一計時器可加以設置，其是針對於每一個切換狀態轉變而被起始並且避免下一個轉變發生，直到所述計時器時間已到為止，此指出最小的切換期間時間。在另一實施例中，所述頻率控制器406單純是避免所述電壓 VP1及VN1下降到低於一指出最小的切換期間時間的預設的最小位準。
所述調變器400是包含一時序電路，以用於符合如同在此進一步敘述的時序狀況。在所舉例說明的實施例中，所述時序電路包括至少一額外的斜波電路(被展示為所述斜波電路430)，以用於發展出一第二斜波信號VR2。如同在此進一步敘述的，VR2可被使用作為一時序斜波信號，以用於在所述降壓升壓調節模式期間控制切換狀態S1及S3的一或兩者的持續時間。所述斜波電路430是以一種類似所述主要的斜波電路428的方式來加以配置。一提供一電流I1的電流源431是被耦接在VDD與一SPST開關433的一切換的端子之間，所述SPST開關433是具有一接收一控制信號CTRL3的控制輸入。所述開關433的另一切換的端子是耦接至一發展出所述斜波電壓VR2的斜波節點432。另一SPST開關434是使得一切換的端子耦接至所述斜波節點432，並且其另一切換的端子是耦接至另一發展出一電流I2至GND的電流源435。所述電流I1及I2的大小是根據如同在此進一步敘述的特定實施例來加以配置。同樣地，互導放大器可被用來實施所述電流源433及435，並且電晶體或類似者可被用來實施所述開關。
一具有電容CR2的斜波電容器437是被耦接在所述斜波節點432與GND之間。所述斜波節點432是被提供至一比較器441的正輸入、另一比較器443的負輸入、以及所述比較器425的負輸入。所述比較器441是發出一控制信號C4並且所述比較器443是發出一控制信號C5，兩者都被提供至所述切換控制器415。所述控制電壓VC是被提供至一發展出一偏移電壓VP2的電壓源449的一負端子，所述電壓源449是使得其發展出一正窗電壓的正端子被提供至所述比較器441的負輸入。VC亦被提供至另一發 展出一偏移電壓VN2的電壓源451的一正端子，所述電壓源451是使得其發展出一負窗電壓的負端子被提供至所述比較器443的正輸入。所述電壓VP2及VN2的大小是根據如同在此進一步敘述的特定實施例來加以配置。一SPST開關445是使得其切換的端子耦接在所述斜波節點432與所述比較器441的負輸入之間，並且具有一接收一控制信號CTRL5的控制輸入。另一SPST開關447是使得其切換的端子耦接在所述斜波節點432與所述比較器443的正輸入之間，並且具有一接收一控制信號CTRL6的控制輸入。所述切換控制器415是接收C4及C5，並且產生所述控制信號CTRL3-CTRL6。
在某些實施例中，所述比較器425是被設置以比較所述斜波電壓VR1及VR2，以發展出被提供至所述切換控制器415的控制信號C3。
所述斜波電路450(若被設置的話)是以類似所述斜波電路430的相同的方式而被配置，以用於在如同在此所述的某些實施例中發展出一第三斜波電壓VR3。如同在此進一步敘述的，VR3可被使用作為一時序斜波信號，以用於在所述降壓升壓調節模式期間控制切換狀態S1及S3的一或兩者的持續時間。在其中只有一個額外的斜波控制信號被使用的某些配置中，所述斜波電路450並未被設置。一提供一電流I3的電流源456是被耦接在VDD與一SPST開關453的一切換的端子之間，所述SPST開關453是具有一接收一控制信號CTRL7的控制輸入。所述開關453的另一切換的端子是耦接至一發展出所述斜波電壓VR3的斜波節點452。另一SPST開關454是使得一切換的端子耦接至所述斜波節點452，並且其另一切換的端子是耦接至另一發展出一電流I4至GND的電流源455。所述電流I3及I4的大小是根據如同在此進一步敘述的特定實施例來加以配置。同樣地，互 導放大器可被用來實施所述電流源456及455，並且電晶體或類似者可被用來實施所述開關。
一具有電容CR3的斜波電容器457是被耦接在所述斜波節點452與GND之間。所述斜波節點452是被提供至一比較器461的正輸入以及另一比較器463的負輸入。所述比較器461是發出一控制信號C6並且所述比較器463是發出一控制信號C7，兩者都被提供至所述切換控制器415。所述控制電壓VC是被提供至一發展出一偏移電壓VP3的電壓源469的一負端子，所述電壓源469是使得其發展出一正窗電壓的正端子被提供至所述比較器461的負輸入。VC亦被提供至另一發展出一偏移電壓VN3的電壓源471的一正端子，所述電壓源471是使得其發展出一負窗電壓的負端子被提供至所述比較器463的正輸入。所述電壓VP3及VN3的大小是根據如同在此進一步敘述的特定實施例來加以配置。一SPST開關465是使得其切換的端子耦接在所述斜波節點452與所述比較器461的負輸入之間，並且具有一接收一控制信號CTRL9的控制輸入。另一SPST開關467是使得其切換的端子耦接在所述斜波節點452與所述比較器463的正輸入之間，並且具有一接收一控制信號CTRL10的控制輸入。所述切換控制器415是接收C6及C7，並且產生所述控制信號CTRL7-CTRL10。
另一比較器473是在其正輸入接收VR1(例如，耦接至斜波節點402或是其之一緩衝的版本)、在其負輸入接收VR3(例如，耦接至斜波節點452或是其之一緩衝的版本)，並且發出一控制信號C8至所述切換控制器415。在判斷VR1及VR3的電壓何時會彼此交叉是所要的某些實施例中，所述比較器473可被設置以發展出一控制信號C8。
所述電壓源419、421、449、451、469及471中的任一或多個可被配置具有一固定的電壓或是一可調整的電壓。如圖所示，這些電壓源419、421、449、451、469及471的每一個都包含一從所述切換控制器415接收一對應的控制信號的控制輸入。以此種方式，所述切換控制器415是發出或調整一控制信號，以設定或調整對應的電壓源的電壓位準。如先前所述，分別藉由所述電壓源419及421所發展出的VP1及VN1電壓可以在操作期間藉由所述頻率控制器406來加以調整，以控制穩定狀態的頻率。再者，如同在此進一步敘述的，所述VP1及VN1電壓可被調整一偏離標稱位準的偏移。再者，所述電流源431、435、456及455中的任一或多個可被配置有一固定的電流或是一可調整的電流。如圖所示，這些電流源431、435、456及455的每一個都包含一從所述切換控制器415接收一對應的控制信號的控制輸入。以此種方式，所述切換控制器415是發出或調整一控制信號，以設定或調整對應的電流源的電流位準。或者是，這些電壓源及電流源中的任一或多個可以依據特定實施例或配置而被配置為一固定的電源。
應注意的是，所述比較器411、413、425、441、443、461、463及473的每一個是被設置以偵測在兩個電壓之間的電壓位準何時彼此交叉、或是一電壓何時"到達"另一的電壓，並且提供指出其的對應的控制信號C1-C8。例如，當所述斜波電壓VR1低於VWP的電壓位準、但朝向VWP斜波上升時，所述控制信號C1最初是被所述比較器411發出為低的。當VR1"到達"VWP時，所述比較器411切換狀態並且發出C1為高的，此是向所述切換控制器415指出VR1已經到達VWP的位準，因而所述切換控制器 415做出一對應的切換決策。然而，如同在此大致所瞭解的，所述比較器的每一個都是利用具有滯後與類似者的偏移電壓的實體比較器來加以實施，因而每一個比較器是在一電壓已經上升到高於、或是下降到低於另一電壓一個小的偏移或臨界電壓時才切換。例如，所述比較器411只有在VR1>VWP時才發出C1，所述比較器413只有在VR1<VWN時才發出C2為高的、依此類推。
在一實施例中，調節模式控制器408是被設置(例如是在所述切換控制器415之內)，其是根據VIN及VOUT的相對的電壓位準來做出有關於所述調節模式的決策。所述模式決策可以是根據至少一例如是當所述電壓位準VIN是在VOUT的一預設的範圍內的邊界狀況而定。在一實施例中，當VIN/VOUT>1.2，則所述降壓調節模式是被指出，當VIN/VOUT<0.8，則所述升壓調節模式是被指出，而除此之外，所述降壓升壓調節模式是被指出。不同的VIN相對於VOUT的比例亦可被使用。
圖5是描繪根據本發明的一實施例的一針對於VR1的所要的波形的時序圖。一對齊在所述時序圖之上的圖表是展示所述調節模式(圖表的上半部)以及對應的切換狀態(圖表的下半部)以及切換狀態的轉變。VR1是相對於所述控制電壓VC來加以繪製，而所述控制電壓VC是被描繪為在時序圖的中心的一虛線。所了解的是，VC在正常的操作期間是依據操作狀況而改變。為了清楚起見，VC是被展示為一穩定或是非變化的信號，以為了更清楚地描繪VR1的操作的目的。VWP及VWN是被展示為繪製在VC之上以及之下，VWP及VWN是相隔所述窗電壓VWIN。再者，較高以及較低的窗外電壓是被描繪為虛線，其中VWPP是高於VWP的標稱位準VWIN， 並且VWNN是低於VWN的標稱位準VWIN。VWPP及VWNN是在某些實施例中被使用。在其它實施例中，VWPP及VWNN的任一或兩者是並未被使用。
操作最初是在所述降壓調節模式中，其中操作是如先前所述地在所述S2及S3切換狀態之間轉變。在狀態S3期間，VR1是斜波上升直到當其到達VWP或是VR1>VWP的一時間t1為止，操作是在所述時間轉變至狀態S2，因而VR1斜波下降。在狀態S2期間，VR1是斜波下降直到當其到達VWP或是VR1<VWN的一時間t2為止，在所述降壓調節模式期間，操作在所述時間通常是轉變回到狀態S3。操作可以用此種方式繼續，只要降壓模式的狀況維持成立即可。
當做出決策以切換至所述降壓升壓調節模式時，則在時間t2，當VR1下降到VWN(或是VR1<VWN)時，操作反而是轉變至所述降壓升壓調節模式，其中VIN是較接近VOUT、但仍然大於VOUT。所述轉變至降壓升壓調節模式的決策是根據一個別的邏輯判斷而定，例如是藉由所述調節模式控制器408根據VIN及VOUT的相對的電壓位準所做成的。
在開始於時間t2的降壓升壓調節模式中，操作是轉變至所述S0切換狀態，而不是S3。如先前在圖3中所述的，在所述切換狀態S0期間，所述電晶體Q1及Q3被導通，同時Q2及Q4被關斷，因而所述輸出電感器209是被耦接在VIN與GND之間。在狀態S0中，在所述降壓升壓調節模式期間，VR1是以一成比例於VIN的速率朝向VWP斜波上升。在所述降壓升壓調節模式的狀態S0期間，當在時間t3，VR1>VWP時，操作是轉變至所述切換狀態S1。在所述切換狀態S1期間，所述電晶體Q1及Q4 是導通的，同時Q2及Q3是關斷的，因而所述輸出電感器209是被耦接在VIN與VOUT之間。然而，在所述降壓升壓調節模式中的此時點，VIN仍然是大於VOUT，因而即使此在所述升壓調節模式中時是一放電狀態，VR1反而持續上升到高於VWP的標稱位準。
當VR1在所述切換狀態S1期間的時間t4符合一如同在此進一步敘述的時序狀況時，操作是轉變至所述切換狀態S2(降壓關閉)，其中Q2及Q4是導通的，同時Q1及Q3是關斷的。橫跨所述輸出電感器209的電壓反轉(至-VOUT)，因而VR1是回到朝向VWN減小，直到VR1下降到低於VWN或是VR1<VWN為止。在所述降壓升壓調節模式期間，當VIN>VOUT時，VWN是如同在此進一步敘述地根據一偏離其標稱位準的偏移而被調整。當在時間t5，VR1<VWN(經調整的)時，操作是轉變至所述切換狀態S3(降壓開啟)，其中Q1及Q4是導通的，同時Q2及Q3是關斷的，因而VR1再次上升。當在所述切換狀態S3期間的時間t6，VR1符合另一如同在此進一步敘述的時序狀況時，操作是轉變至所述切換狀態S0，並且VR1是持續以一如同先前在時間t2與t3之間所述的較大的速率來增加。在所述降壓升壓調節模式期間，操作是反覆且依序地轉變通過所述切換狀態S0-S3、或是S0、S1、S2、S3、S0、S1、S2、S3、S0、…、依此類推。在狀態S2期間的最小的關斷時間也是藉由所述調變器窗電壓VWIN的調整來加以控制的，所述調整可以藉由依此調整VP1及VN1的電壓來加以完成。
在所述降壓升壓調節模式期間，若VIN的電壓位準下降到低於VOUT的電壓位準(或是VIN<VOUT)，則所述降壓升壓調節模式是以一種實質類似的方式持續，只要針對於所述降壓或升壓調節模式的狀況維 持是假的即可。在此例中，VWN是維持在其標稱位準，而VWP是被調整一如同在此進一步所述的偏移。在所述降壓升壓調節模式中，在狀態S2期間(降壓關閉)，Q2及Q4是導通的，同時Q1及Q3是關斷的，因而VR1是以一成比例於VOUT的速率斜波下降，直到其在時間t7到達VWN或是VR1<VWN為止。在時間t7，所述切換狀態是轉變至S3(降壓開啟)，其中Q1及Q4是導通的，同時Q2及Q3是關斷的。通常在所述降壓調節模式期間，當從狀態S2轉變至S3時，VR1是由於VIN大於VOUT而上升。然而，在所述降壓升壓調節模式中，當VIN<VOUT時，VR1反而是持續斜波下降。
在所述切換狀態S3期間，當VR1在時間t8符合所述時序狀況時，操作是轉變至切換狀態S0(升壓開啟)，其中Q1及Q3是被導通，同時Q2及Q4是關斷的，因而VR1是朝向VWP斜波上升。當在時間t9，VR1>VWP(經調整的)時，操作是轉變至切換狀態S1(升壓關閉)，其中Q1及Q4是導通的，同時Q2及Q3是關斷的，因而VR1是以一根據在VIN與VOUT之間的一差值的速率斜波下降。在所述切換狀態S1期間，當VR1在時間t10符合所述時序狀況時，操作是轉變至切換狀態S2(降壓關閉)，其中Q2及Q4是導通的，並且Q1及Q3是關斷的，因而VR1是以一較高的速率斜波下降，因為所述速率是單獨成比例於VOUT。當在時間t11，VR1<VWN時，在所述降壓升壓調節模式期間的操作將會轉變回到如同在時間t7所示的切換狀態S3。然而，在此例中，操作是轉變至所述升壓調節模式，因為已經做成一項進入所述升壓調節模式的決策。
在所述升壓調節模式與所述降壓升壓調節模式之間的轉變的決策是根據一個別的邏輯判斷而定，例如是藉由所述調節模式控制器408 根據VIN及VOUT的相對的電壓位準所做成的。在時間t11，當針對於升壓調節模式的臨界狀況符合時，操作是轉變至所述切換狀態S0(升壓開啟)，而不是至切換狀態S3。在此例中，VR1是以一根據VIN而定的速率上升，直到在時間t12的VR1>VWP為止，操作是在所述時間轉變至所述切換狀態S1。在所述升壓調節模式中，操作是如先前所述地，根據正常的升壓調節模式而切換在切換狀態S0及S1之間。若VIN的電壓位準接著相對於VOUT上升，在相反的方向上穿越所述邊界狀況，則操作是轉變回到所述降壓升壓調節模式。若而且當針對於所述降壓調節模式的邊界狀況被指出時，操作是轉變回到所述降壓調節模式中。
在所述降壓升壓調節模式期間，維持滯後的電流模式效能，同時將穩定狀態的頻率維持在一目標位準是所要的。如同先前所指出，VWIN可被調整，以嘗試維持所述穩定狀態的頻率位準在一目標的頻率位準。再者，操作是反覆地轉變在狀態S0至S3之間，以維持可預測的穩定狀態的頻率。再者，維持所述VR1信號相對於所述控制信號VC的對稱性是所要的。為了維持所述VR1信號的此種對稱性，所述切換控制器415是強迫在所述切換狀態S1期間的持續時間或是TS1(從時間t3至t4以及從時間t9至t10)是大致等於在所述切換狀態S3期間的持續時間或是TS3(從時間t5至t6以及從時間t7至t8)，使得TS1
Figure 104132984-A0202-12-0025-37
TS3。如同在此進一步所述的，各種的方法可被用來決定較高以及較低的切換臨界值，以在所述降壓升壓調節模式期間的切換狀態S1及S3期間符合以上所指出的時序狀況，以確保TS1
Figure 104132984-A0202-12-0025-38
TS3來控制切換頻率。
如同在圖5中所示，在所述降壓升壓調節模式期間，所述切 換序列S0至S3是反覆發生。如同進一步在以下敘述的，所述狀態S1及S3的持續時間是被控制以使得TS1
Figure 104132984-A0202-12-0026-39
TS3。所述穩定狀態的切換頻率是藉由控制所述窗電壓VWIN、或是任何其它控制狀態S0至S3的集體的持續時間、或是TS0+TS1+TS2+TS3是大致等於一目標的持續時間TSW的方法來加以控制的。如同在此進一步敘述的，偏移電壓可被決定以調整VWP及VWN，以用於提供所述較高以及較低的切換臨界值。用於判斷如同在此所述的切換規則的每一個的控制邏輯可以用一數位或類比域、或是兩者的一組合來加以實施。
VWP及VWN的"標稱"位準或是VWPNOM及VWNNOM是被定義為VWP及VWN在所述降壓及升壓調節模式期間通常將會有的電壓位準，其包含針對於頻率的任何調整，以將FSW調整回到FSS。所述較高的切換臨界位準可以藉由將一偏移VOFSP加到VWPNOM來加以決定，其中VOFSP是根據以下的方程式(1)來加以決定：
Figure 104132984-A0202-12-0026-1
所述較低的切換臨界位準可以藉由從VWNNOM減去一偏移VOFSN來加以決定，其中VOFSN是根據以下的方程式(2)來加以決定：
Figure 104132984-A0202-12-0026-2
應注意的是，在所述降壓升壓模式期間，只有在VIN>VOUT時，VOFSN才從VWN的標稱位準中減去。當VIN=VOUT時，VOFSN變為零，因而VWN並未被調整。當VIN<VOUT時，所述偏移電壓VOFSN變為負的，此可能另外增加VWN的標稱電壓位準，但並不是從VWN減去。以此種方式，VWN只有在VIN>VOUT時，才被向下調整。
以一種類似的方式，在所述降壓升壓模式期間，當VIN<VOUT時，VOFSP是被加到VWP的標稱位準。當VIN=VOUT時，VOFSP變為零，因而VWP並未被調整。當VIN>VOUT時，所述偏移電壓VOFSP變為負的，此可能另外減少VWP的標稱電壓位準，但並不是被加到VWP。以此種方式，VWP只有在VIN<VOUT時，才被向上調整。
儘管未明確地展示，在所述時間t6及t7之間，VIN的電壓相對於VOUT的電壓減小。當VIN>VOUT時，所述偏移電壓VOFSP保持在VWPNOM。所述偏移電壓VOFSN是減小直到當VIN=VOUT時，其變為零為止，因而當VIN減小到低於VOUT時，VWN是保持在VWNNOM。當VIN減小到低於VOUT時，VOFSP增加，因而VWP增加到高於VWPNOM。除非另有敘述，否則對於以下的配置的每一個而言，操作都是相同的。
此外，所述較高的窗外電壓VWPP是藉由將VWIN加到VWP的標稱位準來加以決定的，並且所述較低的窗外電壓VWNN是藉由從VWN的標稱位準減去VWIN來加以決定的。這些額外的窗偏移以及電壓位準可能或是可能未被用在如同在此進一步敘述的各種實施例的每一個中。
所述控制系統是提供在降壓及升壓模式之間非常平順且無縫的轉變。所述降壓升壓充電器控制器221的調變器400在每一個模式之間只有切換2個電晶體。來自電源級的DC調節瓶頸是被最小化。操作已經針對於連續導電模式(CCM)來加以敘述，但是所述控制系統進一步提供在CCM與一不連續導電模式(DCM)(或是二極體模擬模式)之間的自然的轉變。所述調變器400自然地控制所述電源級的電晶體的最小導通及關斷時間。所述控制系統是使用滯後的電流模式控制，以使得穩定性以及動態響 應變得容易。為了平順的模式轉變，在控制信號與電感器電流之間是維持一線性關係。所述控制系統是透過在所述降壓、降壓升壓、以及升壓調節模式之間的邊界，來提供控制所述切換頻率的益處。在所加入的降壓升壓調節模式下，所述轉變是平順而且相當連續的。以下對於其餘的圖式的說明是展示及描述用於達成受控制的切換頻率的不同的變化及實施例。
以下的圖6-14是圖4的調變器的不同的配置的時序圖，以用於在所述降壓、升壓、以及降壓升壓調節模式期間產生在圖5中所示的斜波電壓VR1的所要的波形。在每一個時序圖中，VC、VWP及VWN是用類似的方式來繪製，其具有如同進一步敘述的某些變化。VWPP及VWNN是在其中它們被使用於發展出VR1的那些時序圖中被繪製。在每一個時序圖中，所述額外的斜波信號VR2及VR3的一或兩者被繪製，其中VR2是利用一粗體實線來繪製，並且VR3是利用一粗體虛線來繪製。
圖6是描繪所述調變器400的一第一配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。在此例中，所述調變器400是包含所述斜波電路430及450兩者，以在所述降壓升壓調節模式期間使用所述額外的斜波信號VR2及VR3兩者。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。再者，在圖6中所示的操作最初是在所述降壓調節模式中，其中操作是轉變在所述S2及S3切換狀態之間。在所述時間t2，當所述降壓升壓模式是如先前所述地被指出時，操作是轉變至所述降壓升壓調節模式，其中操作是轉變在所述四個切換狀態S0-S3之間。在所述時間t11，當所 述升壓模式被指出時，操作是轉變至所述升壓調節模式，其中操作是轉變在所述S0及S1切換狀態之間。
在所述降壓及升壓調節模式兩者中，所述斜波電路430及450實質上是保持在一待機模式中，以設定所述斜波電壓VR2及VR3的初始狀態。所述電壓源449是被配置以使得VP2在所述比較器441的負端子建立所述電壓VWPP。所述切換控制器415發出CTRL3-CTRL6以開路開關433、434及447，並且閉合開關445。以此種方式，VR2被高箝位在所述電壓VWPP。類似地，所述電壓源471是被配置以使得VN3在所述比較器463的正端子建立所述電壓VWNN。所述切換控制器415發出CTRL7-CTRL10以開路開關453、454及465，並且閉合開關467。以此種方式，VR3是有效地被低箝位在所述電壓VWNN。
在此例中，在時間t2切換至所述降壓升壓調節模式之後，當在切換狀態S0中VR1>VWP時，如同在時間t3藉由所述比較器411發出的控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至切換狀態S1，並且如同在601所示的，起始VR2以從VWPP斜波下降。為了起始VR2，所述切換控制器415是發出CTRL5為低的以開路開關445，並且發出CTRL4為高的以閉合開關434。所述電流源435開始放電所述電容器437，因而VR2在時間t3開始斜波下降。在601展示的向下斜波VR2的斜率是根據藉由所述電流源435所建立的電流I2而定。在一實施例中，I2
Figure 104132984-A0202-12-0029-26
VOUT，因而VR2是以一根據VOUT的電壓位準的速率斜波下降。
在切換狀態S1期間，當VR1>VR2時，如同在時間t4藉由所述比較器425發出的控制信號C3所指出的，所述切換控制器415是轉變 至所述切換狀態S2，並且藉由發出CTRL5為高的，以重新閉合所述開關445(並且重新開路開關434，以避免在所述電流源435與電壓源449之間的競爭)，以將VR2重置回到VWPP。在切換狀態S2中，當VR1<VWN(藉由偏移VOFSN被調整的)時，如同在時間t5藉由所述比較器413發出的控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且如同在603所展示的，將VR3起始為從VWNN的一向上斜波。所述切換控制器415藉由發出CTRL10為低的以開路開關467並且藉由發出CTRL7為高的以閉合開關453來起始VR3的斜波，因而所述電流源456是利用電流I3來充電所述電容器457。在一實施例中，I3
Figure 104132984-A0202-12-0030-27
VIN，因而VR3的斜率是根據VIN而定。當VR1<VR3時，如同在時間t6藉由所述比較器473而被發出為低的控制信號C8所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且藉由閉合開關467(並且發出CTRL7為低的以開路開關453)以將所述VR3斜波重置回到VWNN。在時間t6之後的切換狀態S0期間，VR1是以一種類似如同在時間t2及t3之間所展示的方式斜波上升。
隨著VIN下降到低於VOUT，操作以類似的方式持續。當VIN<VOUT時，VWN變回到其標稱位準VWNNOM，並且VWP是如先前所述地被增大所述偏移量VOFSP。同樣地，當VR1<VWN時，如同在時間t7藉由所述控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且如同在605所展示的，再次起始從VWNN的向上斜波VR3。當VR1<VR3時，如同在時間t8藉由控制信號C8所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且將VR3重置回到VWNN。在切換狀態S0中，VR1上升並且當VR1>VWP(被調整VOFSP)時，如同在時間t9藉由 所述控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且如同在607所展示的，起始從VWPP的向下斜波VR2。在此例中，由於VIN<VOUT，因此VR1在所述切換狀態S1期間是減小。VR2在607的向下斜波(其是根據VOUT而定)是具有一比VR1(其是根據在VIN與VOUT之間的差值而定)較快的斜率，並且當VR1>VR2時，如同在時間t10藉由所述控制信號C3所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，並且將VR2重置回到VWPP。由於在所述切換狀態S2期間只根據VOUT，因此VR1的負斜率是增加。若已經判斷操作應該從所述降壓升壓調節模式轉變至所述升壓模式，則在切換狀態S2中，當VR1<VWN時，如同在時間t11藉由所述控制信號C2所指出的，由於所述升壓調節模式被指出，因此所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，而不是狀態S3。
如同在圖6中所示的調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，額外的較高以及較低的外部的電壓VWPP及VWNN是和兩個額外的斜波信號VR2及VR3一起被使用，以使得在所述降壓升壓調節模式期間的切換狀態的轉變變得容易。在此實施例中，可以做成某些電路簡化。例如，由於VR2相對於VWPP只有斜波下降，因此若為所要的話，所述電流源431及開關433以及所述電壓源451、開關447以及比較器443可被刪除。再者，由於VR3相對於VWNN只有斜波上升，因此若為所要的話，所述電流源455及開關454以及所述電壓源469、開關465以及比較器461可被刪除。
圖7是描繪所述調變器400的一第二配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。同樣地，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式(假設VIN的電壓位準從一高於VOUT的臨界位準減小到另一低於VOUT的臨界位準)。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。VWN及VWP是在所述降壓升壓調節模式的部分期間用相同的方式從其標稱位準被偏移。
在此例中，VR2是從所述電壓VWPP斜波下降到VWNN，並且被重置而再次回到VWPP。在所述斜波電路430中，所述電壓源449是被配置以使得VP2在所述比較器441的負端子建立所述電壓VWPP，並且所述電壓源451是被配置以使得VN2在所述比較器443的正端子建立所述電壓VWNN。在所述降壓及升壓調節模式兩者中，所述切換控制器415是發出CTRL5為高的，以將VR2箝位到VWPP。
在所述降壓升壓調節模式期間的切換狀態S0中，操作是類似的，因而當VR1>VWP時，如同在時間t3藉由所述控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且起始從VWPP的向下斜波VR2。為了起始VR2，所述切換控制器415是發出CTRL5為低的以開路開關445，並且發出CTRL4為高的以閉合開關434。所述電流源435開始放電所述電容器437，因而VR2在時間t3開始斜波下降。所述向下斜波VR2的斜率是根據藉由所述電流源435所建立的電流I2而定。在一實施 例中，I2
Figure 104132984-A0202-12-0033-28
VOUT，因而VR2是以一根據(或者是成比例於)VOUT的電壓位準而定的速率來斜波下降。同時，VR1在所述切換狀態S1期間是朝向VR2斜波上升。
在切換狀態S1中，當VR1>VR2時，如同在時間t4藉由所述控制信號C3所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，因而VR1反轉並且斜波下降。然而，在此例中，所述切換控制器415並不重置VR2，因而其是和VR1在實質相同的速率下持續斜波下降。在切換狀態S2中，當VR1<VWN時，如同在時間t5藉由所述控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且VR1是如圖所示地反轉及斜波上升。然而，所述切換控制器415並不重置VR2。反而，在切換狀態S3中，VR2是持續斜波向下到VWNN。在所述切換狀態S3期間，當VR2<VWNN時，如同在時間t6藉由所述比較器443發出的控制信號C5所指出的，VR2被重置回到VWPP，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且VR1是如圖所示地以一較快的速率斜波上升。所述切換控制器415是藉由發出CTRL5以閉合所述開關445以將VR2箝位回到VWPP，來重置VR2。
針對於在說明中的此點，所了解的是，當一例如是VR2及VR3的斜波信號被箝位至一特定的電壓位準時，和一充電或放電功能相關的可應用的開關(例如是用於所述電流源431及435的開關433及434、或是用於所述電流源456及455的開關453及454)亦可以被開路，以避免在所述電流及電壓源之間的競爭。例如，當VR2在時間t6被箝位回到VWPP時，所述切換控制器415亦藉由發出CTRL4為低的，來開路所述開關434。
當VIN<VOUT時，操作是實質類似的，除了VWP現在是如先前所述地被偏移VOFSP之外。所述電流I2維持成比例於VOUT，因而VR2的向下斜波的斜率持續是根據VOUT而定。在用於所述降壓升壓調節模式的切換狀態S2中，當VIN<VOUT時，VR1及VR2都是以大致相同的速率斜波下降。當VR1<VWN時，如同在時間t7藉由所述控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3。在所述切換狀態S3期間，VR2是持續以相同的速率朝向VWNN斜波下降，同時VR1是以一成比例於在VIN與VOUT之間的差值的較慢的速率斜波下降。當VR2<VWNN時，如同在時間t8藉由所述控制信號C5所指出的，所述切換控制器415是將VR2重置回到VWPP，並且所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0。如先前所述的，VR1是在所述切換狀態S0期間反轉以及斜波上升。
同樣地，當在切換狀態S0中，當VR1>VWP(經調整的)時，如同在時間t9藉由所述控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且再次起始VR2從VWPP斜波下降。在狀態S1中，VR1是比VR2更緩慢地斜波下降，並且當VR1>VR2時，如同在時間t10藉由控制信號C3所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，並且VR1及VR2兩者是以大致相同的速率斜波下降。若被指出以改變至所述升壓調節模式，則當VR1<VWN時，如同在時間t11藉由所述控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0。由於所述升壓調節模式被指出，因此所述切換控制器415是將VR2重置回到VWPP，而不是容許其繼續斜波變化到VWNN。
如同在圖7中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變，以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述電路可以進一步簡化，因為所述斜波電路450以及比較器473可以完全被刪除。在所述降壓升壓調節模式期間，只有單一向下斜波被使用，其中VR2是從VWPP斜波下降到VWNN，並且接著被重置回到VWPP。再者，若為所要的話，所述電流源431以及開關433亦可被刪除。
圖8是描繪所述調變器400的一第三配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。再者，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。VWN及VWP是在所述降壓升壓調節模式的部分期間用相同的方式從其標稱位準被偏移。
在此例中，VR2是以一種類似的方式從所述電壓VWPP斜波下降，但是並非斜波向下到VWNN，VR2是被保持固定的一段短的期間，並且接著斜波向上回到VWPP。在所述斜波電路430中，所述電壓源449是被配置以使得VP2在所述比較器441的負端子建立所述電壓VWPP。在所述降壓及升壓調節模式兩者中，所述切換控制器415是發出CTRL5為高的，以將VR2箝位到VWPP。所述電流源431及435以及開關433及434是被用 來控制切換操作。在一實施例中，I1=I2
Figure 104132984-A0202-12-0036-29
VOUT。
在切換狀態S0中，操作是類似的，因而當VR1>VWP時，如同在時間t3藉由所述控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且起始從VWPP的向下斜波VR2。所述切換控制器415是用類似的方式來控制CTRL4及CTRL5，以起始斜波變化。所述電流源435是開始放電所述電容器437，因而VR2是以一根據藉由所述電流源435所建立的電流I2而定的速率來斜波下降。在一實施例中，I2
Figure 104132984-A0202-12-0036-30
VOUT，因而VR2是根據VOUT的電壓位準來斜波下降。同時，VR1在所述切換狀態S1期間是朝向VR2斜波上升。
在切換狀態S1中，當VR1>VR2時，如同在時間t4藉由所述控制信號C3所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，因而VR1是斜波下降。在此例中，所述切換控制器415是在時間t4發出CTRL4為低的以開路所述開關434，因而VR2並不斜波下降，而是被保持在其在時間t4所到達的電壓位準。所述電容器437是在時間t4及t5之間保持其電荷。在切換狀態S2中，當VR1<VWN時，如同在時間t5藉由所述控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3。所述切換控制器415是在時間t5發出CTRL3為高的以閉合所述開關433，因而所述電容器437被所述電流源431加以充電。因此，VR2從時間t5是以一成比例於所述電流I1的速率來斜波上升，所述速率是成比例於VOUT的電壓位準。在切換狀態S3中，當VR2>VWPP時，如同在時間t6藉由所述比較器441發出的控制信號C4所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且藉由發出CTRL5以閉合所述開關445以將VR2重新箝 位在VWPP。
當VIN<VOUT時，操作是類似的，除了是VWP被偏移，而不是VWM之外。同樣地，I1=I2
Figure 104132984-A0202-12-0037-31
VOUT。在所述切換狀態S2期間，VR2是被保持穩定的，同時VR1是斜波下降直到其下降到低於VWN為止。當VR1<VWN時，如同在時間t7藉由所述控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且發出CTRL3為高的以閉合所述開關433，因而所述電容器437是藉由電流I1而被充電，因而VR2是斜波上升。在所述切換狀態S3期間，VR1是持續斜波下降。在時間t8，當VR2>VWPP時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，將VR2箝位到VWPP，並且VR1斜波上升。在時間t9，當VR1>VWP(經調整的)時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且重新起始VR2向下斜波。在所述切換狀態S1期間，VR1及VR2都是斜波下降，其中VR2是以一較高的速率來斜波變化。在時間t10，當VR1>VR2時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，並且保持VR2穩定的直到時間t11為止。若所述升壓調節模式被指出，則在時間t11，當VR1<VWN時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且將VR2重置回到VWPP。
如同在圖8中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述調變器400只包含在所述降壓升壓調節模式期間用於所述斜波信號VR2的斜波電路430，其中所述斜波電路450以及比較器473並未被使用，因而可被刪除。再者，和產生及 比較所述較低的電壓位準VWNN相關的電路可被刪除。因此，例如所述電壓源451、開關447以及比較器443亦可被刪除。
圖9是描繪所述調變器400的一第四配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。同樣地，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。VWN及VWP是在所述降壓升壓調節模式的部分期間用相同的方式從其標稱位準被偏移。
在此例中，所述較高及較低的電壓VWPP及VWNN被刪除。反而，VR2是從所述電壓位準VWN斜波上升，並且VR3是從VWP斜波下降。在所述斜波電路430中，所述電壓源449、比較器441、電流源435以及開關434及445並未被使用或是設置。在一實施例中，所述電壓源451可被配置以使得VN2在所述比較器443的正端子建立所述電壓VWN。在另一實施例中，一緩衝器電路或類似者(未顯示)可被用來緩衝所述電壓源421的電壓VWN，以在所述比較器443的正輸入提供所述電壓VWN的一緩衝的版本。在所述降壓及升壓調節模式期間，所述切換控制器415是發出CTRL6為高的，以將VR2箝位在所述電壓VWN。
所述斜波電路450可以用類似的方式來加以配置，除了用於向下斜波的操作之外。在此，所述電壓源471、比較器463、電流源456以及開關453及467因為對於操作而言為非必要的，因此可被刪除。在一實施 例中，所述電壓源469可被配置以使得VP3在所述比較器461的負端子建立所述電壓VWP。在另一實施例中，一緩衝器電路或類似者(未顯示)可被用來緩衝所述電壓源419的電壓VWP，以在所述比較器461的負輸入提供所述電壓VWP的一緩衝的版本。在所述降壓及升壓調節模式期間，所述切換控制器415是發出CTRL9為高的，以將VR3箝位在所述電壓VWP。
所述電流源431及455是被配置以分別產生所述電流I1及I4，以用於圖9的實施例的所要的操作來分別發展出VR2及VR3的斜率。所述電流I1是根據以下的式(3)來加以配置：VIN+ABS(VIN-VOUT)+MAX(VIN-VOUT,0) (3)
其中ABS是絕對值函數，並且MAX是在括號內的值中的最大的一個。此關係以及所述電容CR2是建立當VR2從VWN斜波上升時的所要的斜率。所述電流I4是根據以下的式(4)來加以配置：-(VOUT+ABS(VIN-VOUT)+MAX(VOUT-VIN,0)) (4)
此關係以及所述電容CR3是建立當VR3從VWP斜波下降時的所要的斜率。在圖9所示的配置中，VR2是以一根據所述式(3)的速率斜波上升，並且VR3是以一根據所述式(4)的速率斜波下降。
在時間t2，當在狀態S0中，當所述降壓升壓調節模式已經被指出時，VR1是以一如先前所述的成比例於VIN的斜率，從VWN斜波上升。當VR1>VWP時，如同在時間t3藉由所述控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且發出CTRL6為低的並且CTRL3為高的，以起始VR2從VWN的斜波上升。在所述切換狀態S1期間，VR1及VR2都是斜波上升，其中VR2是以一較高的速率斜波上升。 當VR2>VR1時，如同在時間t4藉由所述控制信號C3所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，並且例如是藉由開路開關433以及閉合開關447以將VR2重置回到VWN。當VR1<VWM時，如同在時間t5藉由所述控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且發出CTRL9為低的並且CTRL8為高的，以起始VR3從VWP的斜波下降。在所述切換狀態S3期間，VR1是以先前敘述的速率斜波上升，而VR3是以先前敘述的速率斜波下降。當VR3<VR1時，如同在時間t6藉由所述控制信號C8所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且發出CTRL9為高的並且CTRL8為低的，以將VR3重置回到VWP。
當VIN<VOUT時，所述切換規則是類似的。在狀態S2中，VR3是被箝位在VWP，並且VR1是斜波下降。當VR1<VWN時，如同在時間t7藉由所述控制信號C2所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且起始VR3以從VWP斜波下降。在狀態S3中，當VR1>VR3時，如同在時間t8藉由所述控制信號C8所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且將VR3重置回到VWP。在所述切換狀態S0中，當VR1>VWP時，如同在時間t9藉由所述控制信號C1所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且起始VR2以從VWN斜波上升。當VR2>VR1時，如同在時間t10藉由所述控制信號C3所指出的，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，並且將VR2重置回到VWN。在狀態S2中，在時間t11，當所述升壓調節模式被指出並且VR1<VWN時，操作是轉變至所述升壓調節模式的狀態S0。
如同在圖9中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所 要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述外部的電壓VWNN及VWPP被刪除，此可以縮減電路並且簡化操作。在此例中，所述調變器400包含所述斜波電路430及450兩者的部分，以在所述降壓升壓調節模式期間使用所述額外的斜波信號VR2及VR3兩者。由於VR2只有從VWN斜波向上，因此若為所要的話，和所述電流源435以及電壓源449相關的電路可被刪除。再者，由於VR3只有從VWP斜波向下，因此若為所要的話，和所述電流源456以及電壓源471相關的電路可被刪除。此外，VR2是藉由根據所述式(3)的電流I1來斜波向上，並且VR3是藉由根據所述式(4)的電流I4來斜波向下。
圖10是描繪所述調變器400的一第五配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。同樣地，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。VWN及VWP是在所述降壓升壓調節模式的部分期間用相同的方式從其標稱位準被偏移。
在此例中，VR2是被使用於向上及向下的斜波。在一實施例中，所述電壓源449(VP2)是被配置以發出VWP，並且所述電壓源451(VN2)是被配置以發出VWN。或者是，緩衝器放大器或類似者(未展示)可被用來 緩衝所述電壓VWP至所述比較器441的負輸入，並且緩衝VWN的電壓至所述比較器443的正輸入。發展出I1的電流源431是根據所述式(3)來加以配置，因而VR2是在所述電容器437被充電時，根據所述式(3)來斜波上升。提供I2的電流源435是根據所述式(4)來加以配置，因而VR2是在所述電容器437被放電時，根據所述式(4)來斜波下降。在所述降壓升壓調節模式期間，所述切換控制器415是發出所述控制信號CTRL3-CTRL6以控制VR2在所述切換狀態S0-S3的每一個中的操作。
在所述降壓升壓調節模式的切換狀態S0中，當VIN>VOUT時，VR2是被箝位在VWN，而VR1是朝向VWP斜波上升。在時間t3，當VR1>VWP(控制信號C1)時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且控制CTRL3以及CTRL6以起始VR2的斜波上升。在時間t4，當VR2>VR1(控制信號C3)時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，並且將VR2箝位在VWP(其包含發出CTRL5為高的，以閉合開關445)。在時間t5，當VR1<VWN(控制信號C2)時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且起始VR2從VWP的向下斜波。在時間t6，當VR1>VR2(控制信號C3)時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且將VR2箝位在VWN。
在所述降壓升壓調節模式中，當VIN<VOUT時，切換操作是實質類似的。在切換狀態S2中的時間t7，當VR1<VWN時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S3，並且起始VR2從VWP的向下斜波。在切換狀態S3中的時間t8，當VR1>VR2時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S0，並且將VR2低箝位在VWN。在切換狀態S0中的時間 t9，當VR1>VWP時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S1，並且起始VR2從VWN的斜波上升。在切換狀態S1中的時間t10，當VR1<VR2時，所述切換控制器415是轉變至所述切換狀態S2，並且將VR2高箝位在VWP。在時間t11，當VR1<VWN而且所述升壓調節模式被指出時，所述切換控制器415是轉變至所述升壓調節模式的狀態S0。
如同在圖10中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述調變器400只包含在所述降壓升壓調節模式期間用於所述斜波信號VR2的斜波電路430，其中所述斜波電路450以及比較器473可被刪除。所述外部的電壓VWPP及VWNN亦被刪除。VR2是藉由分別根據所述式(3)及(4)的電流I1及I2而斜波向上及向下。
圖11是描繪所述調變器400的一第六配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。同樣地，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。VWN及VWP是在所述降壓升壓調節模式的部分期間用相同的方式從其標稱位準被偏移。
在此例中，單一斜波VR2是被使用作為一向上斜波，其是 從VWN的標稱電壓位準斜波上升，並且斜波VR3並未被使用。所述電壓源419及421是用和先前敘述用於分別配置VP1及VN1作為所述電壓VWP及VWN的相同的方式來加以配置，其中VWN是在所述降壓升壓調節模式期間，當VIN>VOUT時被偏移成較低的，而VWP是在其標稱位準，並且VWP是在所述降壓升壓調節模式期間，當VIN<VOUT時被偏移成較高的，而VWN是在其標稱位準。所述電壓源449是被配置以使得VP2在整個所述降壓升壓調節模式都在所述比較器441的負輸入維持VWP的標稱位準。再者，所述電壓源451是被配置以使得VN2在整個所述降壓升壓調節模式都在所述比較器443的正輸入維持VWN的標稱位準。再者，VR2只有從VWN的標稱位準斜波上升至VWP的標稱位準，因而所述電流源435以及開關434並未被設置、或者是未被使用。再者，所述比較器425並未被設置、或者是未被使用。
所述電流源431是被配置以成比例於VIN及VOUT的最大的一個來發展出I1、或是I1
Figure 104132984-A0202-12-0044-40
MAX(VIN、VOUT)。因此，當VIN>VOUT時，VR2是以一成比例於VIN的速率斜波上升，並且當VIN<VOUT時，VR2是以一成比例於VOUT的速率斜波上升。所述切換控制器415是監視所述控制信號C1、C2及C4，並且發出所述控制信號CTRL1-CTRL6中的可應用的控制信號，以用一種類似如先前所述的方式來控制用於所述切換狀態S0-S3的每一個的操作。
在所述降壓升壓調節模式期間的狀態S0中，當VIN>VOUT，當在時間t3時VR1>VWP(控制信號C1)，操作是轉變至狀態S1，並且VR2是以一成比例於VIN的速率，從VWN的標稱位準斜波上升。在 狀態S1中，當在時間t4時VR2>VWPNOM(控制信號C4)，操作是轉變至狀態S2，並且VR2是被重置回到VWNNOM。在狀態S2中，當在時間t5時VR1<VWN(經調整的)(控制信號C2)，操作是轉變至狀態S3，並且VR2是再次以一成比例於VIN的速率，從VWN的標稱位準斜波上升。在狀態S3中，當在時間t6時VR2>VWPNOM(控制信號C4)，操作是轉變至狀態S0，並且VR2是被重置回到VWNNOM。
在所述降壓升壓調節模式期間，當VIN<VOUT時，當在所述切換狀態S2中的時間t7時VR1<VWN(控制信號C2)，操作是轉變至切換狀態S3，並且VR2是以一成比例於VOUT的速率(由於VOUT>VIN)，從VWN的標稱位準斜波上升。當在時間t8時VR2>VWPNOM(控制信號C4)，操作是轉變至狀態S0，並且VR2是被重置回到VWNNOM。在狀態S0中，當在時間t9時VR1>VWP(經調整的)(控制信號C1)，操作是轉變至狀態S1，並且VR2是以一成比例於VOUT的速率，從VWNNOM斜波上升。在狀態S1中，當在時間t10時VR2>VWPNOM(控制信號C4)，操作是轉變至狀態S2，並且VR2是被重置回到VWN。在狀態S2中，當在時間t11時，所述升壓調節模式被指出而且VR1<VWN，操作是轉變至所述升壓調節模式。
如同在圖11中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述調變器400只有包含所述斜波電路430以在所述降壓升壓調節模式期間發展出所述斜波信號VR2，其中所述斜波電路450以及比較器473並未被使用，因而可被刪除。VR2 只有斜波上升並且接著被重置回到VWN，因而所述電流源435以及開關434可被刪除。再者，所述比較器425可被刪除。再者，相較於圖9及10的實施例的電流計算，發展出所述電流I1的電流源433的配置是被簡化成具有一較簡單的計算。
圖12是描繪所述調變器400的一第七配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。同樣地，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。VWN及VWP是在所述降壓升壓調節模式的部分期間用相同的方式從其標稱位準被偏移。
在此例中，所述調變器400是類似於圖11的實施例來加以配置，除了所述電流源435以及開關434是被內含來發展出VR2作為一向下斜波之外。所述電流源435是用和I1相同的方式來發展出I2，其中I1=I2
Figure 104132984-A0202-12-0046-20
MAX(VIN、VOUT)。因此，VR2是以一根據VIN及VOUT中的最大的一個而定的速率來斜波上升及下降。所述切換控制器415是發出CTRL3為高的並且CTRL4為低的以將VR2斜波上升，並且發出CTRL3為低的並且CTRL4為高的以將VR2斜波下降。再者，VR2是被保持或是箝位在VWP或是VWN的標稱位準，而不是被重置回到VWN。例如，所述切換控制器415是藉由發出CTRL5為高的以將VR2箝位在VWPNOM，並且藉由發出CTRL6為高的以將VR2箝位在VWNNOM。
在所述降壓升壓調節模式期間的狀態S0中，當VIN>VOUT，當在時間t3時VR1>VWP，操作是轉變至狀態S1，並且VR2是以一成比例於VIN的速率，從VWN的標稱位準斜波上升。在狀態S1中，當在時間t4時VR2>VWPNOM，操作是轉變至狀態S2，並且VR2是被箝位至VWPNOM。在狀態S2中，當在時間t5時VR1<VWN(經調整的)，操作是轉變至狀態S3，並且VR2是以一成比例於VIN的速率，從VWPNOM斜波下降。在狀態S3中，當在時間t6時VR2<VWNNOM，操作是轉變至狀態S0，並且VR2是被箝位在VWNNOM。
在所述降壓升壓調節模式期間的狀態S2中，當VIN<VOUT，當在時間t7時VR1<VWN，操作是轉變至狀態S3，並且VR2是以一成比例於VOUT的速率，從VWPNOM斜波下降。在狀態S3中，當在時間t8時VR2<VWNNOM，操作是轉變至狀態S0，並且VR2是被箝位在VWNNOM。在狀態S0中，當在時間t9時VR1>VWP(經調整的)，操作是轉變至狀態S1，並且VR2是以一成比例於VOUT的速率，從VWNNOM斜波上升。在狀態S1中，當在時間t10時VR2>VWPNOM，操作是轉變至狀態S2，並且VR2是被箝位在VWPNOM。在狀態S2中，當在時間t11時VR1<VWN並且所述升壓調節模式被指出，操作是轉變至所述升壓調節模式的切換狀態S0。
如同在圖12中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述調變器400只有包含所述斜波電路430以在所述降壓升壓調節模式期間發展出一向上及向下的斜波 信號VR2，其中所述斜波電路450以及比較器473並未被使用，因而可被刪除。再者，所述比較器425可被刪除。由於VR2斜波上升及下降，因此電流源431及435兩者被使用，但是相較於圖9及10的實施例的電流計算，每一個電流源是具有一較簡單的計算。
圖13是描繪所述調變器400的一第八配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是與圖5的波形實質相同的。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t2-t11的調節模式以及對應的切換狀態及切換狀態的轉變。同樣地，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。在此例中，在所述降壓升壓調節模式期間，VWN及VWP並未從其標稱位準被偏移。反而，如同在此進一步敘述的，VR3是被用來發展出相對於VWN及VWP的標稱位準的偏移信號VWND及VWPD。
用於發展出VR2的斜波電路430是和針對於圖12的實施例所展示及敘述者實質相同的配置，其中VR2是斜波上升及下降在VWN及VWP的標稱位準之間，並且在所述降壓升壓調節模式期間，其在所述切換狀態S2期間被箝位至VWPNOM，並且在所述切換狀態S0期間被箝位至VWNNOM。所述電壓源419及421的電壓VP1及VN1亦分別被設定至VWP及VWN的標稱位準。所述比較器411及413只有在所述降壓及升壓調節模式期間被用來發展出所述控制信號C1及C2，而不是在所述降壓升壓調節模式期間。用於發展出所述電流I1及I2的電流源431及435是和圖12的電 流源相同的，其中I1=I2
Figure 104132984-A0202-12-0049-32
MAX(VIN、VOUT)。
在所述斜波電路450中，發展出所述電壓VP3及VN3的電壓源469及471亦可以分別被設定至VWP及VWN的標稱電壓位準。在一替代實施例中，緩衝放大器或類似者(未顯示)可被用來將在所述比較器461的負輸入的電壓設定在VWP的標稱位準，並且將在所述比較器463的正輸入的電壓設定在VWN的標稱位準。在任一種情形中，所述切換控制器415可以藉由閉合開關465來將VR3箝位至VWP的標稱位準、或是可以藉由閉合開關467來將VR3箝位至VWN的標稱位準。
在所述降壓升壓調節模式期間，當VIN>VOUT時，VR3在所述切換狀態S0期間是被箝位至VWNNOM，並且接著在狀態S1期間，以一根據在VIN與VOUT之間的差值而定的速率斜波下降。因此，所述電流源456是發展出I3
Figure 104132984-A0202-12-0049-21
VOUT，並且所述電流源455是發展出I4
Figure 104132984-A0202-12-0049-33
VIN，並且所述切換控制器415是發出CTRL7及CTRL8為高的，以閉合兩個開關453及454以據此斜波變化VR3。在所述切換狀態S2期間，所述斜波電路450的開關是被開路，因而VR3是保持穩定在一電壓位準VWND，直到當VR3被重新箝位至VWNNOM的切換狀態S3為止。
在所述降壓升壓調節模式期間，當VIN<VOUT時，VR3在所述切換狀態S2期間反而是被箝位至VWPNOM，並且接著在狀態S3期間是以一根據在VIN與VOUT之間的差值而定的速率來斜波上升。由於所述電流源453是發展出I3
Figure 104132984-A0202-12-0049-34
VOUT，並且所述電流源455是發展出I4
Figure 104132984-A0202-12-0049-35
VIN，因此當所述切換控制器415發出CTRL7及CTRL8為高的以閉合兩個開關453及454時，VR3是斜波上升。在所述切換狀態S0期間，所述斜波電路450 的開關是被開路，因而VR3是保持穩定在一電壓位準VWPD，直到當VR3被重新箝位至VWPNOM的切換狀態S1為止。
在所述降壓升壓調節模式期間，當VIN與VOUT是大致相同的、或是VIN
Figure 104132984-A0202-12-0050-41
VOUT時(例如是在一小的預設的電壓臨界值之內)，VR3在狀態S1及S2期間是被箝位在VWNNOM，並且在狀態S3及S0期間是被箝位在VWPNOM。當VIN及VOUT是大致相同的，則VWPD大致等於VWPNOM，並且VWND大致等於VWNNOM。在此狀況期間，所述開關469及471在所述S2到S3以及S0到S1切換狀態的轉變期間是足夠快速地被切換，因而VR3有時間趨穩到VWP或是VWN的標稱位準。在一替代實施例中，一個別的斜波電路可加以設置，因而VR3是從VWNNOM斜波下降，並且另一斜波VR4(未顯示)是從VWPNOM斜波上升。
在所述降壓升壓調節模式期間的狀態S0中，當VIN>VOUT，當在時間t3時VR1>VWPNOM(控制信號C1)，操作是轉變至狀態S1，並且VR2是以一成比例於VIN的速率，從VWN的標稱位準斜波上升。再者，VR3是在時間t3開始從VWN的標稱位準以一成比例於VIN-VOUT的速率來斜波下降，以發展出所述電壓VWND。在狀態S1中，當在時間t4時VR2>VWP(控制信號S4)，操作是轉變至狀態S2，並且VR2是被箝位在VWP。再者，VR3的向下斜波動作是被停止，因而VR3被保持固定在VWND。VWND相對於所述標稱位準VWN的電壓是可變的，其是依據在VIN與VOUT之間的差值而定。因此，其並非是預先計算VWND，而是其是藉由波形比較而被決定出。在狀態S2中，當在時間t5時VR1<在VWND的VR3(控制信號C8)，操作是轉變至狀態S3，並且VR2是以一成比例於 VIN的速率，從VWPNOM斜波下降。再者，VR3是被重置回到(或是被箝位到)VWN的標稱位準。在狀態S3中，當在時間t6時VR2<VWNNOM，操作是轉變至狀態S0，並且VR2是被箝位在VWN的標稱位準。
在所述降壓升壓調節模式期間的狀態S2中，當VIN>VOUT時，VR3是被箝位在VWP的標稱位準。當在時間t7時VR1<VWNNOM(控制信號C2)，操作是轉變至切換狀態S3，VR2是以一成比例於VOUT的速率以從VWPNOM斜波下降，並且VR3是以一根據VOUT-VIN而定的速率以從VWPNOM斜波向上。在狀態S3中，當在時間t8時VR2<VWNNOM(控制信號C5)，操作是轉變至狀態S0，並且VR3是被保持穩定的，其在此切換週期變成是VWPD。同樣地，VWPD是根據VWP的標稱位準以及在VIN與VOUT之間的差值而改變。同樣在狀態S0中，VR2是被箝位在VWNNOM。在狀態S0中，當在時間t9時VR1>VR3(在VWPD)(控制信號C8)，操作是轉變至切換狀態S1，VR3是被重置回到VWP的標稱位準，並且VR2開始以一成比例於VIN的速率，從VWN的標稱位準斜波上升。在狀態S1中，當在時間t10時VR2>VWPNOM(控制信號C4)，操作是轉變至狀態S2，並且VR2是被箝位在VWPNOM。若狀況是指出改變至升壓調節模式，則在時間t11，操作是轉變至所述升壓調節模式的狀態S0。
如同在圖13中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述調變器400是包含所述斜波電路430以在所述降壓升壓調節模式期間發展出一向上及向下的斜波信 號VR2。和使得VWN及VWP偏離其標稱位準相關的複雜性並未被設置。然而，所述調變器400確實包含所述斜波電路450以產生個別的偏移信號VWND及VWPD。
圖14是描繪所述調變器400的一第九配置的操作的時序圖，以用於在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式期間產生VR1的所要的波形。VR1的波形是實質類似於圖5的波形。如同圖5，在所述時序圖上方的圖表是展示根據所述時間t1-t11的調節模式及對應的切換狀態以及切換狀態的轉變。同樣地，從左到右的是，所述調節模式是從所述降壓模式轉變至所述降壓升壓模式，並且接著轉變至所述升壓模式。所述降壓及升壓模式是相同的，因而並未進一步加以敘述。VWN及VWP是在所述降壓升壓調節模式的部分期間用相同的方式從其標稱位準被偏移。在此例中，為了清楚起見，VR2是利用一比VR1淡的實線來加以繪製。
在此例中，所述較高及較低的電壓VWPP及VWNN是內含在VWN及VWP的一側邊上。在一實施例中，在所述降壓及升壓調節模式期間，VR2是與VR1的切換同步化，但是並未使用於切換點的判斷。反而，VR2是維持同步化的，以使得往返於所述降壓升壓調節模式的轉變變得容易。在另一實施例中，VR2是維持被箝位在VWP或是VWN，並且只有在所述降壓升壓調節模式被指出而且VR1交叉VWP或是VWN時才開始斜波變化。如同在圖14中所示，例如，在一時間t1之前，當所述降壓升壓調節模式被指出時，VR2是被箝位在VWN。當VR1如同在時間t1所展示的接著交叉VWN時，VR2是被觸發並且開始朝向VWNN斜波下降。當VR2<VWNN時，VR2是回到朝向VWPP斜波上升。當在時間t2時VR2>VR1(或 是當它們交叉時)，操作是轉變至所述降壓升壓調節模式。在任一實施例中，一旦VR2被起始，其是以一個三角波形來斜波上升及下降在VWPP及VWNN之間，其中VR2是以一成比例於VIN的速率斜波上升，並且是以一成比例於VOUT的速率斜波下降。
在所述降壓與降壓升壓調節模式之間的轉變的時間t2，當VR2>VR1時，操作是轉變至狀態S0，其中VR2是以大致和VR1相同的速率斜波上升。當在時間t3時VR1>VWP，操作是轉變至所述切換狀態S1。然而，VR2是持續斜波上升至VWPP，並且當VR2>VWPP時，VR2在所述切換狀態S1期間切換並且開始斜波下降。當在時間t4時VR1>VR2(控制信號C3)，操作是轉變至狀態S2。在狀態S2中，當在時間t5時VR1<VWN(經調整的)(控制信號C2)，操作是轉變至狀態S3，其中VR1開始斜波上升回來。然而，VR2是持續斜波向下到VWNN，並且當VR2<VWNN時，VR2在所述切換狀態S3期間切換並且開始斜波上升。當在時間t6時VR2>VR1，操作是轉變至狀態S0。
當VIN<VOUT時，在所述降壓升壓調節模式期間的操作是類似的。在狀態S2中，當在時間t7時VR1<VWN，操作是轉變至狀態S3，而VR2是持續斜波向下到VWNN。當VR2<VWNN時，VR2切換並且開始斜波上升。在狀態S3中，當在時間t8時VR2>VR1，操作是轉變至所述切換狀態S0。在狀態S0中，當在時間t9時VR1>VWP(經調整的)，操作是轉變至切換狀態S1，而VR2是持續朝向VWPP斜波上升。當VR2>VWPP時，VR2切換並且開始斜波下降。在狀態S1中，當在時間t10時VR2<VR1，操作是轉變至切換狀態S2。操作在時間t11是用類似的方式轉變至狀態S3。 在此時點，所述降壓升壓調節模式可被指出，其中VWP是被重置回到其標稱電壓位準。在時間t12，當VR2>VR1時，操作是轉變至所述升壓調節模式的切換狀態S0。VR2可以繼續與VR1同步的斜波變化、或是可以保持被箝位在VWN或VWP，直到所述降壓升壓調節模式再次被指出為止。
如同在圖14中所示，所述調變器400的用於產生VR1的所要的波形的配置是提供如同在此所述的益處及優點，以用於在所述降壓、降壓升壓以及升壓調節操作模式之間的轉變、以及用於致能在所述降壓升壓調節模式期間的平順的操作。在此例中，所述調變器400只有包含所述斜波電路430以在所述降壓升壓調節模式期間用於所述斜波信號VR2，其中所述斜波電路450並未被使用，因而可被刪除。VR2確實斜波變化在所述外部的電壓VWPP及VWNN之間，但是用於所述電流I1及I2的配置是相對簡單的，因為只有根據VIN或是VOUT而已。
在相關先前的說明以及所附的圖式下，本發明的益處、特點及優點現在是更佳的予以理解。先前的說明是被提出以使得具有此項技術的通常知識者能夠製造及利用如同在一特定的應用及其需求的上下文中所提出的本發明。然而，對於熟習此項技術者而言，各種對於所述較佳實施例的修改將會是明顯的，並且在此界定的一般性的原理可被應用至其它實施例。例如，數種不同的配置是針對於所述調變器400而被描述，其中電路在未被使用時可被刪除。然而，所述調變器400可以單純利用所描繪的電路來加以實施，其中只有用於一所選的配置的那些部分才被起動。本發明並不欲受限於在此所展示及敘述的特定實施例，而是欲被授予和在此揭露的原理及新穎特點一致的最廣的範疇。儘管本發明已經參考其某些較佳 的版本非常詳細來加以敘述，但是其它版本及變化也是可行的並且被思及。熟習此項技術者應該體認到其可以輕易地使用所揭露的概念以及特定實施例，以作為用於設計或修改其它用於提供本發明的相同目的的結構的基礎，而不脫離如同藉由以下的申請專利範圍所界定的本發明的精神與範疇。
103‧‧‧電壓調節器
201‧‧‧轉接器
202‧‧‧轉接器節點
203‧‧‧感測電阻器
204‧‧‧輸入節點
205‧‧‧輸入電容器
206‧‧‧第一中間的節點
207‧‧‧降壓切換級
208‧‧‧第二中間的節點
209‧‧‧輸出電感器
210‧‧‧輸出節點
211‧‧‧升壓切換級
212‧‧‧節點
213‧‧‧輸出電容器
214‧‧‧電池端子
215‧‧‧系統負載
217‧‧‧第二電流感測電阻器
219‧‧‧可再充電的電池
221‧‧‧降壓升壓充電器控制器
223‧‧‧降壓升壓電壓轉換器
CI‧‧‧電容
CO‧‧‧電容
GND‧‧‧接地
ISYS‧‧‧系統電流
LO‧‧‧電感
Q1‧‧‧第一電晶體
Q2‧‧‧第二電晶體
Q3‧‧‧第二電晶體
Q4‧‧‧第一電晶體
Q5‧‧‧電晶體
Q1G、Q2G、Q3G、Q4G、Q5G‧‧‧輸出
RS1、RS2‧‧‧電阻
VAD‧‧‧轉接器電壓
VBAT‧‧‧電池電壓
VIN‧‧‧輸入電壓
VOUT‧‧‧輸出電壓

Claims (30)

  1. 一種電子裝置，其包括：一滯後的電流模式降壓升壓電壓調節器，其包括：一降壓升壓電壓轉換器，其用於如同藉由一切換控制器所控制地轉換一輸入電壓成為一輸出電壓，所述切換控制器在一升壓調節模式中是將所述降壓升壓電壓轉換器切換在第一及第二切換狀態之間，並且在一降壓調節模式中是將所述降壓升壓電壓轉換器切換在第三及第四切換狀態之間；一主要的窗電路，其包括一發展出高於一調節控制電壓的一第一較高的電壓的第一電壓源、一發展出低於所述調節控制電壓的一第一較低的電壓的第二電壓源，其中在所述第一較高的電壓與第一較低的電壓之間的一差值形成一窗電壓；一主要的斜波電路，其提供一相對於所述調節控制電壓的主要的斜波電壓，其中所述主要的斜波電壓在所述第一切換狀態中是以一成比例於所述輸入電壓的速率斜波上升，在所述第三切換狀態中是以一成比例於所述輸出電壓的速率斜波下降，並且在所述第二及第四切換狀態中是成比例於在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值來斜波變化；其中在降壓升壓調節模式期間，所述切換控制器在所述主要的斜波電壓到達所述第一較高的電壓時是從所述第一切換狀態轉變至所述第二切換狀態，響應於一第一時序指示以從所述第二切換狀態轉變至所述第三切換狀態，在所述主要的斜波電壓到達所述第一較低的電壓時從所述第三切換狀態轉變至所述第四切換狀態，以及響應於一第二時序指示以從所述第四切換狀態轉變至所述第一切換狀態；以及 一時序電路，其提供所述第一及第二時序指示至所述切換控制器，以確保所述第二及第四切換狀態具有大致相同的持續時間。
  2. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第三電壓源，其發展出一高於所述第一較高的電壓的標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較高的電壓；一第四電壓源，其發展出一低於所述第一較低的電壓的標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較低的電壓；一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓的速率從所述第二較高的電壓斜波下降，並且接著在到達所述第二較低的電壓之際重置回到所述第二較高的電壓；一第一比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及 一第二比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述第二較低的電壓時提供所述第二時序指示。
  3. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第三電壓源，其發展出一高於所述第一較高的電壓的標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較高的電壓；一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓的速率從所述第二較高的電壓斜波下降，直到所述第一時序指示被提供為止，其中所述第二斜波電壓是響應於所述第一時序指示而被保持在一穩定的電壓，並且其中所述第二斜波電壓響應於轉變至所述第四切換狀態而以一成比例於所述輸出電壓的速率斜波上升；一第一比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及 一第二比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述第二較高的電壓時提供所述第二時序指示。
  4. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓斜波上升，直到所述第一時序指示被提供為止，並且接著變成為所述第一較高的電壓，其中所述第二斜波電壓是響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所述輸出電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較高的電壓斜波下降，直到所述第二時序指示被提供為止，並且接著變成為 所述第一較低的電壓；一第一比較器，其是在所述第二斜波電壓正在斜波上升，所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及一第二比較器，其是在所述第二斜波電壓正在斜波下降，所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第二時序指示。
  5. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第三電壓源，其提供所述第一較高的電壓的標稱位準；一第四電壓源，其提供所述第一較低的電壓的標稱位準；一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓的標稱位準斜波上升，直到所述第一時序指示被提供為止，其中所述第二斜波電壓是響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所 述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率來斜波上升，並且其中所述第二斜波電壓是響應於所述第一及第二時序指示的每一個而被重置回到所述第一較低的電壓；一第一比較器，其是在所述第二切換狀態期間，當所述第二斜波電壓到達所述第一較高的電壓的標稱位準時提供所述第一時序指示；以及一第二比較器，其是在所述第四切換狀態期間，當所述第二斜波電壓到達所述第一較高的電壓的標稱位準時提供所述第二時序指示。
  6. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第三電壓源，其提供所述第一較高的電壓的標稱位準；一第四電壓源，其提供所述第一較低的電壓的標稱位準；一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率，從所述第一 較低的電壓的標稱位準斜波上升，直到所述第一時序指示被提供為止，其中所述第二斜波電壓是響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率斜波下降，直到所述第二時序指示被提供為止，其中所述第二斜波電壓是響應於所述第一時序指示而維持在所述第一較高的電壓的標稱位準，並且其中所述第二斜波電壓是響應於所述第二時序指示而維持在所述第一較低的電壓的標稱位準；一第一比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述第一較高的電壓的標稱位準時，提供所述第一時序指示；以及一第二比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述第一較低的電壓的標稱位準時，提供所述第二時序指示。
  7. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第三電壓源，其發展出一高於所述第一較高的電壓的標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較高的電壓； 一第四電壓源，其發展出一低於所述第一較低的電壓的標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較低的電壓；一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是反覆地以一成比例於所述輸入電壓的速率，從所述第二較低的電壓斜波上升至所述第二較高的電壓，並且以一成比例於所述輸出電壓的速率，從所述第二較高的電壓斜波下降至所述第二較低的電壓；一第一比較器，其是在從所述第二較高的電壓斜波下降時，當所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及一第二比較器，其是在從所述第二較低的電壓斜波上升時，當所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第二時序指示。
  8. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第三電壓源，其發展出一高於所述第一較高的電壓的標稱位準所述 窗電壓的標稱位準的第二較高的電壓；一第四電壓源，其發展出一低於所述第一較低的電壓的標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較低的電壓；一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓的速率，從所述第二較高的電壓斜波下降，並且接著響應於所述第一時序指示以重置回到所述第二較高的電壓；一第三斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第三斜波電壓，其中所述第三斜波電壓是開始於轉變至所述第四切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓的速率，從所述第二較低的電壓斜波上升，並且接著響應於所述第二時序指示以重置回到所述第二較低的電壓；一第一比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及一第二比較器，其是在所述第三斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第二時序指示。
  9. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第一電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第二電壓源是根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在 所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減小所述第一較低的電壓一負偏移電壓；以及其中所述時序電路是包括：一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓斜波上升，並且接著響應於所述第一時序指示以重置回到所述第一較低的電壓；一第三斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第三斜波電壓，其中所述第三斜波電壓是開始於轉變至所述第四切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較高的電壓斜波下降，直到所述第二時序指示被提供為止，並且接著重置回到所述第一較高的電壓；一第一比較器，其是在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及一第二比較器，其是在所述第三斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第二時序指示。
  10. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中所述時序電路包括：一第三斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第三斜波電壓，其中當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述第三斜波電壓是開 始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於在所述輸入電壓與輸出電壓之間的差值的速率，從所述第一較低的電壓斜波下降，直到所述第一時序指示被提供為止，使得所述第三斜波電壓到達一第二較低的電壓，其中所述第三斜波電壓是接著維持在所述第二較低的電壓，直到轉變至所述第四切換狀態為止，並且其中當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述第三斜波電壓是開始於轉變至所述第四切換狀態時，以一成比例於在所述輸入電壓與輸出電壓之間的差值的速率，從所述第一較高的電壓斜波上升，直到所述第二時序指示被提供為止，使得所述第三斜波電壓到達一第二較高的電壓，其中所述第三斜波電壓是接著維持在所述第二較高的電壓，直到轉變至所述第二切換狀態為止；其中在所述降壓升壓調節模式期間，當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，所述切換控制器在所述主要的斜波電壓到達所述第一較高的電壓時，從所述第一切換狀態轉變至所述第二切換狀態，並且在所述降壓升壓調節模式期間，當所述輸入電壓小於所述輸出電壓時，所述切換控制器在所述主要的斜波電壓到達所述第一較低的電壓時，從所述第三切換狀態轉變至所述第四切換狀態；以及一第二斜波電路，其是在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，其中所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓斜波上升，直到所述第一時序指示被提供為止，其中所述第二斜波電壓是響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率，從所述第一較高的電壓斜波下降， 直到所述第二時序指示被提供為止；一第一比較器，其是在所述第二切換狀態期間，當所述第二斜波電壓到達所述第一較高的電壓時，提供所述第一時序指示；以及一第二比較器，其是在所述第四切換狀態期間，當所述第二斜波電壓到達所述第一較低的電壓時，提供所述第二時序指示。
  11. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中：所述降壓升壓電壓轉換器是包括一耦接在一輸入電壓與一輸出電感器的一第一端之間的第一開關、一耦接在所述輸出電感器的第一端與一參考節點之間的第二開關、一耦接在一輸出電壓與所述輸出電感器的一第二端之間的第四開關、以及一耦接在所述輸出電感器的第二端與所述參考節點之間的第三開關；以及其中所述切換控制器在所述第一切換狀態中是導通所述第一及第三開關並且關斷所述第二及第四開關，在所述第二及第四切換狀態中是導通所述第一及第四開關並且關斷所述第二及第三開關，並且在所述第三切換狀態中是導通所述第二及第四開關並且關斷所述第一及第三開關。
  12. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中所述主要的斜波電路是包括：一斜波電容器，其發展出所述主要的斜波電壓；一第一開關的電流源，其是利用一成比例於所述輸入電壓的電流來充電所述斜波電容器；一第二開關的電流源，其是利用一成比例於所述輸出電壓的電流來放電所述斜波電容器； 一第一比較器，其比較所述主要的斜波電壓與所述第一較高的電壓，並且提供一指出其的信號至所述切換控制器；以及一第二比較器，其比較所述主要的斜波電壓與所述第一較低的電壓，並且提供一指出其的信號至所述切換控制器。
  13. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中所述時序電路是包括至少一斜波電路，每一個所述斜波電路是包括：一斜波電容器，其發展出一時序斜波電壓；至少一開關的電流源，其是利用一預設的電流以充電或放電所述斜波電容器；至少一電壓源，其發展出一相對於所述調節控制電壓的偏移電壓；以及至少一比較器，其比較所述時序斜波電壓與所述偏移電壓，並且提供所述第一及第二時序指示中的一所選的一個。
  14. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中所述第一及第二電壓源是被調整以調整所述窗電壓，以便於控制切換頻率朝向一穩定狀態的頻率位準。
  15. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中所述切換控制器是確保所述切換狀態的每一個都具有至少一預設的最小的期間。
  16. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其進一步包括一模式控制器，所述模式控制器是根據所述輸入電壓與輸出電壓的相對的位準來選擇所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式中的一個。
  17. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其進一步包括一處理器以及包 含一記憶體的週邊系統，所述記憶體是耦接至所述滯後的電流模式降壓升壓電壓調節器。
  18. 一種利用滯後的電流模式控制以轉換一輸入電壓成為一輸出電壓的方法，其包括：在所述輸入電壓小於所述輸出電壓時的一升壓調節模式中，將一降壓升壓電壓轉換器切換在第一及第二切換狀態之間，並且在所述輸入電壓大於所述輸出電壓時的一降壓調節模式中，將所述降壓升壓電壓轉換器切換在第三及第四切換狀態之間；提供一窗電壓，其包含高於一調節控制電壓的一第一較高的電壓以及低於所述調節控制電壓的一第一較低的電壓；發展出一主要的斜波電壓，其複製通過所述降壓升壓電壓轉換器的一輸出電感器的電流，其中所述主要的斜波電壓在所述第一切換狀態中是以一成比例於所述輸入電壓的速率斜波上升，在所述第三切換狀態中是以一成比例於所述輸出電壓的速率斜波下降，並且在所述第二及第四切換狀態中是成比例於在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值來斜波變化；在所述輸入電壓是在所述輸出電壓的一預設的邊界內的一降壓升壓調節模式期間，在所述主要的斜波電壓到達所述第一較高的電壓時從所述第一切換狀態轉變至所述第二切換狀態，響應於一第一時序指示以從所述第二切換狀態轉變至所述第三切換狀態，在所述主要的斜波電壓到達所述第一較低的電壓時從所述第三切換狀態轉變至所述第四切換狀態，以及響應於一第二時序指示以從所述第四切換狀態轉變至所述第一切換狀態；以及提供所述第一及第二時序指示，以確保所述第二及第四切換狀態在所 述降壓升壓調節模式期間具有大致相同的持續時間。
  19. 如申請專利範圍第18項的方法，其進一步包括：當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的一標稱位準，以在所述第一較高的電壓的一標稱位準之上增加所述第一較高的電壓一正偏移電壓；以及當所述輸入電壓大於所述輸出電壓時，根據在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值以及所述窗電壓的標稱位準，以在所述第一較低的電壓的一標稱位準之下減少所述第一較低的電壓一負偏移電壓。
  20. 如申請專利範圍第18項的方法，其進一步包括調整所述窗電壓，以便於控制切換頻率朝向一穩定狀態的頻率位準。
  21. 如申請專利範圍第18項的方法，其進一步包括防止所述切換狀態的每一個的一期間下降到低於一預設的最小的期間。
  22. 如申請專利範圍第18項的方法，其進一步包括根據所述輸入電壓與輸出電壓的相對的位準，以在所述降壓、升壓以及降壓升壓調節模式之間做選擇。
  23. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序指示是包括：提供一高於所述第一較高的電壓的一標稱位準所述窗電壓的一標稱位準的第二較高的電壓；提供一低於所述第一較低的電壓的一標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較低的電壓；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電 壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓的速率，從所述第二較高的電壓斜波下降，並且接著在到達所述第二較低的電壓之際重置所述第二斜波電壓回到所述第二較高的電壓；在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及在所述第二斜波電壓到達所述第二較低的電壓時提供所述第二時序指示。
  24. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序指示是包括：提供一高於所述第一較高的電壓的一標稱位準所述窗電壓的一標稱位準的第二較高的電壓；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓的速率，從所述第二較高的電壓斜波下降，直到所述第一時序指示被提供為止，接著響應於所述第一時序指示以保持所述第二斜波電壓在一穩定的電壓，並且接著響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所述輸出電壓的速率來斜波上升所述第二斜波電壓；在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及在所述第二斜波電壓到達所述第二較高的電壓時提供所述第二時序指示。
  25. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序 指示是包括：在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓斜波上升，直到所述第一時序指示被提供為止，並且接著變成為所述第一較高的電壓，並且響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所述輸出電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較高的電壓斜波下降，直到所述第二時序指示被提供為止，並且接著變成為所述第一較低的電壓；在所述第二斜波電壓正在斜波上升時，當所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及在所述第二斜波電壓正在斜波下降時，當所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第二時序指示。
  26. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序指示是包括：提供所述第一較高的電壓的標稱位準以及所述第一較低的電壓的標稱位準；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓的標稱位準斜波 上升，直到所述第一時序指示被提供為止，其響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率來斜波上升，以及響應於所述第一及第二時序指示的每一個，以重置所述第二斜波電壓回到所述第一較低的電壓；在所述第二切換狀態期間，當所述第二斜波電壓到達所述第一較高的電壓的標稱位準時提供所述第一時序指示；以及在所述第四切換狀態期間，當所述第二斜波電壓到達所述第一較高的電壓的標稱位準時提供所述第二時序指示。
  27. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序指示是包括：提供所述第一較高的電壓的標稱位準以及所述第一較低的電壓的標稱位準；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓的標稱位準斜波上升，直到所述第一時序指示被提供為止，其響應於轉變至所述第四切換狀態，以一成比例於所述輸入電壓與輸出電壓中的一最大的一個的速率來斜波下降，直到所述第二時序指示被提供為止，響應於所述第一時序指示以保持所述第二斜波電壓在所述第一較高的電壓的標稱位準，以及響應於所述第二時序指示以保持所述第二斜波電壓在所述第一較低的電壓的標稱位準；當所述第二斜波電壓到達所述第一較高的電壓的標稱位準時，提供所 述第一時序指示；以及當所述第二斜波電壓到達所述第一較低的電壓的標稱位準時，提供所述第二時序指示。
  28. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序指示是包括：提供一高於所述第一較高的電壓的一標稱位準所述窗電壓的一標稱位準的第二較高的電壓；提供一低於所述第一較低的電壓的一標稱位準所述窗電壓的標稱位準的第二較低的電壓；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電壓是反覆地以一成比例於所述輸入電壓的速率，從所述第二較低的電壓斜波上升至所述第二較高的電壓、以及以一成比例於所述輸出電壓的速率，從所述第二較高的電壓斜波下降至所述第二較低的電壓；在從所述第二較高的電壓斜波下降時，當所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第一時序指示；以及在從所述第二較低的電壓斜波上升時，當所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時提供所述第二時序指示。
  29. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序指示是包括：提供一高於所述第一較高的電壓的一標稱位準所述窗電壓的一標稱位準的第二較高的電壓；提供一低於所述第一較低的電壓的一標稱位準所述窗電壓的標稱位準 的第二較低的電壓；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓的速率，從所述第二較高的電壓斜波下降，並且響應於所述第一時序指示以重置回到所述第二較高的電壓；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第三斜波電壓，所述第三斜波電壓是開始於轉變至所述第四切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓的速率，從所述第二較低的電壓斜波上升，並且響應於所述第二時序指示以重置回到所述第二較低的電壓；在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時，提供所述第一時序指示；以及在所述第三斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時，提供所述第二時序指示。
  30. 如申請專利範圍第18項的方法，其中所述提供所述第一及第二時序指示是包括：在所述降壓升壓調節模式期間提供一第二斜波電壓，所述第二斜波電壓是開始於轉變至所述第二切換狀態時，以一成比例於所述輸入電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較低的電壓斜波上升，並且接著響應於所述第一時序指示以重置回到所述第一較低的電壓；在所述降壓升壓調節模式期間提供一第三斜波電壓，所述第三斜波電 壓是開始於轉變至所述第四切換狀態時，以一成比例於所述輸出電壓再加上在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值的一絕對值再加上零與在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值中的一最大的一個的速率，從所述第一較高的電壓斜波下降，直到所述第二時序指示被提供為止，並且接著重置回到所述第一較高的電壓；在所述第二斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時，提供所述第一時序指示；以及在所述第三斜波電壓到達所述主要的斜波電壓時，提供所述第二時序指示。
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