TWI782089B - 在切換調節器中用於無縫模式轉變之方法、用於切換調節器之控制器及切換調節器電壓轉換器 - Google Patents

在切換調節器中用於無縫模式轉變之方法、用於切換調節器之控制器及切換調節器電壓轉換器 Download PDF

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Abstract

一種開關模式電力供應器(電壓轉換器)經調適作為用於不同負載狀況的一電流模式控制降壓調節器。在高負載狀況期間，該電壓轉換器使用脈衝寬度調變(PWM)而操作在一連續傳導模式(CCM)中。當在輕負載狀況(不連續傳導模式(DCM)區域)期間一零電流偵測器判定無電感器電流時，控制器使用脈衝頻率調變(PFM)起始適應性工作控制。適應性工作估計電路提供可控制的能量以對電力電感器進行充電以維持電壓準確性，且當處於PFM模式中時最大化效率。使用時脈同步及單一控制迴路，自動地執行PFM、PWM與旁路操作模式之間的無縫轉變。來自主振盪器的時脈同步提供在不同操作模式中之分頻的基礎，提供可控制均勻分佈之切換諧波。一電感器零電流偵測器觸發與該主振盪器同步的適應性估計工作循環。

Description

在切換調節器中用於無縫模式轉變之方法、用於切換調節器之控制器及切換調節器電壓轉換器
本揭露係關於電壓轉換器，更具體地，係關於具有適應性工作(duty)控制的高效率小電壓漣波降壓轉換器。
在電壓轉換器(例如，開關模式電力供應器(SMPS))中輕負載狀況的效率一般由SMPS控制器使用脈衝頻率調變(PFM)模式(而非標準脈衝寬度調變(PWM)模式)來改善。PWM提供更好輸出電壓調節，但PFM在輕電流負載提供更大SMPS效率。遺憾的是，PFM的副作用是較大的輸出漣波電壓，其降低電壓輸出精確度。希望對於輕電流負載使用PFM模式，且對於較強電流使用PWM模式。然而，在SMPS控制器中實作PFM及PWM模式會需要運用預定義且準確臨限值的模式轉變，其在生產SMPS中實作會非常困難。此外，當由於高電流負載而使PWM一直處於開啟時會發生旁路模式。
模式轉變選擇會需要臨限值調諧，且缺少用於輸出電壓精確度的適應性工作控制。當前技術解決方案會需要一或多個預定義轉變臨限值、 用於PFM模式的額外比較器、用於旁路模式的額外電路來達成模式轉變，且模式選擇可來回彈跳。再者，PFM模式會在輕負載下變得不同步。
因此，需要在PFM、PWM與旁路操作模式之間無縫轉變的切換調節器形貌；且維持良好的電壓調節及頻率同步。
根據實施例，一種在一切換調節器中用於無縫模式轉變之方法可包含下列步驟：在一第一負載狀況期間，當處於一連續傳導模式(CCM)中時使用一脈衝寬度調變(PWM)模式以提供電流脈衝至一電力電感器；在一第二負載狀況期間，當處於一不連續傳導模式(DCM)中時使用一脈衝頻率調變(PFM)模式以提供電流脈衝至該電力電感器，其中該第一負載狀況可大於該第二負載狀況；及將PWM模式與PFM模式之間的切換與具有一頻率之一主時脈同步。
根據該方法之一進一步實施例，將PWM模式與PFM模式之間的切換同步之該步驟可以一單一控制迴路來完成。根據該方法之一進一步實施例，使用該PFM模式之步驟可進一步包含：運用適應性時脈分頻及工作循環(duty cycle)估計來降低切換頻率之步驟。根據該方法之一進一步實施例，適應性時脈分頻之該步驟可包含將該主時脈頻率除以N之步驟。根據該方法之一進一步實施例，工作循環估計之該步驟可包含基於輸入電壓及輸出電壓來估計計算該工作循環持續時間之步驟。
根據該方法之一進一步實施例，工作循環估計之該步驟可包含與該主時脈分頻成比例地按比例調整該工作循環持續時間之步驟。根據該方 法之一進一步實施例，N可等於二(2)。根據該方法之一進一步實施例，N可係一正整數。根據該方法之一進一步實施例，N可等於2P，其中P可係等於或大於一(1)的一正數。根據該方法之一進一步實施例，將該主時脈頻率除以N之該步驟可進一步包含在可偵測到該電力電感器中的實質上零(0)電流時將該主時脈頻率除以N之步驟。
根據該方法之一進一步實施例，可包含在一下一時脈循環之前偵測該電力電感器中之實質上零(0)電流之步驟。根據該方法之一進一步實施例，當可降低負載電流時可降低該切換頻率。根據根據該方法之一進一步實施例，可包含在一第三負載狀況期間使用一旁路模式以提供電流至該電力電感器之步驟，其中該第三負載狀況可大於該第一負載狀況。
根據另一實施例，一種用於以適應性工作控制及無縫操作模式轉變之一切換調節器之控制器可包含：一高側電流感測器，其用於提供表示正在進入一電力電感器中之一高側電流信號；一低側電流感測器，其用於提供表示在該電力電感器中之一低側電流信號；一零電流偵測器，其耦合至該低側電流感測器且提供該電力電感器中之實質上零電流的偵測；一脈衝產生器，其用於產生脈衝寬度調變及脈衝頻率調變；一適應性開啟工作產生器，其耦合至該脈衝產生器且控制該適應性開啟工作產生器之一高側開啟時間；一差動放大器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該切換調節器之一電壓輸出，該第二輸入耦合至一電壓參考；一電壓比較器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該差動放大器之一輸出，該第二輸入耦合至一電壓，該電壓具有來自一電流感測與斜率補償電路的一鋸齒波形，其中在一脈衝寬度調變(PWM)模式期間，該電流感測與斜率補償電路可耦合至該高側電流 感測器，其中在一脈衝寬度調變(PWM)模式期間，當來自該電流感測與斜率補償電路的該鋸齒電壓可大於該差動放大器之該輸出電壓時，該電壓比較器造成該脈衝產生器切斷一高側電力電晶體，該高側電力電晶體耦合在一電壓源與該電力電感器之間；一適應性開啟工作產生器，其耦合至該零電流偵測器，其中當可在該電力電感器中偵測到實質上零電流時，該適應性開啟工作產生器切換至一脈衝頻率調變(PFM)模式，以用於控制該脈衝工作產生器以具有與該PWM操作模式期間類似的每切換循環能量之量；及一主時脈振盪器，其耦合至該適應性開啟工作產生器。
根據一進一步實施例，該適應性工作產生器可包含一開啟計時器及邏輯電路，用於估計在該PFM模式操作期間所需的開啟時間。根據一進一步實施例，該差動放大器可包含一運算跨導放大器(OTA)。根據一進一步實施例，該差動放大器可包含一電壓運算放大器。根據一進一步實施例，該電壓參考可包含一數位類比轉換器(DAC)。根據一進一步實施例，用於該切換調節器的該控制器可包含一混合信號微控制器。根據一進一步實施例，該微控制器可包含一電力管理積體電路(PMIC)。
根據又另一實施例，一種具有適應性工作控制及無縫操作模式轉變之切換調節器電壓轉換器可包含：一電力電感器，其具有第一節點及第二節點；一電容器，其耦合在該電力電感器之該第二節點與該共同電壓之間，其中該電力電感器之該第二節點及該共同電壓可經調適用於耦合至一電子裝置且提供經調節電壓及電流至該電子裝置；一高側電流感測器，其用於提供表示正在進入一電力電感器中之一高側電流信號；一高側電力電晶體，其耦合在一電壓源與該電力電感器之該第一節點之間；一低側電力電晶體，其耦合在該電 力電感器之該第一節點與該共同電壓之間；一低側電流感測器，其用於提供表示在該電力電感器中之一低側電流信號；一零電流偵測器，其耦合至該低側電感器電流感測器且提供該電力電感器中之實質上零電流的偵測；一脈衝產生器，其用於產生脈衝寬度調變及脈衝頻率調變；一適應性開啟工作產生器，其耦合至該脈衝產生器且控制該適應性開啟工作產生器之一高側開啟時間；一差動放大器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該電力電感器之該第二節點，該第二輸入耦合至一電壓參考；一電壓比較器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該差動放大器之一輸出，該第二輸入耦合至一電壓，該電壓具有來自一電流感測與斜率補償電路的一鋸齒波形，其中在一脈衝寬度調變(PWM)模式期間，該電流感測與斜率補償電路可耦合至該高側電流感測器，其中在一脈衝寬度調變(PWM)模式期間，當來自該電流感測與斜率補償電路的該鋸齒電壓可大於該差動放大器之該輸出電壓時，該電壓比較器造成該脈衝產生器切斷一高側電力電晶體，該高側電力電晶體耦合在一電壓源與該電力電感器之間；一適應性開啟工作產生器，其耦合至該零電流偵測器，其中當在該電力電感器中偵測到實質上零電流時，該適應性開啟工作產生器切換至一脈衝頻率調變(PFM)模式，以用於控制該脈衝工作產生器以具有與該PWM操作模式期間類似的每切換循環能量之量；及一主時脈振盪器，其耦合至該適應性開啟工作產生器。
根據一進一步實施例，一分壓器可耦合在該電力電感器之該第二節點與該差動放大器之該第一輸入之間。
100:電流模式降壓轉換器
102:增強型適應性工作控制器電力驅動器
104:脈衝產生器
106:適應性開啟工作產生器
108:時脈振盪器/時脈
110:電流感測、斜率補償與週期性箝位電路
112:比較器
114:運算跨導放大器(OTA)
116:電壓參考
118:電力電感器/電感器
120:電容器
122:電源/電壓源
124:高側電力電晶體/電晶體
126:低側電力電晶體/電晶體
128:高側電晶體驅動器/高側驅動器
130:低側電晶體驅動器
132:空滯時間控制電路/空滯時間控制件
134:零電流偵測器
136:正反器/鎖存器
138:NAND閘
140:NAND閘
142:零電流偵測邏輯電路/邏輯
144:邏輯
146:計時器
148:低側電流感測器
150:高側電流感測器
_CLK:主時脈
_EN:邏輯信號
_isZC:信號
_PWM:信號
_Q:重設信號/信號
_TON:控制信號/信號
COUT:電容器
ILOAD:電流
IO:負載電流
Ipk:電流
ISEN_hs:信號
ISEN_ls:輸出信號/零電流
Q’:每切換循環
Ts,TON:時間
TON’:開啟時間
VCOMP:輸出信號
VIN,VDD:供應電壓
VOUT:電壓
VRAMP:鋸齒波形
kVIN(t):波形
kVOUT:輸出電壓
結合附圖參考下文描述可更徹底瞭解本揭露，圖中：〔圖1〕繪示根據本揭露之具體實例性實施例的運用單一控制迴路及無縫模式轉變之增強型適應性工作電流模式降壓轉換器的示意性方塊圖；〔圖2〕繪示根據本揭露之具體實例性實施例的處於PFM模式中時之電壓轉換器控制示意性方塊圖，；〔圖3〕繪示根據本揭露之具體實例性實施例的當從PFM轉變至PWM模式操作時之電壓轉換器波形的圖形表示；〔圖4〕繪示根據本揭露之具體實例性實施例的增強型適應性工作循環電路邏輯及其時序圖的示意圖。
〔圖5〕繪示根據本揭露之具體實例性實施例的在所有模式中與主時脈同步之切換期間的電壓波形的時序圖；〔圖6及圖7〕繪示先前技術輕負載模式波形與根據本揭露教示之輕負載波形的圖形比較；及〔圖8〕繪示圖1所示之電壓轉換器的操作的示意性時序圖。
雖然本揭露易受各種修改及替代形式，然而圖式中已展示且於本大中詳細描述本揭露之具體實例性實施例。然而，應當理解，本文描述之具體實例性實施例非意欲將本揭露限制於本文所揭露的形式。
[相關申請案之交互參照]
本申請主張Alex Hsu、Sam Tsui、Paolo Nora及Tsz Yin Man的美國臨時專利申請案第62/558,855號的優先權；該案於2017年9月14日申請；標 題為「High Efficiency,Small Voltage Ripple Buck Converter with Adaptive Calculation」；且為了所有目的，該案全文皆以引用方式併入本文。
本揭露之實施例可實施電壓轉換器或用於不同負載狀況之電壓轉換器的控制器。電壓轉換器可係例如但不限於電流模式控制降壓調節器。電壓轉換器可係用於不同負載狀況的電流模式控制調節器。本揭露之實施例可整合增強型適應性工作估計至此類轉換器中。本揭露之實施例亦可與電壓模式控制切換調節器整合。在一實施例中，可包括一電感器零電流偵測器以觸發一適應性估計工作循環。這可與基本時脈同步。
在一些情況中，在高負載狀況期間，電壓轉換器(例如，降壓調節器)可在使用脈衝寬度調變(PWM)而操作在一連續傳導模式(CCM)中。當在輕負載狀況(不連續導電模式(DCM)區域)期間零電流偵測器判定無電感器電流時，控制器可使用脈衝頻率調變(PFM)來起始或被要求起始適應性工作控制。
適應性工作估計電路可提供可控制的能量，以對電力電感器進行充電以維持電壓準確性，且當處於PFM模式中時最大化效率。在時脈同步及單一控制迴路中，控制器可自動地在PFM、PWM與旁路操作模式之間無縫轉變。時脈同步提供在不同操作模式中之分頻的基礎，提供可控制均勻分佈之切換諧波。
轉換器可在所有相關操作模式中在不同負載狀況維持輸出電壓精確度。該轉換器可藉由使用適應性工作循環以在PFM模式操作期間降低切換頻率來改善轉換效率。在所有相關模式中，轉換器可與主時脈同步。轉換器可實用於產生多階段或多通道應用。轉換器可提供可控制的EMC頻率諧波。
轉換器會尤其實用於(但不限於)攜帶式應用。在行動裝置或物聯網(IoT)中的這些應用可能需要強健、高效率且具成本效益的調節器。轉換器可係如各種微控制器或微處理器核心所需要的高效能電壓調節器。根據本揭露之教示，轉換器可針對此類攜帶式裝置利用高轉換效率且針對此類微控制器或微處理器核心利用高輸出電壓精確度。
如上文所論述，轉換器可包括單一控制迴路，該單控制迴路提供轉換器傳導模式之間的無縫轉變。不需要預定義臨限值。電路區塊可被添加到含經修改控制邏輯的電流模式形貌轉換器。控制迴路可提供模式(PFM、PWM、旁路)之間的無縫轉變且穩定而無需使用來回操作模式切換。
增強型適應性工作循環可最佳化PFM模式中的效能。工作循環可維持輸出電壓精確度且改善轉換效率。
切換活動可與固定頻率時脈同步。這可允許多階段及多通道設計。此外，可有利於同步且均勻分佈的切換活動及對電磁干擾(EMI)敏感應用的效益。
現在參考附圖，示意性繪示實例性實施例的細節。相似元件中將藉由相似元件符號予以表示，且類似元件將藉由含不同小寫字母後綴的相似元件符號予以表示。
現在參見圖1，其描繪根據本揭露之具體實例性實施例的運用單一控制迴路及無縫模式轉變之增強型適應性工作電流模式降壓轉換器的示意性方塊圖。該轉換器可包括能夠在所有相關操作模式(例如，PFM、PWM與旁路模式)之間自動轉變的單一控制迴路。電流模式降壓轉換器(通常由數字 100表示)可包含增強型適應性工作控制器電力驅動器102、電力電感器118、負載濾波器電容器120，且經調適用於連接至電源122。
增強型適應性工作控制器電力驅動器102可包含：脈衝產生器104；適應性開啟工作產生器106；固定頻率時脈振盪器108，該固定頻率時脈振盪器可具有50百分比工作循環輸出(CLK)；電流感測、斜率補償與週期性箝位電路110；電壓比較器112，其含遲滯；一運算跨導放大器(OTA)114；電壓參考116，例如，數位類比轉換器(DAC)；空滯時間(dead time)控制電路132；零電流偵測器134；高側電晶體驅動器128；低側電晶體驅動器130；高側電力電晶體124；低側電力電晶體126；高側電流感測器150(信號ISEN_hs)；及低側電流感測器148(信號ISEN_ls)。電力電晶體124及126可分別係N-通道及P-通道金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。空滯時間控制電路132防止電流貫穿(shoot-through)電晶體124及126。零電流偵測器134可藉由監測來自低側電流感測器148的信號(ISEN_ls)來判定何時電力電感器118中實質上不存在電流。
脈衝產生器104可包含D正反器(鎖存器)、NAND閘138及140、以及零電流偵測邏輯電路142，該零電流偵測邏輯電路具有耦合至零電流偵測器134的零電流(ZC)信號之輸入。適應性開啟工作產生器106包含計時器146及邏輯144。計時器146耦合至時脈振盪器108且與該時脈振盪器同步。其中計時器146產生亦與時脈振盪器108同步的控制信號_TON。
邏輯信號_EN可由系統或外部啟用信號予以產生。當邏輯信號_EN處於邏輯高時且然後信號_TON(CK)切換至邏輯高時，正反器136之輸出將處於邏輯高。其中信號_Q透過空滯時間控制件132及高側驅動器128耦合至高 側電力電晶體124之閘極，從而導通電晶體124，然後耦合來自電壓源122的VIN以對電力電感器118充電。
隨著電感器118中之電流增加時，電容器120上之電壓(VOUT)增加。VOUT電壓透過分壓器耦合至OTA 114之負輸入。其中OTA 114提供輸出信號VCOMP，該輸出信號VCOMP表示VOUT除以該分壓器減去電壓參考116。隨著電感器118中之電流增加，VOUT亦會增加。然而，當VRAMP(鋸齒波形)變成大於VCOMP時，比較器112之輸出從邏輯低變更至邏輯高，其重設信號_Q(正反器136之輸出)且切斷高側電力電晶體124，且其後導通低側電力電晶體126。此操作循環重複。
參見圖2，其描繪根據本揭露之具體實例性實施例的當處於PFM模式中時之電壓轉換器控制的示意性方塊圖。在PFM模式中，偵測到零電流(ISEN_ls)而觸發開啟工作請求(透過零電流偵測器134及邏輯142。邏輯142檢查來自零電流偵測電路134之輸出的狀況且產生至適應性開啟工作產生器106之輸入(具體地，至電路邏輯144)的信號_isZC。邏輯142執行狀況檢查以查看是否受適應性開啟工作產生器106控制之下一循環操作需要適應性開啟工作。
適應性開啟工作產生器106取決於VOUT對VIN之比率來估計_TON之所需脈衝寬。_Q會不可重設，直到_TON期滿為止。這意指每循環泵送至電力電感器118的能量至少與處於PWM模式中時一樣多。如果更多能量進入電力電感器118中，VOUT將增加，但VCOMP將降低。一般而言，VCOMP降低意指系統將在閉合迴路系統中校正電力電感器118中的額外能量。通常， VCOMP降低將縮減即將到來的工作循環，且降低進入電力電感器118中的能量。
當VCOMP小於VRAMP時，_PWM保持高以從D正反器136重設_Q。由D正反器或鎖存器136主導的重設可保證後續_TON被跳過，直到_PWM再次變低。此發生在VCOMP再次高於VRAMP時。低側電流感測器148監測電力電感器118中的電流，且該低側電流感測器之輸出信號(ISEN_ls)(與該電流成比例)耦合至零電流偵測器134之輸入。
現在參見圖3，其描繪根據本揭露之具體實例性實施例的當從PFM轉變至PWM模式操作時之電壓轉換器波形的圖形表示。在PFM模式中，例如但不限於，VIN可係約5伏，VOUT可係約3.3伏，電力電感器118之電感可係約1.5μH，電容器120(COUT)可係約22μF，且ILOAD電流可係約20mA。輸出漣波電壓可係約3mV。在PWM模式中，VIN可係約5伏，VOUT可係約3.3伏，L可係1.5μH，COUT可係約22μF，且ILOAD可係約1A。輸出漣波電壓可係約2mV。因此，可藉由使用零電流偵測(零電流偵測器134)來執行無縫轉變。
重新參考圖1，當在PWM模式中時，當VRAMP大於VCOMP時高側電力電晶體124切斷。VRAMP係藉由與固定頻率振盪器(例如，時脈108)同步的脈衝而箝位。當供應電壓VIN降低時，VCOMP增加且VRAMP之斜率降低，繼而增加高側電力電晶體124之開通工作。進一步降低供電電壓造成VCOMP一直高於VRAMP。因此_PWM保持低且_Q一直保持高。因此，當處於旁路模式中，高側電力電晶體124始終開啟。
現在參見圖4，其描繪根據本揭露之具體實例性實施例的增強型適應性工作循環電路邏輯及其時序圖的示意圖。運用增強型適應性工作循 環，當處於PFM模式中時，提供能量之可控制量以供對電力電感器118進行充電。在PWM及PFM操作模式兩者中的，每切換循環可提供(泵送)能量之類似量至輸出(負載)。因此，可維持輸出電壓精確度。可根據負載電流來降低切換頻率，如下文更詳細地揭露。kVOUT是經按比例調整之輸出電壓。將比例因數應用於具有VIN偵測的電路以產生逐循環kVIN(t)波形。當kVIN(t=TON)時，達到kVOUT。這在其操作狀況下提供目標工作循環。
現在參見圖5，其描繪根據本揭露之具體實例性實施例的在所有模式中與主時脈同步之切換期間的電壓波形的時序圖。當從PWM模式進入旁路模式時，如從頂部起第二個圖表中所示，VIN(VDD)可依-20mV/步階的速率降低，VOUT可係3.3伏，L可係1.5μH，COUT(120)可係22μF，並且ILOAD可係500mA。可藉由切換至經分頻時脈頻率以進行平滑模式轉變來增強效能。此控制方案提供在不同模式中以時脈為基礎的操作。這意指可藉由改變時脈頻率的整數比例因數來估計峰對峰電感器電流及輸出電壓漣波。模式轉變將平滑，此係因為峰對峰電感器電流及輸出電壓漣波無突然變化。
適應性工作估計電路可最大化轉換效率。切換諧波可係可控制且均勻分佈。適應性工作估計電路(適應性開啟工作產生器106)根據負載狀況提供適當的開啟工作及頻率以最大化轉換效率。由於時脈與主時脈同步或與主時脈的整數除法同步，切換諧波始終與主時脈頻率相關。諧波將作為一個因數分佈至頻域中的主時脈。這些是根據本揭露教示之PFM控制形貌的優點。在PWM中，SMPS以固定頻率(在此情況中，主時脈)操作。
與其他解決方案相比，可減少轉換器之輕負載切換活動(藉由例如平均切換頻率予以測量)。運用適應性開啟工作，最佳化切換頻率取決 於負載電流，藉由同步時脈除法予以增強。與其他解決方案相比，藉由在相同負載電流下使用較低切換頻率，開啟工作可大於傳統PFM控制所使用者。
基本架構需要在下一時脈循環之前發生零電流偵測(ZCD)以維持輕負載模式(PFM)。這指示TON的安全因數α(α<1,Ts=1/fs=未經分頻之基本時脈週期)：
Figure 107132366-A0305-02-0016-1
 電感器可僅充電至Ipk=α．△Ipp，其中△Ipp一般經設計用於標稱輸出電流之一般30%至35%。因此，電感器被很差地利用。在DCM中每切換循環(Q)的電荷轉移受限於(l=降壓轉換器電感)：
Figure 107132366-A0305-02-0016-2
 當偵測到ZCD時，基本時脈頻率係以N(N為整數)的因數減少，然後可基於fs/N(或N×Ts，而非fs(TON’=N×TON))來計算新的開啟時間TON’，因此每切換循環Q’之電荷轉移變成：Q'=Q×N 2 經改善之方法允許切換活動(平均切換頻率)<f>以N2的因數減少，而在輕負載模式(PFM)中支援相同負載電流IO：
Figure 107132366-A0305-02-0017-3
可使用微控制器或微處理器(諸如電力管理積體電路(PMIC))在任何合適應用中實施轉換器。轉換器之形貌亦可應用於其他切換調節器，諸如但不限於升壓轉換器。
參見圖6及圖7，其描繪先前技術輕負載模式波形與根據本揭露教示之輕負載波形的圖形比較。圖6繪示先前技術解決方案中所使用之基本時脈分頻的效能，且在輕負載電流脈衝與2MHz之未經分頻PWM時脈對準。輕負載模式脈衝與未經分頻PWM時脈對準。圖7繪示根據本揭露實施例之用於輕負載模式之基本時脈分頻的經改善效能。為了達成優於如圖6所示之先前技術的進一步降低切換頻率，N可係大於二(2)的正數。分頻方法可存在切換活動減少與輸出漣波(如同任何其他PFM方法)之間的權衡，但仍不需要目標DC調節電壓值的任何變化。
參見圖8，其描繪圖1所示之電壓轉換器的操作的示意性時序圖。圖8繪示有關PFM-PWM-旁路之此架構的一般操作。所有事件皆係_CLK(主時脈)基礎觸發。在處於CCM的PWM模式中，_Q係藉由_TON予以設定且藉由_PWM予以重設。當_Q高時，高側電力電晶體124導通且對電力電感器118進行充電。當_Q低時，低側電力電晶體126導通且為電力電感器118提供低壓降 放電路徑。一般而言，當輸入電壓正在對電力電感器118進行充電時，能量亦直接提供給輸出VOUT。當負載電流降低時，殘餘能量將增加輸出電壓VOUT。因此，閉合迴路系統將藉由縮減開啟工作而在下一循環中提供更少能量。運用VCOMP降低，_Q將被提前重設，且在即將到來的循環，較少能量將對電力電感器118進行充電。當負載電流降低至電感器電流達到零(進入DCM)的位準時，將觸發適應性開啟工作。理想地，此開啟工作與PWM模式中相同。當負載進一步降低時，可藉由適應性開啟工作產生器106降低切換時脈頻率。藉由降低_TON頻率及調適_TON持續時間，當處於DCM中且使用PFM操作模式時，進一步改善效率而優於先前技術，如上文所更完整描述。當負載增加時，系統依相反方式自動進入CCM。
可藉由在固定負載電流狀況下降低供應電壓來完成從CCM轉變成旁路模式。隨著供應電壓被降低，需要增加開啟工作以提供足夠電荷至電力電感器118。當開啟工作產生接近其在主時脈頻率的極限時，電壓轉換器可藉由將時脈頻率除以(例如但不限於)由二(2)來增加開啟工作系統。進一步對時脈頻率分頻將進一步增加開啟工作值且降低輸出電壓VOUT之壓降。隨著輸入供應減少更多，高側電力電晶體124最終將完全導通(100%)。
轉換器之部分可實施在類比電路、數位電路、或用於由數位處理器(例如，微控制器)執行的指令中，或其任何組合。用於由處理器執行的指令可被體現在一或多個電腦可讀媒體(諸如記憶體)中。當由處理器載入及執行指令時，指令可造成微控制器或處理器實施本揭露之功能。
已就一或多個實施例而論描述本揭露，且應理解，除了明確陳述者外，許多同等案、替代案、變化案及修改案係可行的且在本揭露之範疇 內。雖然本揭露易受各種修改及替代形式，然而圖式中已展示且於本大中詳細描述本揭露之具體實例性實施例。然而，應當理解，本文描述之具體實例性實施例非意欲將本揭露限制於本文所揭露的具體形式。
100:電流模式降壓轉換器
102:增強型適應性工作控制器電力驅動器
104:脈衝產生器
106:適應性開啟工作產生器
108:時脈振盪器/時脈
110:電流感測、斜率補償與週期性箝位電路
112:比較器
114:運算跨導放大器(OTA)
116:電壓參考
118:電力電感器/電感器
120:電容器
122:電源/電壓源
124:高側電力電晶體/電晶體
126:低側電力電晶體/電晶體
128:高側電晶體驅動器/高側驅動器
130:低側電晶體驅動器
132:空滯時間控制電路/空滯時間控制件
134:零電流偵測器
136:正反器/鎖存器
138:NAND閘
140:NAND閘
142:零電流偵測邏輯電路/邏輯
144:邏輯
146:計時器
148:低側電流感測器
150:高側電流感測器

Claims (22)

  1. 一種在一切換調節器中用於無縫(seamless)模式轉變之方法，其中該切換調節器係一降壓(buck)調節器並包括：一高側(high-side)電流感測器，其用於提供表示進入一電力電感器(power inductor)中之電流之一高側電流信號；一低側電流感測器，其用於提供表示在該電力電感器中之電流之一低側電流信號；一零電流偵測器，其耦合至該低側電流感測器且提供該電力電感器中之實質上零電流的偵測；一脈衝產生器，其用於產生脈衝寬度調變及脈衝頻率調變；一適應性開啟工作(on-duty)產生器，其耦合至該脈衝產生器且控制其之一高側開啟時間(ON time)；一差動放大器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該切換調節器之一電壓輸出，該第二輸入耦合至一電壓參考；一電壓比較器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該差動放大器之一輸出，該第二輸入耦合至一斜率補償電路；及一主時脈振盪器，其耦合至該適應性開啟工作產生器；該方法包含下列步驟：在一第一負載狀況期間，當處於一連續傳導模式(CCM)中時使用該降壓調節器中之一脈衝寬度調變(PWM)模式以提供電流脈衝至一電力電感器； 在一第二負載狀況期間，當處於一不連續傳導模式(DCM)中時使用一脈衝頻率調變(PFM)模式以提供電流脈衝至該電力電感器，其中該第一負載狀況大於該第二負載狀況；及藉由該斜率補償電路產生具有來自該高側電流信號之一鋸齒波形之一電壓，並將該電壓饋入至該電壓比較器之該第二輸入中，其中該斜率補償電路耦合至該高側電流感測器，其中在一脈衝寬度調變(PWM)模式期間，當來自該斜率補償電路的該鋸齒電壓大於該差動放大器之該輸出電壓時，該電壓比較器造成該脈衝產生器切斷一高側電力電晶體，該高側電力電晶體耦合於一電壓源與該電力電感器之間；其中該適應性開啟工作產生器耦合至該零電流偵測器，且當藉由該低側電流感測器在該電力電感器中偵測到實質上零電流時，該適應性開啟工作產生器藉由控制該脈衝產生器以具有與該PWM模式之操作期間實質上等量的每切換循環能量而切換至一脈衝頻率調變(PFM)模式。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括下列步驟：使用一旁路(bypass)模式以，在一第三負載狀況之期間，提供電流至該電力電感器，其中該第三負載狀況大於該第一負載狀況。
  3. 如請求項1之方法，其中使用該PFM模式之該步驟進一步包含下列步驟：以適應性時脈分頻及工作循環估計來降低切換頻率。
  4. 如請求項3之方法，其中該切換頻率係當負載電流經降低時降低。
  5. 如請求項1之方法，其中將PWM模式與PFM模式之間的切換同步之該步驟係以一單一控制迴路來完成。
  6. 如請求項5之方法，其中適應性時脈分頻之該步驟包含下列步驟：將該主時脈頻率除以N。
  7. 如請求項5之方法，其中工作循環估計之該步驟包含下列步驟：基於輸入電壓及輸出電壓來計算該工作循環持續時間。
  8. 如請求項5之方法，其中工作循環估計之該步驟包含下列步驟：與該主時脈分頻成比例地按比例調整該工作循環持續時間。
  9. 如請求項6之方法，其中N等於二(2)。
  10. 如請求項6之方法，其中N係一正整數。
  11. 如請求項6之方法，其中N等於2P，其中P係等於或大於一(1)的一正數。
  12. 如請求項6之方法，其中將該主時脈頻率除以N之該步驟進一步包含下列步驟：當偵測到該電力電感器中的實質上零(0)電流時將該主時脈頻率除以N。
  13. 如請求項12的方法，其進一步包含下列步驟：在一下一時脈循環之前偵測該電力電感器中之實質上零(0)電流。
  14. 一種用於以適應性工作控制及操作模式無縫轉變之一切換調節器之控制器，其包含：一高側電流感測器，其用於提供表示進入一電力電感器中之電流之一高側電流信號；一低側電流感測器，其用於提供表示在該電力電感器中之電流之一低側電流信號； 一零電流偵測器，其耦合至該低側電流感測器且提供該電力電感器中之實質上零電流的偵測；一脈衝產生器，其用於產生脈衝寬度調變及脈衝頻率調變；一適應性開啟工作(on-duty)產生器，其耦合至該脈衝產生器且控制其之一高側開啟時間；一差動放大器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該切換調節器之一電壓輸出，該第二輸入耦合至一電壓參考；一電壓比較器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該差動放大器之一輸出，該第二輸入耦合至一電壓，該電壓具有藉由該斜率補償電路自該高側電流信號產生的一鋸齒波形，其中該斜率補償電路耦合至該高側電流感測器，其中在一脈衝寬度調變(PWM)模式期間，當來自該電流感測與斜率補償電路的該鋸齒電壓大於該差動放大器之該輸出電壓時，該電壓比較器經組態以造成該脈衝產生器切斷一高側電力電晶體，該高側電力電晶體耦合在一電壓源與該電力電感器之間；其中該適應性開啟工作產生器耦合至該零電流偵測器並當藉由該低側電流感測器在該電力電感器中偵測到實質上零電流時，該適應性開啟工作產生器經組態以藉由控制該脈衝產生器以具有與該PWM模式之操作期間實質上等量的每切換循環能量而切換至一脈衝頻率調變(PFM)模式；及一主時脈振盪器，其耦合至該適應性開啟工作產生器。
  15. 如請求項14之控制器，其中該適應性開啟工作產生器包含一開啟計時器及邏輯電路，用於估計在該PFM模式操作期間所需的開啟時間。
  16. 如請求項14之控制器，其中該差動放大器包含一運算跨導放大器(operational transconductance amplifier,OTA)。
  17. 如請求項14之控制器，其中該差動放大器包含一電壓運算放大器。
  18. 如請求項14之控制器，其中該電壓參考包含一數位類比轉換器(DAC)。
  19. 如請求項14之控制器，其中用於該切換調節器的該控制器包含一混合信號微控制器。
  20. 如請求項19之控制器，其中該微控制器包含一電力管理積體電路(PMIC)。
  21. 一種具有適應性工作控制及操作模式無縫轉變之切換調節器電壓轉換器，其包含：一電力電感器，其具有第一節點及第二節點；一電容器，其耦合在該電力電感器之該第二節點與一共同電壓之間，其中該電力電感器之該第二節點及該共同電壓經調適用於耦合至一電子裝置且提供經調節電壓及電流至該電子裝置；一高側電流感測器，其用於提供表示進入該電力電感器中之電流之一高側電流信號；一高側電力電晶體，其耦合在一電壓源與該電力電感器之該第一節點之間；一低側電力電晶體，其耦合在該電力電感器之該第一節點與該共同電壓之間； 一低側電流感測器，其用於提供表示在該電力電感器中之電流之一低側電流信號；一零電流偵測器，其耦合至該低側電感器電流感測器且提供該電力電感器中之實質上零電流的偵測；一脈衝產生器，其用於產生脈衝寬度調變及脈衝頻率調變；一適應性開啟工作產生器，其耦合至該脈衝產生器且控制其之一高側開啟時間；一差動放大器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該電力電感器之該第二節點，該第二輸入耦合至一電壓參考；一電壓比較器，其具有一第一輸入及一第二輸入，該第一輸入耦合至該差動放大器之一輸出，該第二輸入耦合至一電壓，該電壓具有自藉由該斜率補償電路接收該高側電流信號產生的一鋸齒波形，該斜率補償電路耦合至該高側電流感測器，其中在一脈衝寬度調變(PWM)模式期間，當來自該斜率補償電路的該鋸齒電壓大於該差動放大器之該輸出電壓時，該電壓比較器經組態以造成該脈衝產生器切斷一高側電力電晶體，該高側電力電晶體耦合在一電壓源與該電力電感器之間；其中該適應性開啟工作產生器耦合至該零電流偵測器，且當在該電力電感器中透過該低側電流信號偵測到實質上零電流時，該適應性開啟工作產生器經組態以藉由控制該脈衝產生器以具有與該PWM模式之操作期間實質上等量的每切換循環能量而切換至一脈衝頻率調變(PFM)模式；及一主時脈振盪器，其耦合至該適應性開啟工作產生器。
  22. 如請求項21之切換調節器電壓轉換器，其進一步包含一分壓器，該分壓器耦合在該電力電感器之該第二節點與該差動放大器之該第一輸入之間。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018101932A1 (de) * 2018-01-29 2019-08-01 Infineon Technologies Ag Schaltwandler, der Pulsfrequenzmodulation und Strombetriebssteuerung verwendet
KR20200112287A (ko) 2019-03-21 2020-10-05 삼성전자주식회사 스위칭 레귤레이터 및 이를 포함하는 전자 장치
US11070132B2 (en) * 2019-06-07 2021-07-20 Analog Devices International Unlimited Company Slope compensation method for DC-DC converter
TW202101909A (zh) * 2019-06-17 2021-01-01 瑞鼎科技股份有限公司 應用於脈寬調變系統的自動頻率調變電路及自動頻率調變方法
CN112105119B (zh) * 2019-06-18 2024-05-28 半导体组件工业公司 用于功率转换器的控制器
TWI722521B (zh) * 2019-08-02 2021-03-21 新唐科技股份有限公司 控制裝置及調整方法
US10998818B2 (en) * 2019-08-06 2021-05-04 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Asynchronous dropout transition for multi-level and single-level buck converters
DE102020124122B4 (de) 2019-09-16 2023-02-09 Microchip Technology Incorporated Spannungswandler mit hysterese-steuerung
CN112511000A (zh) * 2019-09-16 2021-03-16 微芯片技术股份有限公司 具有滞后控制的电压转换器
US10784780B1 (en) * 2019-10-04 2020-09-22 Infineon Technologies Ag Transient effect reduction for switched-mode power supply (SMPS)
WO2021124910A1 (ja) * 2019-12-17 2021-06-24 ローム株式会社 出力帰還制御回路
US11139738B2 (en) * 2020-01-06 2021-10-05 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Current load based mode control for converter circuit
US11152846B2 (en) 2020-01-15 2021-10-19 Apple Inc. Method and apparatus for providing adaptive inductor peak current in DC-DC converter
TWI703825B (zh) * 2020-01-16 2020-09-01 瑞昱半導體股份有限公司 脈衝頻率控制電路、控制系統及其控制方法
US11342842B2 (en) * 2020-02-28 2022-05-24 Apple Inc. Pulse frequency modulation and frequency avoidance method and implementation for switching regulators
JP6773358B1 (ja) * 2020-06-22 2020-10-21 トレックス・セミコンダクター株式会社 スイッチング電源回路
US11742741B2 (en) * 2020-09-08 2023-08-29 Analog Devices International Unlimited Company Spurious noise reduction by monotonic frequency stepping with compensation of error amplifier's output in peak current mode switching regulator
US11973424B2 (en) 2020-09-08 2024-04-30 Analog Devices International Unlimited Company Spur free switching regulator with self-adaptive cancellation of coil current ripple
CN112290788B (zh) * 2020-09-30 2022-04-26 昂宝电子（上海）有限公司 开关电源及其启动控制电路和方法
TWI777736B (zh) * 2021-01-13 2022-09-11 立錡科技股份有限公司 具旁通模式的升降壓切換式電源電路及其控制方法
JP7334752B2 (ja) * 2021-02-26 2023-08-29 株式会社村田製作所 電圧変換器
US11722061B2 (en) * 2021-05-07 2023-08-08 Texas Instruments Incorporated Valley current mode control for a voltage converter
CN113992241B (zh) * 2021-10-27 2023-09-08 广东电网有限责任公司广州供电局 一种基于工频通信的台区拓扑自动识别分析方法
TWI793942B (zh) 2021-12-24 2023-02-21 茂達電子股份有限公司 具有平穩轉態控制機制的電源轉換器
US20230275573A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 Texas Instruments Incorporated Pulse frequency modulator for switched mode power supply
US20230396141A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 Psemi Corporation Circuits and methods for generating a continuous current sense signal
CN114884350B (zh) * 2022-07-12 2022-09-16 上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司 负载状态检测电路及电源芯片
WO2024029949A1 (ko) * 2022-08-04 2024-02-08 루시드 마이크로시스템스 피티이 엘티디. 적응적으로 영전류를 검출하는 스위칭 레귤레이터 및 그 제어방법
US20240128866A1 (en) * 2022-10-17 2024-04-18 Nxp B.V. Voltage converter
US11764767B1 (en) * 2022-12-22 2023-09-19 Texas Instruments Incorporated Operating mode transition options for boost converter

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4897686B2 (ja) * 2004-09-07 2012-03-14 フレクストロニクス エーピー，リミテッド ライアビリティ カンパニー 電力供給装置、力率改善装置及び力率改善方法
US8624571B2 (en) * 2009-12-24 2014-01-07 Mediatek Singapore Pte. Ltd. DC-DC converters with pulse generators shared between PWM and PFM modes
CN103607112A (zh) * 2013-12-01 2014-02-26 西安电子科技大学 自适应开关频率调整电路
CN103701323A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 成都芯源系统有限公司 恒定导通时长控制的开关电源及其控制电路和控制方法
CN104092359A (zh) * 2014-07-29 2014-10-08 东南大学 一种用于多模式数字开关电源的控制环路系统
TWI499180B (zh) * 2012-08-13 2015-09-01 System General Corp 功率轉換器之具有深度間歇省電模式的控制電路
US9143043B2 (en) * 2012-03-01 2015-09-22 Infineon Technologies Ag Multi-mode operation and control of a resonant converter
US9154037B2 (en) * 2013-07-29 2015-10-06 Anpec Electronics Corporation Current-mode buck converter and electronic system using the same
TWI556563B (zh) * 2014-09-12 2016-11-01 Alpha & Omega Semiconductor Cayman Ltd Fixed on-time switching type switching device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6396252B1 (en) * 2000-12-14 2002-05-28 National Semiconductor Corporation Switching DC-to-DC converter with discontinuous pulse skipping and continuous operating modes without external sense resistor
CN101356719B (zh) * 2005-08-23 2012-06-27 联发科技股份有限公司 对电压切换调节器中在控制回路间切换时的转换行为的改进
WO2007094448A1 (ja) * 2006-02-17 2007-08-23 Citizen Holdings Co., Ltd. 物理量センサ
US7720141B2 (en) * 2006-09-05 2010-05-18 Advanced Micro Devices, Inc. Decision feedback restore of DC signals in a receiver
JP4363474B2 (ja) * 2007-08-27 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 車両用昇圧コンバータ回路
US8614595B2 (en) * 2008-11-14 2013-12-24 Beniamin Acatrinei Low cost ultra versatile mixed signal controller circuit
US20160087579A1 (en) * 2011-11-20 2016-03-24 Solexel, Inc. Smart photovoltaic cells and modules
US20140340062A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 Navsemi Energy Private Limited Single-stage solar-photovoltaic power conversion circuitry
US9287776B2 (en) * 2013-07-30 2016-03-15 Texas Instruments Incorporated Low power switching mode regulator having automatic PFM and PWM operation
US9276477B2 (en) * 2013-11-21 2016-03-01 Stmicroelectronics International N.V. DC-DC converter with enhanced automatic switching between CCM and DCM operating modes
US9312765B2 (en) 2014-02-12 2016-04-12 Qualcomm, Incorporated Switch mode power supply including binary pulse skipping
JP2016116336A (ja) 2014-12-15 2016-06-23 株式会社東芝 電源回路とその制御方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4897686B2 (ja) * 2004-09-07 2012-03-14 フレクストロニクス エーピー，リミテッド ライアビリティ カンパニー 電力供給装置、力率改善装置及び力率改善方法
US8624571B2 (en) * 2009-12-24 2014-01-07 Mediatek Singapore Pte. Ltd. DC-DC converters with pulse generators shared between PWM and PFM modes
US9143043B2 (en) * 2012-03-01 2015-09-22 Infineon Technologies Ag Multi-mode operation and control of a resonant converter
TWI499180B (zh) * 2012-08-13 2015-09-01 System General Corp 功率轉換器之具有深度間歇省電模式的控制電路
US9154037B2 (en) * 2013-07-29 2015-10-06 Anpec Electronics Corporation Current-mode buck converter and electronic system using the same
CN103607112A (zh) * 2013-12-01 2014-02-26 西安电子科技大学 自适应开关频率调整电路
CN103701323A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 成都芯源系统有限公司 恒定导通时长控制的开关电源及其控制电路和控制方法
CN104092359A (zh) * 2014-07-29 2014-10-08 东南大学 一种用于多模式数字开关电源的控制环路系统
TWI556563B (zh) * 2014-09-12 2016-11-01 Alpha & Omega Semiconductor Cayman Ltd Fixed on-time switching type switching device

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