[發明專利]對電壓切換調節器中在控制回路間切換時的轉換行為的改進

有效

• 申請號: 200680030848.2
• 申請日: 2006-08-18
• 公開（公告）號: CN101356719A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: P·S·瑞秋
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 任默聞

優先權信息?

本申請要求于2005年8月23日提交的序列號為60/710,697的臨時申請的優先權，該申請的全部內容以引用的方式并入本文中。?

發明背景?

本發明涉及電壓切換調節器領域，具體而言涉及能夠在保持調節器輸出處于調節之中的同時在兩種控制模式間切換的電壓切換調節器。?

許多電壓切換調節器使用兩種不同的控制回路：一種用于高功率工作，一種用于低功率工作。傳統地，在能夠在保持切換調節器的輸出在數據表中所指定的最小和最大電壓之間調節的同時在兩種控制模式間切換方面存在著巨大困難。在從低功率控制切換到高功率控制時，關于先前各種形式的調節器的經驗顯示電壓可能降低至比理想調節點低約200毫伏，比數據表中的最小電壓值低100毫伏。在達到平衡態之前需要經歷數十個周期，這影響了性能。?

發明概述?

本發明的一個方面提供一種電壓切換調節器。該電壓切換調節器包括一在電壓切換調節器處于高功率模式時提供電壓調節的脈沖寬度調制(PWM)控制器。一調壓作用脈沖頻率調制(PFM)控制器在電壓切換調節器處于低功率模式時提供電壓調節。一誤差電壓估計器允許在保持電壓切換調節器的輸出在所期望的最小和最大電壓之間調節的同時在低功率模式和高功率模式間切換。?

本發明的另一方面提供一種用于執行電壓切換調節的方法。該方法包括提供一在電壓切換調節器處于高功率模式時提供電壓調節的脈沖寬度調制(PWM)控制器。該方法還包括提供一在電壓切換調節器處于低功率模式時提供電壓調節的脈沖頻率調制(PFM)控制器。提供一誤差電壓估計器，其允許在保持電?壓切換調節器的輸出在所期望的最小和最大電壓之間調節的同時在等待模式和活動模式間切換。?

附圖簡述?

圖1是示出根據本發明的電壓切換調節器的示意圖；?

圖2是示出脈沖寬度調制(PWM)控制器的示意圖；?

圖3是示出脈沖頻率調制(PFM)控制器的示意圖；?

圖4是示出在PFM和PWM模式之間切換的問題的圖表；?

圖5是示出所發明的誤差電壓估計器的示意圖；?

圖6是示出與誤差信號放大器相結合的誤差電壓估計器的示意電路圖；以及?

圖7示出了表示本發明的性能的圖表。?

詳細描述?

如圖1所示，電壓切換調節器2具有兩個不同的控制回路：脈沖寬度調制(PWM)控制器8和脈沖頻率調制(PFM)控制器10。在高功率模式下，使用PWM控制器8。該控制回路為從約10毫安至300毫安的負載電流提供有效的(85％-90％)功率轉換。它具有高增益誤差信號放大器，該放大器在全范圍的線電壓和負載電流上在最大約5毫伏的精度內調節輸出電壓。在低功率模式下，使用PFM控制器10來提供最高達10毫安的負載電流，同時消耗較少的靜態電流。?

PFM控制器10接收來自電壓基準的輸出信號26以及電壓反饋信號28作為輸入。PWM控制器8接收基準信號26以及反饋信號28作為輸入。多路復用器12接收來自PWM控制器8的輸出信號32和來自PFM控制器10的輸出信號30作為輸入。開關驅動器14接收來自多路復用器12的輸出信號34作為輸入。?

多路復用器12接收數字模式信號56作為控制輸入，該模式信號56以值1表示PFM模式，并以值0表示PWM模式。開關驅動器14的輸出36、38分別被耦合至PMOS輸出器件40和NMOS輸出器件42。PMOS輸出器件40的柵極被直接耦合至開關驅動器，而源極被連接至主電池電源44。PMOS輸出器件40的漏極被耦合至開關式電源端子46。NMOS輸出器件42的柵極被直接耦合至開關驅動器14，而源極被直接耦合接地。NMOS輸出器件42的漏極被耦合至開關式電源端子46。

MOSFET40、42被直接耦合至濾波器結構16。該濾波器結構16產生輸出電壓22。濾波器結構16包括耦合至電容器24以及MOSFET40、42的漏極和開關式電源端子46的電感器22。電容器24的另一端耦合接地。輸出的濾波后的信號22被連接至控制器作為反饋電壓28。?