[發明專利]具有瞬態恢復電路的調壓器

無效

• 申請號: 200980109443.1
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101978586A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 肯·次·金·莫;杰克遜·金;馬爾科·科斯基
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本發明大體上涉及電子設備，且更具體地說，涉及用于在電子裝置中供應電力的技術。

背景技術

電子裝置(例如蜂窩式電話)可具有調壓器，所述調壓器接收電力供應電壓，且產生用于負載的輸出電壓。所述調壓器可耦合到電抗性組件，例如電感器和電容器，其可平滑掉輸出電壓中的紋波。所述電抗性組件可進一步充當能量儲存元件，其可供應由負載汲取的電流。可能希望使電抗性組件的大小保持盡可能小，以便降低成本并減小面積。然而，較小大小的電抗性組件可能無法充分地提供由負載汲取的電流。舉例來說，負載中的突變可導致輸出電壓中的瞬態，其無法由電抗性組件來校正，且可使性能降級。

發明內容

本文描述一種具有良好瞬態性能的能夠產生輸出電壓的功率控制器。在一種設計中，所述功率控制器包含調壓器和瞬態恢復電路。所述調壓器接收電源電壓且產生調節器輸出信號，所述調節器輸出信號用以產生用于負載的輸出電壓。所述瞬態恢復電路檢測所述輸出電壓中的瞬態，且校正所檢測到的瞬態。

在一種設計中，所述瞬態恢復電路將所述輸出電壓與低閾值電壓進行比較，且在所述輸出電壓低于所述低閾值電壓時檢測低瞬態。所述瞬態恢復電路接著通過將所述輸出電壓耦合到高電壓(例如電源電壓)來校正所述低瞬態。為了實現滯后作用，所述瞬態恢復電路可接通，直到所述輸出電壓高于低滯后電壓為止，所述低滯后電壓高于所述低閾值電壓。所述低閾值電壓與所述低滯后電壓之間的差是滯后作用的量。或者或另外，所述瞬態恢復電路將所述輸出電壓與高閾值電壓進行比較，且在所述輸出電壓高于所述高閾值電壓時檢測高瞬態。所述瞬態恢復電路接著通過將所述輸出電壓耦合到低電壓(例如電路接地)來校正所述高瞬態。為了實現滯后作用，所述瞬態恢復電路可接通，直到所述輸出電壓低于高滯后電壓為止，所述高滯后電壓低于所述高閾值電壓。

所述瞬態恢復電路可包含用以檢測和校正低瞬態的比較器和晶體管。所述比較器接收低閾值電壓和輸出電壓，且產生控制信號。所述晶體管耦合在高電壓與輸出電壓之間，且基于所述控制信號而啟用。所述晶體管可使其電流限于預定范圍內。或者或另外，所述瞬態恢復電路可包含用以檢測和校正高瞬態的比較器和晶體管。

在另一設計中，功率控制器包含調壓器和用于多個輸出負載的多個瞬態恢復電路。所述調壓器接收電源電壓且產生調節器輸出信號，所述調節器輸出信號用以產生用于多個負載的多個輸出電壓。每一瞬態恢復電路檢測用于相應負載的輸出電壓中的瞬態，且校正所述輸出電壓中的所檢測到的瞬態。所述調壓器可為切換調節器。電感器和第一開關可并聯耦合，且耦合在所述調壓器與共用節點之間。多個開關可耦合在共用節點與多個負載之間。所述多個開關可在多個時鐘周期期間將電感器耦合到多個負載，每一時鐘周期中耦合到一個負載。第一開關可在每一時鐘周期的一部分中被短接，以便避免所述多個負載之間的交叉調節。

下文進一步詳細描述本發明的各種方面和特征。

附圖說明

圖1展示不具有任何瞬態恢復電路的調壓器。

圖2A展示具有低瞬態恢復電路的調壓器。

圖2B展示具有高瞬態恢復電路的調壓器。

圖3展示具有低和高瞬態恢復電路的調壓器。

圖4展示圖3中的低和高瞬態恢復電路的操作。

圖5展示具有針對多個輸出電壓的瞬態恢復電路的單電感器多輸出(SIMO)調壓器。

圖6展示具有兩個輸出電壓的SIMO調壓器的模型。

圖7展示圖6中的模型的時序圖。

圖8展示用于產生具有瞬態恢復的輸出電壓的過程。

圖9展示無線通信裝置的框圖。

具體實施方式

本文所描述的瞬態恢復技術可結合各種類型的調壓器(例如切換調壓器、線性調壓器等)而使用。切換調壓器也稱為切換模式電力供應(SMPS)調壓器，其快速地接通和切斷電源電壓以產生輸出電壓。當需要較高效率和/或較小大小時，可使用切換調壓器。線性調壓器改變傳送晶體管(其在線性區中操作，而不是作為開關來操作)的操作，以產生輸出電壓。傳送晶體管充當可變電阻器以連續地調整分壓器網絡而維持所要的輸出電壓。線性調壓器的效率可能不如切換調壓器的效率。

切換調壓器可為階降切換調節器或階升切換調節器。階降切換調節器(其通常稱為降壓型轉換器)產生低于電源電壓的輸出電壓。階升切換調節器(其通常稱為升壓型轉換器)產生高于電源電壓的輸出電壓。