[發明專利]具有提高的輕負載效率的開關調節器

有效

• 申請號: 201210332305.3
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102904424A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: A·巴巴扎德;G·貝爾納基亞;K·A·奧斯特倫;B·唐
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 謝攀;李浩

1.一種開關調節器，包括：

多相降壓轉換器，其具有多個主相，被配置為將電源電壓轉換成較低電壓以施加到不同負載狀態下的電子設備；以及

輔助相，其被配置成在輕負載狀態期間以脈沖頻率調制模式操作，以使得在輕負載狀態期間，至少通過該輔助相為電子設備供應功率。

2.根據權利要求1的開關調節器，其中輔助相和多相降壓轉換器的多個主相包括場效應晶體管，每個具有柵極驅動電壓和柵極電容，并且其中輔助相比多相降壓轉換器的多個主相具有更低的柵極驅動電壓和更低的柵極電容。

3.根據權利要求1的開關調節器，其中輔助相和多相降壓轉換器的多個主相中的每個具有耦合到電感器的輸出，并且其中耦合到輔助相的輸出的電感器比耦合到主相的輸出的電感器具有更大的電感和更低的飽和電流。

4.根據權利要求1的開關調節器，進一步包括控制器，其可操作以控制多相降壓轉換器和輔助相，其中控制器耦合到電源電壓，該電源電壓低于耦合到多相降壓轉換器的多個主相的電源電壓，并且輔助相與控制器耦合到相同的電源電壓。

5.根據權利要求4的開關調節器，其中控制器和輔助相集成在相同管芯上。

6.根據權利要求1的開關調節器，其中在輕負載狀態期間，多相降壓轉換器的單個主相在連續電流模式或非連續電流模式下被激活，并且其他主相被禁用。

7.根據權利要求6的開關調節器，其中多相降壓轉換器的單個主相被配置為響應于負載狀態的降低而從連續電流模式轉變到非連續電流模式，并且輔助相保持以脈沖頻率調制模式操作。

8.根據權利要求1的開關調節器，其中輔助相被配置為響應于來自電子設備的指示輔助相將被禁用的命令而被禁用。

9.根據權利要求1的開關調節器，其中輔助相被配置為響應于負載狀態的增大而被禁用。

10.根據權利要求1的開關調節器，其中輔助相被配置為保持以脈沖頻率調制模式操作，而不管多相降壓轉換器有多少個主相被激活。

11.根據權利要求1的開關調節器，其中響應于負載電流或負載電壓降到低于閾值，脈沖頻率調制脈沖被施加到輔助相。

12.根據權利要求11的開關調節器，其中脈沖頻率調制脈沖在第一時間段內接通，且在第二時間段內關斷，以使得耦合到輔助相的輸出的電感器中的電流在第二時間段結束時達到零。

13.根據權利要求11的開關調節器，其中響應于負載電流或負載電壓降到低于閾值，脈沖頻率調制脈沖僅被施加到多相降壓轉換器的單個主相，并且其中，脈沖頻率調制脈沖被施加到輔助相的閾值高于脈沖頻率調制脈沖被施加到多相降壓轉換器的單個主相的閾值。

14.根據權利要求11的開關調節器，其中輔助相包括高邊開關和低邊開關，并且其中兩個開關都被配置為在負載電流或負載電壓降到低于相應的閾值后保持在高阻抗關斷狀態，直到在高邊開關被接通之前耦合到輔助相的輸出的電感器中的至少電流達到零。

15.根據權利要求14的開關調節器，其中閾值是電壓閾值。

16.根據權利要求1的開關調節器，進一步包括監視器，其可操作以確定處于脈沖頻率調制模式的輔助相的輸出在預定義間隔是否違反負載標準，如果這樣，則產生信號以指示多相降壓轉換器的主相中的一個或多個之前被禁用的主相將被激活。

17.一種電源電路，包括：

多相轉換器，其包括耦合到第一電源電壓的多個主相，并被配置為將第一電源電壓轉換為較低電壓以施加到不同負載狀態下的電子設備；

輔助相，其耦合到比第一電源電壓低的第二電源電壓，并被配置為在輕負載狀態期間操作，以使得在輕負載狀態期間，至少通過該輔助相為電子設備供應功率；以及

控制器，其可操作以控制多相轉換器和輔助相的操作，所述控制器和輔助相被集成在相同管芯上。

18.根據權利要求17的電源電路，其中輔助相被配置為在輕負載狀態期間以脈沖頻率調制模式操作。

19.根據權利要求17的電源電路，其中輔助相和控制器被耦合到相同的電源電壓。