[發明專利]磁滯模式DC到DC轉換器中的音調管理的系統和方法

有效

• 申請號: 201310463975.3
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103715885B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 哈里克里希納·帕塔薩拉蒂;斯里尼瓦斯·文卡塔·維拉姆雷迪;素提希爾·波拉魯圖;巴赫爾·S·哈龍
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 路勇

如本文中所揭示，兩個磁滯電平(高電平、低電平)可用以設定DC?DC轉換器的輸出電壓的周期(及切換頻率)以及所述轉換器的輸出脈動。這兩個閾值可使用一組開關來改變。通過控制所述開關的接通時間的順序和持續時間，輸出中的頻譜雜波可受到控制，且所關注的振幅和頻帶可減小。額外雜波減少可通過使所述開關的控制隨機化而成為可能的。

技術領域

本發明大體上涉及電子器件，且更確切地說，涉及電力管理。

背景技術

脈沖頻率調制(PFM)為通常用于許多DC-DC電壓轉換器中以改進輕負載下的效率的切換方法。在輕負載電流下經常使用PFM，且在較重負載電流下使用脈沖寬度調制(PWM)。此類型的操作允許轉換器在寬的輸出電流范圍內維持高效率。在PFM模式中，轉換器僅在輸出電壓下降低于下限閾值電壓值時開始切換，且繼續切換直到輸出電壓達到上限閾值為止。一旦輸出達到較高閾值，則關閉所有不必要的內部電路以減小靜態電流。此控制方法將靜態電流顯著減小到一典型值20μA，其導致在輕負載下的較高效率。

在PFM模式中，將一系列電感電流脈沖應用于負載和輸出電容器，以維持預設邊界內的輸出電壓。此模式有效地降低切換循環事件的頻率，從而降低轉換器中的切換損失。存在PFM的若干變化，例如單脈沖PFM、多脈沖PFM和突發模式PFM。然而，所有PFM根據以下基本原理而操作：僅在需要時起始切換循環以維持輸出電壓。然而，迄今為止，在管理轉換器的輸出的頻譜含量時，先前解決方案存在未處理的需求。

發明內容

本發明實例實施例提供磁滯模式DC-DC轉換器中的音調管理的系統。簡要地描述，在架構中，可如下實施系統的一個實例實施例以及其它實例實施例：電阻分壓器：多個開關；及控制器，其經配置以切換所述多個開關以調整經脈沖頻率調制DC-DC轉換器的輸出的反饋的磁滯電平。

本發明的實施例還可被看作提供磁滯模式DC-DC轉換器中的音調管理的方法。在這方面，此方法的一個實施例以及其它實施例可由以下步驟來寬泛地概述：調整脈沖頻率調制DC-DC轉換器的輸出脈動和基頻，所述調整包括設定所述DC-DC轉換器的輸出的磁滯電平。

附圖說明

圖1為典型PFM DC-DC轉換器的輸出的信號圖。

圖2為典型PFM DC-DC轉換器的輸出的頻譜含量的信號圖。

圖3為磁滯模式DC-DC轉換器中的音調管理的系統的實例實施例的電路圖。

圖4為圖3的開關的切換順序的實例實施例的信號圖。

圖5為使用圖4的切換順序的轉換器輸出的信號圖。

圖6為磁滯模式DC-DC轉換器中的音調管理的方法的流程圖。

具體實施方式

本發明的實施例將在下文中參考隨附圖式來更全面地描述，其中相似數字貫穿若干圖表示相似元件，且其中展示實例實施例。然而，權利要求書的實施例可體現于許多不同形式中，且不應被理解為局限于本文中所陳述的實施例。本文中所陳述的實例為非限制性實例，且僅為其它可能的實例當中的實例。

脈沖頻率調制(PFM)經常被用作DC-DC轉換器在低負載下的操作模式，這是因為其相較于脈沖寬度調制(PWM)有較佳的效率。不同于在PWM模式中，在PFM模式中，輸出頻譜含量并未得到良好控制。頻譜含量取決于負載電流、輸入電壓、輸出電壓和外部組件，且可潛在地在由DC-DC輸出電壓供電的無線電中引起不合需要的音調。圖2提供表示PFM DC-DC轉換器的頻譜含量210的信號圖200。不合需要的音調220在大約300kHz處出現，但將取決于前述條件以及其它條件而改變。