[發明專利]針對通用串行總線電力傳輸控制器的控制邏輯性能優化

在審

• 申請號: 202180053839.X
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN116057498A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 阿倫·哈梅斯拉;哈里翁·拉伊;拉杰什·凱里;普吉·沙阿
• 申請（專利權）人: 賽普拉斯半導體公司
• 主分類號: G06F3/00
• 分類號: G06F3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 崔俊紅

一種用于USB?C型設備的IC控制器，包括：誤差放大器(EA)，其包括耦接至降壓?升壓轉換器的PWM比較器的EA輸出；第一跨導放大器，其用于調整EA輸出處的電流，該第一跨導放大器在恒定電壓模式下操作；以及第二跨導放大器，其用于調整EA輸出處的電流，該第二跨導放大器在恒定電流模式下操作。第一組可編程寄存器用于存儲第一組逐漸增高的跨導值。第二組可編程寄存器用于存儲第二組逐漸增高的跨導值。控制邏輯用于：使第一跨導放大器在順序地使用存儲在第一組可編程寄存器中的跨導值的情況下進行操作；以及使第二跨導放大器在順序地使用存儲在第二組可編程寄存器中的跨導值的情況下進行操作。

相關申請

本申請是于2021年8月31日提交的美國非臨時專利申請第17/463,339號的國際申請，該美國非臨時專利申請要求于2020年9月2日提交的美國臨時專利申請第63/073,866號和于2020年9月4日提交的美國臨時專利申請第63/074,635號的權益，上述專利申請的全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開內容涉及控制到電子設備的通用串行總線(USB)電力傳輸的集成電路(IC)。

背景技術

各種電子設備(例如，智能電話、平板計算機、筆記本計算機、膝上型計算機、充電器、適配器、電源組等)被配置成根據在USB電力傳輸(USB-PD)規范的各種版本和修訂版本中定義的USB電力傳輸協議通過USB連接器傳遞電力。例如，在一些應用中，電子設備可以被配置作為電力消耗者以通過USB連接器來接收電力(例如，用于電池充電)，而在其他應用中，電子設備可以被配置作為電力提供者以向通過USB連接器連接至該電子設備的另一設備提供電力。在各種應用中，電子制造商還可能使用需要滿足各種USB-PD規范要求(例如，對輸出電壓(Vout)單調性和穩定性的要求)的電力轉換器(例如，降壓-升壓轉換器)。

附圖說明

圖1是至少一個實施方式中的包括降壓-升壓轉換器的USB控制器的示意圖。

圖2是根據各種實施方式的優化圖1中的降壓-升壓轉換器的性能的方法的流程圖。

圖3是根據各種實施方式的被編程為控制降壓-升壓轉換器的電力控制器的框圖。

圖4是示出根據至少一個實施方式的效率值如何隨降壓-升壓轉換器的操作頻率而變化的曲線圖。

圖5A是至少一些實施方式中的包括對降壓-升壓控制器的占空比的可選擇控制的USB控制器的示意圖。

圖5B是根據至少一個實施方式的軟啟動模式下針對降壓-升壓轉換器的開關的控制信號的時序圖。

圖6是根據至少一個實施方式的與降壓-升壓轉換器的傳導和切換相關聯的電力損耗的曲線圖。

圖7是示出根據至少一個實施方式的降壓-升壓轉換器的開關在不同操作模式期間的切換的曲線圖。

圖8是根據至少一個實施方式的降壓-升壓轉換器的降壓模式和升壓模式兩者的示例占空比波形相對于輸入電壓值的曲線圖。

圖9是根據至少一個實施方式的包括恒定電壓(CV)可編程跨導放大器和恒定電流(CC)可編程跨導放大器的USB控制器中的誤差放大器的簡化示意圖。

圖10是根據一些實施方式的基于降壓-升壓轉換器的操作模式來調整跨導放大器的跨導的方法的流程圖。

圖11是根據至少一個實施方式的跨導放大器的跨導相對于輸入誤差的曲線圖。

圖12是根據實施方式的在采用跨導放大器的三個不同增益值時USB控制器的輸出電壓的曲線圖。

圖13是根據至少一個實施方式的跨導提升電路系統(transconductanceboosting?circuitry)1300的示意性框圖。