[发明专利]DC-DC变换器的模式控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于DC-DC变换器的模式控制电路。

背景技术

各种移动或便携式电子设备可通过使这些设备内的一些系统工作在低压下(如3.0伏特、1.5伏特等)来降低功耗。这种电子设备经常使用直流至直流变换器(“dc至dc变换器”或“dc-dc变换器”)来将从其电源可用的电压降低至为这些系统所使用的较低的电压。

通常，dc-dc变换器可工作在两种模式下。所谓的脉宽调制(PWM)模式允许高负载电流，但是在低负载电流下趋于效率较低。所谓的脉频调制(PFM)模式通常仅可提供小负载电流，但是在低负载电流下比PWM模式效率高。一些dc-dc变换器能够工作在这两种工作模式下，并且在负载电流需求改变时可从一种工作模式切换至另一种工作模式。例如，使用较高负载电流时，dc-dc变换器可工作在PWM模式下，并且在使用较低负载电流时，dc-dc变换器切换至更高效的PFM模式。

dc-dc变换器使用不同的技术来确定何时从一种工作模式切换至另一种工作模式。一些dc-dc变换器工作模式改变的一种方式是通过监测流过dc-dc变换器线圈(电感器)的电流幅度，并在电流达到给定阈值时将dc-dc变换器的模式切换。该方法的假设是在上升电流波形中点处测出的线圈电流的幅度表示平均线圈电流，以及平均线圈电流是负载电流的合理指示符。只要电流正在流经线圈(被称为“连续导电模式”)，该方法就足以。然而，为了避免负电流流入线圈(其会使输出电容器放电，从而给dc-dc变换器的效率带来负面影响)，一些dc-dc变换器将线圈电流钳位至0，从而防止电流变为负(被称为“不连续导电模式”)。在不连续模式下，在上升电流波形的中点处测出的线圈电流幅度不再表示平均线圈电流(因为周期的一部分被钳位至0附近)，因此，不表示负载电流。

此外，为了减少印制电路板(PCB)焊垫(footprint)和/或减少一些设计中材料的费用，一些设计者趋于减小dc-dc变换器中使用的电感器的尺寸。较小线圈(具有较小的电感)导致线圈电流的较快转换，从而使得dc-dc变换器更易于工作在不连续导电模式下。

发明内容

本发明提供了一种电子设备，包括：电流水平检测器，被配置为当电流水平达到阈值幅度时产生信号；时间测量部件，被配置为一旦接收到第一信号就开始测量时间间隔并且一旦接收到来自所述电流水平检测器的第二信号就停止测量所述时间间隔；比较部件，被配置为比较所测量的时间间隔和阈值时间值；以及触发部件，被配置为基于所测量的时间间隔和所述阈值时间值之间的比较，触发dc-dc变换器从第一工作模式向第二工作模式切换。

附图说明

将参照附图阐述详细的描述。在图中，参考标号最左边的数字标识参考标号第一次出现所在的图。不同图中使用相同的参考标号表示类似或相同的项。

图1是可以实施根据本发明的技术的代表性环境。

图2A是示例性dc-dc变换器电路的示意图。

图2B是用于表图示2A的示例性dc-dc变换器电路的4个示例电流波形及其相应的平均电流值的图示。前两个示例示出了连续导电模式，后两个示例示出了不连续导电模式。

图3是示出了在不连续导电模式下的示例性准周期电流波形的单个周期的图示。

图4是根据示例性实施方式的用于dc-dc变换器的模式控制电路的示意图。

图5是示出了根据实施方式的用于控制dc-dc变换器的工作模式的示例性处理的流程图。

具体实施方式

概述

技术和/或设备的代表性实施方式提供了dc-dc变换器模式变化的控制，具体地，确定dc-dc变换器何时从第一工作模式切换至第二工作模式。在各种实施方式中，基于用于表示准周期电流波形的一部分的时间间隔进行确定，其中该时间间隔是测出的并将其与阈值比较。根据测量时间间隔和阈值间的比较，将dc-dc变换器从第一工作模式切换至第二工作模式。

在一个实施方式中，第一工作模式是脉宽调制(PWM)工作模式，第二工作模式是脉频调制(PFM)工作模式。在可替换的实施方式中，第一模式和第二模式可互换，或可包括一个或多个其他工作模式。