[发明专利]降压开关电压转换器以及关联的切换控制方法

权利要求书

1.一种降压开关电压转换器，其能够以脉宽调制模式和脉冲频率调制模式操作，所述降压开关电压转换器包括：

低压侧晶体管开关和高压侧晶体管开关，其连接在转换节点SW，在脉宽调制模式即PWM模式和脉冲频率调制模式即PFM模式期间基于开关周期可开关，基于开关周期在导通时间期间所述高压侧晶体管开关导通并且所述低压侧晶体管开关截止而产生增加到峰值电流的电感器充电电流，基于开关周期在关闭时间期间所述高压侧晶体管开关截止并且所述低压侧晶体管开关导通而接收从所述峰值电流下降的电感器放电电流直到所述关闭时间结束；

用于控制在PWM模式和PFM模式之间切换的模式控制电路，所述模式控制电路包括：

电流感测电路，其经配置在连续开关周期的所述关闭时间期间，感测流经所述低压侧晶体管开关的电感器电流，从而产生电流感测信号；

感测电流积分器，其经配置在每个关闭时间期间对所述电流感测信号积分并且产生对应于平均电感器电流的积分的感测信号；

参考电流积分器，其经配置在每个关闭时间期间对参考电流积分并且产生积分的参考信号，所述参考电流与预定的平均电感器电流I_AVE成比例；

模式切换电路，其响应于所述积分的感测信号和所述积分的参考信号而在所述PWM和PFM模式之间切换。

2.根据权利要求1所述的转换器，其中所述模式切换电路经配置根据对应于I_VALLEY＝2I_AVE-I_PEAK的预定的模式切换条件而在所述PWM和PFM模式之间切换，其中I_PEAK是在所述关闭时间开始时检测到的峰值电感器电流，I_VALLEY是由I_AVE和I_PEAK确定的电感器电流值。

3.根据权利要求2所述的转换器，其中所述模式切换电路经配置基于以下条件而在所述PWM和PFM模式之间切换：

在PWM模式期间，检测何时电感器电流下降到低于I_VALLEY，其中从PWM模式切换到PFM模式基于对于相应数量的连续PWM开关周期的每个，电感器电流下降到低于I_VALLEY；并且

其中从PFM模式切换到PWM模式基于检测预定数量的连续PFM开关周期，其中在关闭时间之后导通时间立即开始而不跳过任何PFM开关周期。

4.根据权利要求1所述的转换器，其中当所述低压侧晶体管开关导通时感测电压在所述低压侧晶体管开关两端形成，且其中所述电流感测电路包括偏移电路，其提供加到所述感测电压的偏移电压，从而产生偏移感测电压，其中所述偏移感测电压用于产生所述电流感测信号。

5.根据权利要求4所述的转换器，其中所述偏移电路包括与所述低压侧晶体管开关串联的偏移晶体管，其中所述偏移晶体管在所述低压侧晶体管开关导通时导通。

6.根据权利要求5所述的转换器，其中所述低压侧晶体管开关具有导通电阻RDSON，且其中所述偏移晶体管具有导通电阻K*RDSON，其中K是值至少为5的常数。

7.根据权利要求6所述的转换器，其中所述偏移电路包括与所述偏移晶体管串联的偏移电阻器，其中所述偏移感测电压是在所述偏移电阻器的端子产生的。

8.根据权利要求7所述的转换器，其中所述偏移电路包括经连接传导第一电流流经所述偏移电阻器和偏移晶体管的第一电流源，其中所述第一电流流经产生电阻器偏移电压的所述偏移电阻器。

9.根据权利要求8所述的转换器，其中所述参考电流积分器产生与所述电阻器偏移电压相关的参考电压，其中所述参考电压用于产生对应于所述积分的参考信号的所述参考电流。