[发明专利]具有负载检测的功率调节

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月23日提交的题为“ULTRA LOW QUIESCENT CURRENT BUCK REGULATOR FOR STANDBY CURRENTS”的美国临时专利申请61/650,924的权益，其整体通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体涉及电子电路系统，并且具体涉及具有负载检测的功率调节器系统。

背景技术

通常期望以适于实现最优效率的方式实施供电系统。例如，以电池产生直流电源的有效供电系统可以延长电池的使用寿命。一些供电器应用可能包含在长持续时间内与可变负载一同运行。例如，在效用监测应用和/或包含远程传感器的应用中，期望电池寿命能够持续很多年（例如，15年到20年）。在这种应用中，由电源为其提供功率的电路在大多数时间处于空载或切断模式，从而唯一在运行的系统可能是监督定时系统（例如，实时时钟）。电路系统可以周期性地暂时切换到运行模式以执行功能，在此之后电路可以返回空载或切断模式。在空载或切断模式中，负载可能汲取非常微弱的电流，比如在大约0.5微安（μA）到1μA之间。在这种应用中在空载或切断模式下减小电流消耗可以将电池寿命延长一年或更多。

发明内容

本发明的一个方面包括一种功率调节器系统。该系统包括功率级，其被配置为响应于输入电压和控制信号向负载提供输出电压。该系统还包括反馈系统，其接收输入电压并被配置为基于输出电压产生控制信号。该系统还进一步包括负载检测器，其被配置为确定负载的状态并基于确定负载的状态而设置至反馈系统的功率。

本发明的另一个方面包括一种在功率调节器中节省功率的方法。该方法包括响应于输入电压和控制信号向负载提供输出电压。该方法还包括经由误差放大器比较基准电压和与输出电压相关联的反馈电压以生成控制信号并确定负载的状态。该方法还包括响应于确定负载的低负载状态而减小与误差放大器相关联的功率。

本发明的另一个方面包括一种功率调节器系统。该系统包括功率级，其被配置为响应于输入电压和控制信号向负载提供输出电压。该系统还包括含有误差放大器的反馈系统，该误差放大器接收输入电压并且被配置为基于基准电压和与输出电压相关联的反馈电压的比较而生成控制信号。该系统进一步包括负载检测器，其包含具有电容器电压的负载检测电容器，该负载检测电容器由电流源充电并被配置为响应于电容器电压增加超过预定阈值而指示负载的低负载状态，并响应于确定负载的低负载状态而减小误差放大器的偏置电流。

附图说明

图1是根据本发明的一方面的供电系统的示例。

图2是根据本发明的一方面的功率调节器的示例。

图3是根据本发明的一方面的负载检测器的示例。

图4是根据本发明的一方面用于在功率调节器系统中节省功率的方法的示例。

具体实施方式

本发明总体涉及电子电路系统，并且具体涉及具有负载检测的功率调节。一种功率调节器系统可以包含功率调节器，该功率调节器被配置为基于输入电压产生输出电压。作为一个示例，该功率调节器可以是基于比如由电池提供的直流输入电压产生直流输出电压的直流/直流调节器。该功率调节器可以包含功率级，该功率级可以被配置为开关级以响应于控制信号产生经过与负载耦合的电感器的电流。该功率调节器还可以包括反馈系统，该反馈系统被配置为基于基准电压和与输出电压关联的反馈电压产生控制信号，该控制信号可以由功率级中至少一个开关的脉宽调制（PWM）控制来实施。作为一个示例，该反馈系统可以包括误差放大器，该误差放大器被配置为比较基准电压和反馈电压以产生控制信号。

该功率调节器还可以包含负载检测器，该负载检测器被配置为确定负载的状态，其中功率调节器为该负载提供输出电压。作为一个示例，负载检测器可以确定低负载状态。例如，低负载状态可以基于负载检测器中由电流源充电的负载检测电容器来确定。负载检测电容器可以与功率级中低侧开关的操作基本同时放电。负载检测器可以基于与负载检测电容器相关联的电压增加超过预定阈值而确定低负载状态，例如基于在低负载下功率级没有切换而发生的情况。在非低负载状态下，反馈系统可以被提供基本满功率以提供对瞬态的快速响应，从而实现调节输出电压的基本最优效率。然而，响应于确定低负载状态，负载检测器可以被配置为设置反馈系统的功耗水平，例如通过减小误差放大器的静态电流来减小误差放大器的功耗。因此，在低负载状态下功耗可以被明显减少。