[发明专利]用于在不连续传导模式中操作的开关模式调节器的声频静带系统和方法

说明书

技术领域

本申请公开了一种用于在不连续传导模式中操作的开关模式调节器的声频静带系统和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月19日提交的美国临时申请序列号No.61/836,262的权益，该申请的全部内容出于所有意图和目的通过引用结合于此。

附图说明

参考以下描述以及附图将能更好地理解本发明的益处、特征以及优点，在附图中：

图1是被配置为具有包括根据一个实施例实现的调节器的电源的计算机系统的简化框图；

图2是图1的调节器的简化示意图和框图，其被图示为根据一个实施例实现的降压型DC-DC开关模式调节器；

图3是一般地示出图2的调节器的正常DCM操作的时序图；

图4是示出DCM操作的时序图且图5是示出图2的调节器的ADCM操作的另一个时序图；

图6是针对图2的调节器的一个实施例的每一个操作模式CCM、DCM、和ADCM而绘出开关频率（以Hz为单位）相对以安培（A）为单位的输出电流IO的图；

图7是根据一个实施例绘出图2的调节器的功率转换效率（单位为百分比）相对输出电流IO的图；

图8是根据一个实施例的状态图，示出分别与图2的调节器的模式CCM、SPDCM、ADCM、和SBDCM对应的四个不同状态以及相对应的转变条件；

图9是在根据一个实施例的图2的调节器的ADCM操作模式中的单个开关循环期间叠加了输出电流IO的电感器电流IL的绘图，其与LG和UG的相应绘图对齐；

图10是在根据一个实施例的图2的调节器的ADCM操作模式中的另一个单个开关循环期间叠加了输出电流IO的电感器电流IL的绘图；

图11是在根据一个实施例的图2的调节器的ADCM操作模式期间类似于图9和10的IO和IL的绘图，且还示出相应的LG脉冲LG1和LG2；

图12是根据一个实施例设置于图2的SBDCM框中的SB检测电路的一个实施例的示意图，其用于确定当DT达到对应于亚音速阈值条件的P1时何时从ADCM操作模式转变至SBDCM；和

图13是根据一个实施例包含DCM、ADCM、和SBDCM框的细节的图2的调节器的更详细示意图和框图。

详细描述

本发明的益处、特征和优势参照下面的说明书和附图将变得更容易理解，下面的说明书使得本领域内普通技术人员能够作出和使用本发明，如同在特定场合及其需要的背景下提供的那样。然而，优选实施例的多种修改对本领域技术人员将会是明显的，而且可将本文所限定的一般原理应用于其它实施例。因此，本发明不旨在局限于本文中示出和描述的特定实施例，而应给予与本文中披露的原理和新颖特征一致的最宽范围。

取决于输出负载，调节器可被配置为在数个操作模式中的任一模式中操作。在较高负载条件下，调节器一般在连续传导模式（CCM）中操作，其中在开关循环过程中通过输出电感器的电流增加和减少但并不降为零。相反，电流连续地传递至输出负载和/或输出电容器。当负载减少了特定量时，在CCM期间的连续开关循环中，电感器电流可能不仅达到零，还可能变负。在非常轻的负载下，通过输出电感器传递的很多电荷被浪费在CCM操作模式中。特定地，电荷被低效地四处移动，因为在过量负载要求中的电荷被移动至输出电容器且然后转储至接地。因此，在较轻负载时，CCM是非常低效的。

调节器可被配置为在不连续传导模式（DCM）中操作，其中当电感器电流达到零时开关器件等被截止从而防止电感器电流变负。在DCM过程中，电源部分的每一电荷包被传递至负载或输出电容器，且然后使开关中止，直到在输出处需要附加的电荷包。由于在DCM过程中的一个或多个循环中使开关中止，所以调节器的操作频率随负载而变化，使得所得到的开关频率FSW可粗略地与负载成比例。在DCM过程中，在新的周期上平均化功率损失。