[发明专利]用于数字控制功率转换器中的脉冲频率调制脉冲的方法及设备

说明书

本申请涉及数字控制功率转换器中的脉冲频率调制脉冲的方法及设备。实例设备包含低侧控制器(116)，其经构造以当在功率转换器(100)的低侧控制信号期间电感器电流对应于第一电流方向时减小在第一持续时间之后的低侧控制的第一持续时间；且当在功率转换器(100)的低侧控制信号期间电感器电流对应于第二电流方向时增加在第一持续时间之后的低侧控制的第一持续时间；及高侧控制器(122)，其经构造以当第一持续时间与对应于功率转换器(100)的高侧控制的第二持续时间不满足目标脉冲长度时增加在第三持续时间之后的高侧控制的第三持续时间；且当第一持续时间与第二持续时间的和满足目标脉冲长度时减小后续高侧控制的第三持续时间。

技术领域

本发明大体上涉及功率转换器，且更特定来说，涉及用于数字控制功率转换器中的脉冲频率调制脉冲的方法及设备。

背景技术

功率转换器是用于各种装置中以将输入电压转换为期望输出电压的电路。举例来说，降压转换器通过控制晶体管及/或开关对电感器及/或电容器充电及/或放电将输入电压转换为较低输出电压来维持期望输出电压。一些功率转换器可以脉冲频率调制(PFM)操作以优化轻负载效率(例如，在低功率模式中)。PFM是基于脉冲的操作，其中产生的电流脉冲用于优化效率，同时将输出电压纹波保持在可接受水平。

发明内容

本文揭示的某些实例数字地控制功率转换器中的脉冲频率调制脉冲。实例设备包含低侧(LS)控制器以当在功率转换器的低侧控制期间电感器电流为负时，减小后续低侧控制的第一持续时间；且当在功率转换器的低侧控制期间电感器电流为正时，增加后续低侧控制的第一持续时间。实例设备进一步包含高侧(HS)控制器以当(a)第一持续时间及(b)对应于功率转换器的高侧控制的第二持续时间的组合不满足目标脉冲长度时，减小后续高侧控制的第三持续时间；且当第一持续时间及第二持续时间的组合满足目标脉冲长度时，增加后续高侧控制的第三持续时间。

本文揭示的某些实例数字地控制功率转换器中的脉冲频率调制脉冲。实例设备包含第一比较器，其中第一比较器输出耦合到第一锁存器及第一数字控制延迟，所述第一比较器接收功率转换器的输出电压及目标输出电压。实例设备进一步包含耦合到低侧控制器的低侧控制器输出的高侧控制器。实例设备进一步包含耦合到高侧控制器的高侧控制器输出的第一数字控制延迟。实例设备进一步包含第一锁存器，其耦合到从第一数字控制延迟输出的第一数字控制延迟。实例设备进一步包含耦合到第一锁存器的第一锁存器输出的驱动器，所述驱动器用于驱动第一晶体管或第二晶体管中的至少一者以控制功率转换器的输出电压。

本文揭示的某些实例数字地控制功率转换器中的脉冲频率调制脉冲。实例方法包含：当在功率转换器的低侧控制期间电感器电流为负时，通过利用处理器执行指令来减小后续低侧控制的第一持续时间。实例方法进一步包含：当在功率转换器的低侧控制期间电感器电流为正时，通过利用处理器执行指令，增加后续低侧控制的第一持续时间。实例方法进一步包含：当(a)第一持续时间及(b)对应于功率转换器的高侧控制的第二持续时间的和不满足目标脉冲长度时，通过利用处理器执行指令，减小后续高侧控制的第三持续时间。实例方法进一步包含：当第一持续时间及第二持续时间的和满足目标脉冲长度时，通过利用处理器执行指令，增加后续高侧控制的第三持续时间。

附图说明

图1是使用PFM脉冲数字控制的实例降压转换器的说明。

图2A及2B是图1的实例数字PFM控制器的电路实施。

图3到4是表示可经执行以实施图1及2A/2B的实例PFM控制器的实例机器可读指令的流程图。

图5及6是对应于用于控制图1的实例降压转换器的数字控制PFM的时序图。

图7是可执行图3到4的实例计算机可读指令以实施图1及/或2A/2B的实例数字PFM控制器的实例处理器平台。

图式未按比例绘制。只要有可能，可贯穿图式及所附书面描述使用相同参考数字以指代相同或相似部分。