[发明专利]混合开关电容器转换器的轻载效率改进方法及设备

权利要求书

1.一种用于降低输出电压调节中的切换损耗的设备，包括：

开关电容器转换器电路，包括第一组晶体管和第二组晶体管；和

耦合所述开关电容器转换器电路的控制电路，所述控制电路被配置为：

在所述开关电容器转换器电路的降压阶段期间，根据切换方案周期性地将所述第一和第二组晶体管彼此相反地接通和断开，以在所述开关电容器转换器电路的输出端提供负载电流；

测量在所述开关电容器转换器电路的输出端的负载电流；

在所述降压阶段期间，响应于并且当测量的负载电流满足一组预定阈值的第一阈值时，将所述第一组晶体管周期性地断开第一切换周期期间，在该周期期间根据切换方案所述第二组晶体管周期性地接通和断开；和

响应于测量的负载电流满足该组预定阈值的第二阈值，根据切换方案恢复所述第一组晶体管的接通和断开。

2.权利要求1所述的设备，其中所述第一组晶体管在每个第一切换周期期间后暂时接通。

3.权利要求1所述的设备，其中所述控制电路被配置为：

将所述测量的负载电流与该组预定阈值的第一阈值进行比较；

确定所述测量的负载电流是否超过所述第一阈值；

当所述测量的负载电流被确定为不超过所述第一阈值时，使所述第一组晶体管偏置第一栅极信号，所述第一栅极信号使所述第一组晶体管断开第一数量的切换周期；和

当所述测量的负载电流被确定为超过所述第一阈值时，使所述第一组晶体管偏置第二栅极信号，所述第二栅极信号使所述第一组晶体管断开第二数量的切换周期，其中所述第一数量的切换周期大于所述第二数量的切换周期。

4.权利要求3所述的设备，其中所述控制电路被配置为：

将所述测量的负载电流与该组预定阈值的第二阈值进行比较；

确定所述测量的负载电流是否超过所述第二阈值；和

当所述测量的负载电流被确定为超过所述第二阈值时，使用第三栅极信号偏置所述第一组晶体管，在电荷泵阶段期间，所述第三栅极信号使所述第一组晶体管和所述第二组晶体管周期性地接通，且使所述第一组晶体管与所述第二组晶体管同时接通，所述第二阈值大于所述第一阈值。

5.权利要求1所述的设备，其中所述第一组晶体管包括串联连接在输入电压和第二节点之间的第一晶体管和第二晶体管，其中所述第二晶体管包括与所述第一组晶体管串联连接在所述第二节点和地之间的第三晶体管和第四晶体管，其中所述第一晶体管和所述第三晶体管统一操作，其中所述第二晶体管和所述第四晶体管统一操作，并且其中所述第三晶体管和所述第四晶体管在降压阶段期间彼此互补地操作。

6.权利要求5所述的设备，其中所述控制电路被配置为以相同的切换频率周期性地接通第三晶体管和第四晶体管。

7.权利要求1所述的设备，其中所述第一组晶体管包括第二晶体管和第三晶体管，其中所述第二晶体管包括第一晶体管和第四晶体管，其中所述第二晶体管耦合在所述第一晶体管和第二节点之间，并且所述第三晶体管耦合在第四晶体管和所述第二节点之间，其中所述第二晶体管和所述第三晶体管统一操作，其中所述第一晶体管和所述第四晶体管统一操作，并且其中所述第三晶体管和所述第四晶体管在降压阶段期间彼此互补地操作。

8.权利要求1所述的设备，其中所述控制电路包括：

电流监控电路，被配置为测量所述负载电流并产生测量的负载电流信号；

计数查找电路，被配置为从所述电流监控电路接收测量的负载电流信号，并且为该组预定阈值的每个阈值存储预定映射，该预定阈值将该组预定阈值的特定阈值映射到预定数量的连续切换周期，在此周期期间第一组晶体管将被断开，其中所述计数查找电路被配置为产生计数信号，该计数信号识别映射到对应于给定测量的负载电流的特定阈值的预定数量的切换周期；和

电路元件，被配置为基于所述计数信号调整时钟信号并产生调整的时钟信号；和

驱动电路，被配置为利用调整的时钟信号产生栅极信号，并将所述栅极信号发送到所述第一组晶体管，该第一组晶体管断开所述第一组晶体管第一切换周期期间。