[发明专利]用于具有高效率切换的功率转换器的装置以及相关方法

说明书

本申请公开了用于具有高效率切换的功率转换器的装置以及相关方法。一种装置包括电压转换器，以将输入电压转换为输出电压。电压转换器包括在第一切换阶段期间操作的第一开关组。电压转换器还包括在第二切换阶段期间操作的第二开关组。第二切换阶段的持续时间与第一切换阶段的持续时间相关。

技术领域

本公开总体涉及电子电路，并且更具体地，涉及用于具有改进的性能特性(诸如高效率的切换)的功率转换器的装置以及相关的方法。

背景技术

随着技术的进步，越来越多的电路元件已经集成到诸如集成电路(IC)的器件中。此外，越来越多的器件(诸如IC或子系统)已经集成到产品中。随着诸如物联网(IoT)的发展，这种趋势有望继续下去。

电路元件、器件、子系统等的数量的增加也导致包括这些组件的产品中消耗的功率量的相应增加。在一些应用中，诸如电池供电、移动或便携式产品，可用的功率或能量有限。鉴于此类应用中可用的功率或能量相对较少，组件或产品的功耗降低提供了优势或益处，例如，延长电池寿命，增加系统的“正常运行时间”或活动时间等。即使在非便携式环境中，增加的功率消耗总是导致更大量的生成的热量，因为电能不能100％有效地使用。因此，降低组件或产品的功耗提供了优点或益处，例如，减少的热量、降低的电力成本等。

由于典型的电源或输入电压(例如，电池电压)与负载的期望电源电压之间的不匹配，通常使用电压转换器来向负载供电。更具体地，一个或更多个电压转换器用于将输入电压转换为适合于向各种负载供电的较高或较低电压。

本部分中的描述和任何(一个或更多个)相应的附图被包括作为背景信息材料。本节中的材料不应被视为承认这些材料构成本专利申请的现有技术。

发明内容

根据示例性实施例，可以预期各种装置和相关方法。根据一个示例性实施例，一种装置包括电压转换器，以将输入电压转换为输出电压。电压转换器包括在第一切换阶段期间操作的第一开关组。该电压转换器还包括在第二切换阶段期间操作的第二开关组。第二切换阶段的持续时间与第一切换阶段的持续时间相关。

根据另一个示例性实施例，IC包括降压-升压电压转换器，以将输入电压转换为输出电压。降压-升压电压转换器包括耦合到开关组的电感器。降压-升压电压转换器还包括控制器，以在第一时间段内控制该开关组中的第一开关组，并且在第二时间段内控制该开关组中的第二开关组。第二时间段与第一时间段按比率相关。

根据另一个示例性实施例，一种操作电压转换器的方法，该电压转换器在第一持续时间内操作电压转换器中的第一开关组。该方法还包括在第二持续时间内操作在电压转换器中的第二开关组。第二持续时间从第一持续时间导出，以便将电压转换器的效率与电压转换器的输出电压纹波进行权衡(tradeoff)。

附图说明

附图仅说明了示例性实施例，因此不应被视为限制本申请或权利要求的范围。本领域普通技术人员将了解，所公开的概念适用于其他同样地起作用的实施例。在附图中，在多于一幅图中使用的相同数字标记表示相同、相似或等同的功能、组件或块。

图1示出了根据一个示例性实施例的包括降压-升压电压转换器的电路布置。

图2示出了与传统降压-升压电压转换器相关联的波形。

图3示出了根据一个示例性实施例的与降压-升压电压转换器相关联的波形。

图4示出了根据一个示例性实施例的包括电压转换器的IC的电路布置。

图5示出了根据另一个示例性实施例的包括电压转换器的IC的电路布置。

图6示出了根据另一个示例性实施例的包括电压转换器的IC的电路布置。

图7示出了根据另一个示例性实施例的包括电压转换器的IC的电路布置。