DE112021006995T5

DE112021006995T5 - Spitzenstrommodussteuerung für tiefsetz-hochsetz-regler

Info

Publication number: DE112021006995T5
Application number: DE112021006995.0T
Authority: DE
Inventors: Min Kyu Song; Min Chen
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2022169487A1; US20220247313A1; US11682972B2; CN115485960A

Abstract

Eine Controller-Schaltungsanordnung kann ein Verfahren zum Liefern von Steuersignalen an Brückenschalter verwenden, die als ein Induktor für eine getaktete induktive Tiefsetz-Hochsetzspannungsregelung arbeiten. Der Tiefsetzmodus kann die Brückenschalter in einem Tiefsetzstromsteuermodus betätigen, wenn die Eingangsspannung die Ausgangsspannung übersteigt. Der Hochsetzmodus kann die Brückenschalter in einem Hochsetzstromsteuermodus betätigen, wenn die Ausgangsspannung die Eingangsspannung übersteigt. Der Tiefsetz-Hochsetz-Wechselmodus kann die Brückenschalter in einem Spitzen-Tiefsetz-Hochsetzstromsteuermodus betätigen, der einen kleinsten Betriebszyklus minimiert (mit einer kleinsten „Ein“-Betriebszeit und einer kleinsten „Aus“-Betriebszeit), wenn die Ausgangsspannung während eines Wechsels von mindestens einem des Stromsteuertiefsetzmodus zu dem Stromsteuerhochsetzmodus oder von dem Stromsteuerhochsetzmodus zu dem Stromsteuertiefsetzmodus etwa gleich der Eingangsspannung ist.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität für die am 4. Februar 2021 eingereichte Anmeldung mit der laufenden Nummer 17/167,548, die hierin in ihrer Gänze durch Bezugnahme aufgenommen ist.
ERFINDUNGSGEBIET
Dieses Dokument betrifft allgemein, aber nicht als Beschränkung, das Gebiet des Leistungsmanagements und insbesondere, aber nicht als Beschränkung, ein symmetrisches Spitzenstrommodussteuerschema mit fester Frequenz, wie etwa für 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetz-Regler.
HINTERGRUND
Spannungsregler werden verwendet, um eine konstante Spannung beizubehalten. Ein Schaltspannungsregler kann verwendet werden, um eine DC-Eingangsspannung in eine AC-Ausgangsspannung umzuwandeln, oder kann verwendet werden, um einen DC-Spannungspegel in einen anderen DC-Spannungspegel umzuwandeln. Ein Tiefsetzsteller kann verwendet werden, um die Eingangsspannung herunterzusetzen oder tiefzusetzen, und ein Hochsetzregler kann verwendet werden, um die Eingangsspannung heraufzusetzen oder hochzusetzen.
Ein induktiver Spannungsregler kann errichtet werden, um in verschiedenen Modi zu arbeiten, wie etwa abhängig von der Last, die an den Eingang und Ausgang angeschlossen ist. Ein nichtlückender Betrieb (CCM - Continuous Conduction Mode) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strom kontinuierlich über das Induktorenergiespeicherelement fließt. In einem lückenden Betrieb (DCM) kann der Strom an dem Induktorenergiespeicherelement auf null gehen. DCM-Modi weisen einen Burstmodus und einen Impuls-Skip-Modus auf. Der Burstmodus und der Puls-Skip-Modus können verwendet werden, um Strom zu sparen, wenn die Last sehr wenig Strom benötigt. In einem Burstmodusbetrieb arbeitet der Regler während einer Zeitperiode, lädt einen Ausgangskondensator auf eine eingestellte Schwellwertspannung auf und schaltet dann vollständig ab. Wenn die Ausgangsspannung an dem Ausgangskondensator unter eine eingestellte Schwellwertspannung abfällt, schaltet der Wandler wieder ein und der Zyklus startet erneut. Dies funktioniert gut, wenn wenig Laststrom vorliegt, so dass der Wandler während einer signifikanten Zeitperiode „schlafen“ kann, bevor er wieder einschalten muss.
Ein Puls-Skip-Modus ist ähnlich einem Burstmodus und gestattet das Beschränken der Ausgangsspannung oder des Stroms auf innerhalb eines größten zulässigen Spielraums. Dies wird verwendet, wenn die Last kleiner ist, um Schaltverluste zu reduzieren. Dies ist beispielsweise ein nützlicher Modus für eine ständig geringe Last, wie etwa wenn die gewünschte Ausgangsspannung ähnlich der Eingangsspannung ist.
Spannungsregler, die eine Talstrommodussteuerung verwenden (z. B. unter Verwendung einer Tal-Tiefsetz-Spitzen-Hochsetz-Strommodussteuerung oder einer Spitzen-Tiefsetz-Tal-Hochsetzstrommodussteuerung arbeiten), können einen Betrieb im lückenden Modus (DM) nicht effizient umsetzen. In einer Talstrommodussteuerung kann ein umgekehrter Induktorstrom I_L den Steuervergleicher auslösen, bevor der Talstromwert des Induktorstroms I_L auftritt. Dies kann die Einrichtung ohne jegliche Null-Tal-Induktorstromdetektion im DCM-Modus lassen. Ohne eine Erfassungsfähigkeit für einen umgekehrten Induktorstrom I_L ist es schwierig, im DCM zu implementieren.
Um dieses Problem einer DCM-Operation anzugehen, kann ein Strommodus-Steuerschema vom Typ Spitze-Tiefsetz-Spitze-Hochsetz verwendet werden, was nur eine Seite des schaltenden Betriebsverhältnisses moduliert, entweder Spitze-Tiefsetz- oder Spitze-Hochsetz. Die andere Seite des Schaltbetriebsverhältnisses wird konstant gehalten. Eine einseitige Modulation des Schaltbetriebsverhältnisses kann dazu beitragen, die Nachteile in dem vorausgegangenen Talstrommodus zu überwinden, leidet jedoch unter einer großen Welligkeit des Induktorstroms I_L und mehr Leistungsverlust. Eine große I_L-Welligkeit kann eine vorübergehende dynamische Leistung des Leistungswandlers degradieren.
KURZE DARSTELLUNG
Unter Anerkennung dieser Nachteile beschreiben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein leistungsverbessertes symmetrisches Spitzenstromsteuerschema. Der vorliegende Ansatz kann die I_L-Welligkeit reduzieren oder optimieren. Er kann dazu beitragen, die Leistungseffizienz von synchronen 4-Schalter- Tiefsetz-Hochsetzreglern zu steigern. Die vorgeschlagene symmetrische Spitze-Tiefsetz-Spitze-Hochsetz-Stromsteuerung kann dazu beitragen, einen nahtlosen Wechsel zwischen Betrieb im nichtlückenden Modus (CCM) und lückenden Modus (DCM) bereitzustellen und kann eine leichte DCM-Umsetzung gestatten. Das vorliegende Steuerschema kann für DCM, für Puls-Skipping, für das Bereitstellen eines niedrigen Induktorstroms I_L und eine besserte Leistungseffizienz - insbesondere für leichte Lastbedingungen - geeigneter sein. Der vorliegende Ansatz kann auch eine konstante Ausgangsspannung selbst dann gestatten, wenn die Eingangsspannung über oder unter der Ausgabe fluktuiert.
Verglichen mit einem anderen Ansatz des Verwendens von einseitigen konstanten Schaltbetriebsverhältnissen kann dieser Ansatz eine bessere Leistungseffizienz liefern. Wenn nur eine Seite des Schaltbetriebsverhältnisses moduliert wird, entweder Spitze-Tiefsetzen oder Spitze-Hochsetzen, dann gibt es einen größeren Spielraum für die „Ein“-Betriebszeit, die auf der konstanten Seite erforderlich ist, zu dem kleinsten Betriebsverhältnis, was zu einer großen Welligkeit des Induktorstroms I_L führt. Eine große I_L-Welligkeit führt zu mehr Leistungsverlust und kann die vorübergehende dynamische Leistung des Leistungswandlers verschlechtern. Der vorliegende Aspekt verwendet eine symmetrische Neigungskompensationsschaltungsanordnung zum Einstellen der kleinsten Ein-Zeitperioden für synchrone 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler, was zu einem kleinsten Schaltbetriebsverhältnis führt. Ein kleinstes Schaltbetriebsverhältnis führt zu einer niedrigen I_L-Welligkeit und besserer Leistungseffizienz. Deshalb weist der vorliegende Aspekt der Erfindung zusammen mit einer leichten DCM-Umsetzung und einem nahtlosen Wechsel zwischen CCM und DCM auch eine bessere Einstellungsleistung und Leistungseffizienz aufgrund einer niedrigen I_L-Welligkeit im Vergleich zu Aspekten der Erfindung auf, die eine Seite des Schaltbetriebsverhältnisses fixieren.
Eine veranschaulichende nichtbeschränkende nummerierte Liste verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung wird unten vorgelegt.
Aspekt 1 kann einen Gegenstand aufweisen oder verwenden (wie etwa eine Vorrichtung, ein System, eine Einrichtung, ein Verfahren, ein Herstellungsartikel, wie er etwa z. B. ein maschinenlesbares Medium mit codierten Anweisungen enthalten kann zum Betreiben einer Einrichtung oder Durchführen eines Verfahrens), das eine Schaltungsanordnung aufweisen oder verwenden kann zum Bereitstellen einer getakteten induktiven Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregelung über eine H-Brückenanordnung aus einem Induktor, einem Widerstand und einer Gruppe von Brückenschaltern. Die H-Brücke kann einen Eingangsanschluss, der ein Eingangssignal empfängt, und einen Ausgangsanschluss, der ein Ausgangssignal liefert, aufweisen, wobei die Schaltungsanordnung eine Controller-Schaltungsanordnung aufweist. Die Controller-Schaltungsanordnung kann die Gruppe von Brückenschaltern selektiv betätigen, wie etwa unter Verwendung eines Tiefsetzmodus, eines Hochsetzmodus und eines Tiefsetz-Hochsetz-Modus, wie etwa durch Liefern von jeweiligen Moduswahlsignalen an eine Menge von Tiefsetzbrückenschaltern und eine Menge von Hochsetzbrückenschaltern in der Gruppe von Brückenschaltern. Die Controller-Schaltungsanordnung kann aufweisen: einen Tiefsetzmodus, bei dem die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch ein Spitzentiefsetzstrommodussteuerschema und die Menge von Hochsetzbrückenschaltern 0% einer „Ein“-Betriebszeit eines Betriebszyklus verwendet; einen Hochsetzmodus, bei dem das Betätigen der Menge von Hochsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch ein Spitzenhochsetzstrommodussteuerschema und die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern 0% einer „Aus“-Betriebszeit eines Betriebszyklus verwendet; und einen Tiefsetz-Hochsetz-Modus, bei dem das Betätigen der Menge von Tiefsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch das Spitzentiefsetzstrommodussteuerschema und die Menge von Hochsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch das Spitzenhochsetzstrommodussteuerschema, gleichzeitig arbeitend, um mindestens eines von: (1) die „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern zu minimieren oder (2) die „Aus“-Betriebszeit für die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern zu minimieren, wenn das Ausgangssignal gleich dem Eingangssignal ist.
Aspekt 2 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand von Aspekt 1 kombiniert werden, um optional aufzuweisen oder zu verwenden: eine symmetrische Neigungskompensationsschaltungsanordnung als Teil der Controllerschaltungsanordnung zum Bestimmen des Timing einer Spitzentiefsetzstromauslösung und eine Spitzenhochsetzstromauslösung zum Ausgleichen der „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern zu der „Aus“-Betriebszeit der Menge von Tiefsetzbrückenschaltern in dem Tiefsetz-Hochsetz-Modus, wenn das Ausgangssignal gleich dem Eingangssignal ist.
Aspekt 3 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional kombiniert werden mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1 oder 2, um optional aufzuweisen oder zu verwenden der „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern und der „Aus“-Betriebszeit für die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern, um ein größtes Schaltbetriebsverhältnis zu bestimmen.
Aspekt 4 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-3 kombiniert werden, um optional aufzuweisen oder zu verwenden eine Taktschaltung, ausgelegt zum Generieren eines Taktimpulses als Reaktion darauf, dass ein Neigungskompensationssignal eine Referenzspannung erreicht, wobei der Taktimpuls einen Start eines Betriebszyklus bestimmt.
Aspekt 5 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-4 kombiniert werden, um optional aufzuweisen oder zu verwenden der Controller-Schaltungsanordnung aufweisend oder gekoppelt an einen ersten Vergleicher und einen zweiten Vergleicher, wobei (A) der erste Vergleicher verwendet wird zum Bereitstellen einer ersten Vergleicherausgabe auf Basis einer Differenz zwischen (1) dem Eingangssignal und (2) dem Ausgangssignal modifiziert um das größte Schaltbetriebsverhältnis; (B) der zweite Vergleicher verwendet wird zum Bereitstellen einer zweiten Vergleicherausgabe auf Basis einer Differenz zwischen (1) dem Ausgangssignal und (2) dem Eingangssignal modifiziert um das größte Schaltbetriebsverhältnis; und wobei die erste Vergleicherausgabe und die zweite Vergleicherausgabe verwendet werden zum Wählen zwischen einem Betrieb in dem Tiefsetzmodus, dem Hochsetzmodus oder dem Tiefsetz-Hochsetz-Modus.
Aspekt 6 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-5 kombiniert werden, um optional aufzuweisen oder zu verwenden eines Widerstands in Reihe mit dem Induktor zum Erfassen eines Stroms des Induktors.
Aspekt 7 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-6 kombiniert werden, um optional aufzuweisen oder zu verwenden einer Controllerschaltungsanordnung, die viele Vergleiche enthält, die zusammen arbeiten, um die „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern zu minimieren und die „Aus“-Betriebszeit für die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern zu minimieren.
Aspekt 8 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-7 kombiniert werden, um optional einen Spannungsteiler aufzuweisen oder zu verwenden, der eine DC-Offsetspannung von einer Referenzspannung ableitet, um einen Spitzenhochsetzbetriebszyklus zu bestimmen, um einen Spitzenhochsetzbetriebszyklus auf seinem Maximum zu halten.
Aspekt 9 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-8 kombiniert werden, um optional eine symmetrische Neigungskompensationsschaltungsanordnung aufzuweisen oder zu verwenden, um einen kleinsten Betriebszyklus für einen getakteten induktiven Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregler zu bestimmen. Der kleinste Betriebszyklus wird bestimmt durch Bereitstellen eines Referenzsignals und Aufteilen des Referenzsignals in ein erstes Referenzsignal und ein zweites Referenzsignal, Vergleichen eines Neigungskompensationssignals mit dem ersten Referenzsignal, um den kleinsten Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus zu bestimmen, Vergleichen des Neigungskompensationssignals mit dem zweiten Referenzsignal, um einen größten Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus zu bestimmen. Die DC-Offsetspannung wird bestimmt durch Verwenden des ersten Referenzsignals und des zweiten Referenzsignals. Die Spitzenhochsetzstromauslösungszeit und ein Spitzentiefsetzstromauslösungstiming wird bestimmt durch Verwenden der DC-Offsetspannung. Die Spitzenhochsetzstromauslösung entspricht einem kleinsten Betriebszyklus und eine Spitzentiefsetzstromauslösung entspricht einem größten Betriebszyklus werden bestimmt als Reaktion darauf, dass ein Ausgangssignal gleich einem Eingangssignal ist. Ein Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus wird bestimmt durch Verwenden der DC-Offsetspannung, so dass der Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn ein Ausgangssignal höher wird als ein Eingangssignal. Ein Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus wird bestimmt unter Verwendung der DC-Offsetspannung, so dass der Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn das Ausgangssignal niedriger wird als das Eingangssignal. Ein Wechselpunkt des Spitzenhochsetzstrommodus zum Spitzentiefsetzstrommodus wird unter Verwendung einer „Ein“-Betriebszeitperiode für den Betriebszyklus bestimmt.
Aspekt 10 kann den Gegenstand aufweisen oder verwenden (wie etwa eine Vorrichtung, ein System, eine Einrichtung, ein Verfahren, ein Herstellungsartikel, wie etwa z. B. kann ein maschinenlesbares Medium aufweisen mit codierten Anweisungen zum Betätigen einer Einrichtung oder Durchführen eines Verfahrens), oder kann optional mit einem beliebigen der Aspekte 1-9 kombiniert werden, wie etwa kann ein Verfahren aufweisen oder verwenden des Verwendens eines Spannungsreglers für einen glatten Wechsel zwischen einem lückenden Leitungsmodus (DCM) und einem nichtlückenden Leitungsmodus (CCM), wie etwa durch Erfassen eines Induktorstroms; Wählen eines Betriebsmodus des Spannungsreglers um einer eines Spitzentiefsetzstromsteuermodus, eines Spitzenhochsetzstromsteuermodus oder eines Tiefsetz-Hochsetz-Stromsteuermodus zu sein mindestens teilweise auf Basis eines Eingangssignals, eines Ausgangssignals und mindestens einer einer kleinsten „Ein“-Betriebszeitperiode für eine Menge von Hochsetzsteuerbrückenschalter oder einer kleinsten „Aus“-Betriebszeitperiode für eine Menge von Tiefsetzsteuerbrückenschaltern; und Wechseln des Spannungsreglers in DCM als Reaktion darauf, dass der Induktorstrom null wird, oder aus DCM als Reaktion darauf, dass der Induktorstrom von null verschieden wird.
Aspekt 11 kann enthalten oder verwenden oder kann optional kombiniert werden mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-10, um optional den Tiefsetz-Hochsetz-Stromsteuermodus aufzuweisen oder zu verwenden, wie etwa durch Messen einer ersten Spannung eines Neigungskompensationssignals und Vergleichen der ersten Spannung des Neigungskompensationssignals mit einer zweiten Spannung eines ersten Referenzsignals, um eine kleinste „Ein“-Betriebszeit für einen Spitzenhochsetzstrommodus zu bestimmen; und Vergleichen der ersten Spannung des Neigungskompensationssignals mit einem zweiten Referenzsignal, um eine kleinste „Aus“-Betriebszeitperiode für einen Spitzentiefsetzstromsteuermodus zu bestimmen.
Aspekt 12 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-11 kombiniert werden, um optional das Bestimmen eines kleinsten Betriebszyklus aufzuweisen oder zu verwenden wie etwa durch Aufteilen einer Referenzspannung in eine erste Referenzspannung und eine zweite Referenzspannung; Bestimmen einer DC-Offsetspannung unter Verwendung der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung; Bestimmen einer größten Zeit für einen Betriebszyklus unter Verwendung der DC-Offsetspannung; Vergleichen der Spannung eines Neigungskompensationssignals mit einer Differenz der Spannung eines ersten Referenzsignals und eines zweiten Referenzsignals, um eine Spitzenhochsetzzeit als einen Anteil des Betriebszyklus zu bestimmen und Vergleichen der Spannung eines Neigungskompensationssignals mit der zweiten Referenzspannung, wobei die zweite Referenzspannung von einer eingegebenen Referenzspannung abgeleitet wird, um eine „Ein“-Betriebszeitperiode für Tiefsetzsteuerbrückenschalter zu bestimmen, die ein symmetrischer Anteil des Betriebszyklus zu der kleinsten „Ein“-Betriebszeitperiode für Hochsetzsteuerbrückenschalter ist.
Aspekt 13 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional kombiniert werden mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-12, um optional ein Spitzentiefsetzstromauslösungstiming aufzuweisen oder zu verwenden, wie es etwa bestimmt werden kann unter Verwendung der DC-Offsetspannung, so dass eine Spitzenhochsetzstromauslösung bei einer kleinsten „Ein“-Betriebszeitperiode für den Spitzenhochsetzstromsteuermodus auftritt und eine Spitzentiefsetzstromauslösung bei der kleinsten „Aus“-Betriebszeitperiode für den Spitzentiefsetzstromsteuermodus auftritt, wenn das Ausgangssignal etwa gleich dem Eingangssignal ist.
Aspekt 14 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-13 kombiniert werden, um optional das Wählen des Betriebsmodus des Spannungsreglers aufzuweisen oder zu verwenden, wie es weiter das Bestimmen mindestens eines eines Taktsignals oder eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals aufweisen kann.
Aspekt 15 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-14 kombiniert werden, um optional das Wählen des Betriebsmodus aufzuweisen oder zu verwenden wie etwa durch Bestimmen einer Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal.
Aspekt 16 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional kombiniert werden mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-15, um optional Vergleichen eines Neigungskompensationssignals mit einem ersten Referenzsignal, um eine kleinste „Ein“-Betriebszeitperiode für ein Spitzentiefstellen zu bestimmen; und Vergleichen des Neigungskompensationssignals mit einem zweiten Referenzsignal, um eine kleinste „Aus“-Betriebszeitperiode für eine Spitzenhochsetzstellung zu bestimmen, aufzuweisen oder zu verwenden.
Aspekt 17 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-16 kombiniert werden, um optional eine Anzeige eines erfassten Induktorstroms aufzuweisen oder zu verwenden, summiert mit einem Neigungskompensationssignal, um ein summiertes Signal zu produzieren, und das summierte Signal wird als eine Eingabe zum Bestimmen des Betriebsmodus verwendet.
Aspekt 18 kann aufweisen oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand eines beliebigen der Aspekte 1-17 kombiniert werden, um optional eine Referenzspannung und eine DC-Offsetspannung aufzuweisen oder zu verwenden, um die kleinste „Ein“-Betriebszeitperiode für die Menge von Tiefsetzsteuerbrückenschaltern zu bestimmen, wobei die kleinste „Ein“-Betriebszeitperiode verwendet wird zum Aufrechterhalten einer proportionalen Zeit für eine „Aus“-Betriebszeitperiode für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern, die zum Aufrechterhalten eines maximalen Schaltverhältnisses verwendet wird.
Aspekt 19 kann den Gegenstand aufweisen oder verwenden (wie etwa eine Vorrichtung, ein System, eine Einrichtung, ein Verfahren, ein Herstellungsartikel, wie etwa z. B. kann ein maschinenlesbares Medium aufweisen mit codierten Anweisungen zum Betätigen einer Einrichtung oder Durchführen eines Verfahrens), oder kann optional mit einem beliebigen der Aspekte 1-18 kombiniert werden, so dass er ein Verfahren zum Bestimmen eines kleinsten Betriebszyklus für einen getakteten induktiven Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregler enthalten oder verwenden kann, wie etwa durch Bereitstellen eines Referenzsignals und Aufteilen des Referenzsignals in ein erstes Referenzsignal und ein zweites Referenzsignal. Dies kann auch aufweisen: Vergleichen eines Neigungskompensationssignals mit dem ersten Referenzsignal, um den kleinsten Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus zu bestimmen und Vergleichen des Neigungskompensationssignals mit dem zweiten Referenzsignal, um einen größten Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus zu bestimmen. Eine DC-Offsetspannung kann bestimmt werden durch Verwenden des ersten Referenzsignals und des zweiten Referenzsignals. Eine Spitzenhochsetzstromauslösungszeit und ein Spitzentiefsetzstromauslösungstiming können wie etwa durch Verwenden der DC-Offsetspannung bestimmt werden. Ein Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus kann bestimmt werden wie etwa durch Verwenden der DC-Offsetspannung, sodas der Betriebszyklus für den Spitzenhochsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn das Ausgangssignal höher wird als ein Eingangssignal. Ein Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus kann bestimmt werden wie etwa durch Verwenden der DC-Offsetspannung, so dass der Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn das Ausgangssignal niedriger wird als das Eingangssignal. Ein Übergangspunkt vom Spitzenhochsetzstrommodus zu dem Spitzentiefsetzstrommodus kann bestimmt werden wie etwa durch Verwenden einer „Ein“-Betriebszeitperiode für den Betriebszyklus.
Aspekt 20 kann enthalten oder verwenden oder kann optional mit dem Gegenstand von einem beliebigen der Aspekte 1-19 kombiniert werden, um optional als Reaktion darauf, dass ein Ausgangssignal gleich einem Eingangssignal ist, eine Spitzenhochsetzstromauslösung zu enthalten oder zu verwenden, die einem kleinsten Betriebszyklus entspricht, und eine Spitzentiefsetzstromauslösung, die einem größten Betriebszyklus entspricht und unter Verwendung der DC-Offsetspannung bestimmt wird.
Jedes dieser nichtbeschränkenden Beispiele kann für sich selber stehen oder kann in verschiedenen Permutationen oder Kombinationen mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden.
Dieser Überblick soll einen Überblick über den Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung liefern. Er soll keine ausschließliche oder erschöpfende Erläuterung der Erfindung liefern. Die ausführliche Beschreibung ist aufgenommen, um weitere Informationen über die vorliegende Patentanmeldung zu liefern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind, können gleiche Zahlen in verschiedenen Ansichten ähnliche Komponenten beschreiben. Gleiche Zahlen mit unterschiedlichen Buchstabensuffixen können unterschiedliche Instanzen von ähnlichen Komponenten darstellen. Die Zeichnungen veranschaulichen allgemein beispielhaft, aber nicht als Beschränkung, verschiedene, in dem vorliegenden Dokument erörterte Ausführungsformen.

1: Blockdiagramm, das ein Beispiel einer vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerung wie etwa zur Verwendung in einem synchronen 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler darstellt.
2A: Teil eines Schaltplanbeispiels der vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerung wie etwa zur Verwendung in einem synchronen 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler.
2B: Teil eines Schaltplanbeispiels der vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerung wie etwa zur Verwendung in einem synchronen 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler.
2C: Teil eines Schaltplanbeispiels der vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerung wie etwa zur Verwendung in einem synchronen 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler.
3A: Moduswahllogiksteuerflussdiagrammbeispiel des vorgeschlagenen Steuerschemas.
3B: Moduswahllogikwellenformen eines Beispiels des vorgeschlagenen Steuerschemas.
4: Betriebswellenformen eines Beispiels des vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerschemas in einem 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzmodus.
5: Betriebswellenformen eines Beispiels des vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerschemas in einem 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzmodus für einen CCM- und DCM-Wechsel.
6A: Betriebswellenformen eines Beispiels des vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerschemas in einem reinen 2-Schalter-Spitze-Hochsetzmodus.
6B: Betriebswellenformen eines Beispiels des vorgeschlagenen symmetrischen Spitzenstrommodussteuerschemas in einem reinen 2-Schalter-Spitze-Tiefsetzmodus.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Das vorliegende Dokument beschreibt ein symmetrisches Spitzenstrommodussteuerschema, wie etwa für einen synchronen 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler. Es gestattet eine Erfassung des Induktorstroms (I_L), wie etwa unter Verwendung eines einzelnen Stromerfassungswiderstands. Der getaktete induktive Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregler arbeitet durch Bestimmen, ob er im Tiefsetzmodus, im Hochsetzmodus oder in einem Tiefsetz-Hochsetz-Wechselmodus laufen sollte. Es kann verwendet werden, um eine symmetrische Spitzenstromregelung durchzuführen, wie etwa zum Bereitstellen sowohl einer Spitzentiefsetz- als auch Spitzenhochsetzsteuerung zum Modulieren des Schaltbetriebsverhältnisses. Wenn im Tiefsetz-Hochsetz-Modus können sowohl ein Spitzentiefsetzstrommodussteuerschema als auch ein Spitzenhochsetzstrommodussteuerschema gleichzeitig arbeiten, wie etwa zum Minimieren der „Ein“-Betriebszeit im Hochsetzmodus oder zum Minimieren der „Aus“-Betriebszeit im Tiefsetzmodus oder beide.
Ein möglicher Vorteil gegenüber gewissen anderen Steuerschemata besteht darin, dass das vorliegende Schema einen Ansatz einer symmetrischen Neigungskompensationsprogrammierung liefern kann. Dies trägt dazu bei sicherzustellen, dass dem 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetz-Betrieb gestattet werden kann, bei seinem kleinsten Schaltbetriebsverhältnis zu arbeiten, was zu einer niedrigeren Welligkeit des Induktorstroms I_L und einer höheren Leistungseffizienz als andere Schemata führt. Ein weiterer möglicher Vorteil besteht darin, dass der vorliegende synchrone 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler dazu beitragen kann, eine Detektion eines umgekehrten Induktorstroms (I_L) zu ermöglichen, wie etwa zum Betreiben in einem lückenden Leitungsmodus. Dies kann das Betreiben des Spannungsreglers in einem oder beiden eines Impuls-Skip-Modus oder einem Burstmodus aufweisen. Weiter kann durch Arbeiten nur in einem Spitzenstrommodus sowohl für Tiefsetzen als auch Hochsetzen das vorgeschlagene Steuerschema dazu beitragen, einen nahtlosen Wechsel zwischen CCM- und DCM-Betrieb zu gestatten.
1 zeigt ein Blockdiagrammbeispiel, das Blöcke einer Schaltungsanordnung zur Verwendung in einem synchronen 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler darstellt. Eine derartige Schaltungsanordnung kann einen Induktor 130, einen Widerstand 128, einen Tiefsetzreglerblock 118 und einen Hochsetzreglerblock 126 aufweisen. Die Steuerschaltungsanordnung kann eine Spitzentiefsetzsteuerungs-112-Schaltungsanordnung und eine Spitzenhochsetzsteuerungs-120-Schaltungsanordnung aufweisen. Ein Modenwahllogikblock 106 kann Eingänge aufweisen zum jeweiligen Empfangen der Eingangsspannung 102 und der Ausgangsspannung 104. Ein Neigungskompensationsgenerator 110 kann einen Eingang zum Empfangen eines Referenzeingangs 108 aufweisen. Der Ausgang des Modenwahllogikblocks 106 ist ein Modenwahlsignal, das bestimmt, ob der getaktete induktive Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregler im Tiefsetzmodus, im Hochsetzmodus oder in einem Tiefsetz-Hochsetz-Wechselmodus arbeitet. Die Eingänge für die Spitzentiefsetzsteuerung 112 und die Spitzenhochsetzsteuerung 120 können an Ausgangssignale von dem Modenwahllogikblock 106 und dem Neigungskompensationsgenerator 110 gekoppelt sein. Die Ausgangssignale der Spitzentiefsetzsteuerung 112, V_A 114 und V_B 116, können verwendet werden, um entsprechende Schalter über den Tiefsetzreglerblock 118 zu steuern, der Teil der Spitzentiefsetzsteuerung ist. Analog können die Ausgangssignale von der Spitzenhochsetzsteuerung 120, Vc 122 und V_D 124, verwendet werden, um entsprechende Schalter über den Hochsetzreglerblock 126 zu steuern, der Teil der Spitzenhochsetzsteuerung 120 ist.
Die 2A, 2B und 2C zeigen ein Schaltplanbeispiel der vorliegenden symmetrischen Spitzenstrommodussteuerung, wie etwa zur Verwendung in einem synchronen 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzregler. Der Tiefsetz-Hochsetzregler kann einen Induktor 130, einen Eingangskondensator 202, einen Ausgangskondensator 204 und vier Leistungsschalter S_A, S_B, Sc und S_D (206, 208, 212, 210) enthalten, wie sie etwa durch die Gatesignale V_A, V_B, V_C beziehungsweise V_D (114, 116, 122 und 1214) gesteuert werden können.
In der vorliegenden Strommodussteuerung kann der Induktorstrom (214') unter Verwendung eines Stromsensors erfasst werden. Der Stromsensor kann beispielsweise ein Stromerfassungswiderstand 128 in Reihe mit dem Induktor 130 sein. Knotenspannungen an jedem Anschluss des Erfassungswiderstands Rs 128 können jeweiligen Eingängen eines Stromerfassungsverstärkers 234 zugeführt werden. Der erfasste Induktorstrom 214 kann zur Spitzentiefsetz- und Spitzenhochsetzstrommodussteuerung verwendet werden. Der Tiefsetzmodus wird durch die Spitzenstrommodus-Tiefsetzbrückenschalter gesteuert. Deshalb ist Sc 212 immer „aus“ und S_D 210 ist immer „ein“ für den vollen Betriebszyklus in einem reinen Tiefsetzmodus. Der Hochsetzmodus wird durch die Spitzenstrommodus-Hochsetzbrückenschalter gesteuert, wobei S_A 206 immer „ein“ und S_B 208 immer „aus“ für den vollen Betriebszyklus im reinen Hochsetzmodus ist. Das Timing für einen reinen Tiefsetzmodus und einen reinen Hochsetzmodus wird unten bezüglich 6 ausführlicher beschrieben. Wenn der Regler sich im Tiefsetz-Hochsetz-Modus befindet, werden alle vier Schalter steuerbar geschaltet. Die „Ein“- und „Aus“-Betriebszeit für die Schalter steuert, in welchem Modus der Regler arbeitet, wenn die Eingangsspannung V_IN 102 geringfügig größer oder gleich oder geringfügig kleiner ist als die Ausgangsspannung V_OUT 104. Eine Anzeige des erfassten Induktorstroms, V(I_L0) 214, kann summiert oder anderweitig mit einem Neigungskompensationssignal (V_SLOPE) 220 kombiniert werden, um etwa dazu beizutragen zu bestimmen, ob der Regler im Tiefsetzmodus, im Hochsetzmodus oder im Tiefsetz-Hochsetz-Modus laufen sollte. Dieser Ansatz kann die Neigungskompensationsschaltungsanordnung 110 nutzen, um zu bestimmen, welcher Abschnitt des Betriebszyklus sich im Tiefsetzmodus befinden wird und welcher Abschnitt des Betriebszyklus sich in einem entsprechenden Hochsetzmodus befinden wird, um die gewünschte Ausgangsspannung beizubehalten. Das resultierende kombinierte Signal (V_SLOPE + V(I_L0)) kann in einem Eingang eines Haupt-Spitzenstromvergleichers (PCC) 226 gespeist werden. Eine derartige Reihenwiderstands-128-Induktorstrom-(I_L)-Erfassungsarchitektur kann dazu beitragen eine Detektion eines umgekehrten Stroms zu ermöglichen, wie etwa zur Verwendung in DCM (sowohl im Impuls-Skip-Modus als auch im Burstmodus).
Eine Eingangsreferenzspannung (V_REF) 108 kann durch die Neigungskompensationsschaltungsanordnung 110 verwendet werden, um unter Verwendung einer Takterzeugungsschaltungsanordnung ein Taktsignal (V_CLK) 218 zu generieren. Die Taktflanke bestimmt den Start des Betriebszyklus für den Spannungsregler. Die Eingangsreferenzspannung kann auch zum Generieren einer kleinsten Zeitdauer verwendet werden, während der die Schalter S_C 212 und S_B 208 für die jeweilige „Ein“-Betriebsperiode „ein“ sein sollten, wenn im Tiefsetz-Hochsetz-Modus. In 2C liefert das Taktsignal, V_CLK 218, einen Taktimpuls, wenn die Knotenspannung V_SLOPE 220 genügend zugenommen hat, um eine den Start des Betriebszyklus anzeigende Spannungsreferenz (V_REF 108) zu erreichen. Ein Widerstandsspannungsteiler kann in einer Reihenanordnung aus Widerständen bereitgestellt sein. Der Spannungsteiler kann drei verschiedene Spannungsreferenzen V_L 108", V_REF-V_L 108' und V_OS 224 (in 2B gezeigt) innerhalb der symmetrischen Neigungskompensationsschaltungsanordnung liefern. Mit zwei entsprechenden Teilerwiderständen, R_REF, 240 in der Oberseite und der Unterseite der Spannungsteilerwiderstandsreihe, V_L 108" und V_REF-V_L 108', können gleichgesetzt werden. V_L 108" kann mit V_SLOPE 220 verglichen werden. Dies kann einen Vergleicher aufweisen, der ein Impulssignal, V_{MINON_C}, generiert, wobei seine Ein-Betriebsperiode eine kleinste Ein-Zeit (t_{MINON_C}) einstellt, die die Periode für Sc-Schalter ist. Analog kann V_REF-V_L 108' mit V_SLOPE 220 verglichen werden. Dies kann das Generieren eines Impulssignals, V_{MINON_B} 216 aufweisen, wobei seine Ein-Betriebsperiode eine kleinste Ein-Zeit (t_{MINON_B}) einstellt, die die Periode ist, während der S_B eingeschaltet ist. Wenn V_L 108" und V_REF-V_L 108' identisch sind, wird dies bewirken, dass auch die Ein-Zeit von V_MINON c 222 und V_{MINON B} 216 ebenfalls identisch sind. Die symmetrische Neigungskompensationsprogrammierung stellt V_{MINON_B} 216 und V_{MINON_C} 222 ein, die gleich und von symmetrischer Zeit sind, wenn V_L 108" und V_REF-V_L 108' identisch sind. Dies wird der Fall sein bei Verwendung des Spannungsteilers zum Bestimmen von V_L 108" und V_REF-V_L 108' auf Basis von V_REF. Eine DC-Offsetspannung (Vos) 224 kann als die Spannungsdifferenz zwischen V_L 108" und V_REF-V_L108' generiert werden. Diese Vos kann zu dem Ausgang (V_EA 236) des Fehlerverstärkers (EA 238) addiert werden, wodurch ein alternatives Spitzenstromsteuersignal (V_EA+V_OS) 224' generiert wird. Das Signal V_EA 236 kann zum Steuern der Spitzenhochsetzstrommodussteuerung verwendet werden. Das alternative Spitzenstromsteuersignal 224' kann zum Steuern der Spitzentiefsetzstrommodussteuerung verwendet werden .
3A ist ein Flussdiagramm für die Modenwahl. Die Modenwahl kann verwendet werden, um zum Start des Zyklus auf Basis des Eingangssignals und der Ausgangssignale zu bestimmen, welches der aktive Modus des Spannungsreglers sein sollte. Der aktive Modus des Reglers wird für Hochsetzmodus (auch als Spitzen-Hochsetzmodus bezeichnet), Tiefsetzmodus (auch als Spitzen-Tiefsetzmodus bezeichnet) oder Tiefsetz-Hochsetz-Wechselmodus (auch als Tiefsetz-Hochsetz-Modus bezeichnet) gesetzt. Der Spitzen-Hochsetzmodus ist, wenn der Regler die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung verstärkt. Im reinen Spitzen-Tiefsetzmodus werden nur zwei Schalter, S_A 206 und S_B 208, abwechselnd eingeschaltet. Der Spitzen-Tiefsetzmodus ist, wenn der Regler die Ausgangsspannung derart heruntersetzt, dass sie unter der Eingangsspannung liegt. In der reinen Spitzentiefsetzstrommodussteuerung wird Sc 212 ausgeschaltet und S_D 210 wird eingeschaltet für den ganzen Schaltzyklus. Ein Tiefsetz-Hochsetz-Wechselmodus wechselt abhängig davon ab, ob die Spannung auf eine niedrigere Spannung heruntergesetzt werden muss oder auf eine niedrigere Spannung heraufgesetzt werden muss, welche Schalter eingeschaltet werden.
In einigen Beispielen können zwei Vergleicher, ein Tiefsetzeinstellvergleicher 230 und ein Hochsetzeinstellvergleicher 232 jeweils die Spannungen des Eingangssignals 102 und des Ausgangssignals 104 des Reglers erfassen und können die Logikausgaben einstellen. Die Ausgabe des (ON_BUK) des Tiefsetzvergleichers 230 (ON_BUK) des Tiefsetzeinstellvergleichers 232 wird eingestellt, um den Tiefsetzmodus einzuschalten. Der Hochsetzvergleicherausgang (ON_BST) des Hochsetzeinstellvergleichers 232 wird zum Einstellen des Hochsetzmodus eingestellt. Der Moduswahllogikblock 106 erhält und verwendet die Ergebnisse von ON_BST und ON_BUK, um zwei Spitzen-Strommoduslogiksignale, PK_BST 248 und PK_BUK 244, einzustellen wie etwa gemäß dem in 3A gezeigten Wahlmoduslogikdiagramm.
In einigen Beispielen, wie in 3A gezeigt, kann ON_BST vor ON_BUK bestimmt werden. Falls ON_BST auf 0 gesetzt wird, bestimmt die durch die Wahllogikblock 106 verwendete Wahlmoduslogik, dass der Spannungsregler in einem Spitzen-Tiefsetzmodus arbeiten soll. Auf 1 gesetztes ON_BST bedeutet, dass der Spitzen-Hochsetzmodus eingeschaltet oder auf „aktiv“ gesetzt ist. ON_BST tritt auf, wenn V_OUT 104 > k×V_IN 102'. Wenn ON_BUK auf 1 gesetzt ist, bedeutet dies, dass der Spitzen-Tiefsetzmodus eingeschaltet ist. ON_BUK tritt auf, wenn V_IN 102 >k×V_OUT 104'. Für beide Fälle ist k das größte Schaltbetriebsverhältnis während einer beliebigen Schaltperiode. Falls sowohl ON_BUK als auch ON_BST auf 1 gesetzt sind, dann wird der Tiefsetz-Hochsetz-Modus durch den Wahllogikblock 106 gewählt.
Das in 3A gezeigte Wahlmoduslogikdiagramm wird innerhalb des Wahlmodusblocks 106 verwendet, um den Spannungsreglermodus durch Verwenden der Ausgabe des Tiefsetzeinstellvergleichers 230 und des Hochsetzeinstellvergleichers 232 derart zu bestimmen, dass gewählt wird, in welchem Modus der Spannungsregler in dem Arbeitszyklus arbeiten sollte. Der Ausgang des Wahlmodusblocks 106 wird in die Spitzen-Tiefsetzsteuerung 112 und die Spitzen-Hochsetzsteuerung 120 gespeist, die das Signal an die Brückenschalter senden, um bestimmte Schalter ein- und auszuschalten, um den Spannungsregler zu betätigen. In jedem Schaltzyklus (A) prüft die Steuerschematechnik zuerst, ob die Spitzen-Hochsetzphase auf aktiv eingestellt ist. ON_BST ist auf aktiv eingestellt, wenn ON_BST =1. Falls nicht (ON_BST =0), arbeitet der Regler in dem reinen Spitzen-Tiefsetzmodus (PK_BUK = 1 und PK_BST = 0). Im reinen Spitzen-Tiefsetzmodus werden nur zwei Schalter, S_A 206 und S_B 208, abwechselnd eingeschaltet gemäß Spitzen-Tiefsetzstrommodussteuerung, während Sc 212 ausgeschaltet ist und S_D 210 für den ganzen Schaltzyklus eingeschaltet ist. Wenn ON_BST auf aktiv gesetzt ist (ON_BST=1), dann prüft der Prozess, ob die Tiefsetzphase aktiv ist (ON_BUK = 1). Falls sowohl ON_BST als auch ON_BUK auf aktiv eingestellt sind (ON_BST =1 und ON_BUK =1), dann ist der Tiefsetz-Hochsetz-Modus auf aktiv gesetzt. Dies startet im Spitzen-Hochsetzmodus (PK_BUK =0 und PK_BST=1). Deshalb ist Sc 212 eingeschaltet und S_D 210 wird abwechselnd eingeschaltet gemäß SpitzenHochsetzstrommodussteuerung, bis entweder V_{A_PEAK} 242 ausgelöst wird oder T_{MINON_C} =0. Während dieser Zeit ist S_A 206 so gesetzt, dass es immer eingeschaltet ist, und S_B 208 ist immer aus, bis entweder V_{A_PEAK} 242 oder T_{MINON B} ausgelöst wird und der Wechsel in den Spitzen-Tiefsetzmodus (PK_BUCK=1 und PK_BST=0). Der Spitzen-Tiefsetzmodus arbeitet wie oben beschrieben, bis der Takt V_CLK 218 den Betriebszyklus beendet hat. Falls nach dem Bestimmen, dass der Hochsetzmodus aktiv sein sollte, aber der Tiefsetzmodus nicht aktiv ist (ON_BST =1, ON_BUK=0), arbeitet der Regler im reinen Hochsetzmodus (PK_BUK = 0 und PK_BST = 1). In diesem Modus sind nur zwei Schalter, Sc 212 und S_D 210 abwechselnd eingeschaltet gemäß SpitzenHochsetzstrommodussteuerung, während S_A 206 eingeschaltet ist und S_B 208 für den ganzen Schaltzyklus ausgeschaltet ist. Bei Arbeit in DCM beim Detektieren von Null-I_L (I_L =0) 214' werden alle Brückenschalter für den Rest des Taktzyklus ausgeschaltet.
3B zeigt die Beziehung zwischen der Ausgabe der Vergleicher und der Modenwahl. Die grafische Darstellung 302 zeigt die Modenwahl, die reine Spitzen-Tiefsetzwahl wird in der grafischen Darstellung 304 gezeigt, und die reine Spitzen-Hochsetzwahl wird in der grafischen Darstellung 306 gezeigt. Der Modenwahl kann eine Hysterese hinzugefügt werden, wie in der Wellenform von 3B gezeigt. Eine Hysterese kann dazu beitragen, eine Schwingung zwischen Modenwechseln zu blockieren oder zu verhindern. Wenn in der grafischen Darstellung 306 ON_BST auf 1 und „aktiv“ ist, aber in der grafischen Darstellung 304 ON_BUK nicht gesetzt oder „inaktiv“ ist, dann wird der entsprechende Hochsetzmodus in der grafischen Darstellung 302 gewählt. Wenn in der grafischen Darstellung 306 beziehungsweise 304 sowohl ON_BST als auch ON_BUK auf 1 oder „aktiv“ gesetzt sind, wählt die entsprechende grafische Darstellung 302 den Tiefsetz-Hochsetz-Modus. Wenn in der grafischen Darstellung 306 ON_BST nicht gesetzt ist oder „inaktiv“ ist und in der grafischen Darstellung 304 ON_BUK auf 1 oder „aktiv“ gesetzt ist, dann hat die entsprechende grafische Darstellung 302 den Tiefsetzmodus gewählt.
4 ist ein Wellenformdiagramm, das ein Beispiel dessen zeigt, wie der Spannungsregler in dem 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetz-Modus arbeiten kann. Dieser Modus kann beispielsweise gewählt werden, wenn sowohl ON_BST auf 1 gesetzt ist und ON_BUK auf 1 gesetzt ist. Eine symmetrische Spitzen-Tiefsetz- und Spitzen-Hochsetzschaltoperation erfolgt, wenn V_IN 102 gleich V_OUT 104 ist. Mit der ansteigenden Flanke von V_CLK 218 setzt die vorgelegte Modenwahllogik anfänglich PK_BST auf 1, PK_BUK wird auf 0 gesetzt und die Ausgabe des Vergleichers EA 238, V_EA 236, wird gesetzt, um direkt mit dem Eingang des Spitzenstromvergleichers verbunden zu werden. Zuerst werden S_A 206 und Sc 212 eingeschaltet, auch als die AC-Phase bekannt, und I_L wird hochgefahren. Wenn die erfasste V(I_L) zu der Differenz zwischen V_EA und V_SLOPE zunimmt, löst der Spitzenstromvergleicher 226 aus und V_{A_PEAK} wird auf 1 oder „aktiv“ gesetzt und Sc 212 wird ausgeschaltet und S_D 210 wird eingeschaltet. Dies ist in dem Wellenformdiagramm in 4 durch die AD-Phase gezeigt. Bei der steigenden Flanke von V_{A_PEAK} 242 stellt die Modenwahllogik PK _BST auf 0, PK_BUK auf 1, und Vc wird mit Vos 224 summiert. Da V_EA 236 um V_OS 224 springt, wird V_{A_PEAK} 242 auf 0 zurückgesetzt. Wenn V(I_L) 214 dann auf einen Pegel V_EA+V_OS 224' zunimmt, wird das durch V_SLOPE (=V_EA +V_OS-V_SLOPE) kompensiert, der Vergleicher löst wieder aus bei einer gegebenen zweiten V_{A_PEAK} 242, und S_A 206 wird ausgeschaltet und S_B 208 eingeschaltet bis zum nächsten Taktzyklus. Dies ist durch die BD-Phase des Wellenformdiagramms von 4 gezeigt, wobei die BD-Phase dem entspricht, dass S_B 208 und S_D 210 eingeschaltet sind.
Wenn V_IN 102 und V_OUT 104 gleich oder im Wesentlichen ähnlich sind, schaltet dies die Tiefsetz-Hochsetz-Phase ein, was bedeutet, dass sowohl die AC-Phase als auch die BD-Phase dafür eingestellt sind, für eine gleiche symmetrische Zeitdauer eingeschaltet zu sein, wie in 4 dargestellt, wenn die Eingangsspannung V_IN 102 gleich der Ausgangsspannung V_OUT 104 ist. Die AC-Phase und die BD-Phase werden gesetzt, wenn der symmetrische Neigungskompensationsgenerator 110 einen Vergleicher verwendet, um V_{MINON_C} 222 und V_{MINON_B} 216 zu setzen, was die kleinsten Ein-Zeitperioden für die Schalter Sc 122 und S_B 124, t_{MINON_C} und t_{MINON_B} setzt, die von der Zeit her gleich und symmetrisch sind. Vos 224 wird durch Berücksichtigen der Differenz zwischen zwei Referenzspannungen V_L 180" und V_REF-V_L 180' generiert. Diese Differenz kann verwendet werden, um V_{MINON_C} 222 und V_{MINON_B} 216 zu generieren. Das gleiche Signal V_SLOPE 220 kann sowohl für die Neigungskompensation in der Spitzenstrommodussteuerung und für eine Timingsteuerspannung für t_{MINON_C} und t_{MINON_B} verwendet werden. In einigen Beispielen sind -Vos 224 und die Neigung von V_SLOPE 220 zueinander proportional, da sie durch das gleiche V_REF 108 gesetzt werden. In einem derartigen Fall wird die Timingdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten V_{A_PEAK} 242 durch Vos 236 eingestellt und kann ausgedrückt werden als: $Δ t (V_{A_PEAK}) = t_{S} - (t_{MINON_C} + t_{MINON_B})$
wobei Δt(V_{A_PEAK}) die Zeitdifferenz zwischen den zwei V_{A_PEAK}-Auslösern ist und t_S eine Schaltperiode ist. Der erste V_{A_PEAK} 242 wird nach der t_{MINON_C}-Periode ausgelöst und der zweite V_{A_PEAK} 242 wird unmittelbar vor I_{MINON_B} ausgelöst. Dies kann dazu beitragen zu ermöglichen, dass die 4-Schalter-Tiefsetz-Hochsetzoperation mit ihrem kleinsten Schaltbetriebsverhältnis arbeitet. Weiterhin ist das kleinste Schaltbetriebsverhältnis für die Perioden für die AC-Phase und die BD-Phase symmetrisch. Deshalb gibt es eine verbesserte Effizienz, weil die I_L-Welligkeitsstromamplitude 130 ebenfalls auf einem Minimum ist.
4 zeigt, dass, wenn V_IN 102 höher als V_OUT 104 geht, EA 238 schließlich V_EA 236 senken wird, was dazu führt, dass V_{A_PEAK} 242 zeitlich früher auslöst. Dann wird die BD-Phase adaptiv expandieren, während die AC-Phase immer noch auf ihrem Minimum fixiert ist, wenn der erste V_{A_PEAK} 242 in t_{MINON_C} gedrückt wird. Die Welligkeit des Induktorstroms I_L 130 ist immer noch auf einem Minimum, was eine verbesserte Effizienz gestattet.
4 zeigt, dass, wenn V_IN 102 niedriger geht als V_OUT 104, EA 238 V_EA 236 derart anheben wird, dass V_{A_PEAK} 242 zeitlich später auslöst. In diesem Fall wird die AC-Phase adaptiv expandieren, während die BD-Phase immer noch auf ihrem kleinsten Betrieb fixiert ist, während der zweite V_{A_PEAK} 242 aus t_{MINON_B} hinausgedrückt wird. In diesem Zustand weist der Spannungsregler, wie auch bei den anderen Zuständen, immer noch eine kleinste Welligkeit von I_L 130 und eine verbesserte Effizienz auf.
5 ist ein Wellenformdiagramm, das ein Beispiel der Arbeitswellenform demonstriert, wenn das gegenwärtige Steuerschema zwischen CCM und DCM wechselt. Das vorgeschlagene Schema arbeitet im Spitzenstrommodus sowohl für den Tiefsetzmodus als auch den Hochsetzmodus, deshalb weist dieses Schema eine optimale DCM-Implementierung auf. Wenn die Ausgangslast des Reglers reduziert wird, wird die Beziehung zwischen V_EA 236 und dem Ausgangssignal V_OUT 104 bewirken, dass das System zwischen CCM und DCM als Reaktion auf den Abfall von V_EA 236 und V_EA+V_OS 224' wechselt. Diese beiden Signale steuern den Regelungszyklus vom V_{A_PEAK} 242. Bis die Last und I_L auf die Grenze zwischen CCM und DCM abnehmen, arbeitet das Steuerschema immer noch, wie in 4 beschrieben. Wie in 5 gezeigt, ist die Effizienz für leichte Lasten verbessert, während das Reglersystem von CCM zu DCM wechselt, wenn I_L 214' abnimmt, V_EA 236 wird auch weiter abnehmen, so dass V_{A_PEAK} 242 zeitlich früher auslöst. Um die kleinste AC-Phase zu erhalten, wird V_{A_PEAK} 242 in t_{MINON_C} gedrückt. Durch Drücken von V_{A_PEAK} 242 in t_{MINON_C} weist die AC-Phase eine kleinste „Ein“-Zeit innerhalb des Arbeitszyklus auf. Wie in der mittleren und weit rechten Wellenform von 5 gezeigt, schrumpft die AD-Phase, während der zweite V_{A_PEAK} 242 früher auslöst, während die BD-Phase die gleiche bleibt, während der Vergleicher des umgekehrten Induktorstroms I_L auslöst, V(I_L0) = 1. Während I_L 214' linear abnimmt, schrumpft auch die AD-Phase proportional. Idealerweise wird diese Beziehung linear sein, während die Dauer der AC-Phase und der BD-Phase gleich bleiben. Dies kann dazu beitragen, einen glatten Abfall des Leistungstransfers zu der Last in jedem Schaltzyklus zu erzielen.
Der Spannungsregler kann konfiguriert sein, nur im Spitzenstrommodus sowohl für den Tiefsetzmodus als auch den Hochsetzmodus zu arbeiten, wodurch die leichte Implementierung und verbesserte Leistung für DCM in verschiedenen Moden (z. B. Impuls-Skip-Modus und Burstmodus) bereitgestellt werden sowie glatt von CCM zu DCM gewechselt wird.
Die 6A und 6B sind Beispiele eines Wellenformdiagramms des Arbeitens in einem reinen 2-Schalter-Spitzenhochsetzstrommodus oder reinen Spitzentiefsetzstrommodus. Das Arbeiten im reinen Spitzen-Hochsetzstrommodus oder im reinen Spitzentiefsetzstrommodus erfolgt, wenn V_IN 102 entweder viel niedriger oder viel höher ist als V_OUT 104. Wenn V_IN 102 viel niedriger ist als V_OUT 104 (6A), arbeitet der Spannungsregler im reinen Spitzenhochsetzstrommodus. Im reinen Hochsetzmodus (PK_BST=1, PK_BUK=0) ist die Ausgabe von EA 238, V_EA 236, direkt mit dem Eingang des Spitzenstromvergleichers 226 verbunden, wodurch nur V_EA-V_SLOPE validiert wird, um V_{A_PEAK} 242 auszulösen. Infolgedessen werden S_C 212 und S_D 210 abwechselnd gemäß Spitzenhochsetzstrommodussteuerung eingeschaltet, während S_A 206 eingeschaltet ist und S_B 208 für den ganzen Schaltzyklus ausgeschaltet ist. Wenn V_IN 102 viel höher ist als V_OUT 104 (Figure 6B), arbeitet der Spannungsregler in einem reinen Spitzentiefsetzstrommodus. In dem reinen Spitzentiefsetzmodus (PK_BUK = 1 und PK_BST = 0) wird V_EA 236 mit Vos 224 summiert, wodurch nur V_EA+V_OS-V_SLOPE validiert wird, um V_{A_PEAK} 242 auszulösen. Deshalb werden S_A 206 und S_B 208 abwechselnd gemäß Spitzentiefsetzstrommodussteuerung eingeschaltet, während Sc 212 ausgeschaltet ist und S_D 210 für den ganzen Schaltzyklus eingeschaltet ist.
Die obige Beschreibung weist Bezüge auf die beiliegenden Zeichnungen auf, die einen Teil der ausführlichen Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Diese Ausführungsformen werden hier auch als „Beispiele“ bezeichnet. Derartige Beispiele können Elemente zusätzlich zu jenen aufweisen, die gezeigt oder beschrieben sind. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung ziehen jedoch auch Beispiele in Betracht, in denen nur jene gezeigten oder beschriebenen Elemente vorgesehen sind. Zudem ziehen die Erfinder der vorliegenden Erfindung auch Beispiele unter Verwendung einer beliebigen Kombination oder Permutation jener gezeigten oder beschriebenen Elemente in Betracht (oder einem oder mehreren Aspekten davon), entweder bezüglich eines bestimmten Beispiels (oder einem oder mehreren Aspekten davon) oder bezüglich anderer Beispiele (oder einem oder mehreren Aspekten davon), die hierin gezeigt oder beschrieben sind.
Im Fall von unstimmigen Nutzungen zwischen diesem Dokument und beliebigen anderen Dokumenten, durch Bezugnahme hier so aufgenommen, dominiert die Nutzung in diesem Dokument.
In diesem Dokument werden die Ausdrücke „ein“ oder „eine“ verwendet, wie in Patentdokumenten üblich, um einen oder mehr als einen aufzuweisen, unabhängig von beliebigen anderen Instanzen oder Nutzungen von „mindestens einer“ oder „einer oder mehrere“. In diesem Dokument wird der Ausdruck „oder“ verwendet, um sich auf ein nichtexklusives Oder zu beziehen, so dass „A oder B“ „A, aber nicht B“, „B, aber nicht A“ und „A und B“ aufweist, sofern nicht etwas anderes angegeben ist. In diesem Dokument werden die Ausdrücke „aufweisend“ und „in dem“ als die Äquivalente in einfachem Englisch der jeweiligen Ausdrücke „aufweisend“ und „wobei“ verwendet. Außerdem sollen in den folgenden Ansprüchen die Ausdrücke „aufweisend“ und „aufweisen“ offene Ausdrücke, d.h. ein System, eine Einrichtung, ein Artikel, eine Zusammensetzung, eine Formulierung oder ein Prozess, die Elemente enthalten zusätzlich zu jenen, die nach einem derartigen Ausdruck aufgezählt sind, in einem Anspruch immer noch in den Schutzbereich dieses Anspruchs fallen. Zudem werden in den folgenden Ansprüchen die Ausdrücke „erster“, „zweiter“ und „dritter“ und so weiter lediglich als Etiketten verwendet und sollen auf ihre Objekte keine numerischen Anforderungen auferlegen.
Hierin beschriebene Verfahrensbeispiele können mindestens teilweise maschinen- oder computerimplementiert sein. Einige Beispiele können ein computerlesbares Medium oder ein maschinenlesbares Medium aufweisen, das mit Anweisungen codiert ist, die betätigt werden können, um eine elektronische Einrichtung zu konfigurieren, Verfahren wie in den obigen Beispielen beschrieben durchzuführen. Eine Umsetzung derartiger Verfahren kann einen Code aufweisen, wie etwa einen Mikrocode, einen Assemblersprachencode, eine Sprachencode auf höherem Level oder dergleichen. Ein derartiger Code kann computerlesbare Anweisungen zum Durchführen verschiedener Verfahren aufweisen. Der Code kann Abschnitte von Computerprogrammprodukten bilden. Weiter kann in einem Beispiel der Code dinglich auf einem oder mehreren flüchtigen, nichtvorübergehenden oder nichtflüchtigen dinglichen computerlesbaren Medien wie etwa während einer Ausführung oder zu anderen Zeiten gespeichert sein. Beispiele dieser dinglichen computerlesbaren Medien können Festplatten, entfernbare Magnetplatten, entfernbare optische Platten (z. B. Compact Disks und Digital Video Disks), magnetische Kassetten, Speicherkarten oder Sticks, Zufallsspeicher (RAMs), Festwertspeicher (ROMs) und dergleichen aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt.
Die obige Beschreibung soll veranschaulichend und nicht restriktiv sein. Beispielsweise können die oben beschriebenen Beispiele (oder ein oder mehrere Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen können verwendet werden, wie etwa durch einen Durchschnittsfachmann bei Betrachtung der obigen Beschreibung. Die Zusammenfassung wird vorgelegt, um 37 C.F.R. §1.72(b) zu entsprechen, damit der Leser die Natur der technischen Offenbarung schnell feststellen kann. Sie wird in dem Verständnis vorgelegt, dass sie nicht verwendet wird, um den Schutz oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Außerdem können in der obigen ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale zusammen gruppiert sein, um die Offenbarung zu vereinfachen. Dies sollte nicht als Intention verstanden werden, dass ein unbeanspruchtes offenbartes Merkmal für irgendeinen Anspruch essentiell ist. Vielmehr kann der erfindungsgemäße Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offenbarten Ausführungsform liegen. Deshalb werden die folgenden Ansprüche hiermit als Beispiele oder Ausführungsformen in die ausführliche Beschreibung integriert, wobei jeder Anspruch als eine separate Ausführungsform für sich selbst steht, und es wird in Betracht gezogen, dass solche Ausführungsformen miteinander in verschiedenen Kombinationen oder Permutationen kombiniert werden können. Der Schutzbereich der Erfindung sollte unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche zusammen mit dem vollen Schutzbereich von Äquivalenten bestimmt werden, auf den solche Ansprüche einen Anspruch aufweisen.

Claims

Schaltungsanordnung zum Bereitstellen einer getakteten induktiven Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregelung über eine H-Brückenanordnung aus einem Induktor, einem Widerstand und einer Gruppe von Brückenschaltern, wobei die H-Brücke einen Eingangsanschluss, der ein Eingangssignal empfängt, und einen Ausgangsanschluss, der ein Ausgangssignal liefert, aufweist, wobei die Schaltungsanordnung umfasst: eine Controller-Schaltungsanordnung, die die Gruppe von Brückenschaltern selektiv betätigt unter Verwendung eines Tiefsetzmodus, eines Hochsetzmodus und eines Tiefsetz-Hochsetz-Modus, durch Liefern jeweiliger Moduswahlsignale an eine Menge von Tiefsetzbrückenschaltern und eine Menge von Hochsetzbrückenschaltern in der Gruppe von Brückenschaltern, wobei die Controller-Schaltungsanordnung aufweist: einen Tiefsetzmodus, bei dem die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch ein Spitzentiefsetzstrommodussteuerschema und die Menge von Hochsetzbrückenschaltern 0% einer „Ein“-Betriebszeit eines Betriebszyklus verwendet; einen Hochsetzmodus, bei dem die Menge von Hochsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch ein Spitzenhochsetzstrommodussteuerschema und die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern 0% einer „Aus“-Betriebszeit des Betriebszyklus verwendet; und einen Tiefsetz-Hochsetz-Modus, bei dem die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch das Spitzentiefsetzstrommodussteuerschema und die Menge von Hochsetzbrückenschaltern bestimmt wird durch das Spitzenhochsetzstrommodussteuerschema, gleichzeitig arbeitend, um mindestens eines von: (1) die „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern zu minimieren oder (2) die „Aus“-Betriebszeit für die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern zu minimieren, wenn das Ausgangssignal gleich dem Eingangssignal ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Controller-Schaltungsanordnung weiter ein symmetrisches Neigungskompensationsschaltungsanordnungstiming aufweist, eine Spitzentiefsetzstromauslösung und eine Spitzenhochsetzstromauslösung zum Ausgleichen der „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern zu der „Aus“-Betriebszeit der Menge von Tiefsetzbrückenschaltern in dem Tiefsetz-Hochsetz-Modus, wenn das Ausgangssignal gleich dem Eingangssignal ist.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-2, wobei die „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern und die „Aus“-Betriebszeit für die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern verwendet wird, um ein größtes Schaltbetriebsverhältnis zu bestimmen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, aufweisend eine Taktschaltung, ausgelegt zum Generieren eines Taktimpulses als Reaktion darauf, dass ein Neigungskompensationssignal eine Referenzspannung erreicht, wobei der Taktimpuls einen Start eines Betriebszyklus bestimmt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die Controller-Schaltungsanordnung einen ersten Vergleicher und einen zweiten Vergleicher enthält oder daran gekoppelt ist, wobei: (A) der erste Vergleicher verwendet wird zum Bereitstellen einer ersten Vergleicherausgabe auf Basis einer Differenz zwischen (1) dem Eingangssignal und (2) dem Ausgangssignal modifiziert um das größte Schaltbetriebsverhältnis; (B) der zweite Vergleicher verwendet wird zum Bereitstellen einer zweiten Vergleicherausgabe auf Basis einer Differenz zwischen (1) dem Ausgangssignal und (2) dem Eingangssignal modifiziert um das größte Schaltbetriebsverhältnis; und wobei die erste Vergleicherausgabe und die zweite Vergleicherausgabe verwendet werden zum Wählen zwischen einem Betrieb in dem Tiefsetzmodus, dem Hochsetzmodus oder dem Tiefsetz-Hochsetz-Modus.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, wobei der Widerstand in Reihe mit dem Induktor geschaltet ist zum Erfassen eines Stroms des Induktors.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6, wobei die Controller-Schaltungsanordnung mehrere Vergleicher aufweist, die zusammen arbeiten, um die „Ein“-Betriebszeit für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern zu minimieren und die „Aus“-Betriebszeit für die Menge von Tiefsetzbrückenschaltern zu minimieren.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-7, umfassend einen Spannungsteiler, der eine DC-Offsetspannung von einer Referenzspannung ableitet, um einen Spitzenhochsetzbetriebszyklus zu bestimmen, um einen Spitzenhochsetzbetriebszyklus auf seinem Maximum zu halten.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-8, wobei die symmetrische Neigungskompensationsschaltungsanordnung verwendet wird zum Bestimmen eines kleinsten Betriebszyklus für einen getakteten induktiven Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregler durch: Bereitstellen eines Referenzsignals und Aufteilen des Referenzsignals in ein erstes Referenzsignal und ein zweites Referenzsignal; Vergleichen eines Neigungskompensationssignals mit dem ersten Referenzsignal, um den kleinsten Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus zu bestimmen; Vergleichen des Neigungskompensationssignals mit dem zweiten Referenzsignal, um einen größten Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus zu bestimmen; Bestimmen einer DC-Offsetspannung unter Verwendung des ersten Referenzsignals und des zweiten Referenzsignals; Bestimmen einer Spitzenhochsetzstromauslösungszeit und eines Spitzentiefsetzstromauslösungstiming unter Verwendung der DC-Offsetspannung; Bestimmen, dass die Spitzenhochsetzstromauslösungeinem kleinsten Betriebszyklus entspricht und eine Spitzentiefsetzstromauslösung einem größten Betriebszyklus entspricht, als Reaktion darauf, dass ein Ausgangssignal gleich einem Eingangssignal ist; Bestimmen eines Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus unter Verwendung der DC-Offsetspannung, so dass der Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn ein Ausgangssignal größer wird als ein Eingangssignal; Bestimmen eines Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus unter Verwendung der DC-Offsetspannung, so dass der Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn das Ausgangssignal niedriger wird als das Eingangssignal; und Bestimmen eines Wechselpunkts von einem Spitzenhochsetzstrommodus zu einem Spitzentiefsetzstrommodus unter Verwendung einer „Ein“-Betriebszeitperiode für den Betriebszyklus.
Verfahren zum Verwenden eines Spannungsreglers zum glatten Wechseln zwischen einem lückenden Leitungsmodus (DCM) und einem nichtlückenden Leitungsmodus (CCM), wobei das Verfahren umfasst: Erfassen eines Induktorstroms; Wählen eines Betriebsmodus des Spannungsreglers um einer eines Spitzentiefsetzstromsteuermodus, eines Spitzenhochsetzstromsteuermodus oder eines Tiefsetz-Hochsetz-Stromsteuermodus zu sein mindestens teilweise auf Basis eines Eingangssignals, eines Ausgangssignals und mindestens einer einer kleinsten „Ein“-Betriebszeitperiode für eine Menge von Hochsetzsteuerbrückenschaltern oder einer kleinsten „Aus“-Betriebszeitperiode für eine Menge von Tiefsetzsteuerbrückenschaltern; und Wechseln des Spannungsreglers in DCM als Reaktion darauf, dass der Induktorstrom null wird, oder aus DCM als Reaktion darauf, dass der Induktorstrom von null verschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Tiefsetz-Hochsetz-Stromsteuermodus weiter aufweist: Messen einer ersten Spannung eines Neigungskompensationssignals und Vergleichen der ersten Spannung des Neigungskompensationssignals mit einer zweiten Spannung eines ersten Referenzsignals, um eine kleinste „Ein“-Betriebszeit für einen Spitzenhochsetzstromsteuermodus zu bestimmen; und Vergleichen der ersten Spannung des Neigungskompensationssignals mit einem zweiten Referenzsignal, um eine kleinste „Aus“-Betriebszeitperiode für einen Spitzentiefsetzstromsteuermodus zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-11, aufweisend das Bestimmen eines kleinsten Betriebszyklus durch: Aufteilen einer Referenzspannung in eine erste Referenzspannung und eine zweite Referenzspannung; Bestimmen einer DC-Offsetspannung unter Verwendung der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung; Bestimmen einer größten Zeit für einen Betriebszyklus unter Verwendung der DC-Offsetspannung; Vergleichen der Spannung eines Neigungskompensationssignals mit einer Differenz der Spannung eines ersten Referenzsignals und eines zweiten Referenzsignals, um eine Spitzenhochsetzzeit als einen Anteil des Betriebszyklus zu bestimmen und Vergleichen der Spannung eines Neigungskompensationssignals mit der zweiten Referenzspannung, wobei die zweite Referenzspannung von einer eingegebenen Referenzspannung abgeleitet wird, um eine „Ein“-Betriebszeit-periode für Tiefsetzsteuerbrückenschalter zu bestimmen, die ein symmetrischer Anteil des Betriebszyklus zu der kleinsten „Ein“-Betriebszeitperiode für Hochsetzsteuerbrückenschalter ist.
Verfahren nach Anspruch 12, weiter aufweisend das Bestimmen eines Spitzentiefsetzstromauslösungstimings unter Verwendung der DC-Offsetspannung, so dass eine Spitzenhochsetzstromauslösung bei einer kleinsten „Ein“-Betriebszeitperiode für den Spitzenhochsetzstromsteuermodus auftritt und eine Spitzentiefsetzstromauslösung bei der kleinsten „Aus“-Betriebszeitperiode für den Spitzentiefsetzstromsteuermodus auftritt, wenn das Ausgangssignal etwa gleich dem Eingangssignal ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-13, wobei das Wählen des Betriebsmodus des Spannungsreglers weiter das Bestimmen mindestens eines eines Taktsignals oder eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Wählen des Betriebsmodus weiter aufweist: Bestimmen einer Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-15, weiter aufweisend: Vergleichen eines Neigungskompensationssignals mit einem ersten Referenzsignal, um eine kleinste „Ein“-Betriebszeitperiode für ein Spitzentiefstellen zu bestimmen; und Vergleichen des Neigungskompensationssignals mit einem zweiten Referenzsignal, um eine kleinste „Aus“-Betriebszeitperiode für eine Spitzenhochsetzstellung zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-16, wobei eine Anzeige eines erfassten Induktorstroms mit einem Neigungskompensationssignal summiert wird, um ein summiertes Signal zu erzeugen; und das summierte Signal als eine Eingabe zum Bestimmen des Betriebsmodus verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-17, das eine Referenzspannung und eine DC-Offsetspannung verwendet, um die kleinste „Ein“-Betriebszeitperiode für die Menge von Tiefsetzsteuerbrückenschaltern zu bestimmen, wobei die kleinste „Ein“-Betriebszeitperiode verwendet wird zum Aufrechterhalten einer proportionalen Zeit für eine „Aus“-Betriebszeitperiode für die Menge von Hochsetzbrückenschaltern, die zum Aufrechterhalten eines maximalen Schaltverhältnisses verwendet wird.
Verfahren zum Bestimmen eines kleinsten Betriebszyklus für einen getakteten induktiven Tiefsetz-Hochsetz-Spannungsregler, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Referenzsignals und Aufteilen des Referenzsignals in ein erstes Referenzsignal und ein zweites Referenzsignal; Vergleichen eines Neigungskompensationssignals mit dem ersten Referenzsignal, um den kleinsten Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus zu bestimmen; Vergleichen des Neigungskompensationssignals mit dem zweiten Referenzsignal, um einen größten Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus zu bestimmen; Bestimmen einer DC-Offsetspannung unter Verwendung des ersten Referenzsignals und des zweiten Referenzsignals; Bestimmen einer Spitzenhochsetzstromauslösungszeit und eines Spitzentiefsetzstromauslösungstimings unter Verwendung der DC-Offsetspannung; Bestimmen eines Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus unter Verwendung der DC-Offsetspannung, so dass der Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn ein Ausgangssignal höher wird als ein Eingangssignal; Bestimmen eines Betriebszyklus für einen Spitzentiefsetzstrommodus unter Verwendung der DC-Offsetspannung, so dass der Betriebszyklus für einen Spitzenhochsetzstrommodus auf seinem Maximum bleibt, wenn das Ausgangssignal kleiner wird als das Eingangssignal; und Bestimmen eines Wechselpunkts eines Spitzenhochsetzstrommodus zu einem Spitzentiefsetzstrommodus unter Verwendung einer „Ein“-Betriebszeitperiode für den Betriebszyklus.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei als Reaktion darauf, dass ein Ausgangssignal gleich einem Eingangssignal ist, eine Spitzenhochsetzstromauslösung einen kleinsten Betriebszyklus entspricht und eine Spitzentiefsetzstromauslösung einem größten Betriebszyklus entspricht und unter Verwendung der DC-Offsetspannung bestimmt wird.