用于在開關(guān)調(diào)整器中實現(xiàn)小占空比的電路、設(shè)備及方法
【專利說明】用于在開關(guān)調(diào)整器中實現(xiàn)小占空比的電路、設(shè)備及方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年4月16日提交的、標(biāo)題為“CIRCUITS，DEVICES AND METHODSFOR ACHIEVING SMALL DUTY CYCLES IN SWITCHING REGULATORS” 的美國臨時申請?zhí)?1/980，115的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時申請的公開通過在本文中引用其全部內(nèi)容的方式得以清楚地合并。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)小占空比的開關(guān)調(diào)整器。
【背景技術(shù)】
[0004]在很多電子應(yīng)用中，輸入電壓可被升壓或降壓至期望的輸出電壓。這種輸出電壓的產(chǎn)生可通過開關(guān)調(diào)整器來實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一些教導(dǎo)，本公開涉及一種用于產(chǎn)生低占空比輸出電壓的方法。該方法包括基本上使用時鐘信號的第一邊沿將斜坡信號設(shè)置為第一電平，并且從第一電平向第二電平傾斜斜坡信號，使得斜坡信號的電壓電平與補償電平相交，其中傾斜開始于時鐘信號的第二邊沿之前的一個時間點。該方法還包括基本上使用時鐘信號的第二邊沿開始輸出脈沖，并且基本上使用脈寬調(diào)制(PWM)信號的邊沿結(jié)束輸出脈沖，該脈寬調(diào)制信號由在傾斜期間與補償電平相交的斜坡信號所導(dǎo)致。
[0006]在一些實施例中，時鐘信號的第一邊沿和第二邊沿可分別為上升沿和下降沿。斜坡信號的第一電平可包括低于補償電平的低電壓電平。斜坡信號的第二電平可包括高于補償電平的高電壓電平。斜坡信號的傾斜可包括斜坡信號的電壓電平中的單調(diào)增加。單調(diào)增加的電壓電平可包括三角信號曲線。單調(diào)增加的電壓電平可包括電平移位曲線。
[0007]在一些實施例中，結(jié)束輸出脈沖的PffM信號的邊沿可以是PffM信號的下降沿。PffM信號可包括其下降沿之前的上升沿，其中當(dāng)使用時鐘信號的上升沿將斜坡信號設(shè)置為低電壓電平時，PWM信號的上升沿由斜坡信號電壓電平與補償電平的交點所導(dǎo)致。當(dāng)將斜坡信號設(shè)置為低電壓電平時，PWM信號的上升沿可從斜坡信號電壓電平與補償電平的交點延遲。PWM信號的下降沿可從在傾斜期間斜坡信號電壓電平與補償電平的交點延遲?？蛇x擇傾斜的開始時間，使得輸出脈沖的寬度小于在傾斜期間PWM信號的下降沿與交點之間的延遲?？蛇x擇輸出脈沖的寬度，以得到小于與輸出脈沖相關(guān)的占空比輸出電壓的低占空比輸出電壓，該輸出脈沖具有基本上與在傾斜期間PWM信號的下降沿和交點之間的延遲相同的寬度。
[0008]在一些實施例中，輸出脈沖可通過接通和斷開輸入電壓來產(chǎn)生。輸入電壓的接通和斷開分別對應(yīng)輸出脈沖的開始和結(jié)束。
[0009]在一些實施例中，該方法還包括在反饋回路中提供輸出脈沖，以調(diào)整補償電平。反饋回路可包括分壓器，其配置為得到對應(yīng)于輸出脈沖的降低的反饋電壓。反饋回路還可包括誤差放大器，其配置為放大反饋電壓與參考電壓之間的差并得到用作輸出的補償電平。誤差放大器可包括補償反饋電路，其配置為允許調(diào)節(jié)補償電平。
[0010]在多個實現(xiàn)方式中，本公開涉及一種用于操作脈寬調(diào)制(PffM)電路的方法。該方法包括確定是否需要低占空比輸出電壓，并且當(dāng)確定需要低占空比輸出電壓時，將PWM電路配置為第一模式。第一模式包括基本上使用時鐘信號的第一邊沿將斜坡信號設(shè)置為第一電平。第一模式還包括從第一電平向第二電平傾斜斜坡信號，使得斜坡信號的電壓電平與補償電平相交，其中傾斜開始于時鐘信號的第二邊沿之前的一個時間點。第一模式還包括基本上使用時鐘信號的第二邊沿開始輸出脈沖。第一模式還包括基本上使用脈寬調(diào)制(PWM)信號的邊沿結(jié)束輸出脈沖，該脈寬調(diào)制信號由在傾斜期間與補償電平相交的斜坡信號所導(dǎo)致。
[0011]在一些實施例中，該方法還可包括當(dāng)確定不需要低占空比輸出電壓時，將PffM電路配置為第二模式。第二模式可包括基本上使用時鐘信號的第二邊沿，而不是在第二邊沿之前開始傾斜。
[0012]根據(jù)一些實現(xiàn)方式，本公開涉及一種用于產(chǎn)生低占空比輸出電壓的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括斜坡電路，其配置為產(chǎn)生具有一電壓的斜坡信號，該電壓在基于時鐘信號的第一邊沿將斜坡信號設(shè)置為第一電平時在第一交點與補償電平相交，并且在斜坡信號從第一電平傾斜時在第二交點與補償電平相交。該系統(tǒng)還包括脈寬調(diào)制(PWM)電路，其配置為產(chǎn)生PWM脈沖，使得PWM脈沖基于第一交點開始并基于第二交點結(jié)束。該系統(tǒng)還包括輸出電路，其配置為產(chǎn)生輸出脈沖，使得輸出脈沖基于時鐘信號的第二邊沿開始并基于PWM脈沖的結(jié)束而結(jié)束。該系統(tǒng)還包括控制部件，其配置為在時鐘的第二邊沿之前啟動斜坡信號的傾斜。
[0013]在一些實施例中，斜坡信號的第一電平可以是低態(tài)并且斜坡信號的第二電平可以是高態(tài)，使得斜坡信號在其從第一電平傾斜時增加。斜坡信號基本上可使用時鐘信號的第一邊沿設(shè)置為低態(tài)。時鐘信號的第一邊沿可以是時鐘信號的上升沿。PWM脈沖可在從第一交點時間的第一延遲之后開始。PWM脈沖可在從第二交點時間的第二延遲之后結(jié)束。第一延遲和第二延遲中的每一個可包括與PWM電路相關(guān)的延遲。與PWM電路相關(guān)的延遲可包括與比較器相關(guān)的延遲，該比較器比較補償電平和斜坡信號的電壓電平。
[0014]在一些實施例中，輸出脈沖可基本上使用時鐘信號的第二邊沿開始。輸出脈沖可基本上使用PWM脈沖的結(jié)束而結(jié)束。在時鐘的第二邊沿之前啟動的斜坡信號的傾斜可以允許輸出脈沖具有比第一延遲和第二延遲中較小者更小的寬度。
[0015]在一些實施例中，該系統(tǒng)還可包括控制回路，其配置為基于輸出脈沖將補償電平維持在期望的電平。在一些實施例中，控制部件可配置為響應(yīng)外部控制信號來啟動斜坡信號的傾斜。在一些實施例中，控制部件可配置為產(chǎn)生控制信號來啟動斜坡信號的傾斜。
[0016]在一些實現(xiàn)方式中，本公開涉及一種開關(guān)調(diào)整器，其包括基底和實現(xiàn)在基底上的斜坡電路。斜坡電路配置為產(chǎn)生具有一電壓的斜坡信號，該電壓在基于時鐘信號的第一邊沿將斜坡信號設(shè)置為第一電平時在第一交點與補償電平相交，并且在斜坡信號從第一電平傾斜時在第二交點與補償電平相交。開關(guān)調(diào)整器還包括實現(xiàn)在基底上的脈寬調(diào)制(PWM)電路。PffM電路配置為產(chǎn)生PffM脈沖，使得PWM脈沖基于第一交點開始并基于第二交點結(jié)束。開關(guān)調(diào)整器還包括實現(xiàn)在基底上的輸出電路。輸出電路配置為產(chǎn)生輸出脈沖，使得輸出脈沖基于時鐘信號的第二邊沿開始并基于PffM脈沖的結(jié)束而結(jié)束。開關(guān)調(diào)整器還包括實現(xiàn)在基底上的控制部件?？刂撇考渲脼樵跁r鐘的第二邊沿之前啟動斜坡信號的傾斜。
[0017]根據(jù)一些實現(xiàn)方式，本公開涉及一種功率管理集成電路(PMIC)模塊，其包括配置為容納多個部件的封裝基底，和實現(xiàn)在封裝基底上的開關(guān)調(diào)整器。開關(guān)調(diào)整器包括斜坡電路，其配置為產(chǎn)生具有一電壓的斜坡信號，該電壓在基于時鐘信號的第一邊沿將斜坡信號設(shè)置為第一電平時在第一交點與補償電平相交，并且在斜坡信號從第一電平傾斜時在第二交點與補償電平相交。開關(guān)調(diào)整器還包括脈寬調(diào)制(PWM)電路，其配置為產(chǎn)生PWM脈沖，使得PWM脈沖基于第一交點開始并基于第二交點結(jié)束。開關(guān)調(diào)整器還包括輸出電路，其配置為產(chǎn)生輸出脈沖，使得輸出脈沖基于時鐘信號的第二邊沿開始并基于PWM脈沖的結(jié)束而結(jié)束。開關(guān)調(diào)整器配置為在時鐘的第二邊沿之前啟動斜坡信號的傾斜。
[0018]在多個實現(xiàn)方式中，本公開涉及一種無線設(shè)備，其具有配置為處理RF信號的收發(fā)器，以及與收發(fā)器通信的天線。該天線配置為便于發(fā)送和接收相應(yīng)RF信號。無線設(shè)備還包括開關(guān)調(diào)整器，其配置為調(diào)整便于發(fā)送和接收RF信號的電壓信號。開關(guān)調(diào)整器包括斜坡電路，其配置為產(chǎn)生具有一電壓的斜坡信號，該電壓在基于時鐘信號的第一邊沿將斜坡信號設(shè)置為第一電平時在第一交點與補償電平相交，并且在斜坡信號從第一電平傾斜時在第二交點與補償電平相交。開關(guān)調(diào)整器還包括脈寬調(diào)制(PWM)電路，其配置為產(chǎn)生PWM脈沖，使得PWM脈沖基于第一交點開始并基于第二交點結(jié)束。開關(guān)調(diào)整器還包括輸出電路，其配置為產(chǎn)生輸出脈沖，使得輸出脈沖基于時鐘信號的第二邊沿開始并基于PWM脈沖的結(jié)束而結(jié)束。開關(guān)調(diào)整器配置為在時鐘的第二邊沿之前啟動斜坡信號的傾斜。
[0019]為了概述本公開，本文已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點以及新穎的特征。應(yīng)當(dāng)理解，并不是所有的這些優(yōu)點都必須根據(jù)本發(fā)明的任意特定實施例實現(xiàn)。因此，本發(fā)明可以以實現(xiàn)或優(yōu)化本文所教導(dǎo)的一個優(yōu)點或一組優(yōu)點，而無需實現(xiàn)本文教導(dǎo)或