[发明专利]同步降压DC-DC转换器系统及其控制方法

说明书

技术领域

本申请涉及DC-DC转换器拓扑，并且，更具体地涉及具有动态可调低侧栅极驱动器的同步降压转换器拓扑。

背景技术

根据负载的功率需求，同步降压转换器既可用于连续导通模式（CCM）又可用于间断导通模式（DCM）。在某些情况下，负载状况可发生改变，使得该负载需要减少电流消耗和/或增大/减小输出电压，这可导致同步降压转换器开始从该负载汲取电流并且暂时操作在“升压”模式。在这种状态下，通过输出电感器的电流可为负，这可能导致负电流流过（漏极到源极电流）电源的低侧开关。在开关转换期间，这样的负电流可在低侧开关导致不可接受的电压尖峰。

发明内容

在一个示例中，提供一种同步降压DC-DC转换器系统，包括：连接到电源的高侧开关以及低侧开关，每个开关配置成从接通状态转换到关断状态以及从关断状态转换到接通状态，以向电感器以及负载传递电流；低侧驱动器电路系统，其配置成控制所述低侧开关的导通状态，并且配置成在第一操作模式期间利用第一栅极驱动控制信号驱动所述低侧开关，以及在第二操作模式期间利用第二栅极驱动控制信号驱动所述低侧开关；其中所述第一栅极驱动控制信号比所述第二栅极驱动控制信号强，并且所述第二驱动控制信号配置成与所述第一栅极控制信号相比使所述低侧开关较慢地进行开关转换。

在另一示例中，提供一种同步降压DC-DC转换器系统，包括：连接到电源的高侧开关以及低侧开关，每个开关配置成从接通状态转换到关断状态以及从关断状态转换到接通状态，以向连接到所述高侧开关以及所述低侧开关的电感器以及负载传递电流；低侧驱动器电路系统，所述低侧驱动器电路系统配置成至少部分地基于所述负载的功率需求，生成开关驱动控制信号以可变地控制所述低侧开关的接通和/或关断速度。

在另一示例中，提供一种一种控制同步降压DC-DC转换器电源的方法，包括：至少部分地基于连接到所述电源的负载的功率需求，确定所述电源的操作模式；确定一连接到所述电源的电感器的电感器电流相对于所述负载为正还是为负；如果所述电感器电流为正，则利用第一开关控制信号来控制所述电源的低侧开关；以及

如果所述电感器电流为负，则利用第二开关控制信号来控制所述电源的所述低侧开关；其中，所述第一开关控制信号比所述第二开关控制信号强，并且所述第二开关控制信号配置成与所述第一开关控制信号相比，使所述低侧开关较慢地进行开关转换。

附图说明

请求保护的主题的特点和优势可从随后应参考附图来考虑的对实施例的详细描述中显现出来，在附图中：

图1示出了符合本申请的多种实施例的电源系统；

图2示出根据本申请的一个实施例的电源的多种操作模式的电感器电流信号图；

图3A示出根据本申请的一个实施例的在该电源的连续导通模式且电感器电流为正期间功率开关的信号图；

图3B示出根据本申请的一个实施例的在该电源的连续导通模式且电感器电流为负期间功率开关的信号图；

图4A示出根据本申请的一个实施例的在该电源的非连续导通模式期间的时序图；

图4B示出根据本申请的一个实施例的在该电源的连续导通模式且电感器电流为负期间的时序图；

图5示出了常规同步降压转换器在连续导通模式期间的仿真信号图；

图6示出了常规同步降压转换器在连续导通模式且电感器电流为负期间的仿真信号图；

图7示出根据本申请的一个实施例的同步降压转换器在连续导通模式且电感器电流为负期间的仿真信号图；以及

图8示出符合本申请的一个实施例的操作流程图。

尽管将参照例示性实施例来进行以下具体描述，但对于本领域技术人员来说，其许多替代、修改和变型将是明显的。

具体实施方式