[实用新型]开关模式电源、电源电路及直流至直流转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关模式电源、电源电路、直流至直流转换器、以及用于操作开关模式电源的方法。 

背景技术

由于在计算、控制和通信平台中增长的需求，用于器件（举例来说，例如中央处理单元、模拟/RF子系统、存储器、片上系统、或外围负载）的电源和电压调节变为主要挑战。近年来显示出对于提供高动态特性的电源和功率转换器的增长的需求。对电源的一个重要挑战是实现对强烈的负载和线路变化的快速响应。特别地，在这种负载和线路变化之后电源的快速恢复时间被认为是最重要的。对电源的另一挑战是对输出电压的改变请求（例如微处理器中的动态电压缩放）快速地反应。 

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种开关模式电源。所述开关模式电源包括：功率级；以及控制单元，其被配置成基于所述功率级的临界参数来控制所述功率级的操作，其中所述控制单元被配置成控制所述功率级的操作，以在所述临界参数离开预定义范围的情况下从第一操作模式改变至第二操作模式，以及基于第一时间间隔的测量来从所述第二操作模式改变至所述第一操作模式。 

优选地，所述功率级包括降压级或升压级，所述降压级或升压级包括第一开关、第二开关、电感器和电容器。 

优选地，所述临界参数是所述功率级的输出电压的函数。 

优选地，所述开关模式电源还包括：脉冲宽度调制器，其被配置成执行所述功率级的第一操作模式。 

优选地，所述开关模式电源还包括：临界参数检测器、第一时间确定单元和第二时间确定单元，它们被配置成执行所述第二操作模式。 

优选地，所述开关模式电源还包括：临界参数检测器，其被配置成检测所述临界参数是否离开所述预定义范围，以及响应于此而将相应信号发送至所述控制单元。 

进一步优选地，所述临界参数检测器还被配置成检测所述临界参数是否重新进入所述预定义范围，以及响应于此而将相应信号发送至所述控制单元。 

优选地，所述开关模式电源还包括：第一时间确定单元，其被配置成确定所述临界参数处于所述预定义范围外期间的第一时间间隔的长度。 

进一步优选地，所述开关模式电源还包括：第二时间确定单元，其基于所述第一时间间隔来确定第二时间间隔的长度，在该第二时间间隔期间，所述临界参数处于所述预定义范围内，并且在该第二时间间隔之后，所述控制单元将所述功率级的操作从所述第二操作模式改变至所述第一操作模式。 

优选地，所述功率级包括第一开关和第二开关，以及所述控制单元被配置成以下述方式执行所述第二操作模式，即在第一阶段期间，所述控制单元接通所述第一开关并关断所述第二开关，以及在第二阶段期间，所述控制单元关断所述第一开关并接通所述第二开关。 

优选地，所述开关模式电源包括直流至直流转换器、降压转换器和升压转换器中的一个或多个。 

根据本实用新型的另一方面，提供一种电源电路。所述电源电路包括：功率级；临界参数检测器，其被配置成检测所述功率级的临界参数；第一控制回路，其被配置成根据第一操作模式来控制所述功率级的操作；以及第二控制回路，其被耦合至所述临界参数检测器，并被配置成根据第二操作模式、基于检测到的临界参数来选择性地控制所述功率级的操作，以及基于第一时间间隔的测量来将所述功率级返回至所述第一操作模式。 

优选地，所述临界参数检测器被配置成检测所述临界参数是否离开预定范围，以及检测所述临界参数是否重新进入所述预定范围。 

优选地，所述功率级包括第一开关和第二开关；以及所述第一控制回路被配置成使得，以交替方式打开和闭合所述第一开关和所述第二开关；以及所述第二控制回路被配置成，在所述第一时间间隔期间接通所述第一开关并关断所述第二开关，以及在第二时间间隔期间关断所述第一开关并接通所述第二开关。 

优选地，所述电源电路还包括：输入电压检测器。 

优选地，部件一起操作以作为开关模式电源，其中所述开关模式电源包括直流至直流转换器、降压转换器和升压转换器中的一个或多个。 

根据本实用新型的又一方面，提供一种直流至直流转换器。所述直流至直流转换器包括：功率级，其包括第一开关、第二开关、电感器和电容器；临界参数检测器，其被配置成检测所述功率级的临界参数；控制单元，其被配置成控制所述第一开关和所述第二开关的操作，以及在所述临界参数离开预定义范围的情况下将功率级操作从第一操作模式改变至第二操作模式，并且还被配置成基于第一时间间隔的测量来从所述第二操作模式改变至所述第一操作模式。