[发明专利]具有可切换静止状态的控制器的单输入多输出（SIMO）转换器

说明书

本申请公开了具有可切换静止状态的控制器的单输入多输出(SIMO)转换器。系统(100)包括电感器(120)和耦合在电感器(120)的第一端和电压供应节点(112)之间的第一开关(S1)。系统(100)还包括耦合在电感器(120)的第一端和负输出供应节点(114)之间的第二开关(S2)。系统(100)还包括耦合在电感器(120)的第二端和正输出供应节点(116)之间的第三开关(S3)。系统(100)还包括耦合在电感器(120)的第二端和接地节点(118)之间的第四开关(S4)。系统(100)还包括耦合到第一、第二、第三和第四开关的控制器(104)。控制器(104)被配置成提供电感器充电模式、正升压模式、负升压模式、涉及第一开关(S1)的第一静止状态以及涉及第四开关(S4)的第二静止状态。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月26日提交的美国临时申请No.62/736,577的优先权，其通过引用结合于此。

背景技术

电源供应器和功率转换器用于各种电子系统中。电力通常作为交流(AC)信号长距离传输。AC信号根据需要被划分和计量用于每个商业或家庭位置，并且经常被转换为直流电(DC)以用于各个电子设备或元件。现代电子系统通常采用设计成使用不同DC电压操作的设备或元件。因此，这种系统需要不同的DC-DC转换器或支持宽范围输出电压的DC-DC转换器。

存在许多不同的DC-DC转换器拓扑。可用的拓扑在所使用的元件、处理的功率量、(一个或更多个)输入电压、(一个或更多个)输出电压、效率、可靠性、尺寸和/或其他特性方面不同。一个示例DC-DC转换器拓扑是单输入多输出(SIMO)转换器，其通过将单个电感器充电和选择性地放电到不同节点来提供多个输出。在一些SIMO转换器方案中，由于使用的元件以及控制问题，可能发生低效率和输出振荡。

发明内容

根据本公开的至少一个示例，一种系统包括电感器和耦合在电感器的第一端和电压供应节点之间的第一开关。该系统还包括耦合在电感器的第一端和负输出供应节点之间的第二开关。该系统还包括耦合在电感器的第二端和正输出供应节点之间的第三开关。该系统还包括耦合在电感器的第二端和接地节点之间的第四开关。该系统还包括耦合到第一、第二、第三和第四开关的控制器。控制器被配置成提供电感器充电模式、正升压模式(boost mode)、负升压模式、涉及第一开关的第一静止状态(rest state)以及涉及第四开关的第二静止状态。

根据本公开的至少一个示例，一种单输入多输出(SIMO)转换器电路包括耦合在第一电感器节点和电压供应节点之间的第一开关。SIMO转换器电路还包括耦合在第一电感器节点和负输出供应节点之间的第二开关。SIMO转换器电路还包括耦合在第二电感器节点和正输出供应节点之间的第三开关。SIMO转换器电路还包括耦合在第二电感器节点和接地节点之间的第四开关。SIMO转换器电路还包括耦合到第一、第二、第三和第四开关的控制器。控制器被配置成在涉及第一开关的第一静止状态和涉及第四开关的第二静止状态之间切换。

根据本公开的至少一个示例，一种设备包括耦合在第一电感器节点和电压供应节点之间的第一开关。该设备还包括耦合在第一电感器节点和负输出供应节点之间的第二开关。该设备还包括耦合在第二电感器节点和正输出供应节点之间的第三开关。该设备还包括耦合在第二电感器节点和接地节点之间的第四开关。该设备还包括耦合到第一、第二、第三和第四开关的异步状态机。异步状态机被配置成在涉及第一开关的第一静止状态和涉及第四开关的第二静止状态之间切换。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：

图1是示出根据各种示例的系统的框图；

图2是示出根据各种示例的升压迭代/反复(boost iteration)方案的一组示意图；

图3A和图3B是示出根据各种示例的状态机方法的流程图；以及