[发明专利]用于降压-升压转换器的模式转换架构

说明书

本文描述了一种用于USB控制器的模式转换架构。在示例性实施例中，集成电路(IC)控制器包括耦合到斜率补偿电路的控制器，控制器用于检测降压‑升压转换器从具有第一占空比的第一模式到具有小于或大于第一占空比的第二占空比的第二模式的转换。控制器控制斜率补偿电路以消除由转换引起的输出中的误差。控制器可以使斜率补偿电路施加在第一周期期间存储在电容器中的电荷，以用比第一周期高的电压开始第二周期。

优先权

本申请要求享有于2020年9月3日提交的美国临时申请63/074270号和于2020年9月3日提交的美国临时申请63/074296号的权益，这两个申请的全部内容通过引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开涉及控制到电子设备的通用串行总线(USB)电力输送的集成电路(IC)。

背景技术

各种电子设备(例如，诸如智能电话、平板计算机、笔记本计算机、膝上型计算机、充电器、适配器、电力库等)被配置为根据在USB电力输送(USB-PD)规范的各种版本和修订版中定义的USB电力输送协议通过 USB连接器传输电力。例如，在一些应用中，电子设备可以被配置为电力消耗方，以通过USB连接器接收电力(例如，用于电池充电)，而在其他应用中，电子设备可以被配置为电力提供方，以向通过USB连接器连接到其的另一设备提供电力。在各种应用中，电子制造商也可以使用需要满足各种USB-PD规范要求(例如，对输出电压(Vout)单调性和稳定性的要求)的功率转换器(例如，降压-升压转换器)。

附图说明

图1A是在至少一个实施例中的降压-升压转换器的示意图。

图1B是示出在至少一个实施例中的降压-升压转换器的三种模式以及作为输入电压和输出电压的函数的三种模式之间的转换的曲线图。

图1C是在至少一个实施例中的降压模式中的降压-升压转换器的控制信号的时序图。

图1D是在至少一个实施例中的在降压模式之后的降压-升压模式(BB- 降压)模式中的降压-升压转换器的控制信号的时序图。

图1E是在至少一个实施例中的在升压模式之后的降压-升压模式(BB- 升压)模式中降压-升压转换器的控制信号的时序图。

图1F是在至少一个实施例中的升压模式中的降压-升压转换器的控制信号的时序图。

图2是在至少一个实施例中的耦合到降压-升压转换器的USB控制器的框图。

图3是在至少一个实施例中的作为输入电压(Vin)的函数的占空比的时序图。

图4A是在至少一个实施例中的添加到到降压-升压转换器中的输入电流的斜率补偿的时序图。

图4B是示出在至少一个实施例中的在从BB-升压模式向BB-降压模式转换期间由斜率补偿引起的输出电压(Vout)上的下冲情况的时序图。

图5A是在至少一个实施例中的在连续导通模式(CCM)中和在非连续导通模式(DCM)中的电感器电流和控制信号的时序图。

图5B是示出在至少一个实施例中的基于输入电流分量和斜率补偿分量的电流输出信号的时序图。

图6是在至少一个实施例中的控制斜率补偿电路的斜率补偿电容器以消除由转换引起的误差的USB C型控制器的框图。

图7是在至少一个实施例中的被控制以消除由转换引起的误差的斜率补偿电路的示意图。

图8是示出在至少一个实施例中的基于输入电流分量和斜率补偿分量的电流输出信号的时序图，其中在前一周期期间存储的电荷被施加以用比前一周期高的电压开始下一周期。

图9A是在至少一个实施例中的使用斜率补偿电路以消除由转换引起的误差的输入电压(Vin)和输出电压(Vout)的时序图。