[发明专利]具有线性模式和开关模式的直流/直流变换器控制器

说明书

【技术领域】

本公开关于一种直流/直流变换器，尤其是关于用于直流/直流变换器控制器。

【背景技术】

各种电子设备，诸如便携式电脑、移动电话、个人数字助理以及其它便携或非便携式电子设备都可能用到一个或多个直流/直流变换器。直流/直流变换器通常将一个直流输入电压转换为校准的直流输出电压。在电子设备中，直流/直流变换器可用于多种负载，各种负载相对高低不一。高负载和低负载的区分根据具体应用、系统和/或用户要求有所不同。

各种直流/直流变换器中，有的适于低负载，有的适于高负载。线性模式稳压器即是一种适于给低负载供电的直流/直流变换器。线性模式稳压器可监控直流输出电压的变化并提供信号给一个晶体管，使输出电压保持在所需数值。线性模式稳压器中的一种为低压降稳压器(LDO)，能够给相对低的负载供电，压降小，输出噪音低。直流/直流变换器中的另一种为开关模式直流/直流变换器，通过开关直流/直流变换器中的一个或多个晶体管使输出电压保持在所需数值。此类开关模式直流/直流变换器可在高负载下提供校准的输出电压，效率相对较高。

对于在不同条件下可高可低的负载，传统方法是在低负载时使用一种类型的直流/直流变换器，如LDO，在高负载时使用另一个直流/直流变换器，如开关模式直流/直流变换器，根据条件不同在两个变换器之间切换。此种方法使用两个直流/直流变换器，所需的元件较多，相互之间切换也需要额外的引脚，成本高而且复杂。

因此，需要有一种直流/直流变换器，以解决现有技术中存在的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种用于同时具有线性模式和开关模式的直流/直流变换器控制器。

本发明提供了一种用于直流/直流变换器的控制器。该控制器可包括线性模式电路、开关模式控制电路和保护电路。线性模式控制电路可提供一个第一控制信号给直流/直流变换器中的受控器件。受控器件响应第一控制信号，可作为一个可变电阻工作以控制直流/直流变换器的输出电压。开关模式控制电路可提供一个第二控制信号给直流/直流变换器中的受控器件。受控器件响应第二控制信号，作为开关工作，通过开关的闭合和断开来控制直流/直流变换器的输出电压。根据使能信号的状态，线性模式控制电路和开关模式控制电路中的一个处于工作状态并控制受控器件。可配置保护电路接收一个代表直流/直流变换器输出电压的信号，并将之与欠压阈值比较，如果代表直流/直流变换器输出电压的信号小于欠压阈值，则对输出给受控器件的第一或第二控制信号进行补偿。也可配置保护电路接收一个代表直流/直流变换器输出电压的信号，并将之与过压阈值比较，如果代表直流/直流变换器输出电压的信号大于过压阈值，则对输出给受控器件的第一或第二控制信号进行补偿。

本发明还提供了一种直流/直流变换器。该直流/直流变换器可包括一个受控器件和一个控制器来控制该器件。控制器可包括线性模式电路和开关模式电路。线性模式控制电路可提供第一控制信号给直流/直流变换器中的受控器件。受控器件响应第一控制信号，可作为可变电阻工作以控制直流/直流变换器的输出电压。开关模式控制电路可提供一个第二控制信号给直流/直流变换器中的受控器件。受控器件响应第二控制信号，作为开关工作，通过开关的闭合和断开来控制直流/直流变换器的输出电压。根据使能信号的状态，线性模式控制电路和开关模式控制电路中的一个处于工作状态并控制受控器件。可配置保护电路接收一个代表直流/直流变换器输出电压的信号，并将之与欠压阈值比较，如果代表直流/直流变换器输出电压的信号小于欠压阈值，则对输出给受控器件的第一或第二控制信号进行补偿。也可配置保护电路接收一个代表直流/直流变换器输出电压的信号，并将之与过压阈值比较，如果代表直流/直流变换器输出电压的信号大于过压阈值，则对输出给受控器件的第一或第二控制信号进行补偿。

本发明还提供了一种直流/直流变换器的执行方法。该方法包括在第一时段提供一个第一控制信号给直流/直流变换器中的受控器件，第一控制信号由控制器的线性模式控制电路提供，受控器件响应第一控制信号作为可变电阻工作而控制直流/直流变换器的输出电压。该方案还可包括在第二时段提供一个第二控制信号给直流/直流变换器中的受控器件，第二时段与第一时段不重叠，第二控制信号由控制器的开关模式控制电路提供，受控器件响应第二控制信号，通过开关闭合和断开来控制直流/直流变换器的输出电压。该方案还可包括将代表直流/直流变换器输出电压的信号与过压阈值和欠压阈值比较，如果该信号大于过压阈值或小于欠压阈值，则对第一或第二控制信号进行补偿。