[发明专利]用于具有快速瞬态响应的两级降压升压转换器的系统和方法

权利要求书

1.一种将输入电压转换成输出电压的开关调节器，所述开关调节器包括：

耦合到第一输出电压节点的第一切换级，所述第一切换级接收第一输入电压，以将其转换成相对低于所述第一输入电压的第一输出电压；

耦合到所述第一输出电压节点的第二切换级，所述第二切换级接收所述第一输出电压并将所述第一输出电压转换成在第二输出电压节点的第二输出电压，所述第二输出电压相对高于所述第一输出电压；

形成耦合到所述第一输出电压节点的分压器的第一电荷存储设备和第二电荷存储设备；以及

第一飞跨电容器，所述第一飞跨电容器在充电阶段期间与所述第一电荷存储设备并联耦合，而在电荷转移阶段期间与所述第二电荷存储设备并联耦合。

2.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述第二切换级包括配置成相对彼此异相操作的第一相电压倍增器和第二相电压倍增器。

3.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述第一电荷存储设备和所述第二电荷存储设备形成分压器，所述第一电荷存储设备用作所述第一切换级的输出电容器。

4.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述第二切换级是电压二倍器、电压三倍器和分数电压倍增器之一。

5.根据权利要求1所述的开关调节器，还包括耦合在所述第二切换级内的第二飞跨电容器，所述第一飞跨电容器和所述第二飞跨电容器交替地被充电和放电以产生所述第二输出电压。

6.根据权利要求1所述的开关调节器，其中所述第二切换级包括配置成相对彼此异相180度操作的第一相电压倍增器和第二相电压倍增器。

7.根据权利要求6所述的开关调节器，还包括耦合到所述第一飞跨电容器的多个切换元件。

8.根据权利要求7所述的开关调节器，其中一个或多个切换元件是由栅极驱动器响应于差信号来控制的MOSFET晶体管。

9.根据权利要求1所述的开关调节器，还包括用于控制所述第二切换级的电压倍增器控制器。

10.一种操作开关调节器的方法，所述方法包括：

将输入电压施加到所述开关调节器的第一级；

将所述输入电压转换成第一输出电压；

相对彼此异相操作至少两个电压倍增器；

将所述第一输出电压施加到所述开关调节器的包括电压倍增器的第二级；以及

通过将第一飞跨电容器与所述开关调节器的第一电容器和第二电容器交替地并联耦合来将所述第一输出电压转换成第二输出电压。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二输出电压高于所述第一输出电压。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述第一输出电压操作在所述第二输出电压的大约一半。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述第二输出电压施加到配置成控制所述第一级的控制器。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括将电压误差信号施加到降压转换器控制器。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括经由所述降压转换器控制器补偿所述电压倍增器的输出阻抗。

16.根据权利要求10所述的方法，还包括在充电阶段期间使第一级输出电容器与飞跨电容器并联耦合。