[发明专利]开关调节器同步节点缓冲器电路

说明书

公开了涉及用于开关功率转换器的缓冲器电路的各种方法和装置。示例性功率转换器具有缓冲电路。所述缓冲器电路包括将所述功率转换器的输入节点连接到所述功率转换器的接地节点的旁路电容器、将所述功率转换器的所述输入节点连接到缓冲器节点的去耦电容器以及将所述缓冲器节点连接到所述接地节点的缓冲电阻器。所述缓冲电阻器将所述去耦电容器连接到所述功率转换器的所述接地节点。所述缓冲电阻器大于1欧姆。所述去耦电容器大于5纳法并且小于0.5微法。所述旁路电容器大于1微法。

相关申请的交叉参考

本申请要求2017年9月15日提交的第15/705,745号美国非临时专利申请的权益，所述非临时专利申请是2016年11月16日提交的第15/353,554号美国非临时专利申请的接续案，这两个非临时专利申请的全文均以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及功率转换器，并且更具体地，涉及具有缓冲器电路的功率转换器。

背景技术

电子装置经常需要在仅由单一电源供电时生成多个功率状态。例如，膝上型计算机可能只有单个电池，但是可能需要为膝上型计算机上的各种部件产生具有不同供应电压的功率状态。此外，不管对多个功率状态的需要，电子装置经常需要调节从外部电源递送给它们的功率。回到膝上型计算机的示例，膝上型计算机处理器含有敏感的电子器件，并且基于处理器的工作强度来展现变化很大的功率需求。简单地插入电源电压源的DC版本并不可取，因为处理器将无法躲避功率供应的骤降或浪涌，并且功率供应同样将不能够跟上处理器所汲取的功率的快速转变。前述要求通过功率转换器来解决。

功率转换器从供应功率状态接收功率并且生成调节功率状态。在一个示例中，功率转换器稳定调节功率状态中的供应电压并且提供来自供应功率状态的变化电流来这样做。改变电流允许此类功率转换器在保持调节功率状态的供应电压稳定的同时满足任何部件或装置在调节功率状态中的变化功率需要。其它功率转换器通过在保持电流稳定的同时改变电压来生成调节功率状态或者改变电流和电压两者以保持递送到调节状态的功率量稳定。

一类功率转换器利用开关的快速切换来以受控方式将功率从连接到其输入的电源传送到连接到其输出的负载。这些功率转换器经常被称为开关调节器或开关模式调节器。在传导状态与非传导状态之间切换开关的频率被称为转换器的开关频率，并且设定从电源传送到负载的功率量。图1提供了呈降压转换器100形式的开关调节器的一个示例。当功率转换器的输入处于比输出高的电压时利用降压拓扑。如图所示，电压V_IN高于电压V_OUT。通过包括电感器101和电容器102的输出滤波器将负载电流i_L提供给负载103。开关104和105由驱动器电路106和反馈电路107控制，所述反馈电路107接收关于节点108上的负载和/或功率转换器的状态的信息。

在常规操作期间，开关104和105交替地将来自输入V_IN的电流提供给相位节点109(还称为开关节点)以及将相位节点109耦接到接地。在开关105接通的循环部分期间，到达负载103的功率仅由存储在电感器101和电容器102中的能量提供。同时，能量正存储在开关105的寄生电感和电容器中。当循环切换时，存储在这些寄生效应中的能量、开关105的体二极管以及由开关104提供的功率在相位节点109处造成不合需要的振铃。振铃是不合需要的，因为其对转换器所属的电子系统的其余部分造成电磁干扰，并且因为其增加了控制电路确定系统的当前状态并且响应于负载103的功率需求的变化来调整开关频率所花费的时间。