[发明专利]实现功率循环的开关调制器

权利要求书

1.一种用于开关调制器的控制器，所述开关调制器被配置为接收输入电压并在用于驱动负载的输出节点上产生调节输出电压，所述控制器包括：

一个降压控制电路，被配置为接收指示所述调节输出电压的反馈电压与参考电压之间的差的第一误差信号，所述降压控制电路生成第一PWM信号以驱动一功率级，所述功率级在输入节点上接收所述输入电压并通过电感器将第一相电流传送到输出节点，所述输出节点连接有输出电容器和负载，所述降压控制电路生成所述第一PWM信号将所述调节输出电压驱动到低于输入电压的第一电压值；以及

一个升压控制电路，其被配置为接收指示至少有关流经所述功率级电流的一感应电流的第二误差信号，所述升压控制电路被配置为生成第二脉宽调制(PWM)信号，以驱动所述功率级，使第二相电流从所述输出节点流到所述输入节点，将存储在所述输出电容器上的电荷返回到所述输入节点，以将所述调节输出电压驱动到低于第一电压的第二电压值，

其中响应于第一命令，所述降压控制电路被激活，以产生具有所述第一电压值的调节输出电压；并且响应于第二命令，所述升压控制电路被激活，以将存储在所述输出电容器上的所述输出节点处的电荷返回到所述输入节点，并将所述输出电压值驱动到所述第二电压值。

2.如权利要求1所述的控制器，还包括：

一个第一误差放大器，被配置为接收指示调节输出电压的反馈电压和参考电压并生成指示反馈电压与参考电压之间的差的第一误差信号；以及

一个第二误差放大器，被配置为接收指示在所述功率级中流动的电流的所述电流传感信号，并生成指示所述电流传感信号的所述第二误差信号。

3.如权利要求1所述的控制器，其中所述控制器包括一个多相控制器，所述降压控制电路和所述升压控制电路中的每一个产生用于在多个相位中驱动多个功率级的多个脉宽调制(PWM)信号，每个功率级接收输入电压，并通过相应的电感器将相电流传送到输出电容器和负载所连接的输出节点，所述多个PWM信号响应于相应的误差信号而产生。

4.如权利要求1所述的控制器，其中所述第一和第二PWM信号中的每一个包括上升斜坡部分和下降斜坡部分，并且其中：

所述降压控制电路被配置为生成第一PWM信号以调节第一PWM信号的上升斜坡部分，以使第一相电流从输入节点流向输出节点对所述电感器充电，所述降压控制电路产生所述第一PWM信号的所述下降斜坡部分，以将所述电感器中存储的电荷递送至输出电容器输出第一电压值；以及

所述升压控制电路被配置为生成所述第二PWM信号，以调节所述第一PWM信号的下坡部分，以使得所述第二相电流从输出节点流向输入节点，所述升压控制电路通过将输出电容器中存储的电荷返回到输入节点，并驱动输出节点到第二电压值。

5.如权利要求4所述的控制器，其中所述功率级包括串联连接在输入节点和地电位之间的上功率开关和下功率开关，所述上功率开关与下功率开关由相应的第一或第二PWM信号控制，PWM信号的上斜坡部分接通上功率开关，PWM信号的下斜坡部分接通下功率开关。

6.如权利要求5所述的控制器，其中降压控制电路产生第一PWM信号以接通上电源开关，使第一相电流从输入电压流向电感器，并接通下电源开关，将电感器中存储的电荷传送到输出电容器，从而产生具有第一电压值的调节输出电压；并且其中所述升压控制电路产生所述第二PWM信号，导通所述下功率开关，以使所述第二相电流从所述输出电压流向所述电感器，并导通上功率开关，以将所述电感器中存储的电荷递送到输入节点，从而将输出电容器中存储电荷返回到输出节点。

7.如权利要求1所述的控制器，其中所述第二命令包括衰减命令，用于指示所述控制器将所述调制输出电压斜降到所述第二电压值，并且响应于所述第二命令，所述控制器激活所述升压控制电路以将存储在所述输出电容器上的电荷返回到所述输入节点，同时将所述已调制的输出电压驱动到所述第二电压值。