具有效率输出的dc-dc转换器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种DC-DC转换器，其包括具有效率测量输出的效率报告电路。在示例中，DC-DC转换器具有输入电压，输出电压，以及转换输入电压为中间电压的开关电路，且效率报告电路确定输出电压和中间电压之间的比率。
【专利说明】具有效率输出的DC-DC转换器
【技术领域】【背景技术】
[0001]本发明涉及一种DC-DC转换器，其是从一个电压到另一个电压转换直流(DC)源的电子电路。例如，DC-DC转换器广泛用于便携式装置中，从而由电池提供电力。DC-DC转换器也可调节输出电压，其补偿用于变化的负载电流以及输入电压的变化。
[0002]图1A示出了一个普通类型的DC-DC转换器。图1A中(简化以便于说明和描述)的DC-DC转换器电路100是开关降压转换器(输入电压高于输出电压)，且基本设计称为降压转换器。图1A中，电源102在输入电压Vin处提供直流电流。电路100在输出电压Vqut处提供直流电流到负载(Rmad)。两个电子开关(SW1，Sff2)由开关控制电路106和驱动器108控制。在任何一个时间至多只有一个开关是闭合的。当SWl闭合时，电流从电源102流入Rumd和滤波电容器(C)，且Vqut线性上升。此外，当SWl闭合时，能量存储在L和C中。当SW2闭合时，电流从C中存储的能量，并从L中存储的能量流出，且Votit线性减小。比较器104比较Vqut和参考电压Vkef，且开关控制电路106响应比较器104的输出而调整SWl的占空比。
[0003]DC-DC转换器的拓扑和控制存在许多变化。图1A中示出的电路具有单个电感器。其存在多个变化，例如具有多个电感器谐振电路的LLC。图1A中示出的电路使用输出电压反馈。一些电路使用电流反馈。一些电路具有多个反馈环路。
[0004]一般来说，需要验证DC-DC转换器(设计测试，生产测试以及系统测试)的操作，且一般地存在提高效率的需要。
【发明内容】
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1A是示出DC-DC转换器的示例现有技术实施例的框图。
[0006]图1B是示出图1A的部分DC-DC转换器的额外细节的框图。
[0007]图2是示出产生效率测量所需电压的DC-DC转换器的示例实施例的框图。
[0008]图3是示出具有效率测量输出的DC-DC转换器的示例实施例的框图。
[0009]图4是示出模数转换器的示例实施例的框图。
[0010]图5是示出经配置产生效率测量的模数转换器的框图。
[0011]图6是示出经配置确定效率测量的电压比率的闪电式(flash)模数转换器的示例实施例的框图。
[0012]图7A是示出经配置确定效率测量的电压比率的双斜坡积分模数转换器的替代示例实施例的框图。
[0013]图7B是用于图7A示例实施例的示例时序图。
[0014]图7C是示出图7A的部分示例实施例的额外细节的框图。
[0015]图7D是示出经配置确定效率测量的电压比率的双斜坡积分模数转换器的替代示例实施例的额外细节的框图。
[0016]图8是图3的部分DC-DC转换器的示例实施例的额外细节的方框图。
[0017]图9是示出为DC-DC转换器产生效率测量的方法示例实施例的框图。
【具体实施方式】
[0018]电源需要针对效率而设计，操作期间系统效率需要验证，且负载可需要调整从而提高电源效率。因此，对于DC-DC转换器，需要提供效率测量作为输出。
[0019]图1A的电路100的功率效率E是输出功率除以输入功率(其中VQUT、IQUT、Vin以及Iin都是DC值):
【权利要求】
1.一种DC-DC转换器，其包括:具有输出的效率测量电路，所述输出是所述DC-DC转换器的效率测量。
2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其进一步包括:所述DC-DC转换器接收DC输入电压；第一开关电路，其转换所述DC输入电压为第二 DC电压；以及第二开关电路，其转换所述DC输入电压为第三DC电压。
3.根据权利要求2所述的DC-DC转换器，其进一步包括:所述第一开关电路具有占空比；所述第二开关电路，其具有与所述第一开关电路相同的占空比；以及所述第二开关电路具有可忽略的负载。
4.根据权利要求2所述的DC-DC转换器，其进一步包括:所述第一开关电路具有占空比；以及所述第三DC电压基本等于所述占空比乘以所述DC输入电压。
5.根据权利要求2所述的DC-DC转换器，其进一步包括:所述DC-DC转换器产生DC输出电压；所述效率测量电路确定所述DC输出电压与所述第三DC电压的比率。
6.根据权利要求5所述的DC-DC转换器，所述效率测量电路进一步包括:模数转换器，即ADC，其具有联接到所述DC输出电压的ADC模拟电压输入，以及联接到所述第三DC电压的ADC参考电压输入。
7.根据权利要求6所述的DC-DC转换器，所述效率测量电路进一步包括:低通滤波器，其在所述第三DC电压和所述ADC模拟电压输入之间。
8.根据权利要求6所述的DC-DC转换器，所述ADC进一步包括双斜坡积分ADC。
9.根据权利要求8所述的DC-DC转换器，所述效率测量电路进一步包括:切换所述输入电压中的一个的积分方向到所述ADC的电路。
10.根据权利要求9所述的DC-DC转换器，所述ADC进一步包括开关电容器双斜坡积分ADC。
11.根据权利要求8所述的DC-DC转换器，所述效率测量电路进一步包括:时钟信号；计数器，其计数所述时钟信号的周期；以及数字输出信号，其是在所述双斜坡积分ADC的积分周期期间由所述计数器计数的时钟周期的数量。
12.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其进一步包括:所述效率测量电路的输出是数字值；以及数模转换器，其转换所述效率测量电路的所述输出为效率信号的模拟测量。
13.—种方法,其包括:在DC-DC转换器中，确定所述DC-DC转换器的效率测量；以及通过所述DC-DC转换器，输出所述效率测量。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括:通过所述DC-DC转换器，输出所述效率测量为数字值。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括:通过所述DC-DC转换器，输出所述效率测量为模拟值。
16.根据权利要求13所述的方法，所述DC-DC转换器接收输入电压，所述方法进一步包通过所述DC-DC转换器，产生输出电压；通过所述DC-DC转换器，产生所述输入电压和所述输出电压之间的中间电压；通过所述DC-DC转换器，确定所述输出电压与所述中间电压的比率；以及通过所述DC-DC转换器，输出作为效率测量的所述比率。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括: 联接所述输出电压到ADC的模拟输入电压；以及联接所述中间电压到所述 ADC的参考输入电压。
【文档编号】H02M3/155GK103516209SQ201310255104
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】C·W·霍尔斯特德 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司