具有负电流限制保护的开关调节器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了具有负电流限制保护的开关调节器，其中开关调节器包括通过电感器耦接到负载的电源级。切换电源级，使得在某一时段，电源级通过电源级的第一晶体管将正电流供应到负载，并且在其它时段，通过第二晶体管从负载汲取负电流。开关调节器进一步包括保护电路，可操作地响应于流经电感器的负电流超过预定的负阈值，迫使第二晶体管处于断开状态。
【专利说明】具有负电流限制保护的开关调节器
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关调节器(switching regulator),具体地为对开关调节器的负电流限制保护。
【背景技术】
[0002]开关调节器的健全操作包括正电流操作，即调节器的电源级(power stage)将(正)电流供应(source)给负载；以及负电流操作，即调节器的电源级从负载汲取(负)电流。大多数常规的开关调节器不提供负电流操作，而是试图完全地避免负电流操作。例如，DCM(不连续导电模式)下的操作能够防止负电流导电。调节器电源级的低侧晶体管通常具有负的dl/dt导电响应(conduction response),这意味着当低侧晶体管接通时，电流减小。在DCM下，一旦电流达到零，则低侧晶体管被断开。这样做防止电流变为负的，电流变为负值是许多应用所不希望的，这是因为在负电流导电期间所引起的导电损失会导致效率损失。然而，某些调节器必须依赖于负电流，以改进动态操作期间(例如负载释放(load release)(即，负载电流从高值改变为接近零的值)或负电压转换(transition) (S卩，电压从高值改变为较低值需要调节器使输出电容器放电))的性能。这对于多相转换器是特别实际的，其中每个单独的相的电流处理能力仅仅是转换器总电流处理能力的一部分。当负电流超过电源级晶体管的负电流处理能力时，会发生电源级的灾难性故障。
【发明内容】
[0003]根据用于开关调节器的电流限制保护的方法的实施方式，该方法包括:将通过电感器耦接到负载的电源级切换为使得在某一时段，电源级通过电源级的第一晶体管将正电流供应到负载，并且在其它时段，通过电源级的第二晶体管从负载汲取负电流；以及响应于流经电感器的负电流超过预定的负阈值，迫使第二晶体管处于断开状态。
[0004]根据开关调节器的实施方式，开关调节器包括:用于通过电感器耦接到负载的电源级；以及电流监测电路。电源级可操作地切换为使得在某一时段，电源级通过电源级的第一晶体管将正电流供应到负载，并且在其它时段，通过电源级的第二晶体管从负载汲取负电流。保护电路可操作地响应于流经电感器的负电流超过预定的负阈值，迫使第二晶体管处于断开状态。
[0005]根据用于多相开关调节器的电流限制保护方法的实施方式，其中多相开关调节器包括具有多个相的电源级，每个相具有通过电感器耦接到负载的高侧晶体管和低侧晶体管，该方法包括:在脉冲宽度调制控制器的控制下，将电源级的相切换为使得在某一时段，电源级通过一个或多个高侧晶体管将正电流供应到负载，在其它时段，通过一个或多个低侧晶体管从负载汲取负电流；以及响应于流经一个或多个电感器的负电流超过预定的负阈值，迫使脉冲宽度调制控制器切断每个低侧晶体管。
[0006]根据多相开关调节器的实施方式，多相开关调节器包括具有多个相的电源级、脉冲宽度调制控制器和电流监测电路。电源级的每个相具有用于通过电感器耦接到负载的高侧晶体管和低侧晶体管。脉冲宽度调制控制器可操作地将电源级的相切换为使得在某一时段，电源级通过一个或多个高侧晶体管将正电流供应到负载，以及在其它时段，通过一个或多个低侧晶体管从负载汲取负电流。保护电路可操作地响应于流经一个或多个电感器的负电流超过预定的负阈值，迫使脉冲宽度调制控制器切断一个或多个低侧晶体管。
[0007]本领域的普通技术人员在阅读完下面的详细描述并且看过附图之后，将认识到另外的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图中的元件不必相对于彼此按比例绘制。相似的参考标号指示相应类似的部件。各个示出的实施方式的特征可以组合，除非它们相互排斥。在附图中描述并且以下详细地描述了实施方式。
[0009]图1示出了具有负电流限制保护的开关调节器的框图。
[0010]图2示出了对开关调节器的负电流限制保护的实施方式的流程图。
[0011]图3示出了根据实施方式的具有负电流限制保护和不具有负电流限制保护的开关调节器的比较操作的曲线图。
[0012]图4示出了对开关调节器的正和负电流限制保护的实施方式的流程图。
[0013]图5A至图5C示出了用于确定开关调节器的负电流水平的检测电路(sensecircuit)的不同实施方式的框图。
[0014]图6示出了具有负电流限制保护的开关调节器的详细框图。
【具体实施方式】
[0015]本文所描述的实施方式通过迫使调节器的电源级进入负电流不超过预定限制的切换状态，来提供对开关调节器的负电流限制保护。本文中描述的负电流限制保护技术能够应用到任何开关调节器构造中，包括:降压型；升压型；降压-升压型；回扫式；推挽式；半桥式；全桥式；和SEPIC (单端初级电感转换器)。降压型转换器产生低于输入DC电压的输出DC电压。升压型转换器产生高于输入电压的输出电压。降压-升压型转换器产生极性与输入电压相反的输出电压。回扫式转换器产生小于或高于输入电压的输出电压以及多个输出电压。推挽式转换器是在低输入电压时特别高效的二晶体管转换器。半桥式转换器是在许多离线应用中使用的二晶体管转换器。全桥式转换器是通常使用在能够产生非常高的输出功率的离线设计中的四晶体管转换器。SEPIC是DC-DC转换器类型，其允许其输出端的电压大于、小于或等于其输入端的电压。
[0016]对于每种类型的开关调节器构造，通过支持正电流操作和负电流操作而提供稳健操作，即调节器的电源级能够从负载汲取(负)电流，并且将(正)电流供应到负载。为了确保在负电流条件下的安全操作，开关调节器中的负电流限制保护电路确保负电流保持在低于可接受的限制，高于该限制就会发生调节器电源级故障。
[0017]接下来描述的是负电流限制保护技术的实施方式，并且接下来所描述的是在多相开关模式降压型转换器的背景下进行说明的，其中对于调节器的每个相提供负电流限制保护。本领域内技术人员应该理解，本文中描述的负电流限制保护实施方式能够容易地应用到其它开关调节器构造中，即便是修改，也只是需要微小的修改。此类修改完全是在本领域内技术人员的能力范围之内的，不需要过度的实验。例如，本文中描述的负电流限制保护实施方式能够以和多相降压型转换器相同的方式容易地应用到单相降压型转换器调节器中。在多相降压型转换器情况下，负电流极值可能更广泛存在，因此与单相降压型转换器相比，各相之间会存在更大的不平衡。在每种情况下，负电流限制保护技术保护单相或多相免受过量负电流状态。
[0018]图1示出了包括电源级100的多相开关调节器的实施方式，其中电源级100包括多个相。每个相具有通过电感器(L)耦接到负载(C)的高侧晶体管(HS)和低侧晶体管(LS)。在不同时段，每个相的高侧晶体管将负载可切换地连接到输入电压(Vin)，并且相应的低侧晶体管将负载可切换地连接到地。图1中示出存在三个相(N=3)，然而可以提供任何数目的相。可替换地，可以通过省略N中的2个相，而仅提供单相。
[0019]在每种情况下，脉冲宽度调制(PWM)控制器110切换电源级100的相，使得在一些时段，电源级100通过一个或多个高侧晶体管将正电流供应到负载，而在其它时段，通过一个或多个低侧晶体管从负载汲取负电流。也就是说，开关调节器在具有电流汲取能力的连续导电模式(CCM)下操作。有时(例如在轻负载条件期间)，可以激活仅第一相(N=l)。可以激活一个或多个附加相(N=2以上)，以支持负载对更大电力的需求。为此，PWM控制器110向连接到电源级100每个相的驱动器120提供控制信号。响应于PWM控制器110提供的信号，驱动器120提供栅极驱动信号(GHN、GLN)至相应相的高侧和低侧晶体管的栅极。至少部分基于施加到负载的输出电压(Vsense)，确定相的激活状态以及高侧和低侧晶体管的占空比，以使得调节器能够尽可能迅速并且可靠地对改变的负载条件作出反应。
[0020]电源级100将(正)电流供应到负载，并且从负载汲取(负)电流。例如，当输出电压改变非常迅速时，电源级100可以汲取电流。在此类条件下，负载电容是放电的，并且能量能够返回到电源级100。此外，如果没有减轻，会发生破坏敏感的负载(例如微处理器、图形处理器、网络处理器或数字信号处理器)的故障。不是破坏负载，故障引起的负电流返回到电源级100而不是被负载所吸收。在瞬时负载放电、动态电压变化、多负载模块并行操作以及负载停止操作的期间，负电流条件也会发生。通常，在负电流条件下，通过PWM控制器110正常地切断(即非导电的)电源级100的高侧晶体管，并且正常接通(即，非导电的)低侧晶体管，从而将负电流汲取到地。
[0021]电源级100的电流处理能力是不对称的，具体地电源级100的正供应电流能力通常远远超过负汲取电流能力。例如，在降压型转换器中，当切断低侧晶体管，并且迫使电流流经高侧晶体管的体二极管时，大的负电流是个问题。高侧晶体管的体二极管的电流处理能力通常较低，这是因为例如相对于低侧晶体管其尺寸较小，以及高侧晶体管的浮置本性(例如没有端子接地)。
[0022]为了防止电源级100中的过量负电流，开关调节器包括保护电路130，用于确保流经一个或多个输出电感器的负电流不超过预定的负电流阈值(在图1中以NCL表示)。这样，调节器系统受益于某些量的负电流能力，而没有将系统暴露于过量负电流引起的灾难性故障中。可以对电源级100的所有相，提供单个保护电路130，或者对每个相提供不同的保护电路130。
[0023]图2示出了通过保护电路130实施负电流限制保护的方法的实施方式。在正常操作(200)期间，PWM控制器110控制电源级100的每个相，以满足负载的电力需求。这包括在不同时段提供正(供应)电流操作和负(汲取)电流操作。在负电流操作期间，保护电路130确定流经调节器的一个或多个输出电感器的负电流(Isense)是否超过预定的负电流阈值NCL (210)。如果负电流没有超过阈值(即，负电流比阈值具有更小的量值)，则正常的PWM操作继续。然而，如果负电流超过阈值，则保护电路130通过迫使PWM控制器110切断一个或多个低侧晶体管，使正常的PWM操作无效(220)。这样一来防止了负电流的量值进一步增加。
[0024]在过量负电流的情况下，保护电路130向PWM控制器110提供控制信号(Cl、C2……CN)，以使PWM控制器110无效。在一个实施方式中，当负电流超过阈值时，保护电路130迫使PWM控制器110接通电源级100的一个或多个高侧晶体管，使得通过每个接通的高侧晶体管而不是低侧晶体管来汲取负电流。在另一个实施方式中，保护电路130迫使PWM控制器110保持一个或多个高侧晶体管处于断开状态，使得通过处于断开状态的每个高侧晶体管的体二极管而不是相应的低侧晶体管来汲取负电流。在每种情况下，当超过阈值时，保护电路130防止负电流进一步增大，同时通过电源级100的高侧安全地汲取现有的负电流。
[0025]负电流限制事件平息之后，保护电路130准许PWM控制器110恢复对电源级100的完全控制(即，正常的PWM操作)(230)。在一个实施方式中，在自确定负电流超过阈值时逝去预定时间量之后，保护电路130确定负电流限制事件可能平息。例如，保护电路130可设定检测到负电流限制事件时的定时器，并且假定计时器终止时事件已经平息。在另一个实施方式中，紧接在确定负电流超过阈值所在的PWM时段之后的PWM时段期间，保护电路130准许PWM控制器110在指定时间点恢复正常的PWM操作。例如，当PWM控制信号从高变低或从低变高时，或在转换之间的某个点上(例如在转换之间的中途时)，PWM控制器110能够恢复正常的PWM操作。在另一个实施方式中，响应于负电流降低到低于第二预定负阈值(其中例如，如图3所示，第二预定负阈值比第一阈值具有更小的量值)，保护电路130准许PWM控制器110恢复正常的PWM操作。
[0026]图3绘出示例性多相开关调节器的三个相的电流。在第一个200 u s期间，开关调节器以正电流模式操作，即电源级100通过一个或多个高侧晶体管将电流供应到负载。引起负电流事件发生的条件发生，即电源级100开始通过一个或多个低侧晶体管从负载汲取电流。当通过一个或多个输出电感器的负电流(I sense )超过预定的负电流阈值(NCLl),保护电路130经由提供给PWM控制器110的控制信号(Cl、C2……CN)，使PWM控制器110无效。响应地，保护电路130迫使PWM控制器110切断电源级100的低侧晶体管或者接通一个或多个高侧晶体管以汲取负电流，或保持所有高侧晶体管处于断开状态，使得高侧晶体管的体二极管汲取负电流。在任何一种情况下，保护电路130防止负电流超过较低的阈值。
[0027]在图3中，仅为了示意性目的，将较低的阈值示出为-40A。低侧晶体管保持断开直至负电流降低到低于较低的预定负阈值(NCL2)。在图3中，仅为了示意性目的，将较低的阈值为-20A。当负电流降低到低于较低的阈值时，PWM控制器110准许恢复电源级100的完全控制。这可以包括如图3所示的连续负电流操作。
[0028]每当负电流超过较大的阈值(NCLl)时，保护电路130使PWM控制器110失效，并且当负电流降低到低于较低的阈值(NCL2)时，准许PWM控制器110恢复对电源级100的完全控制。阈值的选择可以取决于几个因素，并且各种阈值界限是在
【发明者】预期之中的。在每种情况下，防止电源级100汲取的负电流变得太大。为了比较的目的，在图3中还示出了没有负电流限制保护的相电流。没有负电流保护的情况下，负电流处理地更快，但是真正的危险是损坏电源级100的高侧晶体管，这是由于过大的负电流所致。
[0029]图4示出了通过保护电路130实施的正电流限制保护和负电流限制保护的方法的实施方式。在正常操作期间(300)，PWM控制器110控制电源级100的每个相以满足负载的电力需求。这包括提供正(供应)电流操作和负(汲取)电流操作。在正电流操作期间，保护电路130确定流经调节器中的一个或多个输出电感器的正电流(Isense)是否超过预定的正电流阈值NCL (310)。如果正电流超过阈值，则保护电路130通过迫使PWM控制器110断开一个或多个高侧晶体管，并且接通一个或多个低侧晶体管，来使正常的PWM操作无效(override) (320)。这样一来防止正电流进一步增加。正电流限制事件平息之后，保护电路130准许PWM控制器110恢复对电源级100的完全控制(即，正常的PWM操作)(330)。否则，在正电流限制事件期间，保护电路130继续使PWM控制器110失效。
[0030]在负电流操作期间，保护电路130确定流经调节器的一个或多个输出电感器的负电流(I sense )是否超过负电流阈值NCL (340 )。如果负电流没有超过阈值(即，负电流比阈值具有更小的量值)，则正常的PWM操作继续。然而，如果负电流超过阈值，则保护电路130通过迫使PWM控制器110切断一个或多个低侧晶体管来防止负电流量值进一步增加，并且通过根据本文中先前描述的任何实施方式的电源级100的高侧汲取负电流，使正常的PWM操作无效(350)。负电流限制事件平息之后，保护电路130准许PWM控制器110恢复对电源级100的完全控制(360)。否则，在负电流限制事件期间，保护电路130继续使PWM控制器110失效。
[0031]如图1所示，保护电路130基于表示流经每个电感器的电流量的反馈信息
(IsenseU Isense2......1senseN)确定是否超过负电流限制阈值和正电流限制阈值，其中
电感器将输出级100的相耦接到负载。在一个实施方式中，串联连接的电阻器(R)和电容器(C)与每个电感器(L)并联连接，并且如图5A所示，反馈信息对应于电容器两端的电压(Vc)0在另一个实施方式中，电阻器与每个电感器串联连接，并且如图5B所示，反馈信息对应于电阻器两端的电压(VK)。在另一个实施方式中，镜像(miiTor)电路400连接到每个相的低侧或高侧晶体管上，并且如图5C所示，反馈信息对应于镜像电路400的电压(VM)。在另一个实施方式中，保护电路130基于PWM控制器110提供的电源级100的开关状态，确定流经每个相的电感器的负电流是否超过预定的负阈值。
[0032]图6示出了具有负电流限制保护的开关调节器的实施方式。根据这个实施方式，PWM控制器110使用电压检测输入(VSEN)来测量输出电压和电压识别(VID)，以设定调节器设定点，即负载电流为零时的目标电压。动态的电压转换电路500通过使目标电压斜升(ramp)，控制从一个VID到另一个VID的改变。参考DAC (数字模拟转换器)510将用于调节器的目标电压设置为与VSEN比较的模拟参考电压。电压检测ADC (模拟数字转换器)520将误差电压(即目标电压和电压检测之间的差)转变为数字表示。PID (比例-积分-微分)滤波器530实施补偿传递函数，其中误差电压作为输入，占空比作为输出。PWM控制器110将数字的占空比表示转变为脉冲宽度调制的波形，PWM控制器110与驱动器120连接以控制电源级100的开关状态。电流检测ADC540将电流检测输入转变为相电流信息。自适应电压位置电路550将相电流信息转变为与设定点的偏移量，从而基于负载电流设置调节器目标电压。电流平衡电路560将相电流信息转变为对每个单独相的占空比的调整，从而调整相电流使得其保持平衡。保护电路130监测相电流，并且可以迫使PWM控制器110修改PWM脉冲，以如本文中之前所述确保相电流不超过正限制或负限制。另外，如果在不超过一些其它正限制或负限制的情况下不能保持调节器操作，则保护电路130通过关闭调节器，还可以提供过电流保护(OCP)。过电压保护(OVP)电路570监测输出电压，从而确保输出电压在操作的一些合理范围之内。如果在不超过某一限制的情况下不能保持调节器操作，则OVP电路570还可以关闭调节器。
[0033]使用术语例如“第一”、“第二”等来描述各种元件、区域、部分等，并且也不意味着是限制性的。在整篇说明书中，相似的术语指的是相似的元件。
[0034]如本文中所使用的，术语“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等是开放式终止的术语，其指示存在陈述的元件或特征，但是不排除附加的元件或特征。除非文中明确说明，否则冠词“一”、“一个”和“这个”意味着包括复数以及单数。
[0035]应该理解，除非明确说明，否则本文中描述的各种实施方式的特征可以彼此结合。
[0036]虽然本文中已经说明和描述了具体的实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，在不背离本发明保护范围的情况下，各种替代性和/或等同实施方式可以取代所示出和描述的【具体实施方式】。本申请意旨涵盖本文中讨论的【具体实施方式】的任何调整和变化。因此,意旨本发明仅由权利要求和其等同物来限定。
【权利要求】
1.一种用于开关调节器的电流限制保护方法，所述方法包括: 切换通过电感器耦接到负载的电源级，使得在某一时段所述电源级通过所述电源级的第一晶体管将正电流供应到所述负载，并且在其它时段通过所述电源级的第二晶体管从所述负载汲取负电流；以及 响应于流经所述电感器的所述负电流超过第一预定的负阈值，迫使所述第二晶体管进入断开状态。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，响应于流经所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，接通所述第一晶体管，使得所述第一晶体管而不是所述第二晶体管汲取所述负电流。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，响应于流经所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，保持所述第一晶体管处于断开状态，使得所述第一晶体管的体二极管而不是所述第二晶体管汲取所述负电流。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过脉冲宽度调制控制器控制所述电源级的操作，并且其中响应于流经所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，使所述脉冲宽度调制控制器对所述电源级的控制失效。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括:响应于自流经所述电感器的所述负电流被确定为超过所述第一预定的负阈值之后逝去预定时间量，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述电源级的完全控制。
6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括:紧接在流经所述电感器的所述负电流被确定为超过所述第一预定的负阈值所在的时段之后的脉冲宽度调制时段期间，准许所述脉冲宽度调制控制器在指定时间点恢复对所述电源级的完全控制。
7.根据权利要求4所述的方法，进一步包括:响应于流经所述电感器的所述负电流降低到低于第二预定的负阈值，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述电源级的完全控制，其中所述第二预定的负阈值比所述第一预定的负阈值具有更小的量值。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:响应于流经所述电感器的所述正电流超过预定的正阈值，迫使所述第一晶体管处于断开状态。
9.一种开关调节器，包括: 电源级，所述电源级通过电感器耦接到负载，所述电源级可操作地切换为在某一时段所述电源级通过所述电源级的第一晶体管将正电流供应到所述负载，并且在其它时段通过所述电源级的第二晶体管从所述负载汲取负电流；以及 保护电路，可操作地响应于流经所述电感器的所述负电流超过第一预定的负阈值，迫使所述第二晶体管处于断开状态。
10.根据权利要求9所述的开关调节器，其中，所述保护电路可操作地响应于流经所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，接通所述第一晶体管，以使得所述第一晶体管而不是所述第二晶体管汲取所述负电流。
11.根据权利要求9所述的开关调节器，其中，所述保护电路可操作地响应于流经所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，保持所述第一晶体管处于断开状态，使得所述第一晶体管的体二极管而不是所述第二晶体管汲取所述负电流。
12.根据权利要求9所述的开关调节器，进一步包括脉冲宽度调制控制器，所述脉冲宽度调制控制器可操作地控制所述电源级的操作，并且其中所述保护电路可操作地响应于流经所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，使所述脉冲宽度调制控制器对所述电源级的控制失效。
13.根据权利要求12所述的开关调节器，其中，所述保护电路可操作地响应于自流经所述电感器的所述负电流被确定为超过所述第一预定的负阈值之后逝去预定时间量，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述电源级的完全控制。
14.根据权利要求12所述的开关调节器，其中，所述保护电路可操作地于紧接在流经所述电感器的所述负电流被确定为超过所述第一预定的负阈值的时段之后的脉冲宽度调制时段期间，准许所述脉冲宽度调制控制器在指定时间点恢复对所述电源级的完全控制。
15.根据权利要求12所述的开关调节器，其中，所述保护电路可操作地响应于流经所述电感器的所述负电流降低到低于第二预定的负阈值，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述电源级的完全控制，其中第二预定的负阈值比所述第一预定的负阈值具有更小的量值。
16.根据权利要求9所述的开关调节器，其中，所述保护电路进一步可操作地基于与电阻器串联的电容器两端的电压，确定流经所述电感器的所述负电流是否超过所述第一预定的负阈值，其中所述电容器和所述电阻器与所述电感器并联连接。
17.根据权利要求9所述的开关调节器，其中，所述保护电路进一步可操作地基于与所述电感器串联的电阻器两端的电压，确定流经所述电感器的所述负电流是否超过所述第一预定的负阈值。
18.根据权利要求9所述的开关调节器，其中，所述保护电路进一步可操作地基于连接到所述第一晶体管或所述第二晶体管的镜像电路的电压，确定流经所述电感器的所述负电流是否超过所述第一预定的 负阈值。
19.根据权利要求9所述的开关调节器，其中，所述保护电路进一步可操作地基于所述电源级的开关状态，确定流经所述电感器的所述负电流是否超过所述第一预定的负阈值。
20.一种用于多相开关调节器的电流限制保护方法，所述多相开关调节器包括具有多个相的电源级，其中每个相具有通过电感器耦接到负载的高侧晶体管和低侧晶体管，所述方法包括: 在脉冲宽度调制控制器的控制下，将所述电源级的相切换为在某一时段所述电源级通过一个或多个所述高侧晶体管将正电流供应到所述负载，并且在其它时段，通过一个或多个所述低侧晶体管从所述负载汲取负电流；以及 响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流超过第一预定的负阈值，迫使所述脉冲宽度调制控制器切断一个或多个所述低侧晶体管。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括:响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，接通一个或多个所述高侧晶体管，使得一个或多个接通的所述高侧晶体管而不是所述低侧晶体管汲取所述负电流。
22.根据权利要求20所述的方法，进一步包括:响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，保持一个或多个所述高侧晶体管处于断开状态，使得处于断开状态的所述一个或多个高侧晶体管的体二极管而不是相应的所述低侧晶体管汲取所述负电流。
23.根据权利要求20所述的方法，进一步包括:响应于自流经一个或多个所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值之后逝去预定时间量，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述低侧晶体管的完全控制。
24.根据权利要求20所述的方法，进一步包括:紧接在流经所述电感器的所述负电流被确定为超过所述第一预定的负阈值的时段之后的脉冲宽度调制时段期间，准许所述脉冲宽度调制控制器在指定时间点恢复对所述电源级的完全控制。
25.根据权利要求20所述的方法，进一步包括:响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流降低到低于第二预定的负阈值，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述低侧晶体管的完全控制，其中第二预定的负阈值比所述第一预定的负阈值具有更小的量值。
26.一种多相开关调节器，包括: 包括多个相的电源级，每个相具有通过电感器耦接到负载的高侧晶体管和低侧晶体管； 脉冲宽度调制控制器，可操作地将所述电源级的相切换为在某一时段，所述电源级通过一个或多个所述高侧晶体管将正电流供应到所述负载，并且在其它时段，通过一个或多个所述低侧晶体管从所述负载汲取负电流；以及 一个或多个保护电路，可操作地响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流超过第一预定的负阈值，迫使所述脉冲宽度调制控制器切断一个或多个所述低侧晶体管。
27.根据权利要求26所述的多相开关调节器，其中，所述一个或多个保护电路可操作地响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，迫使所述脉冲宽度调制控制器接通一个或多个所述高侧晶体管，使得所述一个或多个接通的高侧晶体管而不是所述低侧晶体管汲取所述负电流。
28.根据权利要求26所述的多相开关调节器，其中，所述一个或多个保护电路可操作地响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流超过所述第一预定的负阈值，迫使所述脉冲宽度调制控制器保持一个或多个所述高侧晶体管处于断开状态，使得处于断开状态的所述一个或多个高侧晶体管的体二极管而不是所述相应低侧晶体管汲取所述负电流。
29.根据权利要求26所述的多相开关调节器，其中，所述一个或多个保护电路可操作地响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流被确定超过所述第一预定的负阈值之后逝去预定的时间量，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述低侧晶体管的完全控制。
30.根据权利要求26所述的多相开关调节器，其中，所述一个或多个保护电路可操作地紧接在流经一个或多个所述电感器的所述负电流被确定为超过所述第一预定的负阈值的时段之后的脉冲宽度调制时段，准许所述脉冲宽度调制控制器在指定时间点恢复对所述低侧晶体管的完全控制。
31.根据权利要求26所述的多相开关调节器，其中，所述一个或多个保护电路可操作地响应于流经一个或多个所述电感器的所述负电流降低到低于第二预定的负阈值，准许所述脉冲宽度调制控制器恢复对所述低侧晶体管的完全控制，其中第二预定的负阈值比所述第一预定的负阈值具有更小的量值。
32.根据权利要求26所述的多相开关调节器，其中，所述一个或多个保护电路进一步可操作地响应于流经一个或多个所述电感器的所述正电流超过预定的正阈值，迫使所述脉冲宽度调制控制器切断一个或多个所述高侧晶体管以进入断开状态。
【文档编号】H02M3/156GK103606894SQ201310272479
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】本杰明·唐, 阿米尔·巴扎德赫 申请人:英飞凌科技奥地利有限公司