用于多模smps转换器的高分辨率控制和高分辨率斜坡发生器的制造方法

用于多模smps转换器的高分辨率控制和高分辨率斜坡发生器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于多模SMPS转换器的高分辨率控制和高分辨率斜坡发生器。在各种实施例中，提供了一种用于控制开关模式电源的操作的控制器，包括：第一信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合可以与所述开关模式电源的第一操作模式相对应；第二信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合可以与所述开关模式电源的第二操作模式相对应；选择电路，耦合到第一信号源和第二信号源，该选择电路被配置成选择第一信号集合或第二信号集合；切换信号生成电路，其耦合到所述选择电路且被配置成基于从所述选择电路接收到的信号集合将切换信号提供给所述开关模式电源。
【专利说明】用于多模SMPS转换器的高分辨率控制和高分辨率斜坡发生器
【技术领域】
[0001]各种实施例总体上涉及用于多模SMPS转换器的高分辨率控制和高分辨率斜坡发生器。
【背景技术】
[0002]普通的SMPS (开关模式电源)转换器可能能够以若干种操作模式来操作。各个操作模式之间的切换通过由操作状况(诸如输出负载和/或输入电压)来确定。例如，SMPS转换器可以在某些操作时段期间操作在CRM (临界导通模式)中，即在CCM (连续导通模式)和DCM (非连续导通模式)之间的边界处，并且在其他操作时段中，其可以操作在DCM中。在CCM中，流经SMPS转换器的电感器的电流从不下降到零，在DCM中，经过SMPS转换器的电感器的电流达到零且可以保持在该状态中达某一时间段。DCM由其操作稳定性以及其对计算能力的低需求来表征，因为存在足够的时间供监视和控制SMPS转换器的操作的控制环路电路计算下一切换循环所需的参数。给定操作模式所基于的调制技术也可以被更新，这归因于操作模式更新的直接施加，例如从峰值电流控制调制到时间固定控制调制。不同操作模式之间和/或不同调制技术之间的改变可能强加不同的资源使用。例如，尽管在峰值电流控制模式中可能需要一个比较器、斜坡发生器和定时器，但是这些资源可能不适于在时间固定调制中生成PWM (脉冲宽度调制)信号。
[0003]一般来说，与其实际操作模式无关地，SMPS转换器还可以具有非常高的切换频率，范围为几百千赫兹一直到兆赫兹，这导致需要高分辨率PWM (脉冲宽度调制)I信号。以实现控制环路内的最小误差为目的计算PWM信号的分辨率。这通常将强加例如下述内容:如果以IMHz操作的转换器需要10位分辨率，则PWM信号应该具有大致Ins的精确度/分辨率。
[0004]通常通过使用专用多模SMPS转换器控制器IC来解决对具有在各种不同操作模式中操作的能力的SMPS转换器的需要。从微控制器的观点来看，可以利用完全软件控制来解决该问题。这种类型的控制将需要重新配置整个控制环路(即，提供控制环路功能的硬件)或者使用双倍量的硬件资源，以便提供两个分离的控制环路，每一个对应于不同操作模式。尽管可能使用这样的控制器，但是通常不提供对于低负载操作状况的高分辨率PWM信号生成，因为随着用于高分辨率路径的硬件趋向于相当昂贵，专门生成对于高负载操作状况的PWM信号。
[0005]在用于SMPS (开关模式电源)的普通反馈控制环路中(例如在提供DC-DC转换的SMPS应用中)，在若干DC-DC拓扑中需要斜坡生成(斜波生成)，以便控制PWM (脉冲宽度调制)信号的占空比或切换频率，其控制SMPS中电源开关的状态。当使用不具有包括振荡器的内置标准斜坡发生器(斜波发生器)和特别为了该目的而开发的其他模拟部件的IC (集成电路)时，需要这种部件的外部实现或者需要经由软件来模拟斜坡生成功能。
[0006]使用外部斜坡发生器可能是昂贵的且进一步增加应用的整体尺寸。就所需的计算能力来说，在作为结果的信号被馈送到DAC (数模转换器)的情况下经由软件算法模拟斜坡发生器的其他可能性可能有问题。例如，在IMHz处，普通微控制器可能能够生成近似50个代码，每一个表示斜波信号(斜坡信号)的离散值。因此，由此产生的斜波信号的可实现的分辨率可能对许多应用来说太低。此外，通常可能需要覆盖关于所生成的斜波信号的分辨率和频率的各种各样的操作以满足客户的需要。然而，这可能难以经由软件实现。替换方案是在控制器中使用PLL (锁相环)以便为某一应用生成所有可能的时钟频率。然而，这种方法因PLL的相对较高成本而相当不现实。

【发明内容】

[0007]在各种实施例中，提供了 一种用于控制开关模式电源的操作的控制器，该控制器包括:第一信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合可以与所述开关模式电源的第一操作模式相对应；第二信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合可以与所述开关模式电源的第二操作模式相对应；耦合到所述第一信号源和第二信号源的选择电路，该选择电路被配置成选择第一信号集合或第二信号集合；切换信号生成电路，其耦合到所述选择电路且被配置成基于从所述选择电路接收到的信号集合将切换信号提供给所述开关模式电源。
[0008]在各种其他实施例中，提供了一种电路，其可以包括:输入端子，其被配置成接收时钟信号，其中所述时钟信号可以包括脉冲序列；位反转电路，其被配置成使数字字反转，每一个数字字与描述脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应；脉冲吞除电路，其被配置成接收时钟信号并当满足对于来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲的脉冲吞除条件时吞除该至少一个脉冲，且由此生成经过修改的时钟信号；以及数字斜波生成电路，其被配置成基于所述经过修改的时钟信号来提供数字斜波信号。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]在附图中，遍及不同视图，相似的附图标记通常指代相同的部分。附图不必按照比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。在下面的描述中，参考下面的附图来描述本发明的各种实施例，在附图中:
图1示出根据各种实施例用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器电
路；
图2示出根据各种实施例用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器电路的另一实施方式；
图3A示出根据各种实施例的可选调节电路，且图3B示出图2中所示的用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器电路的更详细视图；
图4示出根据各种实施例的选择电路；
图5示出根据各种实施例的更新信号处理电路；
图6示出根据各种实施例的SMPS转换器；
图7A和7B示出根据各种实施例呈现示例性SMPS转换器内的各种部件处的若干信号序列的图； 图8A到8C示出表示SMPS应用中的控制方案的图；
图9示出根据各种实施例用于提供高分辨率斜坡的电路的示意图；
图10示出根据各种实施例用于提供高分辨率斜坡的电路的另一示意图；
图11示出根据各种实施例的电路所使用和/或电路中生成的各种信号序列；
图12示出根据各种实施例用于提供高分辨率斜坡的电路的实施方式；
图13示出解释根据各种实施例的电路所使用的脉冲吞除方案和位反转方案的图；
图14示出根据各种实施例的电路所生成的示例性斜波信号；
图15示出根据各种实施例的电路所生成的另一示例性斜波信号；以及 图16示出解释根据各种实施例用于提供高分辨率斜波信号的方法的图。
【具体实施方式】
[0010]下面的详细描述参考以说明方式示出可在其中实行本发明的实施例和具体细节的附图。
[0011]这里使用词“示例性”来意指“用作示例、实例或图示”。这里被描述为“示例性”的任何实施例或设计不必被理解为比其他实施例或设计优选或有利。
[0012]本申请中所描述的主题可以解决下述问题:SMPS转换器的不同操作模式之间的切换以及同时能够在几乎没有任何软件交互的情况下保持高分辨率控制信号输出(具有皮秒分辨率)，该高分辨率控制信号控制SMPS转换器的至少一个电源开关。
[0013]在图1中，示出了用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器100(或控制电路)。一般来说，可以在非隔离类型或隔离类型的任何种类的SMPS转换器中提供控制器100，下面列出这两种类型的几个非限制性示例:非隔离类型例如是降压转换器、升压转换器或降压-升压转换器，隔离类型例如是反激式(flyback)转换器、(谐振)正激式(forward)转换器或推挽式转换器。
[0014]控制器100可以包括第一信号源102，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合可以与所述开关模式电源的第一操作模式相对应。该控制器100还可以包括第二信号源104，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合可以与所述开关模式电源的第二操作模式相对应。转换器100还可以包括选择电路106，其可以被耦合到第一信号源102 (例如耦合到其至少一个输出)且耦合到第二信号源104 (例如耦合到其至少一个输出)。该选择电路106可以被配置成从第一信号源102选择第一信号集合或者从第二信号源104选择第二信号集合，以及在其至少一个输出处提供所选的信号集合。根据各种实施例，该选择电路106可以被配置为多路径复用器，其至少在两个信号集合(例如第一信号集合和第二信号集合)之间进行复用，其中每一个信号集合包括至少两个信号，例如设置信号和清除信号。该选择电路106可以被耦合到切换信号生成电路108，其可以被配置成基于从选择电路106接收到的信号集合来例如在其至少一个输出(未在图1中示出)处给开关模式电源提供切换信号。所生成的切换信号可以例如是指定何时将被包括在SMPS转换器中的至少一个电源开关接通和关断的PWM信号。根据各种实施例，术语PWM信号事实上可以指代一个、一对或多个PWM信号，其中可以通过简单的变换(诸如时间移位或反转)将各个PWM信号变换成彼此。例如，当SMPS转换器包括两个电源开关时，可以将由信号生成电路108生成的PWM信号应用于电源开关中的一个，而可以将该PWM信号的反转版本应用于另一个电源开关。
[0015]在另一个可替换实施例中，电路100可以包括耦合到选择电路106的至少一个另外的信号源，以使得该选择电路106可以被配置成从至少3个信号集合选择一个信号集合且在其输出处提供所选信号集合。一般来说，可以根据SMPS转换器的期望操作模式的数目来选择根据各种实施例存在于电路100中的信号源的数目。
[0016]在图2中示出了用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器的更详细视图。在图2中所示的电路200的实施例中，包括两个信号源。然而，如之前所提到的，根据各种实施例，可以将多于两个信号源包括在电路200中。
[0017]根据各种实施例的控制器200可以包括第一信号源202和第二信号源204。每个信号源可以基于哪一个信号源可被配置成生成信号集合来接收N个输入信号，其中每个信号集合可以包括N个设置信号和N个清除信号。数字N可以与例如在对应SMPS转换器的微控制器中提供且被配置成从对应信号源接收信号的资源(诸如定时器、比较器)的量相联系。信号源的数目可以与操作模式的期望数目相对应。也就是说，每个信号源可以基于在结束时可为在某一操作模式中操作的SMPS转换器生成哪些切换信号来提供信号集合。可能的操作模式可以例如是高负载操作模式、正常负载操作模式或低负载操作模式。由每个信号源提供的每个信号集合还可以包括更新信号。该更新信号可以指示何时可以更新针对SMPS转换器的对应切换信号(例如P丽信号)。也就是说，更新信号可以指示SMPS转换器的新切换循环的开始。第一信号源202的输出可以被I禹合到选择电路206的第一输入208,以使得可以向选择电路206提供从第一信号集合生成的设置信号和清除信号。第一源202的另一输出可以被耦合到选择电路206的第三输入212，以使得可以向选择电路206提供与第一信号集合相关联的更新信号。因此，在该示例性示例中，向选择电路206提供从相应信号集合生成的三个信号。第二信号源204可以以相同方式耦合到选择电路206。也就是说，第二信号源204的输出可以耦合到选择开关206的第二输入210，以使得可以向选择电路206提供来自第二信号集合的设置信号和清除信号。第二信号源204的另一输出可以耦合到选择电路206的第四输入214，以使得可以向选择电路206提供与第二信号集合相关联的更新信号。针对更高数目的源选择器概括如下:如果提供了 N个选择电路，则可以向选择电路206提供N个设置信号、N个清除信号和N个更新信号。然而，每个源选择器可以被配置成生成被提供给选择电路206的多于三个所提到的信号(设置信号、清除信号、更新信号)。例如,可以由每个选择电路生成实现附加功能(诸如停止PWM生成、迫使根据各种实施例的控制器200的输出处于所定义的状态、关机)可能需要的另外的信号。
[0018]选择电路206可以包括第一选择构件230和第二选择构件232。第一选择构件230可以包括与选择电路206的第一输出216相对应的输出、与选择电路206的第一输入208相对应的第一输入和与选择电路206的第二输入210相对应的第二输入。类似地，第二选择构件232可以包括与选择电路206的第二输出216相对应的第一输出、与选择电路206的第三输入212相对应的第一输入和与选择电路206的第四输入214相对应的第二输入。选择电路206的第一输出216可以f禹合到被包括在根据各种实施例的电路200中的高分辨率信号转发电路220的一个输入,选择电路206的第二输出218可以I禹合到高分辨率信号转发电路220的另一输入。根据各种实施例的电路200还可以包括耦合到高分辨率信号转发电路220的输出的信号处理电路222。信号处理电路222的输出可以耦合到被包括在根据各种实施例的电路200中的切换信号生成电路224。该切换信号生成电路224可以包括例如具有RS触发器(flip-flop)形式的锁存器230。该锁存器230可以具有与切换信号生成电路224的第一输出226相对应的第一输出和与切换信号生成电路224的第二输出228相对应的第二输出。
[0019]第一选择构件230可以被配置成从在选择电路206的第一输入208处提供的第一信号集合选择设置信号和清除信号或者从在选择电路206的第二输入210处提供的第二信号集合选择设置信号和清除信号，并在选择电路206的第一输出216处提供所选设置信号和所选清除信号。第二选择构件232可以被配置成从在选择电路206的第三输入212处提供的第一信号集合选择更新信号或从在选择电路206的第四输入214处提供的第二信号集合选择更新信号，并在选择电路206的第二输出218处提供所选更新信号。第一选择构件230的状态和第二选择构件232的状态可以例如由SMPS转换器的状态规定，即，由SMPS转换器的当前操作模式规定。第一选择构件230的状态和第二选择构件232的状态可以相联系。也就是说，选择电路206可以被配置成使得这两个选择构件选择来自同一信号源的信号。换言之，选择构件可以从第一信号源202或从第二信号源204(或者从可在根据各种实施例的电路200中提供的至少一个另外的信号源)选择设置信号、清除信号和对应的更新信号。因此，在图2中所示的电路200的实施例中，选择电路206可以被配置成采用两个配置中的一个。在第一配置中，第一选择构件230可以被配置成接收在选择电路206的第一输入208处提供的(一个或多个)信号，且在选择电路206的第一输出216处输出它们，并且，第二选择构件232可以被配置成接收在电路206的第三输入212处提供的更新信号，且在选择电路206的第二输出218处输出它。在第二配置中，第一选择构件230可以被配置成接收在选择电路206的第二输入210处提供的(一个或多个)信号，且在选择电路206的第一输出216处输出它们，并且，第二选择构件232可以被配置成接收在电路206的第四输入212处提供的更新信号，且在选择电路206的第二输出218处输出它。可以根据SMPS转换器要处于的或其要进入的操作模式来在第一配置和第二配置之间切换(或者在至少三个不同配置中间切换)选择电路206。
[0020]可以通过高分辨率转发电路220将在选择电路206的第一输出216处提供的所选设置信号和所选清除信号变换成高分辨率信号。也就是说，高分辨率转发电路220可以被配置成例如通过以高采样频率对由选择电路206提供的所选设置信号和所选清除信号进行采样,将所选设置信号和所选清除信号变换成对应的高分辨率信号。高分辨率信号转发电路220还可以被配置成基于从选择电路206接收的更新信号来调整高分辨率设置信号和高分辨率清除信号。该调整可以即时执行且可以在选择开关206从一个配置转移到另一配置时(即，在取消选择一个信号集合且选择另一信号集合以供高分辨率信号转发电路220进一步处理时)的情形中发生。该高分辨率信号转发电路220还可以被配置成使来自两个不同信号集合的更新信号同步，以使得可以实现一个切换信号(例如基于一个信号集合(例如来自第一信号源的信号集合)的PWM信号)和另一切换信号(例如基于另一信号集合(例如来自第二信号源的信号集合)的PWM信号)之间的无障碍转移。稍后将更详细地解释高分辨率信号转发电路220的功能。
[0021]高分辨率信号转发电路220可以被配置成向信号处理电路222输出高分辨率信号，该信号处理电路222可以被配置为死区时间发生器，以便将死区时间引入到切换信号中，即相对于其输出中的一个在时间上延迟其输出中的另一个的接通和/或关断。然后可以将由信号处理电路222输出的经过死区时间调整的高分辨率设置/清除信号应用于切换信号生成电路224，其可以被配置成生成用于在SMPS转换器中提供的至少一个电源开关的切换信号。然而，信号处理电路222可以被配置成实施附加功能，例如使输出箝位和/或将某一值强加于控制器200的输出上。如之前所提到的，切换信号可以是具有下述占空比的PWM信号:该占空比被调整以使得SMPS转换器能够向与其耦合的负载提供期望的输出电压。切换信号生成电路224可以包括锁存器230，其可以被配置成在切换信号生成电路224的第一输出226和第二输出228处输出切换信号。
[0022]根据各种实施例的电路可以被配置成为对于SMPS转换器的切换信号(例如PWM信号)的生成提供多路径控制。可以选择至少两个信号源中的一个且可以生成对应的切换信号。这里，切换信号可以指代包括可被提供给高分辨率信号转发电路220的设置信号和清除信号的集合。可以在高分辨率信号转发电路220内即时再分配与对应信号源相联系的要使用的更新信号。因此，可以保持可逐个循环发生的当前要被高分辨率信号转发电路220用来处理的设置/清除信号的更新的同步。利用该多控制方案，可以有可能根据SMPS转换器的期望操作模式而具有针对各信号源中的每一个预编程的工作状况并在它们之间切换。同时，可以大幅减少针对不同SMPS转换器操作模式生成最终切换信号所需的(硬件)资源的数目，因为仅需要提供一个具有高分辨率信号转发电路220形式的高分辨率路径。
[0023]每当选择电路206从一个配置转移到另一配置中时(即每当SMPS转换器的操作模式之间的转移发生时)，都可以激活/去激活提供设置信号和清除信号(和更新信号)的对应信号源。在用于切换信号的生成的两个信号集合之间的切换期间，不会失去切换信号从取消选择的更新信号到新选择的更新信号的更新的同步性。可以与针对设置/清除信号的信号源的切换并行地切换要由高分辨率信号转发电路220使用的更新信号。
[0024]可以通过启用和禁用最初生成信号(在图2中该信号是第一信号源202的N个输入信号和第二信号源204的N个输入信号)的相应源来执行关于哪个或哪些信号被用来在第一输出226和第二输出228处生成(一个或多个)PWM信号的选择过程。然而，该过程可能是复杂操作，其可以涉及若干硬件和软件操作，将不想要的复杂度添加到在不同操作模式之间的切换的过程。因此，通过例如借助于选择电路206来与相应源无关地在单独级处执行选择，可以解决该问题。可以借助于高分辨率信号转发电路220来维护本操作模式和下一操作模式的切换信号之间的同步性。
[0025]根据各种实施例的电路还可以具有以下优点:根据各种实施例的电路内的软件交互可以被降低，因为可能不需要其完全重新配置过程。高分辨率信号转发电路220中的高分辨率设置/清除信号的逐个循环更新之间的同步性与由选择电路206当前选择且为切换信号的生成提供信号集合的信号源相联系。若干个信号源可以被用于控制处于若干个不同操作模式中的SMPS转换器，例如即使在低负载操作模式中具有高分辨率。来自对应信号源的各个信号集合之间的切换可以动态地进行，以便保持切换信号(例如由切换信号生成电路224输出的PWM信号)的逐个循环更新的同步性。根据各种实施例，术语逐个循环可以描述在每个循环中发生的过程，即，在可由切换信号内的一个两个连续集合信号定义的SMPS转换器的每个切换循环中发生的过程。
[0026]图3A示出根据各种实施例的可选调节电路300，并且图3B示出根据各种实施例用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的电路350的更详细实施方式。
[0027]根据各种实施例的调节电路300可以包括第一信号源302和第二信号源304。在图3A中仅显示第一信号源302，其全部将被详细描述，因为第二信号源304可以具有相同的实现。因此，关于第一信号源302描述的每个方面可以类似地应用于第二信号源304。第一信号源302可以包括第一输入端子306、第二输入端子308和第三输入端子310,其中这些输入端子可以被配置为多路径输入端子。可以将第一 N个输入信号集合应用于第一信号源302的第一输入端子306,可以将第二 N个输入信号集合应用于第一信号源302的第二输入端子308,且可以将第三N个输入信号集合应用于第一信号源302的第三输入端子310。第一 N个输入信号集合和第二 N个输入信号集合可以包括例如由比较器和定时器生成的信号。第三N个输入信号集合可以包括同步信号，其中每个同步信号可以与来自第一N个输入信号和来自第二 N个输入信号的其对应输入信号相关联。根据被提供给信号源的信号，可以由根据各种实施例的用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器来得到(一个或多个)PWM信号。可以将第一 N个输入信号集合应用于第一复用器312的第一多路径输入端子且可选地应用于第二复用器314的第一多路径输入端子和第三复用器316的第一多路径输入端子。可以将第二 N个输入信号集合应用于第一复用器312的第二多路径输入端子且可选地应用于第二复用器314的第二多路径输入端子和第三复用器316的第二多路径输入端子。第一输入端子306和复用器之间的虚线以及第二输入端子308和复用器之间的虚线指示可取决于系统连接的实际设置的可选或可替换连接。可以将第三N个输入信号集合应用于第三复用器316的第三输入。在第一信号源302中提供的复用器可通过可在其(一个或多个)相应控制输入处被提供给复用器中的每一个的配置参数而配置。第一复用器312的输出可以I禹合到第一信号调节电路318的输入。第二复用器314的输出可以I禹合到第二信号调节电路320的输入。第三复用器316的输出可以耦合到第三信号调节电路322的输入。作为可选部件的信号调节电路可以被配置成根据具有针对被应用于第一信号源302的另一输入326的调节的附加信号的形式的配置信息来处理被应用于其输入的信号。各信号调节电路中的每一个可以包括具有边沿选择器、与(AND)门、或(OR)门和/或模式检测器的形式的逻辑，例如以便提供适当的信号处理/调节功能。例如，可以提供(一个或多个)信号调节电路，以便选择被提供给相应信号调节电路的对应信号的上升沿还是下降沿要被选为生成设置/清除信号的基础。各信号调节电路中的每一个可以耦合到第一信号源302的相应输出，即，第一信号调节电路318可以耦合到第一输出324以使得可以在其处提供第一设置信号Set_latch_0，第二调节电路320可以耦合到第二输出328以使得可以在其处提供第一清除信号Clear_latch_0，且第三调节电路322可以耦合到第三输出330以使得可以在其处提供第一逐个循环PWM同步更新信号。第二信号源304可以具有相同的内部结构且因此具有可提供第二设置信号Set_latch_l的第一输出332、可提供第二清除信号Clear_latch_l的第二输出334、和可提供第一逐个循环PWM同步更新信号的第三输出。图3A中示出的调节电路300提出电路的一个可能示例性实施例，从功能的观点来看其可以被看作通用信号调节电路。
[0028]在图3B中，示出了根据各种实施例用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器电路的更详细视图。根据各种实施例用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的电路350可以包括模式选择电路354。该模式选择电路354可以被配置成接收N批的N个输入信号352和模式参数356。该模式选择电路354可以包括根据各种实施例的调节电路300。因此，该模式选择电路354可以被配置成输出所选设置信号358、所选清除信号360和所选逐个循环PWM同步更新信号362。换言之，该模式选择电路354可以被配置成提供所选设置信号358、所选清除信号360和所选逐个循环PWM同步更新信号362。模式参数356可以包含关于在模式选择电路354内发生的所选设置信号358、所选清除信号360和所选逐个循环PWM同步信号362的选择过程以及SMPS的操作模式的信息。
[0029]该模式选择电路354可以耦合到高分辨率插入电路364，其可以被配置成接收所选设置信号358、所选清除信号360和用于逐个循环PWM信号配置更新的所选PWM同步更新信号363。高分辨率插入电路364还可以被配置成接收第一配置参数集合366和第二配置参数集合368。该第一配置参数集合366可以定义对于SMPS转换器的不同操作模式中的每一个使用哪种类型的调整，例如是否仅调整所选设置信号358、是否仅调整所选清除信号360或者是否调整设置信号358和清除信号360 二者。该第二配置参数集合368可以用来定义用于PWM信号的设置信号和清除信号的调整值。高分辨率插入电路364可以被配置成输出可以用于设置输出锁存器的状态的高分辨率设置信号372和高分辨率清除信号374。输出锁存器可以由高分辨率设置信号372和高分辨率清除信号34设置和重置，以使得可以由输出锁存器输出至少一个切换信号(例如PWM信号)，以控制在SMPS转换器中提供的至少一个电源开关。然而，对于需要在彼此的某一距离内生成至少两个输出信号的情况，还可以将高分辨率设置信号372和高分辨率清除信号374应用于死区时间插入电路378。换言之，死区时间插入电路378可以被配置成生成两个输出信号之间的延迟且在其输出380处输出这些输出信号。
[0030]高分辨率插入电路364可以被配置成生成用于输出锁存器(未在图3B中示出)的高分辨率设置/清除信号372、374。可以逐个循环地(S卩，在SMPS转换器的每个切换循环中或者对于SMPS转换器的每个切换循环)更新用于输出锁存器的高分辨率设置/清除信号372,374的生成。高分辨率插入电路364还可以被配置成以皮秒分辨率调整所选设置和/或清除信号(或这二者，这取决于被包含在第一配置参数集合366中的信息)。所使用的调整值可能对于所选设置信号358和/或所选清除信号360来说不同，且可以由第二参数集合368来控制。根据各种实施例，由高分辨率插入电路364执行的调整可以包括将所选设置信号358和/或所选清除信号360移位(即提前或延迟)处于皮秒时标上的调整值。可以以逐个循环的方式更新调整的值。例如，在一个切换循环中，设置信号可以被调整350皮秒，且在下一切换循环中，设置信号可以被调整150皮秒。可以经由软件、通过写入/更新第二参数集合368来执行对应调整值的更新。然后，使调整值的逐个循环更新与当前使用的信号PWM同步更新信号362同步。
[0031]在图4中，示出了可以被包括在模式选择电路354中的根据各种实施例的选择电路400。该模式选择电路400可以包括第一切换构件402、第二切换构件404和第三切换构件406。第一设置信号410 (Set_latch_0)可以耦合到第一切换构件402的第一输入，第二设置信号412 (Set_latch_l)可以耦合到第二切换构件402的第二输入。第一清除信号414(Clear_latch_0)可以耦合到第二切换构件404的第一输入，第二清除信号416(Clear_latch_l)可以耦合到第二切换构件404的第二输入。第一 PWM同步更新信号418 (逐个循环PWM同步更新O)可以耦合到第三切换构件406的第一输入，第二 PWM同步更新信号420(逐个循环PWM同步更新I)可以耦合到第三切换构件406的第二输入。在该示例性实施例中，假设在SMPS转换器中提供两个信号源(图2中所示的情况)，并且因此，选择电路350可以被配置成选择来自第一信号源的信号(在图4中示出该配置)(即第一设置信号410、第一清除信号414和第一 PWM同步更新信号418)或者来自第二信号源304的信号(即第二设置信号412、第二清除信号416和第二 PWM同步更新信号420)。所选信号被输出作为所选设置信号358、所选清除信号358和所选PWM同步更新信号362以供高分辨率插入电路364进一步处理。可以通过被提供给模式选择电路354的模式参数356 (其可以是软件信号或硬件信号)来确定三个选择构件402、404、406的状态。图4中示出的选择电路400的实现使用实际开关。在可替换实施例中，例如，可以将切换功能与信号源组合，例如以与门和或门的形式。与门可以被用来启用相应的信号源，并且或门可以被用来能够同时处理多个信号。可以由指示SMPS转换器的当前操作模式的当前模式参数408来定义各选择构件中的每一个的状态。当前模式参数408可以例如与存储在寄存器中的值(例如数字字)相对应。可以用指示SMPS转换器对于下一切换循环的/在下一切换循环期间的操作模式的下一模式参数430的值来更新当前模式参数408。通过更新当前模式参数408的值，可以根据与关联SMPS转换器的操作模式(和/或调制技术)的改变来适配所使用的资源(例如第一信号源或第二信号源)。利用下一模式参数430对当前模式参数408的替代可以由门控(gating)元件428控制，门控元件428进而由更新监视器432控制。更新监视器432被配置成在可以执行安全转移时(例如在当前PWM切换循环的高分辨率调整(即，对应设置信号和清除信号的高分辨率调整)没有在进行中和第二参数集合368中时)发起更新过程。为了判定执行更新是否“安全”(即，将下一模式参数430值从下一模式寄存器移位到当前模式寄存器中)，更新监视器432可以接收关于内部状况和/或关于第二参数集合368的状态的信息434。
[0032]在图5中，示出了根据各种实施例的更新信号处理电路500。该更新信号处理电路500可以被提供在高分辨率插入电路364中。该更新信号处理电路500可以被配置成使对于所选设置信号358和/或所选清除信号360的调整值的更新与可由图4中示出的选择电路400输出的PWM同步更新信号362同步。当前设置信号调整值506和当前设置信号调整值512中的每一个可以被存储在对应的寄存器中。第一门控元件504可以根据PWM同步更新信号362来触发由下一设置信号调整值502 (其可以与存储在寄存器中的值相对应)对当前设置信号调整值506的更新/替代。以类似的方式，第二门控元件510可以根据PWM同步更新信号362来触发由下一清除信号调整值508 (其可以与存储在寄存器中的值相对应)对当前清除信号调整值512的更新/替代。然后，高分辨率插入电路364可以将当前设置信号调整值506和当前清除信号调整值512用作第二配置参数集合368，以调整SMPS转换器的当前切换循环中的所选设置信号358和/或所选清除信号360 (或这二者)。
[0033]在图5中给出了对于各参数中的每一个的示例性调整值。在当前运行切换循环中，可以将设置信号调整200皮秒，且可以将清除信号调整150皮秒。在下一切换循环中，可以将设置信号调整350皮秒，且可以将清除信号调整500皮秒。借助于更新信号处理电路500，可以在所选设置/清除信号的两个不同集合之间的转移期间(S卩，当改变所使用的调制技术或SMPS转换器的操作模式时)获得无障碍PWM信号。可以在不将障碍引入高分辨率设置/清除信号372、374的情况下动态执行不同信号源之间的切换。
[0034]在图6中，示出了根据各种实施例用于控制对于开关模式电源的PWM信号的生成的控制器电路(或用于控制该开关模式电源的电路)的示例性应用。图6中示出的示例性SMPS转换器600可以包括同步降压转换器602和微控制器604，微控制器604可以被配置成监视和控制SMPS转换器600的操作。该SMPS转换器600可以被配置成以下述两个模式中的一个操作:可与正常负载操作模式相对应的第一模式和可与低负载操作模式相对应的第二模式。要注意，这是恰m个任何可能配置场景中的一个示例性场景，以使得由根据各种实施例的电路控制的SMPS转换器可以具有多于两个预置操作模式。另外，可以用非隔离类型(例如降压转换器、升压转换器或降压-升压转换器)的任何其他转换器拓扑或通过隔离类型(例如反激式转换器、(谐振)正激式转换器或推挽式转换器)的任何其他转换器拓扑来替代同步降压转换器602。SMPS转换器600可以操作在这些模式中的任一个中，并且，可以利用在SMPS转换器600的操作循环之间保持的高分辨率控制来即时切换其当前操作模式。
[0035]同步降压转换器602可以包括耦合到第一晶体管606的一个漏极/源极端子的电源604。第一 606的另一漏极/源极端子可以耦合到电感器610的一个端子且经由第二晶体管608耦合到参考电势(例如地电势)。第一晶体管606的栅极端子可以耦合到微控制器604的第一输出，并且第二晶体管608的栅极端子可以I禹合到微控制器604的第二输出。电感器610的另一端子可以耦合到电容612的一个端子、第四电阻器618的一个端子、第一电阻器614的一个端子和第二电阻器616的一个端子。第四电阻器的另一端子可以耦合到微控制器604的第一输入620。电容612的另一端子和第一电阻器614的另一端子可以I禹合到参考电势(例如地电势)。第二电阻器616的另一端子可以耦合到微控制器604的第二输入622和第三电阻器618的一个端子。第三电阻器的另一端子可以耦合到参考电势。
[0036]第一晶体管606和第二晶体管604 (例如其可以被配置为场效应晶体管)可以形成功率级。以半桥配置来布置这两个晶体管，其中第一晶体管606在导通时将来自电源604的输入电压连接到负载(由第一电阻器614表示)，并且第二晶体管608在导通时将参考电势连接到负载。可以通过由微控制器604提供的切换信号来控制这两个晶体管，以使得它们产生可由电容器612低通滤波的占空比调制的方波，从而得到被提供给负载的输出电压。第二晶体管608可以充当同步整流器。可以经由第四电阻器618来采样/监视跨越电感器610的电压且将该电压施加至微控制器604的第一输入620。第二电阻器616和第三电阻器618可以被配置为分压器，其对输出电压进行采样且在微控制器的第二输入622处提供其定标值。在可替换实施例中，可以用二极管来替代同步降压转换器602中的第二晶体管608。
[0037]微控制器604可以包括耦合在第二输入622和软件控制电路626之间的ADC (模数转换器)624。软件控制电路626的第一输出可以I禹合到第一定时器628,并且软件控制电路626的第二输出可以耦合到第二定时器630。这些连接指示软件控制电路626可以被配置成控制那些资源。第一定时器628可以是为正常负载操作模式提供设置信号的定时器。第一定时器628可以I禹合到根据各种实施例的电路634。第二定时器628可以是为低负载操作模式提供信号集合(设置信号和清除信号)的定时器。第二定时器628可以具有耦合到根据各种实施例的电路634的第一输出和第二输出。微控制器604的第一输入620可以率禹合到比较器632的输入。比较器632的输出可以耦合到根据各种实施例的电路634。根据各种实施例的电路634可以具有f禹合到微控制器604的第一输出的第一输出和I禹合到微控制器604的第二输出的第二输出。[0038]微控制器604可以被看作包括两个控制实例。第一控制实例包括比较器632和第一定时器628。比较器632将施加于第一输入620的米样电压(其与乘以第四电阻器618的值的经过电感器610的电流相对应)与阈值进行比较。当采样电压超过阈值时，比较器632可以生成被提供给根据各种实施例的电路634的第一清除信号(PWM清除)。可以由第一定时器628生成第一设置信号(PWM设置)和第一 PWM同步更新信号(同步(Sync) O)并且在SMPS转换器600的每个切换循环开始时将它们提供给根据各种实施例的电路634。基于第一设置信号和第一清除信号，根据各种实施例的电路634可以生成对应的切换信号(例如PWM信号)，其可以从第一输出636和第二输出638输出且分别被施加于第一晶体管606的栅极区和第二晶体管608的栅极区。使用参考图1所引入的术语，这些信号属于同步降压转换器602操作在正常负载状况下的任何时候可使用的第一信号集合。
[0039]第二定时器630可以控制SMPS转换器600在低负载状况下的操作。第二定时器630可以被配置成生成第二设置信号(PWM低负载设置)、第二清除信号和第二 PWM同步更新信号(同步I)且将这些信号提供给根据各种实施例的电路634。因此，使用参考图1所引入的术语，这些信号属于第二信号集合。
[0040]第一信号源和第二信号源之间的切换(即，在该不例性实施例中，分别与第一定时器628和第二定时器630相结合的比较器632)可以由软件控制电路626来执行，该软件控制电路626可以以例如已经关于图2描述的方式重新配置根据各种实施例的电路634内部的选择电路。换言之，软件控制电路626可以将指示SMPS转换器600对于下一切换循环的/在下一切换循环期间的操作模式的下一模式参数430 (参见图4)的值提供给根据各种实施例的电路634。此外，软件控制电路626可以被配置成将第二参数集合368提供给根据各种实施例的电路634 (未显式地在图6中示出)。通过重新配置选择电路400，可以选择连接到高分辨率插入电路364的信号源。在这种转移期间，切换设置/清除信号和对应的PWM同步更新信号。
[0041]现在将参考图7A和7B中分别示出的图700和750更详细地解释图6中所示的示例性SMPS转换器600的微控制器604中提供的根据各种实施例的电路634的操作，在图7A和7B中示出了各种曲线图。被包括在图700和图750中的所有曲线图共享表示时间的公共X轴702。然而，作为重点而省略的实际定标将取决于定性解释。然而，不是每个曲线图的y轴都被示出，由对应曲线图表示的每个信号的垂直扩展应该表示其幅度。
[0042]在下文中，将描述被包括在图7A中的曲线图。第一曲线图704表示图6中的同步降压转换器602中的电感器610的电流。如可以看到的那样，电感器电流704表征典型的三角形状，无论何时第一晶体管606处于导通状态，其具有上升斜坡，且无论何时第一晶体管606处于非导通状态，其具有下降斜坡。第二曲线图706表示斜波信号。一般来说，可能在峰值电流控制模式中需要斜波信号706，以避免当占空比超过50%时控制环路内的不稳定性。图6中的微控制器604中的比较器632可以将斜波信号706与电感器电压704进行比较。无论何时这两个信号相等，比较器632都可以输出第一清除信号720。第一虚线708标记与电感器电流704的值相对应的预置值Vc，在该预置值Vc处要生成第一清除信号。通过调整斜波信号706的斜率，可以调整预置值Vc的值，其进而影响SMPS转换器的PWM信号714的占空比。第一清除信号720可以使得由第四曲线图714表示的PWM信号采用其低值(例如到零)，以使得在PWM信号714中生成后沿(trailing edge)。可以在SMPS转换器的切换循环的每次开始时产生第一设置信号722，所述切换循环的每次开始可以由第三曲线图710所表不的第一定时器信号的重启来确定。可以由第一定时器信号710 (其是斜波信号)从其起始值开始达到其最大值所花费的时间来定义SMPS转换器在第一阶段A期间的切换循环。换言之，SMPS转换器在第一阶段A期间的一个切换循环可以与斜波信号在两个重置点之间所跨越的时间(即，两个连续第一设置信号722之间的时间跨度)相对应。如可以看到的那样，第一设置信号722在PWM信号714中的上升沿中显现其自身。PWM信号714可以具有方波信号的典型PWM信号形式，其中PWM信号714的高值可以使得第一开关606进入导通状态，并且PWM信号714的低值可以使得第一开关606成为非导通开关(第二开关608米用关于第一开关606的状态的相对状态)。
[0043]在由图700中的第一阶段A标记的正常负载操作模式期间，第一定时器628可以生成第一设置信号并且比较器632可以生成第一清除信号。
[0044]在由垂直虚线726标记的某一时间点处，根据各种实施例的SMPS转换器的操作模式可以被切换到由图7A中的图700中的第二阶段B标记的低负载操作模式。可以通过软件控制电路626将模式参数356 (参见图3B)切换到不同值来发起向低负载操作模式(或更一般地，向与第一阶段A的操作模式不同的操作模式)的切换。这重新配置在图5中示出的根据各种实施例的选择电路500中提供的选择构件的状态，以使得选择与在第一阶段A期间所使用的信号源不同的信号源。从该点起，使用来自与低负载操作模式相关联的信号源的信号集合，并且因此，第二定时器630可以得到对设置/清除信号的生成的控制以便获得PWM信号714。第二定时器信号由第五曲线图(其是具有预定义(可调整)斜率的斜波信号)表不。无论何时第二定时器信号716被重置,都生成第二设置信号724。第二定时器信号716的两次连续重置之间的时间定义可通过调整第二定时器信号716的斜率而控制的切换循环。将第二定时器信号716的值与由第三虚线718标记的低负载阈值进行比较，并且无论何时这两个信号具有相等的值，第二定时器630生成第二清除信号726，并且将其提供给根据各种实施例的电路634。正如在第一阶段A期间那样，第二设置信号724和第二清除信号726定义PWM信号714的占空比。如从在第一阶段A和第二阶段B期间P丽信号714的比较可以看出，第一循环长度期间的PWM信号710在较高的占空比的情况下具有较短的循环长度。
[0045]利用示例性调整值来标记PWM信号714中的前三个PWM脉冲的边沿。可能需要将PWM脉冲基于来自所选信号集合(来自所选信号源)的设置信号和清除信号的定时在时间上移位以便保持PWM信号714在第一阶段A期间和在第二阶段B期间二者的皮秒分辨率。
[0046]在图7A中提出的示例性场景中，对于PWM信号714中的第一 PWM脉冲736的设置信号调整值(即，PWM信号714中的第一 PWM脉冲736的上升沿需要被移位的时间)可以是150皮秒，并且对于PWM信号714中的第一 PWM脉冲736的清除信号调整值(即，PWM信号714中的第一 PWM脉冲736的下降沿需要被移位的时间)可以是200皮秒。以类似的方式，对于PWM信号714中的第二 PWM脉冲738的设置信号调整值可以是500皮秒，并且对于PWM信号714中的第二 PWM脉冲738的清除信号调整值可以是350皮秒。仅作为非限制性示例性值的这些值可以由图6中示出的根据各种实施例的电路SMPS转换器600的软件控制电路626来计算。PWM信号714中的第一 PWM脉冲736和第二 PWM脉冲738从来自在正常操作模式期间使用的信号源(例如图6中的第一定时器628)的信号导出。可以在前一切换循环中的任何时间处更新用于下一切换循环的调整值。更新过程可以由PWM同步更新信号发起/触发，在第一阶段A期间所述PWM同步更新信号可以与由图7A中的第六曲线图728表示的来自图6中的第一定时器628的PWM同步更新信号(下文中称为第一同步更新信号)相对应。也就是说，PWM同步更新信号中的脉冲(例如其上升沿)可以触发更新信号处理电路500以更新调整值。下文中将更详细地描述该过程。
[0047]在第一同步更新信号728中出现第一脉冲730 (在时间上其在第一 PWM脉冲736之前)的情况下，可以更新用于第一 PWM脉冲736的调整值，即，当前设置信号调整值506可以被设置成150皮秒并且当前清除信号调整值512可以被设置成200皮秒。然后，可以将这些调整值用于调制(即在时间上移位)第一 PWM脉冲736的上升沿和下降沿。在第一同步更新信号728中出现第二脉冲731 (其在第二 PWM脉冲738之前)的情况下，可以再次更新用于第二 PWM脉冲738的调整值。
[0048]在图6的左下角的小嵌入图中示出了在第一同步更新信号728中的第二脉冲731前不久更新信号处理电路500内的变量(与调整值相对应的变量)的状态。与在当前切换循环中使用的第一 PWM脉冲736的调整值相对应，当前调整值506、512是150皮秒和200皮秒。第二脉冲731可以触发更新信号处理电路500以更新用于第二 PWM脉冲738的那些值。如可以看到的那样，下一设置信号调整值502与500皮秒相对应，并且下一清除信号调整值508与350皮秒相对应，这二者再次仅是非限制性示例性示例。在第一同步更新信号728中出现第二脉冲731时，用下一调整值来替代当前调整值。这可以借助于第一和第二门控元件504、510来执行，所述第一和第二门控元件504、510可以允许值从保持下一调整值的一个寄存器集合到保持当前调整值的另一寄存器集合中的移位。因此，将第二 PWM脉冲738的上升沿和下降沿分别调整500皮秒和350皮秒。
[0049]在由垂直虚线726标记的时间处，根据各种实施例的SMPS转换器的操作模式从正常操作模式切换到低负载操作模式。因此，从那时起，使用不同信号源，例如第二定时器630和比较器632，作为PWM信号714的生成的基础。在第七曲线图734中，示出了来自第二信号源的第二 PWM同步更新信号(下文中称为第二同步更新信号734)。在由虚线726标记的时间处，选择电路400从第一信号源切换到第二信号源。因此，第二同步更新信号732中的脉冲规定了何时更新调整值，并且，第一同步更新信号728中的脉冲被忽视。
[0050]可以使用第一配置参数集合366来定义是需要调整设置信号、清除信号还是这二者。在该示例性实施例中，在第二阶段B期间仅调整设置信号724。因为第一信号源不再用于PWM信号728的生成，所以第一同步更新信号728中的第三脉冲732被根据各种实施例的电路634忽略，即使它在第二同步更新信号734中的第一脉冲735之前出现。当因在第二同步更新信号728中缺少脉冲的对应出现而未在第二 PWM脉冲738和第三PWM脉冲740之间更新调整值时，500皮秒的设置信号调整值被用于第三PWM脉冲740的上升沿的调整。图7A的右下角中的小嵌入图示出在第二同步更新信号734中的第一脉冲735前不久更新信号处理电路500*内变量状态的状态。这里，由于在该示例性情况下，未在第二阶段B期间调整清除信号调整值，因此仅示出设置信号调整值分支。当前设置信号调整值506*是500皮秒(与已用于第三PWM脉冲740的值相对应)，且下一设置信号调整值502*是150ps。在第二同步更新信号734中出现第一脉冲735时，用下一设置调整值502*来替代当前设置调整值506*。因此，将第四PWM脉冲742的上升沿调整150皮秒。[0051]借助于根据各种实施例的电路634，可以基于由信号源提供的设置信号和清除信号的至少一个集合来生成具有皮秒分辨率的PWM信号。通过PWM脉冲的精确逐个循环调整，可以保持PWM信号与所选信号源同步。此外，可以在对应SMPS转换器的操作期间动态且无障碍地执行不同信号源之间的切换一对应SMPS转换器的重新调整、重置或重启不必要。
[0052]图7B中示出的图750按与图7A中的图700相同的顺序示出相同的曲线图。两个图之间的差异是:图750示出SMPS转换器在第一阶段B期间操作于低负载操作模式中的示例性场景，其中在由垂直虚线752标记的时间处将操作模式切换到正常操作模式(第二阶段A)。也就是说，图7B中的图750示出关于图7A中所示的转移相反的转移。在可与SMPS转换器的低负载操作模式相对应的第一阶段B期间，第二定时器信号716规定PWM信号714的占空比。在可与SMPS转换器的高负载操作模式相对应的第二阶段A期间，来自比较器632的输出信号(清除信号720)和第一定时器信号710规定PWM信号714的占空比。可以将关于图7A中示出的图700所提到的所有其他方面类似地应用于图7B中示出的图750。
[0053]应当指出，在图700的以上描述中，参考设置/清除信号使用的术语“第一”被用来表示基于由第一信号源提供的信号集合而生成的那些设置/清除信号，在该示例性场景中，所述第一信号源是在与第一阶段A相对应的正常负载操作阶段期间使用的信号源。参考设置/清除信号使用的术语“第二”被用来表示基于由第二信号源提供的信号集合而生成的那些设置/清除信号，在该示例性场景中，所述第二信号源是在与第二阶段B相对应的低负载操作阶段期间使用的信号源。此外，在图7中的图700中利用小垂直箭头附加地标记的术语设置信号和清除信号指代在某些时间点处发生的事件。在图7A的上下文中提到且由对应的曲线图表示的所有其他信号(诸如斜波信号706或PWM信号714)是在时间上扩展的实际信号序列。
[0054]图8A到8C示出了表示SMPS应用中的典型控制方案的图。在没有实际定标的情况下示出了对应图中的信号，因为它们仅仅用于定性解释。然而，每个信号序列的水平维度应当表示时域，并且每个信号序列的垂直维度应当表示对应信号的量值域。
[0055]在图8A中的图800中，示出了斜波信号802。可以通过定时器信号806的设置点来定义斜波信号802的开始。一般地，术语斜波信号可以指代在起始值处开始且在结束值处结束、在其间具有连续转移的信号。信号从起始值改变到其结束值所花费的时间可以定义斜波信号的一个循环。该斜波信号可以在环路中生成，即，在一个循环的结束处可以将斜波信号从其结束值重置成其起始值，另一循环可以遵循，其中再次生成在起始值处开始的斜波信号。因此，斜波信号的连续形状可以具有锯齿形，每个齿对应于斜波信号的一个循环。例如，图8A中的斜波信号802表征与两个循环相对应的两个锯齿,每一个循环包含斜波信号。一般地，斜波信号可以具有降低斜率或增加斜率，这取决于斜波信号的起始值大于还是小于斜波信号的结束值。图9中示出的示例性斜波信号802是具有增加斜率的斜波信号。
[0056]图8A中的斜波信号802由设置点发起且在该示例中从那里起继续增长。将电压810 (其可以是由电流误差放大器输出的电压)与斜波信号802进行比较，并且电压810和斜波信号802相等的点808可以与清除点相对应。设置点和清除点可以定义用来例如控制DC/DC转换器(诸如SMPS)中的电源开关的PWM信号804的上升沿和后沿的位置。通过调整斜波信号802的斜率，可以在一个循环内在时间上移动清除点，即，可以调整其临时位置以优化DC/DC转换器的操作。在时间上移动清除点与更改PWM信号804的占空比相对应，更改PWM信号804的占空比可以进而更改由对应DC/DC转换器提供的输出电压和/或输出电流。图8A中提出的控制方案通常被称为平均电流控制。
[0057]在图8B中的图820中，提出了类似的控制方案。然而，不是如图8A中的图800中的情况那样将来自电流误差放大器的电流值(即电压810)与斜波信号802进行比较，而是将所感测的电流830 (Il)(其可以是例如在对应SMPS的电感器处感测的电流)与在该示例中表征降低斜率的斜波信号822进行比较。与图8A中提出的控制方案类似，提供定时器信号816以使得其设置点定义斜波信号822的新循环的开始。在所感测的电流830等于斜波信号822的值时的时间交点818处设置清除点。此外，设置点和清除点分别与PWM信号814的上升沿和后沿一致。图SB中示出的控制方案被称为后沿调制，因为控制SMPS中的(一个或多个)电源开关的信号的后沿被调制以实现为了生成期望输出电压/电流所需的DC/DC转换器的占空比。后沿可以与对应电源开关被关断时的时间点相对应。
[0058]在图8B中提出的控制方案中，将所感测的电流830 (其是诸如SMPS之类的DC/DC转换器中的电压的“起因”)的值与斜波信号822的值进行比较。通过调整斜波信号822的斜率，可以调整定义PWM信号814的占空比(正如图8A中提出的前一控制方案中那样)的交点818的位置。
[0059]在图8C中的图840中，提出了另一控制方案。这里，将SMPS的输出电压误差信号850与斜波信号842进行比较。输出电压误差信号850与SMPS的输出电压被提供给的误差放大器的输出信号相对应。如在图8A和图SB中示出的控制方案中那样，在斜波信号842等于输出电压850的交点808处，生成清除信号。设置信号与斜波信号842的新循环的开始一致。根据由此获得的设置信号和清除信号，可以生成对应的PWM信号844。因此，输出电压误差信号850与斜坡信号842的相交定义了 PWM信号844的占空比。图8C中提出的控制方案和先前描述的控制方案(图8A和SB)之间的主要差别是:在该控制方案中，不需要关于流经SMPS中的(一个或多个)电源开关和/或电感器的电流的信息。
[0060]如稍后将描述的那样，根据各种实施例的电路以及根据各种实施例的方法可以被用来生成各种高分辨率斜波信号，或者换言之，模拟高分辨率斜坡发生器。由此生成的高分辨率斜波信号可以被用作斜波信号802、822、842，以使得可以实现供应高精度和控制速度的控制环路。
[0061]根据各种实施例，提出了下述设备和方法:其用于通过模拟的方式提供数字硬件斜坡发生器，以使得可以替代和/或简化提供等效功能的完全软件仿真或外部部件。根据各种实施例，可以使用数字斜坡发生器并且可以将其输出信号馈送到DAC中。
[0062]在图9中，示出了根据各种实施例的电路900，其可以被配置为提供高分辨率数字斜坡信号(高分辨率数字斜波信号)的高分辨率数字斜坡发生器。电路900可以包括被配置成接收时钟信号的输入端子902，其中该时钟信号可以包括脉冲序列。该时钟信号可以从时钟发生器(未在图1中示出)导出，并且以其最常见的形式，其可以是例如占空比为50%的具有恒定频率的方波，该恒定频率可以根据需要加以调整。然而，时钟信号可以具有任何其他合适的形状，诸如梯形形状、三角形状或正弦形状。输入端子902可以耦合到位反转电路904的输入，该位反转电路904可以被配置成反转数字字。由位反转电路904反转的每个数字字可以与描述被包括在时钟信号中的脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应。位反转电路904可以被配置成将经过反转的(一个或多个)数字字连同在输入端子902处提供的时钟信号一起传递到脉冲吞除电路906。该脉冲吞除电路906可以被配置成接收时钟信号以及经过反转的(一个或多个)数字字并且当满足对于该脉冲的脉冲吞除条件时吞除来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲。由此，脉冲吞除电路906可以基于在根据各种实施例的电路900的输入端子902处提供的时钟信号以及由位反转电路904提供的经过反转的数字字来生成经过修改的时钟信号。换言之，脉冲吞除电路906可以被配置成通过评估由位反转电路904提供的经过反转的数字字来决定要从时钟信号中的脉冲子序列吞除哪些脉冲。可替换地，位反转电路904可以被配置成将与经过反转的数字字不同的数据提供给脉冲吞除电路906，该数据可以向脉冲吞除电路906指示其要吞除哪些脉冲。换言之，位反转电路904可以被配置成确定哪些脉冲要被吞除以及向脉冲吞除电路906提供指示其要吞除来自时钟信号中的脉冲子序列的哪些脉冲的适当数据。实质上，哪些脉冲要被吞除的决定可以由位反转电路904自身做出(且然后传送到位吞除电路906)或由脉冲吞除电路906做出(基于由位反转电路904提供给其的数据，例如经过反转的数字字)。脉冲吞除电路906然后可以耦合到数字斜波生成电路908，其被配置成基于由脉冲吞除电路906提供的经过修改的时钟信号来在根据各种实施例的电路900的输出910处提供高分辨率数字斜波信号。
[0063]在位反转电路904中，可以将时钟信号细分成任何数目的脉冲的子序列，例如6个脉冲的子序列、或12个脉冲的子序列、15个脉冲的子序列、或24个脉冲的子序列。然而，可以选择形成脉冲子序列的任何其他适当数目的脉冲。脉冲子序列中的每个脉冲可以被指派有数字，即，脉冲子序列中的第一脉冲可以被指派有“O”、脉冲子序列中的第二脉冲可以被指派有“ I ”、脉冲子序列中的第三脉冲可以被指派有“2”、依此类推。每个数字可以由数字字来表示，该数字字包括与表示脉冲子序列中的最后位的数字所必需的至少一样多的位。也就是说，例如，如果脉冲子序列包括12或16个脉冲，则可能需要至少4个位来标识脉冲子序列内的12或16个脉冲中的每一个(因为4位数字字可以呈现42=16个不同值)。例如，如果脉冲子序列包括20或28个脉冲，则可能需要至少5个位来标识脉冲子序列内的20或28个脉冲中的每一个(因为5位数字字可以呈现52=32个不同值)。稍后将更详细地解释例如具有算法的形式的方法，根据该方法，位反转电路904或脉冲吞除电路906决定要吞除来自脉冲子序列的哪些脉冲。
[0064]在图10中，示出了根据各种实施例的电路1000的另一实施例，其可以被配置为高分辨率数字斜坡发生器。根据各种实施例的电路1000基于图9中示出的电路900，然而其包括附加操作级。
[0065]与图9中示出的根据各种实施例的电路900类似，根据各种实施例的电路1000包括输入端子1002，在该输入端子1002处可以提供时钟信号。该输入端子1002可以耦合到可选时钟预定标电路1004 (下文中其也被称为时钟预定标器)，其可以被配置成对时钟信号进行预定标。例如，时钟预定标器1004可以被配置成将在根据各种实施例的电路1000的输入端子1002处提供的时钟信号除以或乘以例如自然数，诸如2、3、5、8、12。可以将来自时钟预定标器1004的预定标时钟信号提供给脉冲吞除电路1006 (下文中其也被称为脉冲吞除器)和位反转电路1008，例如位反转逻辑。可以以与图9中的电路900中的位反转电路906相同的方式来配置该位反转电路1008，并且因此，该位反转电路1008可以基于脉冲吞除器1006可决定可从被包含在预定标时钟信号中的脉冲子序列吞除哪些脉冲，将经过反转的数字字(或等效数据)提供给脉冲吞除器1006。脉冲吞除器1006可以耦合到斜率值递减/递增级1012并被配置成向该斜率值递减/递增级1012提供经过修改的时钟信号(例如斜坡生成时钟1010)。斜率值递减/递增级1012可以被配置成根据斜坡生成时钟1010来递减或递增数字斜波字，如稍后将更详细解释的那样。在每个递减或递增步长之后，斜率值递减/递增级1012可以向可选增益级1016提供实际斜率值1014，例如以表示实际斜率值1014的数字字的形式。斜率值递减/递增级1012可以被配置成例如以在电路1000的输入端子1002处提供的输入时钟的速率来提供实际斜率值1014。增益级1016可以被配置成放大表示实际斜率值1014的信号且向可耦合到增益级1016的输出的DAC 1020输出结果得到的实际DAC值信号1018。DAC 1020可以被配置成将实际DAC值信号1018转换成可用作斜坡发生器输出信号1022的模拟信号。斜坡发生器输出信号可以是高分辨率模拟斜波信号。至少出于来自斜坡发生器(例如VCO (压控振荡器))的信号可以用于的所有目的，可以使用由DAC 1020输出的信号。
[0066]根据各种实施例的电路可能能够通过使用与位反转方法结合的脉冲吞除方法来生成不同高分辨率斜波信号。此外，生成斜波信号的软件环路不必逐个循环地计算斜波信号的值，因为可以通过应用于数字斜波字的简单递减/递增操作来生成它们。此外，通过用于高频切换DC/DC转换器的软件逐个循环地获得斜波信号的值可能是不可能的。通过使用具有可灵活编程的脉冲吞除功能的位反转操作，可能在不需要PLL (锁相环)/DPLL (数字锁相环)或软件逐个循环交互的情况下生成合理的斜率值。逐个循环软件交互可以指代软件必须在(斜坡/斜波信号的)一个循环期间交互一次或者在斜坡时段的每个步长处交互至少一次的情形。在后一种情况下，例如，软件可能需要在斜坡内的每个新步长处更新DAC中的斜波信号的经过转换的值。根据各种实施例的电路例如可以被用来控制若干不同类型的DC/DC控制环路，即可以根据DC/DC转换器的操作模式来生成和调整各种不同斜波信号。
[0067]在图11中示出了在根据各种实施例的电路(例如图10中示出的电路1000)中生成和/或由其使用的各种信号序列。现在将基于图11中示出的信号序列来解释高分辨率斜波信号的生成。在没有实际定标的情况下示出了信号序列，因为它们仅仅用于定性解释。然而，每个信号序列的水平维度应当表示时域，并且每个信号序列的垂直维度应当表示对应信号的量值域。
[0068]由时钟预定标器1004输出的预定标时钟信号由曲线图1102表示。在该示例中，预定标时钟信号1102与含有具有梯形形状的脉冲的近方波相对应。然而，可以使用实际方波或任何其他形式的(预定标)时钟信号，例如正弦、三角或锯齿(预定标)时钟信号。
[0069]图1104表示在位反转电路1008中发生的计数或标记过程。向来自预定标时钟信号的每个脉冲指派与其在脉冲阵列或脉冲行中的位置相对应的数字。如已经提到的那样，可以将预定标时钟信号细分成特定数目的脉冲的子序列。在给定示例中，一个脉冲子序列1112包含16个脉冲。脉冲子序列1112也可以被称为脉冲吞除窗口。如可以看到的那样，图1104中的每个块在其上承载被指派给来自预定标时钟信号1102的脉冲的数字。也就是说，向预定标时钟信号1102中的脉冲子序列1112中的第一脉冲指派数字11，向预定标时钟信号1102中的脉冲子序列1112中的第二脉冲指派数字7，向预定标时钟信号1102中的脉冲子序列1112中的第三脉冲指派数字15，依此类推。图1104中显示的数字与已经被位反转电路1008反转的数字字的值相对应。在该示例中，脉冲子序列1112之前是该相同脉冲序列且之后是该相同脉冲序列，如可以通过将展示相同模式的图1104的块中的数字进行比较来验证。在某种意义上，(预定标)时钟信号102可以被看作脉冲子序列1112的无尽并置(apposition)，其中，然而，子序列1112中脉冲的数目与前一或后一脉冲子序列中脉冲的数目不同(稍后将更详细地解释该方面)。现在将借助于图13来解释编数字和反转过程的更透彻解释。
[0070]在图13中，示出了根据各种实施例的电路可使用的位反转方案。在该示例中，使用四位数字字来标识脉冲子序列1112内的脉冲。然而，如之前所提到的那样，可以根据需要来选择描述脉冲子序列内脉冲的位置的数字字中的位的数字。
[0071]图13的左手侧上的第一阵列1310表示二进制形式的从O到15的数字(从顶到底)。也就是说，每一行包含四个位，即，作为MSB(最高有效位)的第一位1302、第二位1304、第三位1306和作为LSB (最低有效位)的第四位。第一行中的数字字(即“0000”)对应于二进制形式的O。第二行中的数字字(即“0001”)对应于二进制形式的I。第三行中的数字字(即“0010”)对应于二进制形式的2，依此类推一直到最后一行，其中“1111”对应于二进制形式的15。这16个数字字可以被用来例如标记包括16个脉冲的(预定标)时钟信号中的脉冲子序列1112内的16个脉冲。然后，可以对要被转换的数字字执行位反转过程1322，即，对由第一阵列1310中的每个行表示的数字字执行位反转过程1322。由位反转电路1008实施的位反转过程与彼此交换数字字内的位，以使得第一位变为最后一位且反之亦然。换言之,将经过反转的数字字中的位的顺序相对于要被反转的数字字中的位的顺序颠倒过来。图13中的第二阵列1320中的每一行表示经过反转的数字字，其具有作为MSB的第一反转位1312、第二反转位1314、第三反转位1306和作为LSB的第四反转位。例如，第一阵列1310中的第四数字字是“0011”，其与二进制形式的3相对应。对应的经过反转的数字字是“1100”，其与二进制形式的12相对应。因此，图11中的图1104中的脉冲子序列1112中的第四脉冲被指派有数字12。以相同的方式，第一阵列1310中的第九数字字是“1000”，其与二进制形式的8相对应。对应的经过反转的数字字是“0001”，其与二进制形式的I相对应。因此，图11中的图1104中的脉冲子序列1112中的第九脉冲被指派有数字I。通过应用刚刚描述的位反转算法1322将由第一阵列1310中的行表示的所有数字字反转产生由第二阵列1320的行表示的经过反转的数字字。被变换成十进制形式的来自第二阵列1320的二进制数字(从顶到底)与标记预定标时钟信号1102中的脉冲子序列1112内的脉冲的数字(从左到右)相对应(然而，在表示计数过程的图1104中显示对应数字)。
[0072]返回到图11，通过与图10中标记的斜坡生成时钟1010相对应的图1106来表示由脉冲吞除器1006生成的经过修改的时钟信号。如可以看到的那样，斜坡生成时钟信号1106基于具有从脉冲子序列1112丢失的一些脉冲的预定标时钟信号1102。每当满足脉冲吞除条件时，来自预定标时钟信号的脉冲可能不被承载到斜坡生成时钟1106，即它被吞除。将再次参考图13来更详细地解释实际脉冲吞除过程。
[0073]以由第二阵列1320的行表示的经过反转的数字字开始，针对每个脉冲检验是否满足脉冲吞除条件。在该情况下，如果经过反转的数字字的值小于作为示例性选择数字的4，则满足脉冲吞除条件。因此，针对条件值(在该示例中等于4)来检验图11的图1104中的每个块中显示的每个数字，并且仅当它等于4或大于4时，将对应脉冲“传送”或传递到斜坡生成时钟1106。在其他情况下，脉冲被吞除。如在示例性场景中可看到的那样，例如从总结条件检验结果的图13中的表1326中看到，来自预定标时钟信号1102的第一、第五、第九和第十三脉冲被吞除，因为对应的经过反转的数字字的值小于4。将来自脉冲子序列1112的所有其他脉冲传递到斜坡生成时钟1106。如上所提到的那样，可以在位反转电路1008中执行脉冲是否要被吞除的条件，以使得仅将指示哪些脉冲要被吞除的信息提供给脉冲吞除器1006。可替换地，可以将经过反转的数字字提供给可被配置成自身执行条件检验的脉冲吞除器1006。
[0074]应当提到，用作脉冲吞除条件的条件当然可以使用其他运算符，诸如“小于或等于”、“大于”或“大于或等于”，并且不限于图13中图示的场景中的示例性选择的脉冲吞除条件“小于4”。
[0075]返回到图11，可以将由脉冲吞除器1006生成的斜坡生成时钟信号1106传递到斜率值递减/递增级1012。该斜率值递减/递增级1012然后可以使用斜坡生成时钟信号1106来递减或递增斜坡生成时钟1106中的每个脉冲处的数字斜波字，由此生成数字斜波信号1108。与(预定标)时钟信号1102相比斜坡生成时钟信号1106中的丢失脉冲直接转化成数字斜波信号1108，其没有被改变而是保持处于其当前值并因此产生小的稳定阶段(plateau)。
[0076]在这点上，可以认识到:通过脉冲吞除窗口尺寸(即，被包含在脉冲子序列1112中的脉冲的数目)以及要被吞除的脉冲的数目的适当选择，可以根据需要来调整数字斜波信号1108的斜率。位反转算法1322连同条件值的适当选择(以使得经过反转的数字字的值小于条件值)一起可以导致被吞除的脉冲在整个脉冲子序列1112中的均匀分布。这进而可以导致数字斜波信号1108的斜率的平滑衰减或上升。针对DC/DC转换器的每个切换循环(SP针对在一个循环期间处理的某一批脉冲子序列1112的每次处理)，可以经由软件无障碍地更新数字斜波字的在新循环的每次开始处被重置到的起始值(即数字斜波开始时的值)、在一个脉冲吞除窗口中要被吞除的脉冲的数目以及脉冲吞除窗口尺寸。这允许运行的DC/DC转换器的即时优化调整和/或DC/DC转换器的操作中的波动的即时补偿。应当强调的是，在图13的示例性条件检验中使用的脉冲吞除条件仅是示例性条件且可以根据需要加以调整，即，经过反转的数字字的值与之比较的数字可以采用其他合适值。
[0077]返回到图11，可能通过增益级1016，将与图10中的实际斜率值1014相对应的数字斜波信号1108传递到DAC 1120。最后，DAC 1020输出模拟斜波信号1022，其中模拟斜波信号1022可以与经过平均的数字斜波信号1108相对应。
[0078]在图11的底部处，示出了三个示例性模拟斜波信号1110，即第一模拟斜波信号A、第二模拟斜波信号B和第三模拟斜波信号C。可以在脉冲吞除器被禁用且时钟预定标器因子为I的情况下，通过根据各种实施例的电路来生成第一模拟斜波信号A，S卩，时钟预定标器1004对在电路1000的输入端子1002处提供的时钟信号没有影响。第一模拟斜波信号A可以例如由频率为50MHz且递减量为I的斜坡生成时钟1010来生成(其中脉冲吞除器1006是不活动的)。可以在脉冲吞除器被禁用且时钟预定标器因子为2的情况下，通过根据各种实施例的电路来产生第三模拟斜波信号C (即，时钟预定标器1004可以被配置成提供具有在根据各种实施例的电路1000的输入端子1002处提供的时钟信号的频率两倍的频率的预定标时钟信号)。第三模拟斜波信号C可以例如由频率为IOOMHz且在每个脉冲处递减量为I的斜坡生成时钟1010来生成(其中脉冲吞除器1006是不活动的)或由频率为50MHz且在每个脉冲处递减量为2的斜坡生成时钟1010来生成(其中脉冲吞除器1006是不活动的)。
[0079]利用如上所述根据各种实施例的脉冲吞除方案，可能在图11中示出的第一模拟斜波信号A和第三模拟斜波信号C之间生成高分辨率斜波信号。图11中示出的第二模拟斜波信号B可以表示使用根据各种实施例的脉冲吞除方案生成的斜波信号。图11中示出的第二模拟斜波信号B的斜率可以被连续转变，以第三模拟斜波信号C的斜率开始，且通过增加要被吞除的脉冲的数目达到第一模拟斜波信号A，且通过调整脉冲吞除窗口来对斜率进行微调。位反转方案和脉冲吞除方案的组合可以允许在不需要改变时钟信号的情况下生成具有任意斜率的高分辨率斜波信号。由此生成的斜波信号可以在不需要调整时钟信号的情况下以任意值开始并可以以任意值结束，因为可以调整数字斜波字的初始值、递减/递增因子和/或被吞除的脉冲的数目。
[0080]在图14中的图1400中，示出了可由根据各种实施例的电路生成的另外的示例性斜波信号。在没有实际定标的情况下示出了模拟斜波信号，因为它们仅仅用于定性解释。然而，每个信号序列的水平维度应当表示时域，并且每个信号序列的垂直维度应当表示对应信号的量值域。
[0081]在第一时间点1404处，可以再发起或重置斜波信号。也就是说，在已经处理特定量的脉冲子序列1112 (参见图11)之后，斜波信号“结束”且被重置到其起始值以使得可以生成新斜波信号。在图14中示出的示例性场景中，每个斜波信号被重置到起始值1402VMf/DACin，其与通过由图10中的增益级1016输出的实际DAC值DACinE—化的参考值Vref相对应。通过DACin进行的归一化仅是形式方面且仅用于三个模拟斜波信号的简化显示以使得它们都从相同值开始。第一曲线图A可以例如表示具有基于时钟信号30MHz和递减量2的斜率的第一模拟斜波信号。也就是说，在时钟信号中脉冲的每次出现时(大约每33.3纳秒)，将数字斜波字递减2。第二曲线图B可以例如表示具有基于时钟信号15MHz和递减量I的斜率的第二模拟斜波信号。第一斜波信号A和第二斜波信号B可以是可在不采用脉冲吞除方案的情况下生成的信号。第三曲线图C可以例如表示具有基于时钟信号30MHz和递减量2的斜率的模拟斜波信号，其中使用脉冲吞除方案以使得可以在每个脉冲子序列1112中吞除2个脉冲，所述每个脉冲子序列1112具有16个脉冲的长度。如可以看到的那样，由此生成的第三斜波信号C使用与第二斜波信号B相同的时钟信号和相同的递减量。然而，因为使用根据各种实施例的脉冲吞除方案，所以第二斜波信号B的斜率与处于第二斜波信号B的斜率和第一斜波信号A的斜率之间的中间斜率相对应。在第二时间点1406处,再发起斜波信号并且新循环开始，其中可以“从一开始”生成该斜波信号。可以通过已减小到对应预定值的斜波信号或者通过在第一时间点1404处斜波信号的起始和第二时间点1406处斜波信号的结束之间经过的时间来定义第二时间点1406。
[0082]图14中示出的模拟斜波信号A、B、C的描述中给出的值是决不应以限制方式意识到的示例性值。时钟信号的频率、定义脉冲吞除窗口的一个脉冲子序列1112中的脉冲的数目以及递减量/递增量的值都可以被自由选择且在生成斜波信号的循环之间更新。此外，图14中示出的斜波信号A、B、C表征降低斜率。然而，根据各种实施例的完全相同的电路和完全相同的脉冲吞除方案连同位反转方案一起可以被用来产生具有增加斜率的斜波信号。可以通过在斜坡生成时钟1106 (参见图11)中存在的每个脉冲处使数字斜波字(用作生成模拟斜波信号的基础)增加递增量值来生成具有增加斜率的斜波信号。
[0083]在图15中的图1500中，与图14中示出的图1400类似地示出了可由根据各种实施例的电路生成的另外的示例性斜波信号。图1500示出了第一模拟斜波信号A、第二模拟斜波信号B和第三模拟斜波信号C，它们可以与图14中的图1400中所示的第一模拟斜波信号A、第二模拟斜波信号B和第三模拟斜波信号C相对应。第一循环1510中的所有三个斜波信号A、B、C在第一时间点1502处起始且在第二时间点1506处结束，第二时间点1506同时标记在接下来的第二循环1512中生成的斜波信号的起始点。第一循环1510中的三个斜波信号A、B、C起始于参考值Vrefn。如已经提到的那样，可以调整或更新斜波信号的起始值，以使得一个循环中的斜波信号的起始值可能与接下来的循环中的斜波信号的起始值不同。这在图15中示出，其中已经关于在第二循环1512之前的第一循环1510中的起始值Vrefn减小了第二循环1512中的起始值Vrefn+1。
[0084]在图12中，示出了根据各种实施例的电路1200的实施方式。可以将例如来自时钟发生器的时钟信号1202提供给预定标器1204。该预定标器1204可以耦合到脉冲吞除控制电路1208，例如耦合到脉冲吞除器1210的第一输入、位反转计数器1212和时钟抑制电路1218的第一输入。位反转计数器1212的输出可以I禹合到比较器1216的第一输入，其另一输入可以耦合到比较值寄存器1214。比较值寄存器1214的输出可以耦合到比较器1216的第二输入。比较器1216的输出可以f禹合到时钟抑制电路1218的第二输入。时钟抑制电路1218的输出可以耦合到脉冲吞除器1210的第二输入。脉冲吞除器1210可以包括输出1226，在该输出1226处可以提供斜坡生成时钟1010 (还参见图10)。
[0085]预定标器可以被配置成对时钟信号1202进行预定标。例如，预定标器1204可以根据脉冲吞除控制电路1208所需的时钟信号的频率，将时钟信号1202乘以2或将其除以
2。在电路1200的实施例中，接收预定标时钟信号的脉冲吞除控制电路1208可以被配置成提供在图9中所的根据各种实施例的电路900中提供的脉冲吞除电路906和位反转电路904的功能。位反转计数器1212可以对每个脉冲子序列1112内的脉冲进行计数且根据其在脉冲子序列1112中的顺序将对应数字分配给每个脉冲。此外，可以使描述脉冲子序列1112中脉冲的位置的每个数字字反转。比较器1216被配置成将经过反转的数字字的值与存储在比较值寄存器1214中的比较值进行比较。在图13中提出的位反转方案和脉冲吞除方案中，比较值被选择为4，以使得在该示例中，如果经过反转的数字字的值小于4，则满足脉冲吞除条件。比较值寄存器还可以被配置成接收其他参数，所述其他参数可以定义要吞除脉冲子序列1112中的多少脉冲，和/或根据所述其他参数，可以计算比较值且将其用于检验脉冲吞除条件。比较器1216的输出耦合到时钟抑制电路1218的第二输入，并且预定标时钟信号耦合到其第一输入。因此，时钟抑制电路1218的输出指示预定标时钟信号中需要被吞除的脉冲何时出现。时钟抑制电路1218可以例如被配置为与门，以便组合这两个条件，即，时钟信号内的脉冲当前存在于信号线路上的条件以及当前脉冲需要被吞除的决定。最后，脉冲吞除器1210可以被配置成根据由时钟抑制电路1218提供的信号来吞除来自由预定标器1204输出的预定标时钟信号的脉冲。脉冲吞除器1210还可以被配置成接收第三参数1222，其可以确定是否要使用脉冲吞除方案，即，脉冲吞除器1210是否保持活动。换言之，第三参数1222可以被看作用于接通脉冲吞除功能或将其禁用的开关。脉冲吞除控制电路1208可以被配置成接收第四参数1224，其可以定义与被包含在一个脉冲子序列1112中的脉冲的数目相对应的脉冲吞除窗口尺寸。
[0086]在图16中，示出了解释根据各种实施例用于提供高分辨率斜波信号的方法的图1600。在第一步骤1602中，可以提供时钟信号，其中该时钟信号可以包括脉冲序列。在第二步骤1604中，可以将数字字反转，每个数字字与描述脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应。在第三步骤1606中，当对于来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲的脉冲吞除条件被满足时，可以吞除该脉冲。因此，可以生成经过修改的时钟信号(其可以是图10中的斜坡生成时钟1010)。在第四步骤1608中，可以基于经过修改的时钟信号来生成数字斜波信号(其可以是图11中的数字斜波信号1108)。
[0087]在各种实施例中，提供了 一种用于控制开关模式电源的操作的控制器，该控制器包括:第一信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合可以与所述开关模式电源的第一操作模式相对应；第二信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合可以与所述开关模式电源的第二操作模式相对应；选择电路，其耦合到所述第一信号源和第二信号源，该选择电路被配置成选择第一信号集合或第二信号集合；切换信号生成电路，其耦合到所述选择电路且被配置成基于从所述选择电路接收到的信号集合将切换信号提供给所述开关模式电源。
[0088]根据该控制器的各种其他实施例，所述开关模式电源的第一操作模式可以与正常负载操作模式相对应。
[0089]根据该控制器的各种其他实施例，所述开关模式电源的第二操作模式可以与低负载操作模式相对应。
[0090]根据该控制器的各种其他实施例，所述选择电路可以被配置成根据所述开关模式电源的期望操作模式来选择第一信号集合或第二信号集合。
[0091]根据各种其他实施例，所述控制器还可以包括至少一个另外的信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的另一信号集合，其中所述另一信号集合可以与所述开关模式电源的另一操作模式相对应。
[0092]根据该控制器的各种其他实施例，所述选择电路还可以被耦合到所述至少一个另外的信号源，所述选择电路然后被配置成选择第一信号集合、第二信号集合或至少一个另外的信号集合。
[0093]根据各种其他实施例，所述控制器还可以包括高分辨率信号转发电路，其中所述选择电路可以经由所述高分辨率信号转发电路耦合到所述切换信号生成电路。
[0094]根据该控制器的各种其他实施例，所述高分辨率信号转发电路可以被配置成基于所选设置信号和所选清除信号来生成高分辨率设置信号和高分辨率清除信号。
[0095]根据该控制器的各种其他实施例，所述高分辨率信号转发电路可以被配置成基于所选设置信号和所选清除信号来生成高分辨率设置信号和高分辨率清除信号。
[0096]根据该控制器的各种其他实施例，所述高分辨率信号转发电路可以被配置成向所述切换信号生成电路提供高分辨率设置信号和高分辨率清除信号。
[0097]根据该控制器的各种其他实施例，所述第一信号集合还可以包括第一更新信号，其指示当开关模式电源操作在第一操作模式中时何时更新切换信号；以及所述第二信号集合还可以包括第二更新信号，其指示当开关模式电源操作在第二操作模式中时何时更新切换信号。
[0098]根据该控制器的各种其他实施例，所述选择电路还可以被配置成根据选择来自第一信号集合还是第二信号集合的设置信号和清除信号来选择第一更新信号或第二更新信号，以及将所选更新信号提供给高分辨率信号转发电路。
[0099]根据该控制器的各种其他实施例，所述高分辨率信号转发电路还可以被配置成根据与所选信号集合相对应的更新信号来更新高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个。
[0100]根据该控制器的各种其他实施例，所述高分辨率信号转发电路还可以被配置成在所述开关模式电源的前一切换循环期间对于相应切换循环更新高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个。
[0101]根据各种其他实施例，所述控制器可以被配置成使得在更新高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个之前可以由对应的信号源生成所选信号集合。
[0102]根据各种其他实施例，所述控制器可以被配置成通过在时间上调整所述高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个来对其进行更新。
[0103]根据各种其他实施例，所述控制器还可以被配置成使得调整所述高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个可以包括在时间上移位其上升沿和下降沿中的至少一个。
[0104]根据该控制器的各种其他实施例，所述切换信号可以包括脉冲宽度调制信号。
[0105]根据各种其他实施例，所述控制器还可以包括耦合在高分辨率信号转发电路和切换信号生成电路之间的死区时间加法器电路，所述死区时间加法器电路被配置成在时间上移位所述高分辨率设置信号和/或高分辨率清除信号。
[0106]根据各种实施例，提供了一种开关模式电源，所述开关模式电源包括:转换器电路，其包括供给输入和输出端子，所述转换器电路被配置成在所述供给输入处接收输入电压且在所述输出端子处提供输出电压，所述转换器电路还包括耦合在所述供给输入和输出端子之间的开关；以及用于控制所述转换器电路的操作的控制器，所述控制器包括:第一信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合与所述转换器电路的第一操作模式相对应；第二信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合与所述转换器电路的第二操作模式相对应；选择电路，其耦合到所述第一信号源和第二信号源，该选择电路被配置成选择第一信号集合或第二信号集合；以及切换信号生成电路，其耦合到所述选择电路且被配置成基于从所述选择电路接收到的信号集合将切换信号提供给在所述转换器电路中提供的开关的控制端子。
[0107]根据该开关模式电源的各种其他实施例，所述选择电路可以被配置成根据所述开关模式电源的期望操作模式来选择第一信号集合或第二信号集合。
[0108]根据各种其他实施例，所述开关模式电源还可以包括高分辨率信号转发电路，其中所述选择电路可以经由所述高分辨率信号转发电路耦合到所述切换信号生成电路。
[0109]根据该开关模式电源的各种其他实施例，所述高分辨率信号转发电路可以被配置成基于所选设置信号和清除信号来生成高分辨率设置信号和高分辨率清除信号。
[0110]根据该开关模式电源的各种其他实施例，所述第一信号集合还可以包括第一更新信号，其指示当开关模式电源操作在第一操作模式中时何时更新切换信号；以及所述第二信号集合还可以包括第二更新信号，其指示当开关模式电源操作在第二操作模式中时何时更新切换信号。
[0111]根据各种其他实施例，提供了一种用于控制开关模式电源的方法，其中该方法可以包括:提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合可以与所述开关模式电源的第一操作模式相对应；提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合可以与所述开关模式电源的第二操作模式相对应；选择第一信号集合或第二信号集合；基于所选的信号集合将切换信号提供给在所述开关模式电源中提供的至少一个开关。
[0112]根据各种实施例，提供了一种电路，其可以包括:输入端子，其被配置成接收时钟信号，其中所述时钟信号可以包括脉冲序列；位反转电路，其被配置成使数字字反转，每一个数字字与描述脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应；脉冲吞除电路，其被配置成接收时钟信号以及当对于来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲的脉冲吞除条件被满足时吞除该脉冲，且由此生成经过修改的时钟信号；数字斜波生成电路，其被配置成基于经过修改的时钟信号来提供数字斜波信号。
[0113]根据该电路的其他实施例，可以相对于要被反转的数字字来颠倒经过反转的数字字中的位的顺序。
[0114]根据该电路的其他实施例，所述位反转电路还可以被配置成将脉冲序列细分成包含预定义数目的脉冲的脉冲子序列。
[0115]根据该电路的其他实施例，每个脉冲在脉冲序列内的位置可以与该脉冲在脉冲子序列内的位置相对应。
[0116]根据其他实施例，所述电路可以被配置成接收第一参数，所述第一参数定义被包含在脉冲子序列中的脉冲的预定义数目。
[0117]根据其他实施例，所述电路可以被配置成接收第二参数，所述第二参数定义所述脉冲吞除电路要在脉冲子序列中吞除的脉冲的数目。
[0118]根据该电路的其他实施例，所述脉冲吞除电路还可以被配置成将一个脉冲子序列内所吞除的脉冲均匀地分布在该脉冲子序列上。
[0119]根据该电路的其他实施例，当由经过反转的数字字表示的数字小于所述第二参数时，所述脉冲吞除条件可以被满足。
[0120]根据该电路的其他实施例，与描述脉冲子序列内每个脉冲的位置的数字相对应的每个数字字的位长度可以由所述第一参数来确定。
[0121 ] 根据该电路的其他实施例，所述数字斜波生成电路还可以被配置成通过在经过修改的时钟信号中每次出现脉冲时递增或递减数字斜波字来提供数字斜波信号。
[0122]根据该电路的其他实施例，所述电路还可以被配置成接收第三参数，所述第三参数定义递增量或递减量的值，在经过修改的时钟信号中每次出现脉冲时，所述数字斜波字被递增或递减所述递增量或递减量的值。
[0123]根据该电路的其他实施例，所述电路还可以被配置成接收第四参数，所述第四参数定义在数字斜波生成循环结束时所述数字斜波字被重置成的数字值。
[0124]根据其他实施例，所述电路还可以包括时钟信号预定标电路，其耦合在所述输入端子和位反转电路之间且被配置成通过预定因子来对所述时钟信号进行预定标。
[0125]根据该电路的其他实施例，所述电路还可以被配置成接收第五参数，所述第五参数定义所述预定因子。
[0126]根据该电路的其他实施例，所述电路还可以包括数模转换器，其耦合到所述数字斜波生成电路且被配置成基于所述数字斜波信号来提供模拟斜波信号。
[0127]根据各种实施例，提供了一种电路，其可以包括:被配置成接收时钟信号的时钟输入，其中所述时钟信号包括脉冲序列；被配置成将数字字中的位的顺序颠倒的位反转器，每个数字字与描述脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应；脉冲吞除器，其被配置成接收时钟信号且在对于来自该时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲的丢弃条件被满足时丢弃该脉冲，以及由此生成经过修改的时钟信号；以及数字斜波发生器，其被配置成基于经过修改的时钟信号来生成数字斜波信号。
[0128]根据各种实施例，提供了一种用于提供数字斜波信号的方法，该方法包括:提供包括脉冲序列的时钟信号；对数字字进行反转，每一个数字字与描述脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应；当对于来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲的脉冲吞除条件被满足时吞除该脉冲，且由此生成经过修改的时钟信号；以及基于经过修改的时钟信号来生成数字斜波信号。
[0129]根据该方法的其他实施例，对数字字进行反转可以包括使该数字字中的位的顺序颠倒。
[0130]根据其他实施例，该方法还可以包括将脉冲序列细分成预定义数目的脉冲的子序列。
[0131 ] 根据该方法的其他实施例，脉冲序列内每个脉冲的位置可以与脉冲子序列内该脉冲的位置相对应。
[0132]根据该方法的其他实施例，吞除来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲可以包括将脉冲子序列中的至少一个所吞除的脉冲均匀地分布在该脉冲子序列上。
[0133]根据该方法的其他实施例，当由对应的经过反转的数字字表示的数字小于预定数字时，对于脉冲的脉冲吞除条件可以被满足。
[0134]根据该方法的其他实施例，与描述脉冲子序列内每个脉冲的位置的数字相对应的每个数字字的位长度可以由脉冲的预定义数目来确定。
[0135]根据该方法的其他实施例，提供数字斜波信号还可以包括在经过修改的时钟信号中每次出现脉冲时递增或递减数字斜波字。
[0136]根据其他实施例，该方法还可以包括在数字斜波生成循环结束时将数字斜波字重置成可配置(例如预定)数字值。
[0137]尽管已经参考具体实施例特别示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可以在其中做出对形式和细节的各种改变。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，并且因此，意图包含落入权利要求的等同物的意义和范围内的所有改变。
【权利要求】
1.一种用于控制开关模式电源的操作的控制器，该控制器包括: 第一信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合与所述开关模式电源的第一操作模式相对应； 第二信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合与所述开关模式电源的第二操作模式相对应； 选择电路，其耦合到所述第一信号源和第二信号源，所述选择电路被配置成选择第一信号集合或第二信号集合； 切换信号生成电路，其耦合到所述选择电路且被配置成基于从所述选择电路接收到的信号集合将切换信号提供给所述开关模式电源。
2.根据权利要求1的控制器，其中所述选择电路被配置成根据所述开关模式电源的期望操作模式来选择第一信号集合或第二信号集合。
3.根据权利要求1的控制器，还包括:至少一个另外的信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的另一信号集合，其中所述另一信号集合与所述开关模式电源的另一操作模式相对应。
4.根据权利要求3的控制器，其中所述选择电路还耦合到所述至少一个另外的信号源，所述选择电路然后被配置成选择第一信号集合、第二信号集合或至少一个另外的信号
口 O
5.根据权利要求1的控制器，还包括:高分辨率信号转发电路，其中所述选择电路经由所述高分辨率信号转发电路耦合到所述切换信号生成电路。
6.根据权利要求5的控制器，`其中所述高分辨率信号转发电路被配置成基于所选设置信号和所选清除信号来生成高分辨率设置信号和高分辨率清除信号。
7.根据权利要求6的控制器，其中所述高分辨率信号转发电路被配置成对于所述开关模式电源的每个切换循环刷新所述高分辨率设置信号和所述高分辨率清除信号。
8.根据权利要求6的控制器， 其中所述第一信号集合还包括第一更新信号，其指示当开关模式电源操作在第一操作模式中时何时更新切换信号；以及 其中所述第二信号集合还包括第二更新信号，其指示当开关模式电源操作在第二操作模式中时何时更新切换信号。
9.根据权利要求8的控制器，其中所述选择电路还被配置成:根据选择来自第一信号集合还是第二信号集合的设置信号和清除信号来选择第一更新信号或第二更新信号；以及将所选更新信号提供给高分辨率信号转发电路。
10.根据权利要求8的控制器，其中所述高分辨率信号转发电路还被配置成根据与所选信号集合相对应的更新信号来更新高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个。
11.根据权利要求8的控制器，其中所述高分辨率信号转发电路还被配置成在所述开关模式电源的前一切换循环期间对于相应切换循环更新高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个。
12.根据权利要求10的控制器，其中所述控制器被配置成使得在更新高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个之前由对应的信号源生成所选信号集合。
13.根据权利要求11的控制器，其中所述控制器被配置成通过在时间上调整所述高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个来对其进行更新。
14.根据权利要求13的控制器，其中所述控制器被配置成使得调整所述高分辨率设置信号和高分辨率清除信号中的至少一个包括在时间上移位其上升沿和下降沿中的至少一个。
15.—种开关模式电源,包括: 转换器电路，其包括供给输入和输出端子，所述转换器电路被配置成在所述供给输入处接收输入电压且在所述输出端子处提供输出电压，所述转换器电路还包括耦合在所述供给输入和所述输出端子之间的开关；以及 用于控制所述转换器电路的操作的控制器，所述控制器包括: 第一信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合与所述转换器电路的第一操作模式相对应； 第二信号源，其被配置成提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合与所述转换器电路的第二操作模式相对应； 选择电路，耦合到所述第一信号源和第二信号源，所述选择电路被配置成选择第一信号集合或第二信号集合； 切换信号生成电路，其耦合到所述选择电路且被配置成基于从所述选择电路接收到的信号集合将切换信号提供给在所述转换器电路中提供的开关的控制端子。
16.—种用于控制开关 模式电源的方法,该方法包括: 提供包括设置信号和清除信号的第一信号集合，其中所述第一信号集合与所述开关模式电源的第一操作模式相对应； 提供包括设置信号和清除信号的第二信号集合，其中所述第二信号集合与所述开关模式电源的第二操作模式相对应； 选择第一信号集合或第二信号集合； 基于所选的信号集合将切换信号提供给在所述开关模式电源中提供的至少一个开关。
17.—种电路,包括: 输入端子，其被配置成接收时钟信号，其中所述时钟信号包括脉冲序列； 位反转电路，其被配置成使数字字反转，每一个数字字与描述脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应； 脉冲吞除电路，其被配置成接收时钟信号以及当对于来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲的脉冲吞除条件被满足时吞除该脉冲，且由此生成经过修改的时钟信号； 数字斜波生成电路，其被配置成基于经过修改的时钟信号来提供数字斜波信号。
18.根据权利要求17的电路，其中相对于要被反转的数字字来颠倒经过反转的数字字中的位的顺序。
19.根据权利要求17的电路，其中所述位反转电路还被配置成将脉冲序列细分成包含预定义数目的脉冲的脉冲子序列。
20.根据权利要求19的电路，其中所述电路被配置成接收第一参数，所述第一参数定义被包含在脉冲子序列中的脉冲的预定义数目。
21.根据权利要求19的电路，其中所述电路还被配置成接收第二参数，所述第二参数定义所述脉冲吞除电路要在脉冲子序列中吞除的脉冲的数目。
22.根据权利要求19的电路，其中所述脉冲吞除电路还被配置成将一个脉冲子序列内所吞除的脉冲均匀地分布在该脉冲子序列上。
23.根据权利要求21的电路，其中当由经过反转的数字字表示的数字小于所述第二参数时，脉冲吞除条件被满足。
24.根据权利要求17的电路，其中所述数字斜波生成电路还被配置成通过在经过修改的时钟信号中每次出现脉冲时递增或递减数字斜波字来提供数字斜波信号。
25.一种用于提供数字斜波信号的方法，该方法包括: 提供包括脉冲序列的时钟信号； 对数字字进行反转，每一个数字字与描述脉冲序列内每个脉冲的位置的数字相对应；当对于来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲的脉冲吞除条件被满足时吞除该脉冲，且由此生成经过修改的时钟信号； 基于经过修改的时钟信号来生成数字斜波信号。
26.根据权利要求25的方法，其中对数字字进行反转包括使该数字字中的位的顺序颠倒。
27.根据权利要求25的方法，其中该方法还包括:将脉冲序列细分成预定义数目的脉冲的子序列。
28.根据权利要求27的方法，其中脉冲序列内每个脉冲的位置与脉冲子序列内该脉冲的位置相对应。
29.根据权利要求27的方法，其中吞除来自时钟信号中的脉冲序列的至少一个脉冲包括将脉冲子序列中的至少一个所吞除的脉冲均匀地分布在该脉冲子序列上。
30.根据权利要求25的方法，其中当由对应的经过反转的数字字表示的数字小于预定数字时，对于脉冲的脉冲吞除条件被满足。
【文档编号】H02M1/088GK103887953SQ201310522680
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】P.科斯塔 申请人:英飞凌科技股份有限公司