在闭环系统中改善开关条件的方法和装置与流程

1.本申请总体涉及栅极驱动器，并且更具体地涉及改善闭环系统中的开关条件的方法和装置。


背景技术：

2.高电压和/或高电流应用利用能够在升高的温度下有效且高效地操作的电力电子设备。在此类应用中，功率模块使用功率金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)提供功率。功率mosfet可以用作功率递送设备，以在将功率递送至负载的正常操作期间支持数十或数百安培。


技术实现要素：

3.示例设备包括：适于耦合至第一节点的第一开关、适于耦合至第二节点的第二开关，以及包括第一端子和第二端子的电容器。第一端子耦合至第一开关，并且第二端子耦合至第二开关。第一倍增器(multiplier)耦合至第一端子和第二端子。第一倍增器适于至少耦合至第三节点和第四节点。第二倍增器耦合至第一端子和第二端子。
附图说明
4.图1是示出用以停止输出信号直到输入信号稳定的设备的框图。
5.图2是关于图1的输出信号和输入信号的电压随时间变化的图示。
6.图3是示例栅极驱动器系统的示意图，该示例栅极驱动器系统包括示例栅极驱动器集成电路(ic)，该集成电路包括用以实现本文所述的示例的示例转换器。
7.图4是图3的示例转换器的示意图，该示例转换器包括各种组件，以改善启动时间和/或减少由频率补偿导致的过冲。
8.图5是图4的示例补偿器的示意图，该示例补偿器用于改善图3的栅极驱动器ic以及图3和图4的转换器的开关特性。
9.图6是与图5的电流镜相关联的示例倍增器的示意图，其用于调整电容器的有效电容。
10.图7是图4和图5的示例补偿器中的各种补偿电容器电压和电流随时间变化的图示。
11.图8是图4和图5的示例补偿器中的附加的各种补偿器电压和电流随时间变化的图示。
12.图9是包括各种组件以改善图3的栅极驱动器ic和图3和图4的转换器的开关特性的附加示例补偿器的示意图。
13.图10是图9的示例补偿器中的各种补偿电容器电压和电流随时间变化的图示。
14.图11是代表示例操作模式的状态图，其中图4、图5或图9的补偿器可以在这些操作模式下操作。
15.图12是代表机器可读指令的流程图，该机器可读指令可以被执行以实现图4和图5的补偿器或图9的补偿器，以通过调整示例补偿电容器的电荷来改善图3的示例栅极驱动器ic的开关条件。
具体实施方式
16.附图未按比率绘制。通常，在整个附图中将使用相同的附图标记，并且该描述表示相同或相似的部分。
17.当标识可以被单独参考的多个元件或组件时，在本文中使用描述符“第一”、“第二”、“第三”等。除非基于它们的使用上下文另外指定或理解，否则这些描述符无意于赋予优先权或时间顺序的任何含义，而仅仅是为了便于理解所描述的示例而分别指代多个元件或组件的标签。在一些示例中，在具体实施方式中描述符“第一”可以用于指代元件，而在权利要求中可以使用诸如“第二”或“第三”的不同描述符来指代相同的元件。在此类情况下，应该理解，仅仅为了易于引用多个元件或组件而使用此类描述符。
18.高电压和/或高电流隔离的栅极驱动器环境和应用(诸如电动汽车(ev)、混合电动汽车(hev)等中的牵引逆变器)利用能够在升高温度下有效且高效操作的电力电子设备。已经开发出功率递送和/或管理模块，以使用由碳化硅(sic)制成的低阻抗功率mosfet提供所需的功率。功率sic mosfet可以用作功率递送设备，以在用于将功率递送至负载的正常操作期间支持数十或数百安培。可替代地，已开发出使用低阻抗隔离的栅极双极晶体管(igbt)设备的功率模块，以满足诸如ev、hev等的牵引逆变器的应用的必要功率要求。
19.在此类高功率应用中，功率sic mosfet的温度可以增加到损坏sic mosfet、耦合至sic mosfet的负载和/或周围组件的水平。在此类隔离的高电压和/或高电流栅极驱动器环境和应用中，代表sic mosfet温度的模拟信号可以被感测并转换为数字温度信号，以供随附的控制器(例如，微控制器单元(mcu))使用。响应于获得数字温度信号，mcu可以调整sic mosfet的开关速度和/或停止操作。数字温度信号可以由随附的控制器(例如，mcu)用于间接控制sic mosfet或相应开关设备的温度。
20.转换器(例如，模拟至脉冲宽度调制器(a2pwm))可以用于将代表温度的模拟信号转换为数字温度信号(例如，脉冲宽度调制信号(pwm信号))。在高功率和/或高电流栅极驱动器应用中，转换器通常是噪声敏感电路，其被设计为被包括在高功率和/或高电流栅极驱动器中，以维持性能规格。此类性能规格可以包括在整个温度范围内维持期望的总体精度，期望的占空比控制，减少错过或跳过的脉冲，和/或可忽略的相位失真。在此类噪声敏感转换器中，不想要的感应噪声和/或振铃可能导致背离上述性能规格、损坏内部组件、降低性能效率等。
21.在隔离的高功率和/或高电流栅极驱动器应用中，转换器的开关特性(例如，开关速度、总过冲、建立时间(settling time))通常支配(dominant)示例隔离的高功率和/或高电流栅极驱动器的开关特性(例如，接通速度)。例如，如果补偿节点转换器的建立时间长于隔离的高功率和/或高电流栅极驱动器信号的建立时间，则隔离的高功率和/或高电流栅极驱动器的开关速度将降低到类似于转换器的开关速度的开关速度。因此，当转换器受到不想要的感应噪声和/或振铃影响时，可能无法满足转换器性能规格，并且转换器的开关特性(例如，接通速度、总过冲)可能受到影响(例如，开关速度减慢到100毫秒以上和/或总过冲
增加到不安全的水平)。由于转换器性能劣化，隔离的高功率和/或高电流栅极驱动器ic的开关特性(例如，开关速度、总过冲)可能受到影响(例如，开关速度降低到超过100毫秒和/或总过冲增加到不安全的水平)。
22.保护和/或确保噪声敏感转换器的适当操作的典型技术包括在具有放大器的电路中(例如，在放大器内部或在放大器外部)利用大补偿电容器(例如，200皮法拉)，以确保适当的频率补偿。例如，转换器的带宽可以部分地由在转换器的运算放大器中的补偿节点处或跨越补偿节点的大补偿电容器(例如200皮法拉)实现的主导极点(dominant pole)来设定。在此类技术中，频率补偿的方法在下文中可以被称为主导极点补偿。
23.此外，当实施主导极点补偿时，由于适当的频率补偿固有的大补偿电容，所以用于sic mosfet和/或合适的功率开关设备的驱动信号的启动时间被延迟(例如，以500微秒到1毫秒的量级延迟)。转换器的开关特性可能受到影响，并且因此，由于在转换器中使用了大补偿电容器(例如200皮法拉)，所以隔离的高电压和/或高功率栅极驱动器经历不良的开关特性(例如，以500微秒至1毫秒的量级延迟的启动时间，和/或在阶跃响应期间的过冲)。
24.可替代地，保护和/或确保噪声敏感转换器的适当操作的技术包括延迟(例如，停止)输出信号(例如，pwm信号)，直到输入信号已经建立(例如，输入信号不再经历瞬变)。图1是示出设备100的框图，该设备100停止输出信号(线102)直到输入信号(线104)稳定。禁用器106禁用输出信号(线102)达500微秒。图2是关于图1的输出信号(线102)和输入信号(线104)的电压随时间变化的图示200。延迟段202示出在输入信号(线104)的接通时间与输出信号(线102)的接通时间之间的500微秒的延迟。在图1中，启动时间以500微秒的量级延迟。
25.本文所述的示例包括在维持快速(例如60微秒)启动时间的同时保护和/或确保噪声敏感转换器的适当操作的方法和装置。本文所述的示例包括利用转换器(例如，a2pwm)将模拟信号(例如，代表温度的模拟信号)转换成数字信号(例如，代表温度的pwm信号)。此外，本文所述的示例包括在将模拟信号转换为数字信号(例如，将模拟信号转换为pwm信号)时利用频率补偿以确保适当的转换器环路带宽。示例频率补偿技术包括主导极点补偿。
26.在本文所述的示例中，将转换器的带宽设定为足够低(例如，10hz至100hz)以保护噪声敏感转换器并拒绝由于高电压和/或高功率开关引起的噪声和/或振铃。在本文所述的示例中，在转换器中的补偿节点处和/或跨越补偿节点(例如，跨越转换器中的运算放大器中的补偿节点)实现大补偿电容器(例如200皮法拉)。本文所述的示例包括由使用大补偿电容器产生的改善隔离的高电压和/或高功率栅极驱动器应用或任何合适的闭环系统中的开关特性的方法和装置。本文所述的示例包括对补偿电容器的各个端子(例如，极板)充电和/或放电以改善转换器的开关条件。在本文所述的示例中，响应于满足各种电压阈值而对补偿电容器的各个端子充电和/或放电。
27.本文所述的示例包括利用隔离的高电压和/或高功率栅极驱动器。在此类示例中，隔离的高电压和/或高功率栅极驱动器包括隔离的高电压侧和隔离的低电压侧。本文所述的示例隔离技术包括电容性隔离、光耦合隔离或任何合适的隔离技术。本文所述的示例包括感测代表sic mosfet、igbt和/或任何合适的功率开关设备的温度的模拟电压值。本文所述的示例包括利用代表sic mosfet、igbt和/或任何合适的功率开关设备的温度的感测的电压值来调节sic mosfet、igbt和/或任何合适的功率开关设备的温度。
28.在本文所述的示例中，在转换器中使用至少一个电容器倍增器以生成大补偿电容
器(例如200皮法拉)的电效应，同时使用小补偿电容器(例如10皮法拉)。在本文所述的此类示例中，在转换器中实现物理上小的补偿电容器(例如，10皮法拉)，其耦合到至少一个电容器倍增器。此外，在本文所述的此类示例中，与至少一个电容器倍增器耦合的小补偿电容器(例如10皮法拉)充当并且被视为大补偿电容器(例如200皮法拉)。
29.在本文所述的示例中，至少一个可变电容器倍增器与上述至少一个电容器倍增器结合使用。在本文所述的此类示例中，可变电容器倍增器包括多个电流镜，该多个电流镜包括多个电流镜分支。在本文所述的示例中，可变电容器倍增器可以调整活动电流镜分支的数量以调整补偿电容器的电容，并因此相应地调整由电容器控制的补偿节点的摆率(slew rate)。
30.图3是示例栅极驱动器系统300的示意图，该示例栅极驱动器系统300包括示例栅极驱动器集成电路(ic)302，该示例栅极驱动器集成电路(ic)302包括示例转换器304以实现本文所述的示例。栅极驱动器ic 302是高电压(例如，额定800伏(v))隔离的栅极驱动器，以向高电压和/或高电流负载提供功率。例如，栅极驱动器系统300可以用于向牵引逆变器或在ev、hev等中包括的任何其它类型的电气设备提供功率。可替代地，栅极驱动器系统300可以用于向任何其它电气设备提供功率。
31.在图3的示例中，栅极驱动器ic 302包括示例低电压级306和示例高电压级308。在图3中，使用示例隔离势垒310将低电压级306与高电压级308隔离。例如，隔离在示例高电压级308上发生的电气故障以免影响(例如，损坏、传导电流等)低电压级306。在本文所述的示例中，栅极驱动器ic 302以集成电路实现。
32.在本文所述的示例中，低电压级306在栅极驱动器ic 302内与高电压级308分开的第一管芯(例如，硅管芯)上实现。同样，在本文所述的示例中，高电压级308被实现在栅极驱动器ic 302内与低电压级306分开的第二管芯(例如，硅管芯)上。在本文所述的其它示例中，低电压级306和高电压级308可以在栅极驱动器ic 302内的单个管芯(例如，硅管芯)上实现。在本文所述的其它示例中，低电压级306可以在栅极驱动器ic 302内的多个管芯(例如，硅管芯)上实现。在本文所述的其它示例中，高电压级308可以在栅极驱动器ic 302内的多个管芯(例如，硅管芯)上实现。可替代地，在本文所述的其它示例中，栅极驱动器ic 302和/或栅极驱动器ic 302中所示的任何组件可以在多个集成电路和/或任何多个管芯(例如，硅管芯)上实现。
33.在图3的示例中，隔离势垒310是电容性隔离势垒。隔离势垒310确保低电压级306和高电压级308之间的电接地是分开的。在本文所述的一些示例中，隔离势垒310可以被实现为电感隔离势垒、光耦合隔离势垒或任何其它合适的隔离势垒。
34.在图3的示例中，示例开关312是碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(sic mosfet)。可替代地，开关312可以是任何其它合适的碳化硅晶体管(例如，碳化硅igbt)。开关312可以是由任何其它材料(例如，硅、砷化镓等)制成的mosfet。可替代地，开关312可以是诸如igbt的任何其它功率设备。在图3中，开关312的示例栅极314经由一个或多个示例ic引脚(318、320、322)耦合至示例输出级ic 316。ic引脚318是栅极驱动器ic302的引脚7(clampi)。ic引脚320是栅极驱动器ic 302的引脚4(outh)。ic引脚322是栅极驱动器ic 302的引脚6(outl)。可替代地，栅极314可以经由一个或多个中间连接、通孔、节点等耦合至输出级ic 316。
35.示例输出级ic 316包括任何数量的栅极驱动器以接通和/或断开开关312。例如，输出级ic 316可以包括用于接通开关312的示例高侧栅极驱动器和用于断开开关312的示例低侧栅极驱动器。
36.在图3的示例中，示例温度传感器324耦合至开关312附近(例如，相隔1毫米，相隔1微米等)。在操作中，温度传感器324感测和/或以其它方式生成代表开关312的温度的信号(例如，在示例第一感测二极管328、第二感测二极管330和第三感测二极管332处的电压)。此外，温度传感器324耦合至栅极驱动器ic 302的示例ic引脚326。ic引脚326是栅极驱动器ic 302的引脚1(ain)。在本文所述的其它示例中，温度传感器324可以实现为任何合适的温度感测设备(例如，热电偶、热敏电阻器、电阻温度检测器(rtd)等)。
37.在图3的示例中，转换器304耦合至ic引脚326以获得代表开关312的温度的信号(例如，来自温度传感器的电压)。在本文所述的示例中，在ic引脚326处获得的信号是受开关312、耦合的负载和/或任何周围的电气设备生成的感应噪声和/或振铃影响的模拟信号。转换器304从ic引脚326获得与开关312的温度相对应的模拟信号，并将该模拟信号转换为数字信号(例如，pwm信号)，以经由隔离势垒310传递给示例控制器346。数字信号(例如，pwm信号)包括与开关312的温度相对应的占空比(例如，90％的占空比对应于200华氏度)。此外，转换器304耦合至示例ic引脚327，该示例ic引脚327是栅极驱动器ic 302的引脚5(vdd)。
38.在本文所述的示例中，转换器304从ic引脚326获得与开关312的温度相对应的模拟信号，并将与开关312的温度相对应的模拟信号转换为数字温度信号。转换器304提供数字温度信号以穿过隔离势垒310以用于控制器346。
39.在图3的示例中，示例故障编码ic 334至少从转换器304获得代表开关312的温度的数字信号(例如，pwm信号)。在本文所述的示例中，故障编码ic 334响应于从转换器304获得数字信号而生成对应的故障信号。例如，如果开关312的温度过高(例如，高于阈值温度)，则由故障编码ic 334编码的故障信号可以对应于系统300中的故障，或者如果开关312的温度在阈值温度之内(例如，正常操作)，则由故障编码ic 334生成的故障信号可以对应于系统300中不存在故障。
40.在图3的示例中，第一示例调制器(mod)ic 336调制由故障编码ic 334生成的故障信号。在本文所述的示例中，第一mod ic 336将由故障编码ic334生成的故障信号的频率调制为足够高以穿过隔离势垒310的频率值(例如500mhz)。在此类示例中，第一mod ic 336经由隔离势垒310耦合至第一示例解调器(demod)ic 338。
41.在图3的示例中，第一demod ic 338解调上述调制的故障信号。在此类示例中，第一demod ic 338耦合至示例故障解码ic 340。
42.在图3的示例中，故障解码ic 340至少解码先前由故障编码ic 334编码的对应故障信号。故障解码ic 340的输出耦合至示例pwm驱动器342。
43.在图3的示例中，pwm驱动器342经由示例ic引脚344耦合至控制器346。在本文所述的示例中，ic引脚344是栅极驱动器ic 302的引脚16(apwm)。
44.在图3的示例中，栅极驱动器系统300包括控制器346，以经由栅极驱动器ic 302控制和/或以其它方式管理开关312的开关操作。在图3中，控制器346是ic。可替代地，可以使用硬件逻辑、机器可读指令、硬件实现的状态机等和/或其组合来实现控制器346。
45.在图3的示例中，控制器346生成示例信号(例如，电流信号)，该示例信号被转换为示例输入电压。输入电压包括由栅极驱动器ic 302在示例ic引脚348处获得的第一示例输入电压(in+)。ic引脚348是栅极驱动器ic 302的引脚10。输入电压包括由栅极驱动器ic 302在示例ic引脚350处获得的第二示例输入电压(in
‑
)。ic引脚350是栅极驱动器ic 302的引脚11。通过示例pwm输入ic 352将输入电压转换为pwm信号。
46.在图3的示例中，pwm输入ic 352生成pwm信号并将其传输到第二示例调制器(mod)ic 354，该第二示例调制器ic 354调制pwm信号。第二mod ic 354将调制的pwm信号传输到第二示例解调器(demod)ic 356，该第二示例解调器ic 356对pwm信号进行解调。第二mod ic 354通过示例隔离势垒310将调制的pwm信号传输到第二demod ic 356。第二demod ic 356将解调的pwm信号传输到输出级ic 316。输出级ic 316处理来自第二demod ic 356的解调的pwm信号以促进开关312处的操作。例如，控制器346可以响应于转换器304的输出而生成一个或多个控制信号，以促进开关312的操作。在本文所述的示例中，控制器346响应于转换器304的输出而生成的一个或多个控制信号的开关条件(例如，开关速度、总过冲)得到改善(例如，减少了由于频率补偿而产生的不期望的开关速度或接通时间)。
47.通过接通开关312，栅极驱动器ic 302向示例负载358提供功率。例如，负载358可以是电动马达、牵引逆变器或ev、hev等中包括的任何其它类型的电气设备。可替代地，负载358可以是电池、功率转换器，诸如半桥功率转换器(例如，升压转换器、降压转换器、降压
‑
升压转换器等)等。在图3中，示例电压源360耦合至开关312。电压源360是电池。可替代地，电压源360可以是电容器、直流(dc)电压源等。在图3中，开关312向负载358提供功率。例如，开关312可以向负载358提供400
‑
1000v范围内的电压、100
‑
1000安培(a)范围内的电流等，和/或其组合。在图3的示例中，一个或多个中间开关362可以耦合在负载与示例接地轨364之间。一个或多个中间开关362可以由控制器346或任何合适的外部或内部控制器控制。
48.图4是图3的示例转换器304的示意图400，该示例转换器304包括各种组件，以改善启动时间和/或减少由频率补偿引起的过冲。示例转换器304耦合至ic引脚326以获得与图3的开关312的温度相对应的模拟信号。此外，转换器304耦合至图3的故障编码器ic 334。在图4的示例中，转换器304包括示例第一低压差调节器402、示例第二低压差调节器404、示例启动器406、示例误差放大器408、示例补偿器410、示例第一阈值比较器412、示例第二阈值比较器414、示例斜坡发生器416、示例斜坡比较器418、示例电平移位器420和示例滤波器422。
49.在图4的示例中，ic引脚327处的电压被图3和图4的转换器304利用。在此类示例中，在ic引脚327处的电压在转换器304中被施加到第一低压差调节器402和第二低压差调节器404，以向转换器304中的各种电气组件供电。
50.在图4的示例中，第一低压差调节器402确保供应到对应电路(例如，误差放大器408和斜坡比较器418)的电压是恒定的。例如，第一低压差调节器402的输入(例如，ic引脚327处的电压)可以是5.5伏，并且第一低压差调节器402的输出(例如，为误差放大器408和斜坡比较器418供电的电压)为5.1伏。在本文所述的其它示例中，第一低压差调节器402的输出(例如，为误差放大器408和斜坡比较器418供电的电压)可以是任何数值电压。
51.在图4的示例中，第二低压差调节器404确保供应到对应电路(例如，电平移位器420)的电压是恒定的。例如，第二低压差调节器404的输入(例如，ic引脚327处的电压)可以
是5.5伏，并且第二低压差调节器404的输出(例如，为电平移位器420供电的电压)是3.3伏。在本文所述的其它示例中，第二低压差调节器404的输出(例如，为电平移位器420供电的电压)可以是任何数值电压。
52.在图4中，示例启动器406监视第一低压差调节器402的示例第一输出(线423)、第二低压差调节器404的示例第二输出(线425)和示例时钟输入(线427)。此外，启动器406耦合至误差放大器408。在本文所述的示例中，启动器406响应于观察到第一低压差调节器402的第一输出(线423)达到稳定状态(例如，稳定的5.1伏)，第二低压差调节器404的第二输出(线425)达到稳定状态(例如，稳定的3.3伏)，并且时钟输入(线427)达到稳定状态(例如，稳定的600千赫兹)而生成触发信号(线429)。在此类示例中，当对应的信号不再经历瞬变时，发生确定第一低压差调节器402的第一输出(线423)、第二低压差调节器404的第二输出(线425)和/或时钟输入(线427)是否达到稳定状态。
53.在图4中，示例分压器407获得与图3的开关312的温度相对应的模拟信号。分压器407利用串联的电阻元件(例如，电阻器)来生成代表图3的开关312的温度的比例模拟信号。在图4中，分压器包括第一串联电阻器409和第二串联电阻器411。分压器的输出是在节点413处实现的模拟感测信号(线415)。
54.在图4的示例中，误差放大器408将感测信号(线415)与示例反馈信号(线417)进行比较。在此类示例中，误差放大器408生成包括占空比的误差输出(线419)，该占空比取决于感测信号(线415)和反馈信号(线417)之间的电压差。
55.在图4的示例中，为了过滤不想要的感应噪声和/或振铃(例如，影响转换器304的感应噪声和/或振铃)，在误差放大器408中的补偿节点处和/或跨越补偿节点包括补偿电容器。在本文所述的示例中，补偿电容器被包括在示例补偿器410中。补偿电容器在图5中进一步详细讨论。
56.在图4中，补偿器410被包括在误差放大器408中，并且耦合至启动器406、第一阈值比较器412、第二阈值比较器414、分压器407和滤波器422。补偿器410为误差放大器408提供频率补偿，并且此外，为图3和图4的转换器304以及图3的栅极驱动器ic 302提供频率补偿。在本文所述的示例中，使用补偿电容器来执行频率补偿，以设定图3的转换器304的主导极点。补偿器410响应于至少从启动器406、第一阈值比较器412和/或第二阈值比较器414获得的各种触发值(例如，满足的各种操作阈值)，对补偿电容器的各个端子进行充电和放电。在图5中进一步讨论了各种触发值(例如，各种操作阈值)和对应的动作。
57.在图4的示例中，示例第一阈值比较器412耦合至滤波器422、误差放大器408和补偿器410。第一阈值比较器412将反馈信号(线417)与来自分压器407的感测信号(线415)进行比较。在本文所述的示例中，如果反馈信号(线417)包括来自分压器407的感测信号(线415)的大小的至少50％的大小，则第一阈值比较器412向比较器410输出示例第一触发。在本文所述的其它示例中，如果反馈信号(线417)与来自分压器407的感测信号(线415)相差任何预定量(例如，相差20％，相差70％等)，则第一阈值比较器412可以向补偿器410输出第一触发。
58.在图4的示例中，示例第二阈值比较器414耦合至滤波器422、误差放大器408和补偿器410。第二阈值比较器414将反馈信号(线417)与来自分压器407的感测信号(线415)进行比较。在本文所述的示例中，如果反馈信号(线417)包括来自分压器407的感测信号(线
415)的大小的至少90％的大小，则第二阈值比较器414向补偿器410输出示例第二触发。在本文所述的其它示例中，如果反馈信号(线417)与来自分压器407的感测信号(线415)相差任何预定量(例如，相差65％，相差95％等)，则第二阈值比较器414可以向补偿器410输出第二触发。
59.在图4中，示例斜坡发生器416耦合至斜坡比较器418。斜坡发生器416包括示例振荡器424和示例斜坡源426。斜坡发生器416生成斜坡信号(线421)，以供斜坡比较器418使用。在本文所述的示例中，振荡器424控制斜坡源426的频率。斜坡源426以期望频率输出斜坡信号(线421)。在本文所述的示例中，斜坡信号(线421)的期望频率是600千赫兹；然而，在本文所述的其它示例中，期望频率可以是用于操作的任何合适的频率(例如，300千赫兹、450千赫兹等)。
60.在图4的示例中，示例斜坡比较器418耦合至误差放大器408的输出(例如，误差输出(线419))、斜坡发生器416(例如斜坡信号(线421))和示例电平移位器420。斜坡比较器418将误差输出(线419)与所生成的斜坡信号(线421)进行比较。取决于误差输出(线419)在何处与斜坡信号(线421)对准，斜坡比较器418将生成变化的输出。在本文所述的示例中，斜坡比较器418的输出的占空比对应于误差输出(线419)和斜坡信号(线421)的对准而变化。
61.在图4的示例中，示例电平移位器420耦合至斜坡比较器418和示例滤波器422。在图4中，电平移位器420将来自斜坡比较器418的传入信号移位到用于电平移位器420的输出信号的较高电压。在本文所述的其它示例中，电平移位器420可以将来自斜坡比较器418的传入信号的电压移位到用于电平移位器420的输出信号的较低电压。
62.在图4的示例中，示例滤波器422耦合至电平移位器420和误差放大器408。在图4中，滤波器422包括滤波电阻器430和滤波电容器432。图4中所示的拓扑包括用以充当低通滤波器的滤波器422。在本文所述的其它示例中，滤波器422可以被实现为高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器或任何合适的滤波器。滤波器422的输出是反馈信号(线417)，该反馈信号(线417)耦合至误差放大器408。
63.在图4中，示例电平移位器420的输出是代表图3的耦合开关312的温度的直流信号。在此类示例中，响应于示例误差输出(线419)自所生成的斜坡信号(线421)变化而由斜坡比较器418调整电平移位器420的输出的占空比。
64.图5是用于改善图3的栅极驱动器ic 302以及图3和图4的转换器304的开关特性的图4的补偿器410的示意图500。补偿器410包括：包括示例第一端子504和示例第二端子506的示例补偿电容器502、示例第一开关508、示例第二开关510、示例变量倍增器512、示例倍增器514、示例缓冲器516以及包括示例第一电阻器520和示例第二电阻器522的示例分压器518。补偿器电容器502耦合至ic引脚327(例如，间接地通过图4的第一低压差调节器402)、启动器406、图4的分压器407、图4的第一阈值比较器412、图4的第二阈值比较器414，以及图4的斜坡比较器418。
65.在本文所述的示例中，第一开关508和第二开关510耦合至示例第一输出连接器524，以获得是否传导的指示。在本文所述的示例中，响应于确定对应的电压和时钟信号(例如，第一低压差调节器的第一输出(线423)、第二低压差调节器的第二输出(线425)和斜坡信号(线421))处于稳定状态，由耦合的启动器406生成该指示。此外，第二开关510和变量倍增器512耦合至示例第二输出连接器526，以在ic引脚327处获得电压电势。
66.在图5中所示的示例中，分压器518耦合至示例第三输出连接器528，以获得来自图4的分压器407的图4的感测信号(线415)的电压电势。变量倍增器512耦合至示例第四输出连接器530和示例第五输出连接器532，以分别从第一阈值比较器412获得第一触发和从第二阈值比较器414获得第二触发。第二端子506耦合至示例第六输出连接器534，以提供补偿器410的调整的输出(例如，图4的误差输出419)。本文所述的示例包括修改变量倍增器512的操作以间接改善图3和图4的转换器304的开关条件(例如，改善补偿器410的启动时间、建立时间和总过冲，该补偿器410的启动时间、建立时间和总过冲支配图3和图4的转换器304的启动时间、建立时间和总过冲)。
67.在图5的示例中，补偿电容器502包括第一端子504和第二端子506。第一端子504耦合至第一开关508。此外，第二端子506耦合至第二开关510。
68.相对于电路所见的电容(例如400皮法拉)，示例补偿电容器502在物理上是小电容器(例如10皮法拉)。补偿电容器502耦合至变量倍增器512和倍增器514。在本文所述的示例中，利用变量倍增器512和倍增器514以确保利用物理上小的补偿电容器502(例如10皮法拉)来节省误差放大器408中的空间并包括大电容器(例如400皮法拉)的电特性(例如，电场容量、导电性等)。变量倍增器512和倍增器514的操作将在下面和图6中进一步详细描述。
69.在图5的示例中，第一开关508被示为两端子单极开关。在本文所述的其它示例中，第一开关508可以被实现为金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、隔离栅极双极晶体管(igbt)或任何可控开关设备。
70.在图5中，第二开关510被示为两端子单极开关。在本文所述的其它示例中，第二开关510可以被实现为金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、隔离栅极双极晶体管(igbt)或任何可控开关设备。
71.在图5的示例中，变量倍增器512耦合至补偿电容器502的第一端子504和第二端子506。变量倍增器512包括示例电流镜513。在本文所述的示例中，电流镜513可以包括任何数量的电流镜(例如，电流镜分支(k)、电流镜比率，以及因此电流镜电流增益)。在本文所述的示例中，响应于来自图4的第一阈值比较器412和/或图4的第二阈值比较器414的各种触发，通过变量倍增器512来调整(例如，接通和/或断开)电流镜513的分支。另外，变量倍增器512耦合至ic引脚327(例如，间接地通过图4的第一低压差调节器402)，耦合至第一阈值比较器412，耦合至第二阈值比较器414以及耦合至启动器406。本文所述的示例包括从启动器406获得初始触发，以指示变量倍增器512将电流镜分支(k)的数量调整为第一比率。本文所述的示例包括利用预定数量的电流镜分支(k)，其中可以关于来自启动器406的初始触发来接通和/或断开预定数量的电流镜分支(k)。
72.在本文所述的示例中，由启动器406发送的初始触发指示变量倍增器512将电容倍增调整为第一比率。在本文所述的一些示例中，当活动电流镜分支(k)的数量为16时，发生第一比率。在本文所述的其它示例中，活动电流镜分支(k)的第一比率可以是任何数值比率。在此类示例中，初始触发将补偿器410置于第一状态，即预充电模式。
73.在本文所述的示例中，由第一阈值比较器412发送的第一触发指示变量倍增器512将变量倍增器512的电容倍增调整(例如，调整电流镜513中的活动分支)为第二比率。本文所述的示例包括利用预定数量的电流镜分支(k)，其中可以关于来自第一阈值比较器412的第一触发来接通和/或断开预定数量的电流镜分支(k)。例如，如果第一阈值比较器412输出
第一触发，则变量倍增器512将预定数量的电流镜分支(k)调整为较低比率(例如，如果(k)为16，则将第二比率调整为包括8的(k))。在本文所述的其它示例中，可以使用可变电容倍增的任何其它合适的方法和/或装置(例如，基于自耦变压器、基于运算放大器等)来实现变量倍增器512。在此类示例中，第一触发将补偿器410置于第二状态，即快速充电模式。
74.同样，如果第二阈值比较器414输出第二触发，则变量倍增器512将预定数量的电流镜分支(k)调整为第三比率。在本文所述的示例中，第三比率高于第一比率(例如，如果(k)为16，则将第三比率调整为包括24的(k))。在此类示例中，第二触发将补偿器410置于第三状态，即慢充电模式。
75.在此类示例中，响应于至少由第一阈值比较器412和/或第二阈值比较器414发送的各种触发来调制变量倍增器512的强度。
76.在图5的示例中，倍增器514耦合至补偿电容器502的第一端子504和第二端子506。此外，倍增器514耦合至ic引脚327(例如，间接地通过变量倍增器512)。本文所述的示例包括利用第二预定数量的电流镜515来实现期望的电容倍增。在此类示例中，电流镜515的第二预定数量是恒定的，并且因此，倍增器514的期望电容倍增比率是恒定的。在本文所述的其它示例中，倍增器514可以是变量倍增器(例如，类似于变量倍增器512)。在本文所述的其它示例中，倍增器514可以使用电容倍增的任何其它合适的方法和/或装置(例如，基于自耦变压器、基于运算放大器等)来实现。
77.在图5的示例中，示例缓冲器516包括耦合至第一开关508的输出端子和耦合至分压器518的输入端子。缓冲器516充当电压跟随器以将输入上的电压(例如节点521处的电压)提供给输出(例如第一开关508)。在本文所述的示例中，缓冲器516可以用于将输入电压(例如，节点521处的电压电势)从第一阻抗转移到第二阻抗。在此类示例中，第一阻抗大于第二阻抗。
78.在图5的示例中，示例分压器518耦合至图4的分压器407。在本文所述的其它示例中，分压器518和图4的分压器407可以被实现为单个分压器。在图5中，分压器518包括与第二电阻器522串联耦合的第一电阻器520。第一电阻器520和第二电阻器522共享公共节点，即节点521。在图5中，节点521包括与对应于图4的分压器407的输出的电压电势成比例的电压电势。在图5中，第一电阻器520和第二电阻器522可以是任何合适的电阻值，并且实际上可以是任何合适的电阻元件(例如，负载)。
79.图6是与图5的变量倍增器512和倍增器514相关联的用以调整电容器的有效电容的示例倍增器的示意图600。在本文所述的示例中，电容倍增的理论至少由以下两个方程式控制。
80.i
eq
＝β*i
c
+i
c
ꢀꢀ
方程式1
81.c
eq
＝(1+β)*c
c
ꢀꢀ
方程式2
82.在方程式1中，变量(β)是与图5的变量倍增器512和/或倍增器514关联使用的电流镜513的电流增益，i
c
是通过电容器602的电流，并且i
eq
是等效电容器606的等效电流。电流镜513的电流增益(β)乘以通过电容器602的电流表示有效倍增电流604。
83.在方程式2中，变量(β)是与图5的变量倍增器512和/或倍增器514关联使用的电流镜513的电流增益，变量c
c
是电容器602的以法拉为单位的电容，并且c
eq
是等效电容器606的有效等效电容。
84.在图6的示例中，使用与图5的变量倍增器512和/或倍增器514关联使用的电流镜513的电流增益(β)来实现电容的倍增因子(例如，变量c
eq
)。在本文所述的其它示例中，可以使用电容倍增的任何合适的方法，并且实际上，可以使用生成电流增益(β)的任何合适的方法(例如，运算放大器增益等)。
85.图7是图4和图5的示例补偿器410中各种补偿电容器电压和电流随时间变化的图示700。在图7中，图5的补偿电容器502的第二端子506处的电压描绘为线702。图5的补偿电容器502的第一端子504处的电压描绘为线704。通过图5的电流镜513的电流描绘为线706。通过图5的变量倍增器512的电流描绘为线708。图3的转换器304的电压输出描绘为线710。在本文所述的示例中，转换器304的电压输出(线710)响应于补偿电容器502的第一端子504处的电压(线704)和/或补偿电容器502的第二端子506处的电压(线702)。
86.在图7的示例图示中，在示例第一时间间隔712和示例第二时间间隔714期间，补偿器410处于预充电模式(例如，图4和图5的补偿器410正在等待来自启动器的触发)。在此类图示中，图5的第一端子504可以被充电至第一阈值电压(例如，第一端子504处的电压(线704)为4.3伏)，并且图5的第二端子506被充电至第二阈值电压(例如，第二端子506处的电压(线702)为5.1伏)。在本文所述的示例中，第一阈值电压小于第二阈值电压。
87.在图7的示例图示中，在第二时间间隔714处，图4的启动器406向图4和图5的补偿器410发送触发，指示对应的电压(例如，第一端子504处的电压(线704)和第二端子506处的电压(线706))和时钟信号(例如，斜坡信号(图4的线421))处于稳定状态条件。在第二时间间隔714和示例第三时间间隔716期间，图4和图5的补偿器410处于快速充电模式。这样，在图5的变量倍增器512的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量减小以包括8的电流镜513比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量减小到8)。作为响应，补偿电容器502的有效电容被成比例地调整，并且因此，第二端子506处的电压(线702)快速建立(例如20微秒)。在本文所述的其它示例中，在第二时间间隔714和第三时间间隔716之间的快速充电模式期间，图5的变量倍增器512中的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量可以减小以包括低于正常操作比率的任何数值电流镜比率。例如，如果正常操作比率为16(例如，活动电流镜(k)的数量为16)，则在快速充电模式期间，比率可以减小到小于16的任何数值。
88.在图7的示例图示中，在第三时间间隔716处，图4的第一阈值比较器412向图4和图5的补偿器410发送第一触发，指示图4的反馈信号(线417)是图4的感测信号(线415)的50％。在本文所述的其它示例中，图4的第一阈值比较器412可以响应于确定图4的反馈信号(线417)与图4的感测信号(线415)相差任何数值百分比(例如40％、65％等)而发送第一触发。在第三时间间隔716和示例第四时间间隔718期间，图4和图5的补偿器410处于慢充电模式。这样，在图5的变量倍增器512的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量增加以包括24的电流镜513比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量增加到24)。作为响应，补偿电容器502的有效电容被成比例地调整，并且因此，第二端子506处的电压(线702)缓慢地建立(例如30微秒)。在本文所述的其它示例中，在第三时间间隔716和第四时间间隔718之间的慢充电模式期间，图5的变量倍增器512的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量可以增加以包括高于正常操作比率的任何数值电流镜比率。例如，如果正常操作比率为16(例如，活动电流镜分支(k)的数量为16)，则在慢充电模式期间，比率可以增加到大于16的任何数值。
89.在图7的示例图示中，在第四时间间隔718处，图4的第二阈值比较器414向图4和图
5的补偿器410发送第二触发，指示图4的反馈信号(线417)是图4的感测信号(线415)的90％。在本文所述的其它示例中，图4的第二阈值比较器414可以响应于确定图4的反馈信号(线417)与图4的感测信号(线415)相差任何数值百分比(例如95％、85％等)而发送第二触发。在第四时间间隔718之后，图4和图5的补偿器410返回正常操作模式。这样，在图5的变量倍增器512的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量包括电流镜的正常操作比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量)。在图7中清楚地示出，转换器304的输出(线710)的启动时间(例如建立时间)小于60微秒。
90.图8是图4和图5的补偿器410中的附加各种补偿器电压和电流随时间变化的图示800。在图8中，在图5的补偿电容器502的第二端子506处的电压描绘为线802。图5的补偿电容器502的第一端子504处的电压描绘为线804。图4的反馈信号(线417)的电压电势描绘为线806。图4的感测信号(线415)的电压电势描绘为线808。图3的转换器304的电压输出描绘为线810。在本文所述的示例中，转换器304的电压输出(线810)响应于补偿电容器502的第一端子504处的电压(线804)和/或补偿电容器502的第二端子506处的电压(线802)。
91.在图8的示例图示中，在示例第一时间间隔812和示例第二时间间隔814期间，补偿器410处于预充电模式(例如，图4和图5的补偿器410正在等待来自启动器的触发)。在此类图示中，图5的第一端子504被充电至第一阈值电压(例如，第一端子504处的电压(线804)为4.3伏)，并且图5的第二端子506被充电至第二阈值电压(例如，第二端子506处的电压(线802)为5.1伏)。在本文所述的示例中，第一阈值电压小于第二阈值电压。
92.在图8的示例图示中，在第二时间间隔814处，图4的启动器406向图4和图5的补偿器410发送触发，指示对应的电压(例如，第一端子504处的电压(线804)和第二端子506处的电压(线706))和时钟信号(例如，斜坡信号(图4的线421))处于稳定状态。在第二时间间隔814和示例第三时间间隔816期间，图4和图5的补偿器410处于快速充电模式。这样，图5的变量倍增器512的比率减小以包括8的电流镜513比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量减小到8)。作为响应，补偿电容器502的有效电容被成比例地调整，并且因此，第二端子506处的电压(线802)快速建立(例如20微秒)。在本文所述的其它示例中，在第二时间间隔814和第三时间间隔816之间的快速充电模式期间，图5的变量倍增器512的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量可减小以包括低于正常操作比率的任何数值电流镜比率。例如，如果正常操作比率为16(例如，活动电流镜分支(k)的数量为16)，则在快速充电模式期间，该比率可以减小到小于16的任何数值。
93.在图8的示例图示中，在第三时间间隔816处，图4的第一阈值比较器412向图4和图5的补偿器410发送第一触发，指示图4的反馈信号(线417)(线806)是图4的感测信号(线415)(线808)的50％。在本文所描述的其它示例中，图4的第一阈值比较器412可以响应于确定图4的反馈信号(线417)与图4的感测信号(线415)相差任何数值百分比(例如40％、65％等)而发送第一触发。在第三时间间隔816和示例第四时间间隔818期间，图4和图5的补偿器410处于慢充电模式。这样，在图5的变量倍增器512的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量增加以包括24的电流镜513比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量增加到24)。作为响应，补偿电容器502的有效电容被成比例地调整，并且因此，第二端子506处的电压(线806)缓慢地建立(例如30微秒)。在本文所述的其它示例中，在第三时间间隔816和第四时间间隔818之间的慢充电模式期间，图5的变量倍增器512的比率可以增加以包括高于正常操作比
率的任何数量的活动电流镜分支(k)。例如，如果正常操作比率为16(例如，活动电流镜分支(k)的数量为16)，则在慢充电模式期间，比率可以增加到大于16的任何数值。
94.在图8的示例图示中，在第四时间间隔818处，图4的第二阈值比较器414向图4和图5的补偿器410发送第二触发，指示图4的反馈信号(线417)(线806)是图4的感测信号(线415)(线808)的90％。在本文所述的其它示例中，图4的第二阈值比较器414可以响应于确定图4的反馈信号(线417)与图4的感测信号(线415)相差任何数值百分比(例如95％、85％等)而发送第二触发。在第四时间间隔818之后，图4和图5的补偿器410返回正常操作模式。这样，在图5的变量倍增器512的电流镜513中的活动电流镜分支(k)的数量包括电流镜的正常操作比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量)。在图8中清楚地示出，转换器304的输出(线810)的启动时间(例如建立时间)减少(例如，小于60微秒)。
95.图9是示例补偿器901的示意图900，该补偿器901包括各种组件以改善图3的栅极驱动器ic 302以及图3和图4的转换器304的开关特性。示例补偿器901包括：包括示例第一端子904和示例第二端子906的示例补偿电容器902、示例第一开关908、示例第二开关910、示例变量倍增器912、示例倍增器914、示例第一缓冲器916、示例第二缓冲器918，以及包括示例第一电阻器922、示例第二电阻器924和示例第三电阻器926的示例分压器920。补偿器901耦合至ic引脚327(例如，间接地通过图4的第一低压差调节器402)、误差放大器408、图4的分压器407、图4的第一阈值比较器412、图4的第二阈值比较器414，以及图4的斜坡比较器418。
96.在本文所述的示例中，第一开关908和第二开关910耦合至示例第一输出连接器928以获得关于是否进行传导的指示(例如，来自图4的启动器406的指示，其指示电压和时钟信号处于稳定状态)。此外，变量倍增器912耦合至示例第二输出连接器930，以获得源自ic引脚327的电压电势。图9的分压器920耦合至示例第三输出连接器932以获得来自图4的分压器407的图4的感测信号(线415)的电压电势。变量倍增器912耦合至示例第四输出连接器934和示例第五输出连接器936，以分别从第一阈值比较器412获得第一触发和从第二阈值比较器414获得第二触发。第二端子906耦合至示例第六输出连接器938，以提供补偿器410的调整的输出(例如，图4的误差输出419)。本文所述的示例包括修改变量倍增器912的操作以间接地改善图3和图4的转换器304的启动时间、建立时间和总过冲(例如，改善补偿器410的启动时间、建立时间和总过冲，补偿器410的启动时间、建立时间和总过冲支配图3和图4的转换器304的启动时间、建立时间和总过冲)。
97.在图9的示例中，补偿电容器902包括第一端子904和第二端子906。第一端子904耦合至第一开关908。此外，第二端子906耦合至第二开关910。
98.相对于电路看到的实际电容(例如400皮法拉)，示例补偿电容器902在物理上是小电容器(例如10皮法拉)。补偿电容器902耦合至变量倍增器912和倍增器914。在本文所述的示例中，利用变量倍增器912和倍增器914以确保利用物理上小的补偿电容器902(例如10皮法拉)来节省误差放大器408中的空间，并且包括大电容器(例如200皮法拉)的电特征(例如，电场容量、导电性等)。
99.在图9的示例中，第一开关908被示为两端子单极开关。在本文所述的其它示例中，第一开关908可以被实现为金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、隔离栅极双极晶体管(igbt)或任何可控开关设备。
100.在图5的示例中，第二开关910被示为两端子单极开关。在本文所述的其它示例中，第二开关910可以被实现为金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、隔离栅极双极晶体管(igbt)或任何可控开关设备。
101.在图9的示例中，变量倍增器912耦合至补偿电容器902的第一端子904和第二端子906。变量倍增器912包括示例电流镜913。在本文所述的示例中，电流镜913可以包括任何数量的电流镜(例如，电流镜分支(k)、电流镜比率，以及因此电流镜电流增益)。在本文所述的示例中，响应于来自图4的第一阈值比较器412和/或图4的第二阈值比较器414的各种触发，通过变量倍增器912来调整(例如，接通和/或断开)电流镜913的分支。此外，变量倍增器912耦合至ic引脚327(例如，间接地通过图4的第一低压差调节器402)，耦合至第一阈值比较器412，耦合至第二阈值比较器414以及耦合至启动器406。在本文所述的示例中，由第一阈值比较器412发送的第一触发指示变量倍增器912调整变量倍增器912的电容倍增(例如，调整电流镜913中的活动分支)。本文所述的示例包括利用预定数量的电流镜分支(k)，其中可以关于来自第一阈值比较器412的第一触发来接通和/或断开预定数量的电流镜分支(k)。例如，如果第一阈值比较器412输出第一触发，则变量倍增器912将预定数量的电流镜分支(k)调整为较低的比率(例如，如果(k)为16，则将该比率调整为包括8的(k))。在本文所述的其它示例中，可以使用可变电容倍增的任何其它合适的方法和/或装置(例如，基于自耦变压器、基于运算放大器等)来实现变量倍增器912。
102.同样，如果第二阈值比较器414输出第二触发，则变量倍增器912将预定数量的电流镜分支(k)调整为较高的比率(例如，如果(k)为16，则该比率调整为包括24的(k))。在此类示例中，响应于至少由第一阈值比较器412和/或第二阈值比较器414发送的各种触发来调制变量倍增器912的强度。
103.在图9的示例中，倍增器914耦合至补偿电容器902的第一端子904和第二端子906。此外，倍增器914耦合至ic引脚327(例如，间接地通过变量倍增器912)。本文所述的示例包括利用第二预定数量的电流镜915来实现所期望的电容倍增。在此类示例中，电流镜915的第二预定数量是恒定的，并且因此，期望的电容倍增比率是恒定的。在本文所述的其它示例中，倍增器914可以是变量倍增器(例如，类似于变量倍增器912)。在本文所述的其它示例中，倍增器914可以使用电容倍增的任何其它合适的方法和/或装置(例如，基于自耦变压器、基于运算放大器等)来实现。
104.在图9的示例中，示例第一缓冲器916包括耦合至第一开关908的输出端子以及节点921处耦合至分压器920的输入端子。第一缓冲器916充当电压跟随器以将输入上的相同电压(例如，节点921处的电压电势)提供到输出(例如，到第一开关908)。在本文所述的示例中，第一缓冲器916可以用于将输入电压(例如，节点921处的电压电势)从第一阻抗水平转移到第二阻抗水平(例如，第一阻抗大于第二阻抗)。
105.在图9的示例中，示例第二缓冲器918包括耦合至第二开关910的输出端子以及在节点923处耦合至分压器920的输入端子。第二缓冲器918充当电压跟随器以将输入上的相同电压(例如，节点923处的电压电势)提供到输出(例如，到第二开关910)。在本文所述的示例中，第二缓冲器918可以用于将输入电压(例如，节点923处的电压电势)从第一阻抗水平转移到第二阻抗水平(例如，第一阻抗大于第二阻抗)。
106.在图9的示例中，示例分压器920耦合至图4的分压器407。在本文所述的其它示例
中，分压器920和图4的分压器407可被实现为单个分压器。在图9中，分压器920包括与第二电阻器924串联耦合的第一电阻器922。第一电阻器922和第二电阻器924进一步与第三电阻器926串联耦合。第一电阻器922和第二电阻器924共享公共节点，即节点921。第二电阻器924和第三电阻器926共享公共节点，即节点923。在图9中，节点921包括与对应于图4的分压器407的输出的电压电势以及第一电阻器922和第二电阻器924成比例的第一电压电势。此外，在图9中，节点923包括与对应于图4的分压器407的输出的电压电势和节点921处的第一电压电势成比例的电压电势。在图9中所示的拓扑中，第一电压电势大于第二电压电势，并且因此，第二端子906被充电至比第一端子904小的电压电势(例如，第一端子904被充电至第一电压电势，并且第二端子906被充电至第二电压电势)。在图9中，第一电阻器922、第二电阻器924和/或第三电阻器926可以是任何合适的电阻值，并且实际上可以是任何合适的电阻性元件(例如，负载)。
107.图10是图9的示例补偿器901中的各种补偿电容器902的电压和电流随时间变化的图示1000。在图9中，图9的补偿电容器902的第二端子906处的电压描绘为线1002。图9的补偿电容器902的第一端子904处的电压描绘为线1004。通过图9的电流镜913的电流描绘为线1006。通过图9的变量倍增器912的电流描绘为线1008。图3的转换器304的电压输出描绘为线1010。在本文所述的示例中，转换器304的电压输出(线1010)响应于补偿电容器902的第一端子904处的电压(线1004)和/或补偿电容器902的第二端子906处的电压(线1002)。
108.在图10的示例图示中，在示例第一时间间隔1012和示例第二时间间隔1014期间，补偿器901处于预充电模式(例如，图9的补偿器901正在等待来自启动器的触发)。在此类图示中，图9的第一端子904可以被充电至第一阈值电压(例如，第一端子904处的电压(线1004)为4.3伏)，并且图9的第二端子906被充电至第二阈值电压(例如，第二端子906处的电压(线1002)为3.3伏)。在本文所述的示例中，第一阈值电压大于第二阈值电压。
109.在图10的示例图示中，在第二时间间隔1014处，图4的启动器406向图9的补偿器901发送触发，指示对应的电压(例如，第一端子904处的电压(线1004)和第二端子906处的电压(线1006))和时钟信号(例如，斜坡信号(图4的线421))处于稳定状态条件。在第二时间间隔1014和示例第三时间间隔1016期间，图9的补偿器901处于快速充电模式。这样，图9的变量倍增器912的电流镜913中的活动电流镜分支(k)的数量减小以包括8的电流镜913比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量减小到8)。作为响应，补偿电容器902的有效电容被成比例地调整，并且因此，第二端子906处的电压(线1002)快速建立(例如11微秒)。在本文所述的其它示例中，在第二时间间隔1014与第三时间间隔1016之间的快速充电模式期间，图9的变量倍增器912中的电流镜913中的活动电流镜分支(k)的数量减小以包括低于正常操作比率的任何数值电流镜比率。例如，如果正常操作比率为16(例如，活动电流镜(k)的数量为16)，则在快速充电模式期间，比率可以减小到小于16的任何数值。
110.在图10的示例图示中，在第三时间间隔1016处，图4的第一阈值比较器412向图9的补偿器901发送第一触发，指示图4的反馈信号(线417)是图4的感测信号(线415)的50％。在本文所述的其它示例中，图4的第一阈值比较器412可以响应于确定图4的反馈信号(线417)与图4的感测信号(线415)相差任何数值百分比(例如40％、65％等)而发送第一触发。在第三时间间隔1016和示例第四时间间隔1018期间，图9的补偿器901处于慢充电模式。这样，图9的变量倍增器912的电流镜913中的活动电流镜分支(k)的数量增加以包括24的电流镜913
比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量增加到24)。作为响应，补偿电容器902的有效电容被成比例地调整，并且因此，与快速充电模式期间的补偿电容器902的放电速率相比，第二端子906处的电压(线1002)缓慢建立(例如30微秒)。在本文所述的其它示例中，在第三时间间隔1016与第四时间间隔1018之间的慢充电模式期间，图9的变量倍增器912的电流镜913中的活动电流镜分支(k)的数量可以增加以包括高于正常操作比率的任何数值电流镜比率。例如，如果正常操作比率为16(例如，活动电流镜分支(k)的数量为16)，则在慢充电模式期间，比率可以增加到大于16的任何数值。
111.在图10的示例图示中，在第四时间间隔1018处，图4的第二阈值比较器414向图9的补偿器901发送第二触发，指示图4的反馈信号(线417)是图4的感测信号(线415)的90％。在本文所述的其它示例中，图4的第二阈值比较器414可以响应于确定图4的反馈信号(线417)与图4的感测信号(线415)相差任何数值百分比(例如95％、85％等)而发送第二触发。在第四时间间隔1018之后，图9的补偿器901返回正常操作模式。这样，图9的变量倍增器912的电流镜913中的活动电流镜分支(k)的数量包括电流镜的正常操作比率(例如，活动电流镜分支(k)的数量)。在图10中清楚地示出，转换器304的输出(线1010)的启动时间(例如建立时间)小于40微秒。
112.图11是代表示例操作模式的状态图1100，图4、图5或图9的补偿器410或901可以在这些操作模式下操作。当在示例第一状态1102中时，图4、图5和/或图9的补偿器410或901可以处于示例预充电模式。在示例第一状态1102中，示例补偿电容器502和/或902的各个端子(例如，第一端子504或904以及第二端子506或906)分别被充电到第一电压阈值和第二电压阈值。一旦对应的电压和时钟信号(例如，例如，第一低压差调节器402的示例第一输出(线423)、第二低压差调节器404的示例第二输出(线425)和示例时钟输入(线427))处于稳定状态，就满足示例第一操作条件1104。
113.作为响应，补偿器410或901进入示例第二状态1106，其可以是示例快速充电模式。在示例第二状态1106中，补偿器410或901，或更具体地，变量倍增器512或912，将示例电流镜513或913中的活动电流镜分支的数量调整为第一比率(例如1：8)。在本文所述的其它示例中，第一比率可以是低于正常操作模式比率的任何数值比率。一旦反馈信号(线417)是感测信号(线415)的第一百分比(例如50％)，就满足示例第二操作条件1108。
114.作为响应，补偿器410或901进入示例第三状态1110，其可以是示例慢充电模式。在示例第三状态1110中，补偿器410或901，或更具体地，变量倍增器512或912，将示例电流镜513或913中的活动电流镜分支的数量调整为第二比率(例如1：24)。在本文所述的其它示例中，第二比率可以是高于正常操作模式比率的任何数值比率。一旦反馈信号(线417)是感测信号(线415)的第二百分比(例如95％)，就满足示例第三操作条件1112。
115.作为响应，补偿器410或901进入示例第四状态1114，其可以是示例正常操作模式。在示例第四状态1114中，补偿器410或901，或更具体地，变量倍增器512或912，将示例电流镜513或913中的活动电流镜分支的数量调整为第三比率(例如1：16)。在本文所述的其它示例中，第三比率可以是作为正常操作模式比率的任何数值比率。如果补偿电容器502或902完全放电，则满足示例第四操作条件1116。作为响应，补偿器410或901进入示例第一状态1102。
116.虽然在图4、图5和图9中示出实现图4、图5和图9的补偿器410、901的示例方式，但
图4、图5和图9中示出的元件、过程和/或设备中的一个或多个可以任何其它方式组合、划分、重新布置、省略、消除和/或实现。此外，示例启动器406、示例第一阈值比较器412、示例第二阈值比较器414、示例变量倍增器512、示例电流镜513、示例变量倍增器912、示例电流镜913和/或更一般地，图4、图5或图9的示例补偿器410、901可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，示例启动器406、示例第一阈值比较器412、示例第二阈值比较器414、示例变量倍增器512、示例电流镜513、示例变量倍增器912、示例电流镜913和/或更一般地，示例补偿器410、901中的任何一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、(一个或多个)可编程处理器、(一个或多个)可编程控制器、(一个或多个)图形处理单元(gpu)、(一个或多个)数字信号处理器(dsp)、(一个或多个)专用集成电路(asic)、(一个或多个)可编程逻辑设备(pld)和/或(一个或多个)现场可编程逻辑设备(fpld)来实现。当阅读本专利的任何装置或系统权利要求以涵盖纯软件和/或固件实施方式时，示例启动器406、示例第一阈值比较器412、示例第二阈值比较器414、示例变量倍增器512、示例电流镜513、示例变量倍增器912、示例电流镜913中的至少一个在此被明确定义为包括包含软件和/或固件的非暂态计算机可读存储设备或存储盘，诸如非易失性存储器(例如，只读存储器(rom)、电可擦可编程只读存储器(eeprom)、闪存等)、易失性存储器(例如，同步动态随机存取存储器(sdram)、动态随机存取存储器(dram)等，和/或任何其它类型的随机存取存储器(ram)设备)等。更进一步地，图4、图5或图9的示例补偿器410、901可以包括附加于或替代图4、图5或图9中所示的元件、过程和/或设备的一个或多个元件、过程和/或设备，和/或可以包括一个以上的所示的元件、过程和设备中的任何一个或全部。如本文所使用的，短语“通信”，包括其变体，涵盖直接通信和/或通过一个或多个中间组件的间接通信，并且不需要直接的物理(例如，有线)通信和/或恒定的通信，而是附加地包括以定期间隔、计划间隔、非周期性间隔和/或一次性事件的选择性通信。
117.在图12中示出代表用于实现图3的控制器346和/或图4、图5或图9的补偿器410、901的示例硬件逻辑、机器可读指令、硬件实现的状态机和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是由一个或多个计算机处理器、一个或多个微控制器等执行的可执行程序或可执行程序的一部分。例如，机器可读指令可以由来自任何期望系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、gpu、dsp或控制器执行。例如，一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、gpu、dsp或控制器可以是(一个或多个)基于半导体的(例如，基于硅的)设备。该程序可以体现在与一个或多个计算机处理器、一个或多个微控制器等相关联的存储在诸如非易失性存储器、易失性存储器等的非暂态计算机可读存储介质上的软件中，但是整个程序和/或其部分可以可替代地由除一个或多个计算机处理器、一个或多个微控制器等之外的设备执行，和/或以固件或专用硬件体现。此外，尽管参考图12中所示的流程图描述了示例程序，但是可以可替代地使用实现控制器346和/或示例补偿器410、901的许多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些框。附加地或可替代地，任何或所有框可以由被构造为在不执行软件或固件的情况下执行对应的操作的一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成的模拟和/或数字电路、fpga、asic、比较器、运算放大器(op
‑
amp)、逻辑电路等)来实现。
118.在本文所述的一些示例中，可以使用硬件处理器(例如，控制器346)来执行图12的指令以实现图3的控制器346。硬件处理器可以是例如服务器、车辆的电子控制单元(ecu)、
个人计算机、工作站或任何其它类型的计算设备。硬件处理器可以是基于半导体的(例如，基于硅的)设备。例如，硬件处理器可以获得与图3的开关312相关联的测量值(例如，电流测量值、电压测量值等)，和/或生成将由图3的栅极驱动器ic 302获得的控制信号。在此类示例中，硬件处理器可以生成将由栅极驱动器ic 302的输出级ic 316获得的控制信号，以接通或断开一个或多个开关以提供功率或从图3的负载358去除功率。例如，硬件处理器3可以响应于开关312的温度的指示而引导和/或以其它方式使输出级ic 316断开开关312。
119.如上所述，图12的示例过程可以使用存储在非暂态计算机和/或机器可读介质(诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、压缩盘、数字多功能盘、高速缓存、随机存取存储器和/或可在任何持续时间内(例如，延长的时间段、永久的、短暂的实例、临时缓冲、和/或信息的高速缓存)存储信息的任何其它存储设备或存储盘)上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现。如本文所使用的，术语“非暂态计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。
120.如本文所使用的，当短语“至少”在例如权利要求的前序部分中用作过渡术语时，它是开放式的，与术语“包含”和“包括”是开放式的一样。当以诸如a、b和/或c的形式使用时，术语“和/或”是指a、b、c的任何组合或子集，诸如：(a)仅a；(b)仅b；(c)仅c；d)a与b；(e)a与c；(f)b与c；或(g)a与b与c。如本文在描述结构、组件、物品、对象和/或事物的上下文中所使用的，短语“a和b中的至少一个”旨在表示包括以下任何一项的实施方式：(a)至少一个a；(b)至少一个b；或(c)至少一个a和至少一个b。类似地，如本文在描述结构、组件、物品、对象和/或事物的上下文中所使用的，短语“a或b中的至少一个”旨在表示包括以下任何一项的实施方式：(a)至少一个a；(b)至少一个b；或(c)至少一个a和至少一个b。如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的实行或执行时所使用的，短语“a和b中的至少一个”旨在表示包括以下任何一项的实施方式：(a)至少一个a；(b)至少一个b；或(c)至少一个a和至少一个b。类似地，如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的实行或执行的上下文中所使用的，短语“a或b中的至少一个”旨在表示包括以下任何一项的实施方式：(a)至少一个a；(b)至少一个b；或(c)至少一个a和至少一个b。
121.图12是代表机器可读指令的流程图1200，该机器可读指令可以被执行以实现控制器346、图4和图5的补偿器410和/或图9的补偿器901，以通过调整图5的示例补偿电容器502或图9的补偿电容器902的电荷来改善图3的示例栅极驱动器ic 302的开关条件。在图12中所示的示例中，启动器406将触发传输到示例第一开关(例如，示例第一开关508或示例第一开关908)以操作(例如，闭合)，并且从而将示例第一端子(例如，示例第一端子504或示例第一端子904)充电到第一电压电势(框1210)。在本文所述的示例中，第一电压电势由示例分压器生成的比例电压(例如，由示例分压器518在节点521处生成的电压或由示例分压器920在节点921处生成的电压)控制。
122.此外，启动器406将触发传输到示例第二开关(例如，示例第二开关510或示例第二开关910)以操作(例如，闭合)，并且从而将示例第二端子(例如，示例第二端子506或示例第二端子906)充电到第二电压电势(框1220)。在本文所述的示例中，第二电压电势由输出连接器526处的电压电势或由示例分压器生成的比例电压(例如，由示例分压器920在节点923处生成的电压)控制。
123.启动器406确定对应的电压和时钟信号(例如，第一低压差调节器402的示例第一
输出(线423)、第二低压差调节器404的示例第二输出(线425)以及示例时钟输入(线427))信号是否处于稳定状态(框1230)。如果上述电压和时钟信号中的任何一个不处于稳定状态，则控制返回到框1230。
124.如果上述电压和时钟信号处于稳定状态，则启动器406将信号传输到示例变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)，以将倍增器比率调整为第一比率(框1240)。变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)确定反馈信号(线417)是否是感测信号(线415)的第一百分比(例如50％)(例如，确定示例第一阈值比较器412是否发送了示例第一触发)(框1250)。如果变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)没有确定反馈信号(线417)是感测信号(线415)的第一百分比(例如50％)，则控制返回到框1250。如果变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)确实确定反馈信号(线417)是感测信号(线415)的第一百分比(例如50％)，则变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)将倍增器比率调整为第二比率(框1260)。在本文所述的示例中，在框1250中所示的指令期间确定的第一电压阈值可以变化。
125.变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)确定反馈信号(线417)是否是感测信号(线415)的第二百分比(例如95％)(例如，确定示例第二阈值比较器414是否发送了示例第二触发)(框1270)。如果变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)没有确定反馈信号(线417)是感测信号(线415)的第二百分比(例如95％)，则控制返回到框1270。如果变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)确实确定反馈信号(线417)是感测信号(线415)的第二百分比(例如95％)，则变量倍增器(例如，变量倍增器512或变量倍增器912)将倍增器比率调整为第三比率(框1280)。在本文所述的示例中，在框1270中所示的指令期间确定的第二电压阈值可以变化。
126.此外，补偿器(例如，补偿器410或补偿器901)确定是否继续操作(框1290)。补偿器(例如，补偿器410或补偿器901)停止操作的示例包括功率损失、损坏的设备等。可替代地，如果补偿器(例如，补偿器410或补偿器901)确定继续操作，则控制返回到框1210。
127.根据前述内容，将理解的是，已经描述了改善闭环系统中的开关条件的示例方法、装置和制品。所述的方法、装置和制品通过响应于满足各种电压阈值而对补偿电容器的各个端子进行充电和放电来改善使用计算设备的效率。所述的方法、设备和制品控制补偿电容器的摆率，以改善示例隔离的高功率和/或高电流栅极驱动器ic的开关特性。所述的方法、装置和制品相应地涉及计算机功能上的一项或多项改善。
128.在权利要求的范围内，所述的示例中的修改是可能的，并且其它示例是可能的。