用于在开关调整器中实现小占空比的电路、设备及方法
【专利说明】用于在开关调整器中实现小占空比的电路、设备及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年4月16日提交的、标题为“CIRCUITS，DEVICES AND METHODSFOR ACHIEVING SMALL DUTY CYCLES IN SWITCHING REGULATORS” 的美国临时申请号61/980，115的优先权，该美国临时申请的公开通过在本文中引用其全部内容的方式得以清楚地合并。
技术领域
[0003]本公开涉及一种能够实现小占空比的开关调整器。
【背景技术】
[0004]在很多电子应用中，输入电压可被升压或降压至期望的输出电压。这种输出电压的产生可通过开关调整器来实现。
【发明内容】
[0005]根据一些教导，本公开涉及一种用于产生低占空比输出电压的方法。该方法包括基本上使用时钟信号的第一边沿将斜坡信号设置为第一电平，并且从第一电平向第二电平倾斜斜坡信号，使得斜坡信号的电压电平与补偿电平相交，其中倾斜开始于时钟信号的第二边沿之前的一个时间点。该方法还包括基本上使用时钟信号的第二边沿开始输出脉冲，并且基本上使用脉宽调制(PWM)信号的边沿结束输出脉冲，该脉宽调制信号由在倾斜期间与补偿电平相交的斜坡信号所导致。
[0006]在一些实施例中，时钟信号的第一边沿和第二边沿可分别为上升沿和下降沿。斜坡信号的第一电平可包括低于补偿电平的低电压电平。斜坡信号的第二电平可包括高于补偿电平的高电压电平。斜坡信号的倾斜可包括斜坡信号的电压电平中的单调增加。单调增加的电压电平可包括三角信号曲线。单调增加的电压电平可包括电平移位曲线。
[0007]在一些实施例中，结束输出脉冲的PffM信号的边沿可以是PffM信号的下降沿。PffM信号可包括其下降沿之前的上升沿，其中当使用时钟信号的上升沿将斜坡信号设置为低电压电平时，PWM信号的上升沿由斜坡信号电压电平与补偿电平的交点所导致。当将斜坡信号设置为低电压电平时，PWM信号的上升沿可从斜坡信号电压电平与补偿电平的交点延迟。PWM信号的下降沿可从在倾斜期间斜坡信号电压电平与补偿电平的交点延迟。可选择倾斜的开始时间，使得输出脉冲的宽度小于在倾斜期间PWM信号的下降沿与交点之间的延迟。可选择输出脉冲的宽度，以得到小于与输出脉冲相关的占空比输出电压的低占空比输出电压，该输出脉冲具有基本上与在倾斜期间PWM信号的下降沿和交点之间的延迟相同的宽度。
[0008]在一些实施例中，输出脉冲可通过接通和断开输入电压来产生。输入电压的接通和断开分别对应输出脉冲的开始和结束。
[0009]在一些实施例中，该方法还包括在反馈回路中提供输出脉冲，以调整补偿电平。反馈回路可包括分压器，其配置为得到对应于输出脉冲的降低的反馈电压。反馈回路还可包括误差放大器，其配置为放大反馈电压与参考电压之间的差并得到用作输出的补偿电平。误差放大器可包括补偿反馈电路，其配置为允许调节补偿电平。
[0010]在多个实现方式中，本公开涉及一种用于操作脉宽调制(PffM)电路的方法。该方法包括确定是否需要低占空比输出电压，并且当确定需要低占空比输出电压时，将PWM电路配置为第一模式。第一模式包括基本上使用时钟信号的第一边沿将斜坡信号设置为第一电平。第一模式还包括从第一电平向第二电平倾斜斜坡信号，使得斜坡信号的电压电平与补偿电平相交，其中倾斜开始于时钟信号的第二边沿之前的一个时间点。第一模式还包括基本上使用时钟信号的第二边沿开始输出脉冲。第一模式还包括基本上使用脉宽调制(PWM)信号的边沿结束输出脉冲，该脉宽调制信号由在倾斜期间与补偿电平相交的斜坡信号所导致。
[0011]在一些实施例中，该方法还可包括当确定不需要低占空比输出电压时，将PffM电路配置为第二模式。第二模式可包括基本上使用时钟信号的第二边沿，而不是在第二边沿之前开始倾斜。
[0012]根据一些实现方式，本公开涉及一种用于产生低占空比输出电压的系统。该系统包括斜坡电路，其配置为产生具有一电压的斜坡信号，该电压在基于时钟信号的第一边沿将斜坡信号设置为第一电平时在第一交点与补偿电平相交，并且在斜坡信号从第一电平倾斜时在第二交点与补偿电平相交。该系统还包括脉宽调制(PWM)电路，其配置为产生PWM脉冲，使得PWM脉冲基于第一交点开始并基于第二交点结束。该系统还包括输出电路，其配置为产生输出脉冲，使得输出脉冲基于时钟信号的第二边沿开始并基于PWM脉冲的结束而结束。该系统还包括控制部件，其配置为在时钟的第二边沿之前启动斜坡信号的倾斜。
[0013]在一些实施例中，斜坡信号的第一电平可以是低态并且斜坡信号的第二电平可以是高态，使得斜坡信号在其从第一电平倾斜时增加。斜坡信号基本上可使用时钟信号的第一边沿设置为低态。时钟信号的第一边沿可以是时钟信号的上升沿。PWM脉冲可在从第一交点时间的第一延迟之后开始。PWM脉冲可在从第二交点时间的第二延迟之后结束。第一延迟和第二延迟中的每一个可包括与PWM电路相关的延迟。与PWM电路相关的延迟可包括与比较器相关的延迟，该比较器比较补偿电平和斜坡信号的电压电平。
[0014]在一些实施例中，输出脉冲可基本上使用时钟信号的第二边沿开始。输出脉冲可基本上使用PWM脉冲的结束而结束。在时钟的第二边沿之前启动的斜坡信号的倾斜可以允许输出脉冲具有比第一延迟和第二延迟中较小者更小的宽度。
[0015]在一些实施例中，该系统还可包括控制回路，其配置为基于输出脉冲将补偿电平维持在期望的电平。在一些实施例中，控制部件可配置为响应外部控制信号来启动斜坡信号的倾斜。在一些实施例中，控制部件可配置为产生控制信号来启动斜坡信号的倾斜。
[0016]在一些实现方式中，本公开涉及一种开关调整器，其包括基底和实现在基底上的斜坡电路。斜坡电路配置为产生具有一电压的斜坡信号，该电压在基于时钟信号的第一边沿将斜坡信号设置为第一电平时在第一交点与补偿电平相交，并且在斜坡信号从第一电平倾斜时在第二交点与补偿电平相交。开关调整器还包括实现在基底上的脉宽调制(PWM)电路。PffM电路配置为产生PffM脉冲，使得PWM脉冲基于第一交点开始并基于第二交点结束。开关调整器还包括实现在基底上的输出电路。输出电路配置为产生输出脉冲，使得输出脉冲基于时钟信号的第二边沿开始并基于PffM脉冲的结束而结束。开关调整器还包括实现在基底上的控制部件。控制部件配置为在时钟的第二边沿之前启动斜坡信号的倾斜。
[0017]根据一些实现方式，本公开涉及一种功率管理集成电路(PMIC)模块，其包括配置为容纳多个部件的封装基底，和实现在封装基底上的开关调整器。开关调整器包括斜坡电路，其配置为产生具有一电压的斜坡信号，该电压在基于时钟信号的第一边沿将斜坡信号设置为第一电平时在第一交点与补偿电平相交，并且在斜坡信号从第一电平倾斜时在第二交点与补偿电平相交。开关调整器还包括脉宽调制(PWM)电路，其配置为产生PWM脉冲，使得PWM脉冲基于第一交点开始并基于第二交点结束。开关调整器还包括输出电路，其配置为产生输出脉冲，使得输出脉冲基于时钟信号的第二边沿开始并基于PWM脉冲的结束而结束。开关调整器配置为在时钟的第二边沿之前启动斜坡信号的倾斜。
[0018]在多个实现方式中，本公开涉及一种无线设备，其具有配置为处理RF信号的收发器，以及与收发器通信的天线。该天线配置为便于发送和接收相应RF信号。无线设备还包括开关调整器，其配置为调整便于发送和接收RF信号的电压信号。开关调整器包括斜坡电路，其配置为产生具有一电压的斜坡信号，该电压在基于时钟信号的第一边沿将斜坡信号设置为第一电平时在第一交点与补偿电平相交，并且在斜坡信号从第一电平倾斜时在第二交点与补偿电平相交。开关调整器还包括脉宽调制(PWM)电路，其配置为产生PWM脉冲，使得PWM脉冲基于第一交点开始并基于第二交点结束。开关调整器还包括输出电路，其配置为产生输出脉冲，使得输出脉冲基于时钟信号的第二边沿开始并基于PWM脉冲的结束而结束。开关调整器配置为在时钟的第二边沿之前启动斜坡信号的倾斜。
[0019]为了概述本公开，本文已经描述了本发明的某些方面、优点以及新颖的特征。应当理解，并不是所有的这些优点都必须根据本发明的任意特定实施例实现。因此，本发明可以以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点，而无需实现本文教导或