离SSL/FSL边界越远，在其处效率趋势逆转的占空比越低。
[0054]取决于电荷栗电容器、开关电阻和频率的相对值，电荷栗有可能在FSL和SSL之间的机制下操作。在这种情况下，在情况四和情况二之间有效地存在过渡点，在过渡点处，补偿电容器根据转换的总体效率被引入。如上所述，知道平均充电电流及其占空比在情况四中对于确定引入补偿电容器是否将提高效率是必要的。
[0055]在一些实现中，控制器350不能访问直接提供其中功率转换正在操作的模式的信号或数据。一种方法是使控制器接收表示电荷栗的输入电流的传感器信号，并且从那个传感器信号推断操作模式。
[0056]作为例子，被确定为通过转换器的高电压端子处的开关(例如，在图1中的源109和电容器C4之间的开关)的电压的传感器信号可被用来表示电流，这是因为当开关被闭合时，电压等于电流乘以开关电阻。
[0057]在图5中示出的可替代电路提供了输入电流IIN的缩放版本。具有封闭式电阻R的输入开关510与具有封闭式电阻kR的第二开关一例如，制造为其中因子k取决于开关的几何形状的CMOS开关一平行地放置。当开关被闭合时，差动放大器530控制晶体管540的栅极电压，使得通过这两个开关的电压降相等，从而产生缩放的输入电流IIN/k，其可以被用来形成用于控制器的传感器输入信号。
[0058]例如，根据在上述情况四和情况二之间的转换，可以使用检测到的输入电流来确定补偿电容器是否应该被接通。
[0059]用于确定电荷栗100的操作模式的一种可能的方法包括采用输入电流IIN的两个或更多个测量值并且确立连续样本值之间的差对于SSL模式基本上为零，或者对于FSL模式高于预先确定的阈值。
[0060]另一种方法是测量在电荷栗100中的电容器的电压的差。一旦输入电流IIN已知，控制器350就可以基于电容器在完整周期上的电压纹波推断出操作模式。注意，控制器350并不需要知道在电荷栗100中使用的电容器的特定尺寸，这是因为，例如，电容器是没有被预定的分立电容器。但是，电容器值可以从电流、电压纹波和频率的知识中推断出来，由此允许控制器350确定电荷栗100是在FSL还是在SSL模式下操作。控制器350然后可以通过控制开关344选择性地引入补偿电容器342来选择绝热或非绝热充电。
[0061]在其它实现中使用了其它控制器逻辑。例如，一种可选方案是控制器测量使用以下公式计算效率:
[0062]η = νο/(Ν*ν?Ν)
[0063]其中，η是效率，VO是测量得到的转换器输出电压，VIN是测量得到的转换器输入电压，并且N是电荷栗转换率。
[0064]控制器通过比较输出电压VO在完整电荷栗周期中的平均值直接测量选择的绝热与非绝热充电对变换器效率的影响。
[0065]其它控制器逻辑使用上述方法的组合。例如，控制器可以通过改变电荷栗充电模式确认电荷栗操作模式的评估和效率增加的估计。
[0066]—种用于在固定频率下操作电荷栗100的传统方法，其中切换独立于负载发生(即，图1中的开关在固定时间周期上操作)。参考图6，在切换电荷栗100的一个周期期间，电流Il从电容器Cl中放出并且电流IP向电荷栗100中的其它电容器放电。对于特定的中间电流IX，周期时间T越长，由电容器Cl提供的电压的下降越大。其后果是，切换频率通常限制了最大中间电流IX，这是因为用于特定负载的切换频率决定电压偏移的程度，以及在一些情况下，在电荷栗100内的各点处和各点之间以及在其端子处的电流的偏移(S卩，偏差，变化)。对于电荷栗100的特定设计，或电荷栗100的负载和/或源的特性，在偏移上存在操作的限制。
[0067]参考图7A-C，电荷栗100的中间电压VX在各种电流和定时例子中示出。参考图7A，在特定的中间电流IX处，中间电压VX通常遵循锯齿模式，使得它在每个状态的开始处迅速增加，并且然后通常以恒定的速率下降。因此，电压下降的速率取决于输出电流10。在特定的输出电流1和切换时间下，总纹波电压δ结果，以及输出电压VO的裕量被维持，如在图7Α中所示。(注意，在图7Α-Β中示出的曲线不一定示出包括在状态过渡时间的某些瞬变以及与调节器320的高频切换相关的某些特征;但是，这些近似足够用于下面的讨论)。
[0068]参考图7Β，在图4的电路中的输出电流1增加，例如大约两倍，中间电压VX的波纹增加，并且最小中间电压VMIN降低，并且因此，对于恒定的输出电压V0，在调节器320中的裕量(即，跨电感器316)降低。但是，如果电压裕量降低到低于阈值(大于零)时，调节器320的操作受到阻碍。
[0069]参考图7C，为了向调节器320提供具有足够的电压裕量电压，切换频率可以被增加(并且周期时间降低)，例如，以恢复在图7Α中示出的裕量。一般地，在这个例子中，使切换频率加倍可以加倍补偿输出电流10。但是更一般地，输出电流1或其它感测到的信号和切换频率之间的这种直接关系是不必要的。
[0070]—般而言，多种实施例适配电荷栗100的切换频率或者基于在电荷栗100内和可选地在耦合到电荷栗100的端子的低电压和/或高电压外围设备中的测量值确定特定的切换时刻。
[0071]在图4中示出的反馈布置中，控制器350适配(例如，以闭环或开环布置)切换频率。对于具有固定切换频率、高达最大额定电流的任何电流，电荷栗100通常在低于(S卩，切换时间大于)由该最大额定电流确定的特定最小频率的切换频率下操作。因此，当电流低于最大值时，与在由最大额定电流所确定的最小切换频率下操作电荷栗100相比，电容损耗可以被减少。
[0072]—种实现这种反馈操作的方法是监视中间电压VX并且适配电荷栗的操作，以将VMIN维持在固定最小阈值之上。一种适配电荷栗100的操作的方式是适配在反馈配置中用于切换电荷栗100的频率，使得随着最小中间电压VMIN接近阈值，切换频率被增加，并且随着它上升到高于阈值，切换频率被减少。一种设置固定最小阈值电压的方法是作为调节器320的最大(例如，额定)输出电压V0，在那个电压上加上最小期望的裕量。如以上所述，需要最小裕量(大于零)允许足够的电压差(VX-VO)来以合理的速率充电电感器326(即，增加其电流并且由此在电感器326中存储能量)。最小裕量也与对调节器320的最大占空比的保证有关。
[0073]第二种方法适用于调节器320的期望输出电压V0。例如，调节器320可以具有额度等于3.3伏的最大输出电压VO。利用0.7伏的期望最小裕量，电荷栗100的切换将被控制，以使中间电压VX保持在4.0伏以上。但是，如果转换器实际上利用1.2伏的输出电压VO进行操作，则电荷栗100的切换频率可以被减少到中间电压VX下降到低至1.9伏的程度并且仍然维持期望的0.7伏的裕量。
[0074]在第二种方法的变体中，不是监视实际的输出电压V0，而是可以使用开关312、314之间的电压的平均值作为输出电压VO的估计。
[0075]在还有的另一种变体中，适配电荷栗100的切换频率以将中间电压VX维持在低于阈值。例如，阈值可以被设定，使得中间电压VX下降或升高低于或高于中间电压VX的平均值的特定百分比(例如10%)。该阈值将跟踪中间电压VX。类似地，可以使用相对于绝对纹波电压(例如100毫伏)的波纹来确定切换频率。
[0076]还要注意，在输出电压VO上的电压纹波取决于(不一定线性地)中间电压VX上的电压纹波，并且在一些例子中，电荷栗100的切换频率被增加，以把输出电压VO上的纹波减少到期望的值。
[0077 ]其它例子测量电荷栗100中的内部电压的变化，例如，测量跨CI至C4中的任何一个的波纹(例如，绝对值或与最大值或平均值的相对值)。可以使用这种纹波值来代替利用中间电压VX上的波纹控制电荷栗100的切换频率。可以使用其它内部电压和/或电流，例如，跨开关或其它电路元件(例如，晶体管开关)的电压，并且切换频率可以被调整，以避免超过跨电路元件的额定电压。
[0078]除了调节器320的期望和/或实际输出电压或电流被提供作为对适配电荷栗100的切换频率的控制器350的控制输入之外，其它控制输入也可以被使用。一种这种替代方案是测量调节器3