中引入低频调制（匹配 DC级的开关频率），使得在DC级的开关频率下，IL_DC和IL_AC始终以正好相反的速率转换。 因为这个原因和两个电感器耦合的事实，观察到了最大电流纹波的减小，而不管在电感器 和开关中的VIN( s)和V0UT。
[0054] 出于比较的目的，可以在一种实施方案使用较大的分量且无电感器耦合，以及另 一种实施方案使用电感器耦合和较小的分量的两种情况下获得实质上相同的纹波，如下：
[0055] 无电感器耦合：LAC = 20nH，LDC = 20nH
[0056] 有电感器耦合:LAC=12nH，LDC=12nH
[0057] 另外，当电感器通过空气耦合时，大电流偏置可以存在于IL_DC和IL_AC电流之间。 举例而言，当核心铁氧体材料用于耦合电感器时，情况并非如此:如果IL_DC和IL_AC电流之 间的差值变得过大时，该核心将饱和。因此当电感器通过空气耦合时，AC级可以被设计为以 高开关频率切换且不携带DC电流，而DC级可以被设计为以低开关频率切换且携带所有或者 几乎所有的DC负载电流。这呈现了本文所解释的稳定性、环路带宽和滤波组件大小减小的 优点。
[0058]图8显示了根据一个实施例的电压调节器的提高的效率。对于4个不同功率开关的 特定优化，当负载电流下降到低于某个阈值时，图2和图5的电压调节器的轻载效率可以通 过关闭DC级增大。举例而言，通过曲线的中断显示了关闭DC级的点。曲线801-809对应于Vin 和Vout的以下值：
[0060] 使用相加的锯齿波形的示例
[0061] 在一个示例性实施方案中，相加的锯齿波用于在一个级中产生调制的锯齿波以消 除在另一级中的纹波。一些示例性实施例的特征和优点可以包括操作开关调节器的AC级以 至少部分地消除开关调节器的DC级中的纹波。在以下描述中，三角波形用于说明的目的，但 是在其它实施例中，可以使用其它锯齿波形(例如，斜坡)及其等效。如上所述，开关调节器 的AC级可以使用调制的三角波以消除开关调节器的DC级中的纹波。图9中显示了可以使用 的一个示例性技术。图9示出了根据一个实施例相加的三角波以消除纹波。在这个示例中， 可以在开关调节器的DC级中使用的低频三角波(例如，Vsa W_sl〇W)901与较高频率的三角波 (例如，VsaW_fast)902相组合。低频三角波901和高频三角波902的和为调制的三角波903 (Vsaw_s 1 ow+Vsaw_fast)。举例而言，调制的三角波903可以与参考值(诸如调制阈值(Vmod_ th))904相比较，以产生脉冲宽度调制(PWM)信号(例如，Vpwm_mod)905用于驱动开关调节器 的AC级。
[0062]图10示出了根据一个实施例从相加的三角波产生的开关调节器输出电流。如图10 所示出的，举例而言，DC级可以产生具有通过电流波形1001显示的纹波的输出电感器电流 ILDC。在这个示例中，举例而言，AC级可以采用PWM信号905驱动以产生具有通过电流波形 1002显示的波形的输出电感器电流ILAC。波形1003显示了在AC级的开关节点上的一个示例 性电压(VSWAC)以产生ILAC。
[0063]图11示出了根据一个实施例用于产生相加的三角波的一个示例性电路。在这个示 例中，举例而言，第一电流源1101以第一频率切换，其可以是开关调节器的DC级的工作频率 (例如，5MHz)。举例而言，流入电容器1103的正电流可以产生正斜坡以及负电流可以产生负 斜坡。举例而言，第二电流源1102可以以第二较高的频率(例如，30MHz)切换，诸如开关调节 器的AC级的工作频率。举例而言，电容器的输出端OUT具有如图9中在903所显示的调制的三 角波形的电压。
[0064]图12示出了根据一个实施例用于产生调制的三角波的一个示例性电路。可编程电 流源1201和1202可以交替地使电容器1204上的电压升高和降低。从电流源1201到电容器 1204的恒定电流产生了电压斜坡上升，以及到电流源1202的恒定电流产生了电压斜坡下 降。所得到的三角波1290耦合到比较器1211和1212的输入。可编程参考发生器1210可以产 生参考电压V+和V-。当三角波形1290增大到V+时，通过比较器1211触发第一比较器输出，以 及当三角波形1290减小到V-时，通过比较器1212触发第二比较器输出。举例而言，可以通过 逻辑1213使用可编程电流源1201和1202以及可编程电压参考1210以产生高频时钟（HF_ CLK)，其继而驱动开关SW1和SW2锁定于特定的HF_CLK频率。在一个示例性实施例中，HF_CLK 可以是30MHz时钟。
[0065] 举例而言，逻辑1213可以进一步产生低频时钟(LF_CLK)，其可以用于产生调制的 三角波形。在一个实施例中，LF_CLK可以是HF_CLK的分割版本。在一个实施例中，逻辑1213 包括除法器1298以接收HF_CLK并产生LF_CLK。在一个实施例中，举例而言，LF_CLK通过将 HF_CLK除以一个整数产生，使得HF_CLK的频率是LF_CLK的整数倍。LF_CLK可以作为用于在 下文的一个示例中所示出的DC级的时钟（CLK_DC)。逻辑1213可以进一步包括用于调整LF_ CLK信号的相位和时序以控制LF_CLK的对准并产生调制的LF_CLK信号LF_CLK_M的计时和对 准电路1299。
[0066] 可以通过调制的锯齿产生电路接收HF_CLK和LF_CLK_M。在采用HF_CLK驱动的开关 SW3和SW4的控制下，通过电流源1220和1221交替地流出和汲取电流至电容器1224产生高频 锯齿波形。在采用调制的低频始终LF_CLK_M驱动的开关SW5和SW6的控制下，通过电流源 1222和1223交替地流出和汲取电流至电容器1224产生的低频锯齿波形调制高频锯齿波形。 逻辑1213中的计时电路允许LF_CLK_Mg过调整以对准HF_CLK，使得每个锯齿波形的峰值和 谷值大约同时发生以提高系统的效率。跨导放大器1227感测电容器1224上的电压并将电压 维持在特定的共模值。
[0067] 示例性电路实施方式
[0068]图13示出了根据一个实施例的电路。在这个示例中，来自图2的开关级224和开关 级226如上文对图2所描述的工作，并具有相同的输出电压和占空比。举例而言，DC级226通 过耦合的DC控制环路电路1306控制以接收开关调节器输出电压V0UT和参考电压VREFJC环 路控制电路1306可以产生低频PWM信号以切换控制电路1307,其可以包括用于导通和断开 开关214和218以在DC电感器(LDC)222中产生电流ILDC的驱动器电路。举例而言，用于AC级 的控制电路可以包括补偿网络1301和1302以及具有耦合到开关调节器输出电压VOUT的输 入的放大器1303。放大器1303还具有耦合至参考电压VREF的输入，并可以产生误差信号。耦 合比较器1304的输入以接收来自放大器1303的误差信号。举例而言，耦合比较器1304的另 一个输入以接收通过三角波发生器和组合器电路1308产生的调制的三角波。举例而言，AC 级可以使用来自电路1308的相加的三角波，其具有高频分量和等于DC级频率的低频分量以 控制开关208和212。举例而言，比较器1304可以产生类似于PWM信号905的PWM信号。来自比 较器1304的PWM信号可以耦合到开关控制电路1305,其可以包括用于导通和断开开关208和 212的驱动器电路并在开关节点210处产生VSWAC信号和在AC级224的电感器LAC 220中产生 电流ILAC，举例而言，以消除DC级226中的纹波。
[0069] 图14示出了根据一个实施例的另一个示例性开关调节器架构。在这个示例中，控 制电路1490包括具有耦合至节点1410的输入和耦合至开关调节器级1404的输出的控制电 路1431，以调制开关调节器级1404的工作。在一个实施例中，控制电路1431具有响应于节点 1410上的暂态的第一带宽以及控制电路1432具有用于重置节点1412上的电压的第二带宽， 举例而言，并且第一带宽大于第二带宽。级1404可以进一步以高于级1402的开关频率工作。 在一个实施例中，控制电路1432可以在节点1410中产生电流，以偏置来自开关调节器级 1404的在节点1410中的对应电流，以重置节点1412上的电压VAC。如图14中所示出的，交叉 耦合来自V0UT和VAC的反馈输入，使得级1402响应于VAC的变化以及级1404响应于V0UT的变 化。以David Christian Gernerd Tournatory作为发明人，标题为"Circuits and Methods for Providing Current to a Load"，共同拥有且同时申请的美国专利申请案(代理人档 案号000139-000700US)揭露了与图14中交叉耦合的级有关的进一步示例和公开内容，其内 容在此通过引用的方式全部并入本文。
[0070] 图15示出了根据另一个实施例的示例性电路。在这个示例中，举例而言，AC级524 和DC级526如上文中针对图5所描述的工作，并且由于电容器528而具有不同的输出电压和 不同的占空比。在这个示例中，耦合AC级控制电路以接收DC级输出电压V0UT以产生电感器 电流ILAC。耦合DC级控制电路以接收AC级输出电压VAC以产生电感器电流ILDC。级5 24以高 于级526的开关频率工作。
[0071] 举例而言，通过耦合DC控制环路电路1506控制DC级526以接收级524的输出电压 VAC和参考电压VREF2AC环路控制电路1506可以产生低频PWM信号以切换控制电路1507,其 可以包括用于导通和断开开关514和518以在DC电感器(LDC)522中产生电流ILDC的驱动器 电路。举例而言，用于AC级的控制电路可以包括补偿网络1501和1502以及具有耦合至开关 调节器的输出电压V0UT的输入的放大器1503。放大器1503还具有耦合至参考电压VREF1的 输入，并且可以产生误差信号。親合比较器1504的输入以接收来自放大器1503的误差信号。 举例而言，耦合比较器1504的另一个输入以接收通过三角波发生器和组合器电路1508产生 的调制的三角波。举例而言，AC级可以使用来自电路1508的限价的三角波，其具有高频分量 和等于DC级的频率的低频分量，以控制开关508和512。来自比较器1504的PWM信号可以耦合 至开关控制1505,其可以包括用于导通和断开开关508和512的驱动器电路以及在开关节点 510处产生VSWAC信号和在AC级514的电感器LAC520中产生电流ILAC，举例而言，以消除DC级 526中的纹波。
[0072]图16示出了根据一个实施例的开关调节器电路的另一个示例。第一调节器级(AC 级)包括开关晶体管1601-1602,以及相关的控制和驱动器电路1631-1637 JOS晶体管1601 (用作高侧开关)具有耦合至第一供电电压VIN1的漏极，耦合至开关节点1660的源极，以及 耦合至驱动器电路1637以接收用于导通和断开晶体管1601的信号的栅极。类似地，M0S晶体 管1602(用作低侧开关)具有耦合至开关