切换模式电力供应器中的效率最优化、经校准无传感器的电力/能量转换的制作方法与工艺

技术特征：
1.一种切换模式电力供应器SMPS，所述SMPS包括：至少一个电力开关，其耦合到电压源；电力电感器，其耦合到所述至少一个电力开关；滤波电容器，其耦合到所述电力电感器的负载侧，所述负载侧提供所述SMPS的经调节的电压输出；以及SMPS控制器，其耦合到所述电压源、所述至少一个电力开关、所述电力电感器及所述SMPS的所述经调节的电压输出，其中所述SMPS控制器包括：至少一个驱动器，其耦合到所述至少一个电力开关；脉宽调制PWM产生器，其具有耦合到所述至少一个驱动器的输出且控制所述至少一个驱动器；数字处理器，其具有存储器，所述数字处理器耦合到所述PWM产生器且在其操作期间将操作参数提供到所述PWM产生器；电压比较电路，其用于比较所述经调节的输出电压与参考电压，其中所述电压比较电路产生表示所述经调节的输出电压与所述参考电压之间的差异的误差信号，且其中所述误差信号耦合到所述PWM产生器的误差输入；以及无传感器的可调谐互补滤波器，其耦合到所述电力电感器，其中所述无传感器的可调谐互补滤波器测量流过所述电力电感器的电流且将表示流经所述电力电感器的所述电流的电压输出提供到所述数字处理器；其中所述数字处理器通过实时地动态调谐所述互补滤波器的增益及/或极点频率而最优化所述SMPS的操作，从而针对所述SMPS的所有操作条件将操作参数提供到所述SMPS控制器。2.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述无传感器的可调谐互补滤波器包括：运算跨导放大器OTA，其具有耦合到所述电力电感器的至少一个电力开关侧的第一输入、耦合到所述电力电感器的负载侧的第二输入及电流输出；可调整电阻器，其耦合在所述OTA的所述电流输出与所述电压源的回线之间；以及调谐电容器，其耦合在所述OTA的所述电流输出与所述电压源的所述回线之间；其中来自所述可调谐互补滤波器的所述电压输出在所述OTA的所述电流输出与所述可调整电阻器的共同节点上为可获得的。3.根据权利要求2所述的SMPS，其中所述可调谐互补滤波器的极点频率通过改变所述可调整电阻器的电阻而调整以与所述电力电感器的零频率匹配。4.根据权利要求2所述的SMPS，其中所述可调谐互补滤波器的极点频率通过改变所述调谐电容器的电容而调整以与所述电力电感器的零频率匹配。5.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述无传感器的可调谐互补滤波器包括：运算跨导放大器OTA，其具有耦合到所述电力电感器的所述至少一个电力开关侧的第一输入、耦合到所述电力电感器的负载侧的第二输入及电流输出；运算放大器，其配置为缓冲放大器且具有耦合到所述OTA的所述电流输出的输入；第一可调整电阻器，其耦合在所述OTA的所述电流输出与所述电压源的回线之间；第二可调整电阻器，其具有耦合到所述运算放大器的输出的第一端；以及调谐电容器，其耦合在所述第二可调整电阻器的第二端与所述电压源的所述回线之间；其中来自所述无传感器的可调谐互补滤波器的所述电压输出在所述第二可调整电阻器的所述第二端上为可获得的。6.根据权利要求5所述的SMPS，其中所述可调谐互补滤波器的极点频率通过改变所述第二可调整电阻器的电阻而调整以与所述电力电感器的零频率匹配。7.根据权利要求5所述的SMPS，其中所述可调谐互补滤波器的极点频率通过改变所述调谐电容器的电容而调整以与所述电力电感器的零频率匹配。8.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述SMPS控制器为制作在集成电路裸片上的混合信号集成电路。9.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述SMPS控制器进一步包括：过电流检测电路，其具有耦合到所述数字处理器的过电流检测输出；欠电压及过电压检测电路，其具有耦合到所述数字处理器的欠电压或过电压检测输出；以及偏压产生器及电流与电压参考。10.根据权利要求9所述的SMPS，其中所述SMPS控制器为制作在集成电路裸片上的混合信号集成电路。11.根据权利要求9所述的SMPS，其中所述SMPS控制器集成电路裸片封装在具有外部电连接的集成电路封装中。12.根据权利要求2或权利要求5所述的SMPS，其进一步包括耦合到所述调谐电容器的外部调谐电容器。13.一种用于最优化切换模式电力供应器SMPS的操作的方法，所述方法包括如下步骤：提供耦合到电压源的至少一个电力开关；提供耦合到所述至少一个电力开关的电力电感器；提供耦合到所述电力电感器的负载侧的滤波电容器，所述负载侧提供来自所述SMPS的经调节的电压；以及提供SMPS控制器，其中所述SMPS控制器促进：将至少一个驱动器耦合到所述至少一个电力开关，以脉宽调制PWM产生器控制所述至少一个驱动器，以电压比较电路比较来自所述SMPS的所述经调节的电压与参考电压，以所述电压比较电路产生表示所述经调节的电压与所述参考电压之间的差异的电压误差信号，将所述电压误差信号耦合到所述PWM产生器，以耦合到所述电力电感器的无传感器的可调谐互补滤波器测量流过所述电力电感器的电流；以所述无传感器的可调谐互补滤波器提供表示流经所述电力电感器的所述电流的电流输出信号，提供具有存储器的数字处理器，其中所述电压误差信号及所述电流输出信号耦合到所述数字处理器的输入，且所述数字处理器控制所述PWM产生器以基于所述电流输出信号及电压误差信号实时地动态调谐所述互补滤波器的增益及/或极点频率。14.根据权利要求13所述的方法，其中实时地动态调谐所述互补滤波器的增益及/或极点频率的步骤进一步包括：针对所述SMPS的所有操作条件最优化所述SMPS的操作的步骤。15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括调整所述可调谐互补滤波器的极点频率同时测量流过所述电力电感器的电流的步骤。