专利名称：滞后电力转换器中的软启动设备及方法
技术领域：
本说明涉及一种滞后电力转换器。
背景技术：
一些已知电力供应电路(例如，直流电(DC)/DC转换器，例如滞后降压转换器)可使用使用软启动电路及逐渐斜升的参考电压实施的软启动过程来逐渐地激活。可逐渐地激活电力供应电路以减小(举例来说)可损坏电力供应电路及/或耦合到电力供应电路的负载电路的突入电流、电压尖峰及等等。由于装置技术及/或已知电力供应电路中所包括的误差比较器的输入电压范围的限制，不可避免瞬时激活电力供应电路(而非使用软启动过程)的不期望效应。举例来说，反馈电压的低值及/或斜升的参考电压的低值在与非经配置以处置此些低电压的误差比较器一起使用时可甚至在软启动过程期间造成浪涌电流及输出电压过冲。尽管可处置低电压的一些已知折叠式共源共栅拓扑可用作误差比较器，但这些折叠式共源共栅拓扑消耗不期望水平的电力、空间，且/或不具有适于某些高速度应用的所要增益。在一些已知电力供应电路中，软启动过程期间的电流/电压尖峰可接近于或甚至超过电力供应电路及/或耦合到其的负载电路的电流/电压极限。这些相对高的电流/电压可在一些应用中导致可靠性及/或故障问题。在一些实例中，输出电压过冲可致使负载装置中的欠压锁定(UVLO)电路被错误地触发。因此，需要用以解决目前技术的不足且提供其它新颖及创新特征的系统、方法及设备。
发明内容
在一个一般方面中，一种电力供应电路可包括经配置以耦合到电源且经配置以将输出电压递送到负载电路的电力级，且可包括耦合到所述电力级且经配置以接收参考电压的比较器。所述电力供应电路还可包括滞后控制电路，所述滞后控制电路经配置以接收反馈电压或参考电压中的至少一者且经配置以在所述电力供应电路的软启动期间响应于所述反馈电压或所述参考电压中的所述至少一者而改变所述比较器的滞后。在另一一般方面中，一种电力供应电路可包括参考电压电路，其经配置以触发电力供应电路的软启动；及比较器，其耦合到所述参考电压电路。所述电力供应电路还可包括滞后控制电路，所述滞后控制电路经配置以在所述电力供应电路的所述软启动期间改变所述比较器的滞后。在又一一般方面中，一种方法可包括在电力供应电路的软启动期间在所述电力供应电路的比较器处接收参考电压；及接收响应于所述电力供应电路的所述软启动而产生的反馈电压。所述方法还可包括响应于所述反馈电压或所述参考电压中的至少一者而改变所述比较器的滞后。在附图及下文说明中论述一个或一个以上实施方案的细节。从所述说明及图式且从权利要求书将明了其它特征。·
图I是图解说明包括滞后控制电路的电力供应电路的图示。图2A到2D是共同图解说明根据一实施例的电力供应电路的至少一些部分的操作的曲线图。图3是图解说明根据一实施例的电力供应电路的操作的流程图。图4A是图解说明在不具有滞后控制电路的电力供应电路的软启动期间来自电力供应的电流的瞬变响应的曲线图。图4B是图解说明在不具有滞后控制电路的电力供应电路的软启动期间到负载电路的输出电压的瞬变响应的曲线图。图5A是图解说明在具有滞后控制电路的电力供应电路的软启动期间到负载电路的输出电压的瞬变响应的图示。图5B是图解说明在具有滞后控制电路的电力供应电路的软启动期间来自电源的电流的瞬变响应的图示。
具体实施例方式图I是图解说明包括滞后控制电路160的电力供应电路120的图示。电力供应电路120经配置以将电力从电源150递送到负载电路136。特定来说，电力供应电路120经配置以基于反馈电压18 (与包括反馈电路180的反馈控制环路相关联)来管理(例如，控制、调节)递送到负载电路136的输出电压16。换句话说，电力供应电路120经配置以调节从电源150递送到负载电路136的输出电压16。图I中所展示的电力供应电路120为经配置以为负载电路136提供电压控制(例如，调节)的滞后型电力供应电路(例如，滞后电力转换器、滞后直流电(DC)/DC降压转换器、滞后DC/DC升降压转换器、滞后DC/DC升压转换器)。特定来说，作为滞后型电力供应电路，电力供应电路120经配置而以相对快速的响应在由上限阈值电压与下限阈值电压限定的输出电压范围(其可称作滞后输出电压范围)内控制输出电压16。当输出电压16下降至IJ低于(或等于)下限阈值电压时，电力供应电路120经配置以将电力提供到(例如，将更多电力提供到)负载模块136。当输出电压16超过(或等于)上限阈值电压时，电力供应电路120经配置以提供更少电力或中断供应到负载电路136的电力。因此，输出电压16可由电力供应电路120维持在输出电压范围的上限阈值电压与下限阈值电压之间(或大约其之间)。在一些实施例中，上限阈值电压及下限阈值电压可共同称作输出阈值电压或输出电压范围的电压极限。电力供应电路120的滞后控制至少部分地由电力供应电路120中所包括的滞后比较器170触发。特定来说，滞后比较器170经配置以基于反馈电压18及参考电压12而触发电力级124从电源150提供电力(以滞后方式)。反馈电压18可由反馈电路180基于输出电压16而产生(例如，从其导出)。在一些实施例中，反馈电路180可为任一类型的电路，例如分压器(其包括电阻器)或信号通过电路(例如，线)(在此情况下反馈电压18可等于(或实质上等于)输出电压16)。滞后比较器170经配置以使用反馈电压18连同参考电压12—起来触发电力级·124提供电力，使得输出电压在输出电压范围内(例如，在输出电压范围的电压极限内)。滞后比较器170称作滞后比较器是因为其为具有滞后的误差比较器。在一些实施例中，滞后比较器170可配置有相对快速的瞬变响应时间、低电力消耗、相对小的占用面积(例如，小硅面积)、相同偏置电流下的相对较高的增益等(例如，相对于折叠式共源共栅比较器)。在一些实施例中，在其内管理电力供应电路120的输出电压范围可与滞后比较器170的滞后电压范围对应。举例来说，滞后比较器170可具有与电力供应电路120的目标输出电压范围相同或与其成比例的滞后电压范围(具有上限阈值电压及下限阈值电压)。在一些实施例中，滞后比较器170可配置有触发对电力供应电路120的输出电压16在指定输出电压范围内的控制的滞后电压范围。因此，电力供应电路120的输出电压16可基于滞后比较器170的滞后电压范围的上限阈值电压及下限阈值电压而维持在输出电压范围的上限阈值电压与下限阈值电压之间。在一些实施例中，滞后电压范围的上限阈值电压及下限阈值电压可共同称作滞后阈值电压或称作滞后电压范围的电压极限。滞后控制电路160可经配置以在电力供应电路120正被从去激活状态(例如，非操作状态)激活(例如，激活到操作状态)时动态地控制滞后比较器170的滞后。举例来说，滞后控制电路160可经配置以在电力供应电路120正被激活(例如，开动)时去激活(或关断)滞后比较器170的滞后(例如，将滞后减小到零)。在一些实施例中，滞后控制电路160可经配置以在电力供应电路120的软启动过程期间去激活滞后比较器170的滞后，直到电力供应电路120处于操作状态(例如，输出电压在其经调节电压范围内)，或已达到指定条件(例如，电压条件、电流条件)。在一些实施例中，可通过改变穿过滞后比较器170的一个或一个以上分支(例如，侧)的电流及/或跨越其的电压来改变(例如，控制、修改)滞后比较器170的滞后。在电力供应电路120的软启动过程中，在没有对由滞后控制电路160提供的滞后的控制(例如，滞后的去激活)的情况下，输出电压16可不能由电力供应电路120以所期望方式控制。当电力供应电路120正被激活时(在初始开动期间)，电力供应电路120的至少一些部分(例如，滞后比较器、反馈控制、输出滤波器等)可不完全被激活(例如，完全功能性或在所期望操作条件(例如，电流及/或电压)内操作)。换句话说，直到电力供应电路120被激活或接近于其操作状态，电力供应电路120的至少一些部分才可以所期望方式发挥功能。举例来说，在电力电路120的初始开动期间，滞后比较器170可不能够在反馈电压18的低值下及/或在参考电压12的低值下恰当地操作，因此当电力供应电路120正被激活时导致不期望的行为，例如电流浪涌及/或电压尖峰(例如，过冲)。因此，可在电力供应电路120的开动(在相对低的电压下)期间执行滞后控制电路160的动态滞后控制(例如，在软启动过程中逐渐地增加滞后值)以消除(或实质上减少)由滞后比较器170造成的电力供应电路120的不期望行为。在一些实施例中，在电力供应电路120处于操作状态(或接近于通过达到阈值激活电平而测量的操作状态)之后，滞后控制电路160可经配置以激活(或接通)滞后比较器170的滞后。特定来说，当滞后比较器170的电压(例如，反馈电压18或参考电压12、轨电压)处于滞后比较器170可恰当地操作的电平时，滞后控制电路160可经配置以激活(或接通)滞后比较器170的滞后(例如，滞后控制)。
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在一些实施例中，滞后控制电路160可经配置以使用滞后控制信号17来改变(例如，增加、减小)滞后比较器170的滞后值，其中滞后值可为滞后控制信号17 (滞后的模拟控制)处的电压/电流值的函数。在一些实施例(滞后的数字控制)中，滞后控制电路160可经配置以使用滞后控制信号17来激活或去激活滞后比较器170的滞后。换句话说，可响应于滞后控制信号17被断言(或解除断言)而激活滞后比较器170的滞后且可响应于滞后控制信号17被解除断言(或断言)而去激活滞后比较器170的滞后。贯穿此详细说明，当信号(例如，滞后控制信号17)被断言时，所述信号可具有第一值，且当所述信号被解除断言时，所述信号可具有第二值。在一些实施例中，第二值可与第一值相反。举例来说，在一些实施例中，被断言的信号可具有高值(例如，高电压、高二进制值)且可在信号被解除断言时改变为低值(例如，低电压、低二进制值)。在滞后的模拟控制中，滞后控制电路160可经配置以通过将模拟信号(例如，滞后控制信号17)提供到滞后比较器170来控制滞后比较器170的滞后，其中模拟信号17是从滞后控制电路160中的反馈电压18导出的。在滞后的数字控制中，滞后控制电路160可经配置以基于反馈电压18(例如，基于反馈电压超过阈值电压)而激活(或去激活)滞后比较器170的滞后。举例来说，当反馈电压18相对低(例如，低于阈值电压)时，可去激活滞后比较器170的滞后，且当反馈电压18相对高(高于阈值电压)时，可激活滞后比较器170的滞后。在滞后的数字控制的一些实施例中，多个滞后值可与和反馈电压18相关联的多个阈值一起使用。在此些实施例中，滞后控制信号17可为具有多个位或多条线的数字信号。举例来说，可响应于反馈电压18超过第一阈值电压而基于滞后控制信号17具有第一数字值而触发滞后比较器170的第一滞后(或滞后电压范围)。可响应于反馈电压18超过第二阈值电压而基于滞后控制信号17具有第二数字值而触发滞后比较器170的第二滞后(或滞后电压范围)。在一些实施例中，滞后比较器170的滞后的激活可包括将滞后比较器170的滞后从低值增加到较高值。举例来说，滞后比较器170的滞后可从低值(例如，零值、IOmV)增加到高值(例如，30mV、50mV、200mV)。
如图I中所展示，参考电压电路140包括软启动电路142。软启动电路142经配置以使参考电压12斜升(例如，缓慢的斜升、单调地斜升)，以便可以受指控方式将电力供应电路120激活(例如，逐渐地激活、开动)到操作状态。在一些实施例中，电力供应电路120的软启动期间的参考电压12可称作软启动参考电压。在一些实施例中，可执行在电力供应电路120的初始激活期间使参考电压12斜升，以便可避免突入电流、噪声及/或等等，直到电力供应电路120在指定条件(例如，电压条件、电流条件)下以操作状态恰当地操作，或接近于通过达到一些指定条件(例如，电压条件、电流条件)而测量的操作状态。在一些实施例中，软启动电路142可与参考电压电路140分离(例如,不包括在其内)，但与其相关联。滞后控制电路160可经配置以结合由软启动电路142管理(例如，由其实施、由其执行、由其触发)的软启动而发挥功能。在一些实施例中，滞后控制电路160可经配置以在软启动控制电路142正使参考电压12斜升时激活滞后比较器170的滞后。因此，可在软启动电路142起始电力供应电路120的软启动时去激活滞后比较器170的滞后(由滞后控制电路160控制(例如，触发))(或其处于低值)。当电力供应电路120的软启动继续进行·时，可激活滞后比较器170的滞后(或将其改变为高值)。在一些实施例中，滞后控制电路160可经配置以在电力供应电路120的软启动期间当反馈电压18超过阈值电压(还可称作控制阈值电压)时激活滞后比较器170的滞后。举例来说，滞后控制电路160可经配置以在反馈电压18超过几百毫伏(mV)(例如，IOOmV,200mV、500mV)的阈值电压时增加(例如，激活)滞后比较器170的滞后。因此，电力供应电路120的控制环路(其包括具有基于输出电压16 (例如，从其导出)的反馈电压18的反馈电路180)可用以在正常操作期间以及在软启动期间调节输出电压16。在一些实施例中，滞后控制电路160可经配置以在参考电压12 (而非反馈电压18)超过(或满足)阈值电压时激活滞后比较器170的滞后。举例来说，当参考电压12(其可为软启动参考电压)相对低(例如，低于阈值电压)时，可去激活滞后比较器170的滞后，且当参考电压12相对高(高于阈值电压)时，可激活滞后比较器170的滞后。在一些实施例中，滞后控制电路160可经配置以基于参考电压12与反馈电压18的组合来控制滞后比较器170的滞后。在一些实施例中，滞后控制电路160可经配置以在由软启动电路142管理的软启动期间激活滞后比较器170的滞后，因为由软启动电路142管理的软启动单独可不能在电力供应电路120的开动(在相对低的电压下)期间消除电力供应电路120的不期望行为。在一些实施例中，电力供应电路120的不期望输出电力行为(例如，电流浪涌及/或电压尖峰)可在滞后比较器170的一些配置(其在相对低的输入电压(例如，在OmV到500mV之间的电压)下可不以所期望方式操作)用于电力供应电路120中时发生。在这些相对低的输入电压下使用滞后控制电路160去激活滞后比较器170的滞后可在电力供应电路120的软启动期间消除(或实质上减少)电力供应电路的不期望行为。在一些实施例中，在电力供应电路120的软启动期间改变(例如，控制、激活、去激活)电力供应电路120的滞后控制(例如，由滞后比较器170提供)可限制(或消除)可导致电力供应电路120及/或负载电路136的可靠性问题、电力供应电路120及/或负载电路136中的故障、负载电路136的不期望行为(例如，不必要的欠压锁定(UVLO))及/或等等的不期望行为(例如，电流浪涌、电压尖峰)。在一些实施例中，可使用典型的(而非专门化的)的半导体装置(例如，电阻器、电容器、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)装置、二极管)来产生电力供应电路120。如图I中所展示，反馈电压18可由反馈电路180基于输出电压16而产生。在一些实施例中，反馈电路180可为(举例来说)分压器或其它类型的电路。在此些实施例中，反馈电压18可不等于(或实质上等于)输出电压16。在一些实施例中，输出电压16可直接用作反馈电压18，且任选地可不包括反馈电路180。在此实施例中，反馈电路180可为线，或可为信号通过块。在一些实施例中，电力供应电路120可为或可包括(举例来说)包括电力级124内的开关电路的任一类型的开关调节器。在一些实施例中，电力供应电路120可称作切换模式电力供应(SMPS)。举例来说，电力供应电路120可为或可包括降压调节器、升压调节器、升降压调节器及/或等等。
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尽管未展示，但输出级(例如，包括电感器及/或电容器的输出级)、控制电路及/或等等可可操作地耦合到图I中所展示的电力级124或包括在其中。举例来说，电力级124可包括经配置以产生可触发电力级124内的开关电路的切换的控制信号的任一类型的控制电路。举例来说，电力级124的控制电路可包括经配置以产生具有方波波形(例如，具有上升及下降沿的方波波形)的控制信号的信号产生器。作为另一实例，输出级可包括可用于电力级124的特定实施方案中的任一电路。举例来说，输出级可包括用于电力级124的各种类型的电路，包括(举例来说)一个或一个以上电容器、电感器、变换器、晶体管、电阻器、反馈电路及/或等等。在一些实施例中，滞后比较器170可包括在电力级124的控制电路内。电源150可为任一种类的电源。举例来说，电源150可为直流电(DC)电源，例如蓄电池、燃料电池及/或等等。尽管图I中未展示，但电力供应电路120的额外部分(除电力级124外)也可由电源150供电。举例来说，参考电压电路140、滞后控制电路160及/或滞后比较器170可由电源150供电。图2A到2D是共同图解说明根据一实施例的电力供应电路的至少一些部分的操作的曲线图。在一些实施例中，电力供应电路可类似于或相同于图I中所展示的电力供应电路120。如图2A到2D中所展示，时间正在向右边增加。尽管结合图2A到2D描述电力供应电路的部分的行为(如在指定时间、电压及等等下进行转变)，但当实施(例如，使用MOSFET装置实施)时，组件的转变可稍微在指定电压及/或指定时间之前或稍微在指定电压及/或指定时间之后发生。特定来说，阈值电压的变化、处理变化、温度变化、装置的切换时间、电路转变延迟及/或等等可导致可触发电力供应电路的组件稍微在指定电压及/或时间之前或稍微在指定电压及/或时间之后转变的条件(例如，非理想条件)。此外,这些曲线图中未描绘一些相对微小的非理想性,例如噪声(例如，切换噪声)、漂移及/或等等。图2A是图解说明电力供应电路的参考电压的曲线图。在一些实施例中，图2A中所展示的参考电压可为由参考电压电路(例如，图I中所展示的参考电压电路140)产生的参考电压。电力供应电路可经配置以管理(例如，控制、调节)从电源(例如，图I中所展示的电源150)提供到负载电路(例如，图I中所展示的负载电路136)的电力。在时间Tl与T2之间，电力供应电路处于去激活或非操作状态(不具有电力)。因此，参考电压为零。如图2Α中所展示，电力供应电路的软启动(例如,软启动过程)在时间Τ2处开始起始且超过时间Τ3继续进行。在一些实施例中，电力供应电路的软启动可由与参考电压电路相关联的软启动电路(例如，图I中所展示的软启动电路142)执行。在此实施例中，当参考电压在时间Τ2处开始以线性方式及单调增加方式从零增加时，起始电力供应电路的软启动。在一些实施例中，电力供应电路的软启动期间的参考电压可称作软启动参考电压。在一些实施例中，电力供应电路的软启动可由以非线性方式增加的参考电压执行。举例来说，电力供应电路的软启动电路可经配置以在参考电压较低(例如，低于阈值电压)时以低速率单调地增加参考电压且在参考电压相对高(例如，超过阈值电压)时以较快速率单调地增加参考电压，或反之亦然。在一些实施例中，电力供应电路的软启动可由非单调地增加的参考电压执行。图2Β是图解说明电力供应电路中所包括的滞后比较器的滞后的图示。滞后比较器可类似于或相同于图I中所展示的滞后比较器170。滞后比较器的滞后可由(举例来说)·滞后控制电路(例如，图I中所展示的滞后控制电路160)改变。如图2Β中所展示，滞后比较器的滞后在时间Tl与Τ3之间关断(或处于去激活状态)。特定来说，滞后比较器的滞后在电力供应电路的软启动期间在参考电压斜升时关断(或例如，由滞后控制电路去激活)。响应于参考电压在时间Τ2处开始增加，电力供应电路的输出电压大约在时间Τ2处开始增加，如图2C中所展示。在图2C中，电力供应电路的输出电压与参考电压的增加成比例地增加或以与其大约相同的速率增加。在一些实施例中，电力供应电路的输出电压可以不同于参考电压的增加速率的速率增加。图2D图解说明基于图2C中所展示的输出电压的反馈电压。在此实施例中，图2D中所展示的反馈电压等于图2C中所展示的输出电压。在一些实施例中，反馈电压可不同于图2C中所展示的输出电压。举例来说，可使用包括分压器的反馈电路基于输出电压而产生反馈电压。在此些实施例中，反馈电压可不同于输出电压。在此实施例中，当反馈电压大约在时间Τ3处超过阈值电压HTV(如图2D中所展示)时，大约在时间Τ3处接通滞后比较器的滞后，如图2Β中所展示。如图2Β中所展示，以二进制方式将滞后比较器的滞后从关断状态(例如，去激活状态)接通为接通状态(例如，激活状态)。如图2C中所展示，电力供应电路的输出电压不受图2Β中所展示的滞后比较器的滞后的激活的影响(或实质上不受其影响)。虚线20图解说明当滞后比较器的滞后接通(响应于图2Α中所展示的在时间Τ2处开始的斜升参考电压)(当在时间Τ2处开始起始电力供应电路的软启动时)时电力供应电路的过冲。图2D中的曲线解说明由下限阈值电压23及上限阈值电压24界定的滞后电压范围22 (也可称作滞后反馈电压范围)。滞后比较器可经配置以基于滞后电压范围22而触发电力级(例如，图I中所展示的电力级124)将电力从电源(例如，图I中所展示的电源150)提供到负载电路(例如，图I中所展示的负载电路136)或中断从所述电源到所述负载电路的电力。举例来说，尽管图2D中未展示，但当反馈电压满足或超过滞后电压范围22的上限阈值电压24时，滞后比较器可经配置以触发从电源提供到负载电路的电力的中断(经由电力级)。图2C中所展示的曲线解说明由下限阈值电压27及上限阈值电压28界定的输出电压范围26。在此实施例中，电力供应电路的输出电压(图2C中所展示)可随着反馈电压(图2D中所展示)缩放，因此可类似地随着输出电压范围26缩放滞后电压范围22。在一些实施例中，滞后电压范围22 (其由滞后比较器用来触发滞后控制)可经界定以使得输出电压范围26具有所期望极限(下限阈值电压27及/或上限阈值电压28)。当电力供应电路的输出电压在输出电压范围26内(大约在时间T4处开始)时，电力供应电路的参考电压维持处于大约恒定电压。在一些实施例中，阈值电压HTV可高于或低于图2D中所展示的阈值电压。在许多实施例中，HTV小于或等于下限滞后阈值电压23。在一些实施例中，多个阈值电压(例如，阈值电压HTV)可用于对多个值的滞后控制，如上文所描述。尽管在一些实施例中在如图2B中所展示的数字滞后控制中以二进制方式激活滞·后比较器的滞后(从关断状态到接通状态)，但可逐渐地接通滞后比较器的滞后(模拟滞后控制)。换句话说，可将比较器的滞后从零值或非零值增加(例如，逐渐地增加)到较高值。在一些实施例中，可以步进方式接通滞后比较器的滞后。举例来说，可响应于超过第一阈值而将滞后比较器的滞后从第一值增加(例如，以步进方式增加)到第二值。可响应于超过第二阈值(不同于第一阈值)而将滞后比较器的滞后从第二值增加(例如，以步进方式增加)到第三值。尽管图2A到2D中未展示，但在一些实施例中，当图2D中所展示的反馈电压下降到低于阈值电压HTV时，可将滞后比较器的滞后从接通状态改变为关断状态。换句话说，可响应于反馈电压下降到低于(或跨越)阈值电压HTV而去激活滞后比较器的滞后。在一些实施例中，可在不同于(例如，大于、小于)触发滞后比较器的滞后被激活的第二阈值电压的第一阈值电压下去激活滞后比较器的滞后。尽管图2A到2D中未展示，但当已完成软启动过程时，电力供应电路可以正常操作模式发挥功能且可去激活软启动电路。图3是图解说明根据一实施例的电力供应电路的操作的流程图。在一些实施例中，电力供应电路可为类似于图I中所展示的电力供应电路120的电力供应电路。如图3中所展示，在电力供应电路的软启动期间在电力供应电路的比较器处接收参考电压(框310)。在一些实施例中，参考电压可由参考电压电路(例如，图I中所展示的参考电压电路140)产生。在一些实施例中，可响应于由参考电压电压中所包括或与参考电压电路相关联的软启动电路(例如，图I中所展示的软启动电路142)产生的软启动参考电压而执行软启动电力供应电路。在一些实施例中，可响应于单调地增加的软启动参考电压而执行软启动电力供应电路。在一些实施例中，电力供应电路可经配置以充当滞后电力转换器(例如，DC/DC电力转换器、DC/DC降压转换器)。接收响应于电力供应电路的软启动而产生的反馈电压(框320)。可在滞后控制电路(例如，图I中所展示的滞后控制电路160)处且在滞后比较器(例如，图I中所展示的滞后比较器170)处接收反馈电压。在一些实施例中，可基于电力供应电路的输出电压而产生反馈电压。在一些实施例中，反馈电压可由反馈电路(例如，图I中所展示的反馈电路180)基于由电力供应电路产生的输出电压而产生。响应于反馈电压(例如，超过阈值电压)或参考电压中的至少一者而改变(例如，控制、增加)比较器的滞后(框330)。比较器的滞后电压范围可由滞后控制电路(例如，图I中所展不的滞后控制电路160)改变(例如,增加)。在一些实施例中，滞后可与滞后电压范围相关联，所述滞后电压范围可与电力供应电路的输出电压范围对应(例如，可等于其、可与其成比例)。在一些实施例中，滞后电压范围可从零值或从非零值增加，或从非零值减小到零值。在一些实施例中，与滞后相关联的滞后电压范围可从关断状态增加到接通状态(以数字(或突发)方式)、响应于多个阈值电压而在多个滞后电压范围之间改变(例如，修改)、以模拟方式线性地或非线性地改变(例如，修改)(例如，逐渐地改变)。图4A是图解说明在不具有滞后控制电路的电力供应电路(例如，图I中所展示的电力供应电路120)的软启动期间来自电源(例如，图I中所展示的电源150)的电流的瞬变响应的曲线图。在图4A中，在y轴上展示以安(A)为单位的电流，且在X轴上展示以微秒(us)为单位的时间。大约在50 μ s处起始电力供应电路的软启动。图4Α图解说明紧接在电力供应电路的软启动的起始之后使用过程技术A而产生的电力供应电路的配置的大于2Α的电流中的浪涌及使用过程技术B而产生的电力供应电·路的配置的接近4Α的电流中的浪涌(假设大约沿虚线的目标)。还如图4Α中所展示，在软启动过程期间，电流波动数安。举例来说，在技术B中，在电流响应于软启动过程的起始而增加到接近4Α之后，电流大约在58 μ s处下降到接近0Α。图4Β是图解说明在不具有滞后控制电路的电力供应电路(例如，图I中所展示的电力供应电路120)的软启动期间电力供应电路的到负载电路的输出电压的瞬变响应的曲线图。电压与图4Α中所展示的电流对应。在图4Β中，在y轴上展示以毫伏(mV)为单位的电压，且在X轴上展示以微秒(ys)为单位的时间。图4B图解说明响应于电力供应电路的软启动的起始(在50μ s处)过程技术A中的电力供应电路的大约IOOmV的电压过冲及过程技术B中的电力供应电路的大约200mV的电压中的过冲(假设大约沿虚线的目标)。还如图4B中所展示，在软启动过程期间，电压继续波动数微秒。在一些实施例中，如图4B中所展示的从相对高的电压到相对低的电压的突发改变可错误地触发负载电路中的欠压锁定(UVLO)电路的激活。图5A是图解说明在具有滞后控制电路的电力供应电路(例如，图I中所展示的电力供应电路120)的软启动期间电力供应电路的到负载电路的输出电压的瞬变响应的图示。在图5A中，在y轴上展示以毫伏(mV)为单位的电压，且在x轴上展示以微秒(Us)为单位的时间。大约在251 μ s处起始电力供应电路的软启动。图5Α图解说明响应于电力供应电路的软启动的起始而几乎无电压过冲(假设大约沿虚线的目标)。图5Β是图解说明在具有滞后控制电路的电力供应电路(例如，图I中所展示的电力供应电路120)的软启动期间来自电源(例如，图I中所展示的电源150)的电流的瞬变响应的图示。电流与图5Α中所展示的电压对应。在图5Β中，在y轴上展示以安㈧为单位的电流，且在X轴上展示以微秒(us)为单位的时间。图5B图解说明响应于软启动过程的起始的相对小的电流浪涌(假设大约沿虚线的目标)。举例来说，与图4A中所展示的2A或接近4A相比,初始电流浪涌小于图5B中所展示的O. 5A。在一个一般方面中，一种电力供应电路可包括电力级，所述电力级经配置以耦合到电源且经配置以将输出电压递送到负载电路。所述电力供应电路可包括比较器，所述比较器耦合到所述电力级且经配置以接收参考电压。所述电力供应电路还可包括滞后控制电路，所述滞后控制电路经配置以接收反馈电压或所述参考电压中的至少一者且经配置以在所述电力供应电路的软启动期间响应于所述反馈电压或所述参考电压中的所述至少一者而改变所述比较器的滞后。在一些实施例中，所述设备可包括经配置以产生软启动参考电压的软启动电路，所述电力供应电路的所述软启动是基于所述软启动参考电压而执行。在一些实施例中，所述电力供应电路经配置以充当滞后转换器。在一些实施例中，基于与所述比较器相关联的滞后电压范围而改变滞后。在一些实施例中，响应于所述反馈电压超过阈值电压而改变所述比较器的所述滞后。在一些实施例中，所述电力供应电路经配置以在输出电压范围内提供电力。在一些实施例中，响应于所述反馈电压超过第一阈值电压而改变所述比较器的所述滞后。所述电力供应电路可为经配置以在所述反馈电压下降到低于第二阈值电压时将电力从所述电源提供到所述负载电路且经配置以在所述反馈电压超过第三阈值电压时中断到所述负载电路的电力的滞后转换器。在一些实施例中，在电力供应电路的正常操作期间，响应于反馈电压在低于比较器的滞后电压范围的电压极限的电压下超过阈值电压而改变·比较器的滞后。在另一一般方面中，一种电力供应电路可包括参考电压电路，其经配置以触发电力供应电路的软启动；及比较器，其耦合到所述参考电压电路。所述电力供应电路还可包括滞后控制电路，所述滞后控制电路经配置以在所述电力供应电路的所述软启动期间改变所述比较器的滞后。在一些实施例中，所述滞后控制电路经配置以接收所述电力供应电路的参考电压，且所述滞后控制电路经配置以响应于所述参考电压而改变所述比较器的所述滞后。在一些实施例中，所述滞后经配置以触发所述电力供应电路在由上限阈值电压及下限阈值电压限定的输出电压范围内控制所述电力供应电路的输出电压。在一些实施例中，所述滞后控制电路经配置以在所述电力供应电路的软启动期间响应于参考电压斜升而将所述比较器的所述滞后从低值改变为高值。在一些实施例中，所述滞后控制电路经配置以接收所述电力供应电路的反馈电压，所述滞后控制电路经配置以响应于所述反馈电压而改变所述比较器的所述滞后。在一些实施例中，所述滞后控制电路经配置以增加所述比较器的所述滞后。在一些实施例中，所述电力供应电路可包括电力级，所述电力级经配置以耦合到电源且经配置以将输出电压递送到负载电路。所述滞后控制电路可经配置以基于所述参考电压而增加所述比较器的所述滞后。在又一一般方面中，一种方法可包括在电力供应电路的软启动期间在所述电力供应电路的比较器处接收参考电压；及接收响应于所述电力供应电路的所述软启动而产生的反馈电压。所述方法还可包括响应于所述反馈电压或所述参考电压中的至少一者而改变所述比较器的滞后。在一些实施例中，所述改变包括增加与所述比较器的所述滞后相关联的滞后电压范围。在一些实施例中，所述改变包括在所述电力供应电路的软启动期间响应于所述参考电压斜升而将所述比较器的所述滞后从低值改变为高值。在一些实施例中，所述软启动参考电压为单调地增加的电压。
在一些实施例中，所述电力供应电路经配置以充当滞后电力转换器。在一些实施例中，所述方法可包括在已执行所述电力供应电路的所述软启动之后基于所述比较器的所述滞后而在由上限阈值电压及下限阈值电压限定的输出电压范围内产生所述电力供应电路的输出电压。所述输出电压范围可不同于所述滞后的滞后电压范围。本文所描述的各种技术的实施方案可以数字电子电路或者以计算机硬件、固件、软件或其组合来实施。方法的部分可由专门用途逻辑电路(例如，FPGA(现场可编程门阵列或ASIC(专用集成电路))执行，且设备(例如，输入电力保护装置、电力管理装置)可实施于专门用途逻辑电路(例如，FPGA(现场可编程门阵列或ASIC(专用集成电路))内。—些实施方案可包括各种半导体处理及/或封装技术。一些实施例可使用与半导体衬底(包括但不限于(举例来说)硅(Si)、砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)及/或等等)相关联的各种类型的半导体处理技术来实施。虽然已如本文所描述图解说明了所描述实施方案的某些特征，但所属领域的技术人员现在将能想出许多修改、替代、改变及等效形式。因此，应理解，所附权利要求书(当包·括时)既定涵盖归属于所述实施例的范围内的所有此些修改及改变。应理解，已仅通过举例而非限制方式呈现所述实施例，且可做出形式及细节的各种改变。本文所描述的设备及/或方法的任一部分可以任一组合形式来组合，除互斥的组合外。本文所描述的实施例可包括所描述的不同实施例的功能、组件及/或特征的各种组合及/或子组合。
权利要求
1.一种电力供应电路，其包含 电力级，其经配置以耦合到电源且经配置以将输出电压递送到负载电路； 比较器，其耦合到所述电力级且经配置以接收参考电压 '及 滞后控制电路，其经配置以接收反馈电压或所述参考电压中的至少一者且经配置以在所述电力供应电路的软启动期间响应于所述反馈电压或所述参考电压中的所述至少一者而改变所述比较器的滞后。
2.根据权利要求I所述的电力供应电路,其进一步包含 软启动电路，其经配置以产生软启动参考电压，所述电力供应电路的所述软启动是基于所述软启动参考电压而执行。
3.根据权利要求I所述的电力供应电路，其中所述电力供应电路经配置以充当滞后转换器。
4.根据权利要求I所述的电力供应电路，其中所述滞后是基于与所述比较器相关联的滞后电压范围而改变。
5.根据权利要求I所述的电力供应电路，其中所述比较器的所述滞后是响应于所述反馈电压超过阈值电压而改变。
6.根据权利要求I所述的电力供应电路，其中所述电力供应电路经配置以在输出电压范围内提供电力。
7.根据权利要求I所述的电力供应电路，其中所述比较器的所述滞后是响应于所述反馈电压超过第一阈值电压而改变， 所述电力供应电路为经配置以在所述反馈电压下降到低于第二阈值电压时将电力从所述电源提供到所述负载电路且经配置以在所述反馈电压超过第三阈值电压时中断到所述负载电路的电力的滞后转换器。
8.根据权利要求I所述的电力供应电路，其中所述比较器的所述滞后是响应于在所述电力供应电路的正常操作期间所述反馈电压在低于所述比较器的滞后电压范围的电压极限的电压下超过阈值电压而改变。
9.一种电力供应电路，其包含 参考电压电路，其经配置以触发电力供应电路的软启动； 比较器，其耦合到所述参考电压电路 '及 滞后控制电路，其经配置以在所述电力供应电路的所述软启动期间改变所述比较器的滞后。
10.根据权利要求9所述的电力供应电路，其中所述滞后控制电路经配置以接收所述电力供应电路的参考电压，所述滞后控制电路经配置以响应于所述参考电压而改变所述比较器的所述滞后。
11.根据权利要求9所述的电力供应电路，其中所述滞后经配置以触发所述电力供应电路在由上限阈值电压及下限阈值电压限定的输出电压范围内控制所述电力供应电路的输出电压。
12.根据权利要求9所述的电力供应电路，其中所述滞后控制电路经配置以在所述电力供应电路的软启动期间响应于参考电压斜升而将所述比较器的所述滞后从低值改变为高值。
13.根据权利要求9所述的电力供应电路，其中所述滞后控制电路经配置以接收所述电力供应电路的反馈电压，所述滞后控制电路经配置以响应于所述反馈电压而改变所述比较器的所述滞后。
14.根据权利要求9所述的电力供应电路，其中所述滞后控制电路经配置以增加所述比较器的所述滞后。
15.根据权利要求9所述的电力供应电路，其进一步包含 电力级，其经配置以耦合到电源且经配置以将输出电压递送到负载电路，所述滞后控制电路经配置以基于所述参考电压而增加所述比较器的所述滞后。
16.—种方法,其包含 在电力供应电路的软启动期间在所述电力供应电路的比较器处接收参考电压； 接收响应于所述电力供应电路的所述软启动而产生的反馈电压；及 响应于所述反馈电压或所述参考电压中的至少一者而改变所述比较器的滞后。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述改变包括增加与所述比较器的所述滞后相关联的滞后电压范围。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述改变包括在所述电力供应电路的软启动期间响应于所述参考电压斜升而将所述比较器的所述滞后从低值改变为高值。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述软启动参考电压为单调地增加的电压。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述电力供应电路经配置以充当滞后电力转换器。
21.根据权利要求16所述的方法，其进一步包含 在已执行所述电力供应电路的所述软启动之后，基于所述比较器的所述滞后而在由上限阈值电压及下限阈值电压限定的输出电压范围内产生所述电力供应电路的输出电压，所述输出电压范围不同于所述滞后的滞后电压范围。
全文摘要
本申请案揭示滞后电力转换器中的软启动设备及方法。在一个一般方面中，一种电力供应电路可包括经配置以耦合到电源且经配置以将输出电压递送到负载电路的电力级，且可包括耦合到所述电力级且经配置以接收参考电压的比较器。所述电力供应电路还可包括滞后控制电路，所述滞后控制电路经配置以接收反馈电压或参考电压中的至少一者且经配置以在所述电力供应电路的软启动期间响应于所述反馈电压或所述参考电压中的所述至少一者而改变所述比较器的滞后。
文档编号H02M1/36GK102790519SQ201210090728
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者布莱恩·B·霍恩, 杰克·W·科尼什, 维克托·K·李, 赵斌 申请人:飞兆半导体公司