电荷泵稳定性控制的制作方法

文档序号:11852434阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于功率转换的装置,所述装置包括被配置为控制在具有耦合到电流源的端子的电容器网络中的泵电容器之间的互连的开关网络,和电荷管理子系统,其中,在操作中,所述开关网络使所述电容器网络执行电荷泵操作循环,在每个循环期间,所述电容器网络响应于所述开关网络的不同配置而采用不同的配置,其中,在第一电荷泵操作循环开始时,每个泵电容器采取对应的初始状态,并且其中所述电荷管理子系统被配置为,由跟着所述第一电荷泵操作循环的第二电荷泵操作循环开始,将每个泵电容器恢复到所述初始状态。

2.如权利要求1所述的装置,其中所述电荷管理子系统包括控制第一停留时间,在此期间所述开关网络处于第一配置的控制器。

3.如权利要求1所述的装置,其中所述电荷管理子系统包括在所述开关网络处于第一配置期间控制第一停留时间和在所述开关网络处于第二配置期间控制第二停留时间的控制器。

4.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述电荷管理子系统包括使所述开关网络引起所述电容器网络采取停滞时间配置的控制器。

5.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中循环包括第一配置和第二配置,并且其中所述电荷管理子系统包括基于让所述开关网络已经采取所述第一配置的结果来控制第二配置的控制器。

6.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述开关网络通过当前循环和至少一个过去的循环,并且其中所述电荷管理子系统包括至少部分地基于在所述过去循环中所述至少一个期间所述开关网络的性能来控制所述当前循环的控制器。

7.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述开关网络在通过过去的循环之后通过当前循环,并且其中所述电荷管理子系统包括至少部分地基于在至少一个所述过去循环期间所述开关网络的性能来控制所述当前循环的比例-积分-微分控制器。

8.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述电荷管理系统包括被配置为对所述开关网络的配置进行控制的控制器。

9.如权利要求8所述的装置,其中所述控制器包括被配置为基于所述电容器网络的输出,控制所述开关网络的不同配置的反馈控制器。

10.如权利要求8所述的装置,其中所述控制器包括被配置为基于所述电容器网络的输出,控制所述开关网络的不同配置的阈值逻辑电路控制器。

11.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述电荷管理系统包括被配置为对所述电容器网络耦合到的所述电流源进行控制的控制器。

12.如权利要求11所述的装置,其中所述电容器网络具有两个端子,其中一个端子是低电压端子,并且其中耦合到所述电流源的所述端子是低电压端子。

13.如权利要求11所述的装置,其中所述电容器网络具有两个端子,其中一个端子是高电压端子,并且其中耦合到所述电流源的所述端子是高电压端子。

14.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述电荷管理系统包括稳定电容,并且其中所述稳定电容连接到所述电流源。

15.如前面任何一项权利要求所述的装置,还包括修整电容器网络,其包括选择性地被配置为定义一个或多个修整电容器的互连的开关,由此定义聚合电容,以减少所述聚合电容和期望的电容之间的失配。

16.如权利要求15所述的装置,其中期望的电容是连接到所述电流源的稳定电容。

17.如权利要求15所述的装置,其中所述期望的电容是泵电容器的期望电容。

18.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述电荷泵操作循环具有恒定持续时间。

19.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述电荷泵操作循环具有可变持续时间。

20.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中跟在所述第一电荷泵操作循环后面的所述第二电荷泵操作循环是紧接在所述第一电荷泵操作循环之后的电荷泵循环。

21.如权利要求1-19所述的装置,其中跟在所述第一电荷泵操作循环后面的所述第二电荷泵操作循环是与所述第一电荷泵操作循环分开至少一个居间电荷泵操作循环的电荷泵循环。

22.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述装置还包括所述开关网络被配置为控制的电容器网络。

23.如前面任何一项权利要求所述的装置,其中所述开关网络导致执行了由不超过两个配置组成的,在此期间电荷在电容器之间转移的电荷泵操作循环。

24.如权利要求1-22中任何一项所述的装置,其中所述开关网络导致执行了由至少三个配置组成的,在此期间电荷在电容器之间转移的电荷泵操作循环。

25.如权利要求22所述的装置,其中所述电容器网络和所述开关网络定义电荷泵。

26.如权利要求25所述的装置,其中所述电荷泵包括多级电荷泵。

27.如权利要求26所述的装置,其中所述多级电荷泵包括级联乘法器。

28.如权利要求25所述的装置,其中所述电荷泵包括多相电荷泵。

29.如权利要求25所述的装置,其中所述电荷泵包括单相电荷泵。

30.如权利要求1所述的装置,其中所述电流源包括调节器。

31.如权利要求30所述的装置,其中所述调节器包括开关模式功率转换器。

32.如权利要求30所述的装置,其中所述调节器包括降压转换器。

33.如权利要求1所述的装置,其中所述电荷管理子系统被配置为至少部分地通过改变存储在所述至少一个泵电容器上的电荷量,来将其中至少一个所述泵电容器恢复到其初始状态。

34.如权利要求33所述的装置,其中所述电荷管理子系统被配置为通过在所述至少一个泵电容器和电荷储存库之间造成流动,来改变存储在所述至少一个泵电容器上的电荷量。

35.如权利要求34所述的装置,其中所述电荷的储存库是另一个泵电容器。

36.如权利要求34所述的装置,其中所述电荷的储存库是地面。

37.一种用于控制电荷泵的方法,所述方法包括使电荷泵开关网络引起所述电荷泵开关网络耦合到泵电容器的网络,以产生电荷泵操作循环,在每一个所述操作循环期间所述泵电容器响应于所述开关网络的不同配置而采用不同配置,其中,在第一电荷泵操作循环的开始,每个泵电容器采取对应的初始状态,由跟在所述第一电荷泵操作循环后面的第二电荷泵操作循环开始,将每个泵电容器恢复到所述初始状态。

38.如权利要求37所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括由紧接着所述第一电荷泵操作循环后面的第二电荷泵操作循环开始,将每个泵电容器恢复到所述初始状态。

39.如权利要求37所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括由与所述第一电荷泵操作循环分开至少一个电荷泵操作循环的第二电荷泵操作循环开始,将每个泵电容器恢复到所述初始状态。

40.如权利要求37所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括控制期间所述开关网络处于第一配置的第一停留时间。

41.如权利要求37所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括控制第一停留时间,在此期间所述开关网络处于第一配置,并且控制第二停留时间,在此期间所述开关网络处于第二配置。

42.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括使所述电容器网络采取停滞时间配置。

43.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中循环包括第一配置和第二配置,并且其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括基于已让所述开关网络采取第一配置的结果来控制所述开关网络的第二配置。

44.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中所述开关网络通过当前循环和至少一个过去的循环,并且其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括至少部分地基于在所述至少一个过去的循环期间所述开关网络的性能来控制所述当前循环。

45.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中所述开关网络在通过过去的循环之后通过当前循环,并且其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括至少部分地基于在其中至少一个所述过去的循环期间所述开关网络的性能,来在所述当前循环上实现比例-积分-微分控制。

46.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括对所述开关网络的配置进行控制。

47.如权利要求46所述的方法,其中对所述开关网络的配置进行控制包括基于所述电容器网络的输出对所述开关网络的不同配置进行反馈控制。

48.如权利要求46所述的方法,其中对所述开关网络的配置进行控制包括基于所述电容器网络的输出对所述开关网络的不同配置进行阈值逻辑控制。

49.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括对所述电容器网络耦合到的电流源进行控制。

50.如权利要求49所述的方法,其中对所述电容器网络耦合到的所述电流源进行控制包括对耦合到低电压端子的电流源进行控制。

51.如权利要求49所述的方法,其中对所述电容器网络耦合到的所述电流源进行控制包括对耦合到高电压端子的电流源进行控制。

52.如权利要求49所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括连接被连接到所述电流源的稳定电容。

53.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括互连一个或多个修整电容器以定义聚合电容,所述聚合电容最小化所述聚合电容和期望电容之间的误差。

54.如权利要求53所述的方法,其中所述期望电容是连接到电流源的稳定电容器的期望电容。

55.如权利要求53所述的方法,其中所述期望电容是泵电容器的期望电容。

56.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中使电荷泵开关网络引起所述电荷泵开关网络耦合到的泵电容器的网络,以产生电荷泵操作循环包括引起具有恒定持续时间的电荷泵操作循环的执行。

57.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中使电荷泵开关网络引起所述电荷泵开关网络耦合到的泵电容器的网络,以产生电荷泵操作循环包括引起具有可变持续时间的电荷泵操作循环的执行。

58.如前面任何一项权利要求所述的方法,还包括在完成所述第一电荷泵操作循环之后紧接着开始跟在所述第一电荷泵操作循环后面的所述第二电荷泵操作循环。

59.如前面任何一项权利要求所述的方法,还包括在完成至少一个居间的电荷泵操作循环之后才开始跟在所述第一电荷泵操作循环后面的所述第二电荷泵操作循环。

60.如前面任何一项权利要求所述的方法,其中使电荷泵开关网络引起所述电荷泵开关网络耦合到的泵电容器的网络,以产生电荷泵操作循环包括引起由不超过两个配置组成的、期间电荷的转移在电容器之间发生的电荷泵操作循环的执行。

61.如权利要求37-59中任何一项所述的方法,其中使电荷泵开关网络引起所述电荷泵开关网络耦合到的泵电容器的网络,以产生电荷泵操作循环包括导致产生由至少三个配置组成的,在此期间电荷的转移在电容器之间发生的电荷泵操作循环。

62.如权利要求37所述的方法,还包括通过组合电容器网络和开关网络形成电荷泵。

63.如权利要求62所述的方法,其中形成电荷泵包括形成多级电荷泵。

64.如权利要求63所述的方法,其中形成多级电荷泵包括形成级联乘法器。

65.如权利要求62所述的方法,其中形成电荷泵包括形成多相电荷泵。

66.如权利要求62所述的方法,其中形成电荷泵包括形成单相电荷泵。

67.如权利要求49所述的方法,其中对所述电容器网络耦合到的电流源进行控制包括对调节器进行控制。

68.如权利要求67所述的方法,其中对所述调节器进行控制包括对开关模式功率转换器进行控制。

69.如权利要求67所述的方法,其中对所述调节器进行控制包括对降压转换器进行控制。

70.如权利要求37所述的方法,其中将每个泵电容器恢复到所述初始状态包括至少部分地通过改变存储在所述至少一个泵电容器上的电荷量来将其中至少一个所述泵电容器恢复到其初始状态。

71.如权利要求70所述的方法,其中改变储存在所述至少一个泵电容器上的电荷量包括引起所述至少一个泵电容器和电荷储存库之间的流动。

72.如权利要求71所述的方法,其中引起所述至少一个泵电容器和电荷储存库之间的流动包括引起向另一个泵电容器的流动。

73.如权利要求71所述的方法,其中引起所述至少一个泵电容器和电荷储存库之间的流动包括引起向地面的流动。

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