可重配置电力转换器中的极点补偿的制作方法

本公开内容涉及电力转换器，并且具体来说，涉及控制电力转换器的操作。

背景技术：

期望电力转换器将第一电压变换成第二电压。在这样做时，有必要控制电力转换器，以在存在第一电压或第二电压的负载的变化时产生正确的第二电压。

对电力转换器的控制可以涉及使用反馈，从而形成反馈控制的电力转换器。为了简单起见，本文将把反馈控制的电力转换器称为“受控电力转换器”。没有反馈控制的电力转换器在本文中被称为“非受控电力转换器”。

通常，受控电力转换器的总体“闭环”响应取决于环路传递函数，该环路传递函数包括由非受控电力转换器提供的正向传递函数和由一个或更多个反馈模块提供的反馈传递函数。正向传递函数与反馈传递函数的组合产生受控电力转换器的闭环传递函数。

反馈模块的适当设计提供了一种控制电力转换器的操作的各种特性的方法。例如，反馈传递函数可以用来避免不稳定性或调整整个受控电力转换器的允许增益裕度或相位裕度。

无需赘言，反馈传递函数与正向传递函数是紧密耦合的。如果正向传递函数发生变化，则通常还需要改变反馈传递函数，以保持受控电力转换器的期望特性。这意味着在不了解正向传递函数的情况下，无法正确地设计反馈传递函数。

通常，这不会造成困难。可以以实验方式或者通过检查由电力转换器的制造商提供的规格表来得到正向传递函数。然而，这是以正向传递函数不变为前提的。如果在操作期间正向传递函数显著地变化，特别是如果正向传递函数以不能完全预测的方式显著地变化，则会面临移动的目标。因此，难以适当地设计反馈模块。

技术实现要素：

一方面，本发明涉及重新配置电力转换器的开关电容器电路，使得：这样的重新配置不需要重新配置用于控制电力转换器的补偿电路中的至少之一。特别地，本发明涉及对电力转换器的开关电容器电路及其第一补偿电路进行重新配置，以避免需要改变其第二补偿电路，从而避免改变适当反馈设计所依赖的环路传递函数。例如，与电力转换器一起重新配置的第一补偿电路可以与电力转换器集成，并且可以通过重新配置开关电容器电路的同一重配置逻辑进行重新配置。这避免了需要重新配置外部补偿电路。

一方面，本发明的特征在于补偿器和重配置逻辑。该重配置逻辑使连接至调节器的开关电容器电路在具有彼此不同的相应第一变压比和第二变压比的第一开关电容器配置与第二开关电容器配置之间转变。这引起由开关电容器电路和调节器限定的非受控电力转换器的正向传递函数的变化。补偿器补偿将由第一开关电容器配置与第二开关电容器配置之间的转变引起的正向传递函数的变化。

在一些实施方式中，重配置逻辑对开关电容器电路和补偿器二者进行重新配置。

在其他实施方式中，当重配置逻辑使开关电容器被重新配置时，重配置逻辑还使补偿器被重新配置以补偿由于重新配置开关电容器电路而引起的变化。

在其他实施方式中，补偿器包括从第二补偿电路接收电压的第一补偿电路。以下实施方式在这些实施方式中：补偿在第一补偿电路与向第一补偿电路提供信号的第二补偿电路之间分配。以下实施方式在这些实施方式中：第二补偿电路控制环路传递函数的增益裕度和相位裕度。

在一些实施方式中，补偿器补偿正向传递函数的变化的线性分量。以下实施方式在这些实施方式中：补偿器包括第一补偿电路，该第一补偿电路补偿正向传递函数的变化的线性分量，并且从补偿变化的非线性分量的第二补偿电路接收电压。

在一些实施方式中，补偿器具有补偿器传递函数，并且配置之间的转变使得补偿器传递函数的零点以频率步长移动。

以下实施方式在这些实施方式中：当重配置逻辑使开关电容器电路转变为第二配置时，处于第二配置的开关电容器电路与开关电感器电路的组合具有如下传递函数：该传递函数具有改变频率的极点。在这样的实施方式中，重配置逻辑使补偿器传输函数具有在频率空间中追逐极点的零点。

以下实施方式在这些实施方式中：当重配置逻辑使开关电容器电路转变为第二配置时，处于第二配置的开关电容器电路与开关电感器电路的组合具有如下传递函数：该传递函数具有拥有极点频率的极点，其中，每个补偿器配置限定对应于配置的零点频率与极点频率之间的差距，零点频率对应于与补偿器配置相关联的零点的频率，其中，存在一组差距，每个差距对应于极点频率与补偿器配置之一的零点频率之间的差，并且其中，重配置逻辑使补偿器传递函数具有使零点与极点之间的差距在频率空间中最小化的零点。

另外，以下实施方式在这些实施方式中：当重配置逻辑使开关电容器电路转变为第二配置时，处于第二配置的开关电容器电路与开关电感器电路的组合具有如下传递函数：该传递函数具有改变频率的极点，并且其中，重配置逻辑使补偿器传递函数具有与极点具有相同频率的零点。

一些实施方式包括第一管芯，其中，补偿器、开关电容器电路和重配置逻辑位于第一管芯上。以下实施方式在这些实施方式中：第一管芯被配置成连接至包含反馈模块的第二管芯，该反馈模块被配置成与补偿器协作以提供对非受控电力转换器的反馈控制。

以下实施方式在这些实施方式中：非受控电力转换器具有如下传递函数：该传递函数具有在重新配置开关电容器电路时改变的第一拉普拉斯变换，并且补偿器具有如下传递函数：该传递函数具有在重新配置补偿器时改变的第二拉普拉斯变换。在这些实施方式中，重配置逻辑试图使第一拉普拉斯变换与第二拉普拉斯变换的乘积恒定。

在一些实施方式中，开关电容器电路具有开关电容器传递函数，并且补偿器具有补偿器传递函数。在这些实施方式中，第二开关电容器配置将开关电容器传递函数的双极点移动至较低频率，并且作为响应，重配置逻辑重新配置补偿器以降低补偿器传递函数的零点频率。

在一些实施方式中，补偿器和向补偿器提供信号的反馈模块协作以形成自适应补偿电路，该自适应补偿电路对由于重新配置开关电容器电路而引起的变化动态地做出响应。

正向传递函数的变化可以导致其增益的变化、其极点和零点的分布的变化，或者前述两者的变化。补偿器的实施方式包括以下实施方式：补偿将由所述第一开关电容器配置与第二开关电容器配置之间的所述转变引起的正向传递函数的复频域中的极点和零点的分布的变化，或者补偿将由所述第一开关电容器配置与第二开关电容器配置之间的所述转变引起的正向传递函数的增益的变化，或者补偿增益以及复频域中的极点和零点的分布的变化。

另外，以下实施方式在这些实施方式中：将调节器实现为开关电感器电路。

附加实施方式包括比较器，该比较器接收来自补偿电路的补偿电路输出和参考信号，并向调制器提供差分信号。然后，调制器利用指示参考信号与补偿电路输出之间的差的差分信号向开关电感器电路提供占空比信号，其中，占空比信号基于差分信号，并且占空比信号引起开关电感器电路中的开关的占空比的变化。以下实施方式在这些实施方式中：重配置逻辑向调制器提供标称占空比，并且调制器响应于差分信号来改变标称占空比，并且以下实施方式在这些实施方式中：重配置逻辑提供参考信号。

附图说明

根据以下详细描述和附图，本发明的这些以及其他特征和优点将变得明显，在附图中：

图1示出了用于控制另外的非受控升压电力转换器的控制系统；

图2至图5示出了用于与图1中的电力转换器一起使用的调节器；

图6示出了来自图1所示的电力转换器的可重配置电荷泵的细节；

图7示出了来自图1所示的控制系统的示例性外部补偿电路的细节；

图8和图9示出了来自图1所示的控制系统的内部补偿电路的实现；

图10示出了用于控制图1所示的另外的非受控升压电力转换器的另一控制系统；

图11示出了来自图10所示的控制系统的内部补偿电路；以及

图12示出了具有两部分内部补偿电路的控制系统的图。

具体实施方式

图1示出了向受控电力转换器17提供输入电压vin的电压源10。受控电力转换器17将输入电压vin转换成输出电压vout，并使输出电压可用于负载14。

反馈控制系统16控制非受控电力转换器12的操作，以产生受控电力转换器17。非受控电力转换器12限定正向传递函数，反馈控制系统16限定其反馈传递函数。正向传递函数与反馈传递函数的组合限定受控电力转换器17的闭环传递函数。

该非受控电力转换器12包括调节器20和开关电容器电路22。调节器20和开关电容器电路22彼此串联，使得调节器20接收输入电压vin，并且开关电容器电路22提供输出电压vout。在这个实现中，调节器20是增压转换器。美国专利第8,817,501号和美国专利第9,203,299号详细描述了合适的调节器和电压倍增器，其内容通过引用并入本文。如本文所使用的，术语“电荷泵”是指开关电容器电路。

开关电感器电路20接收输入电压vin。然后，它生成中间电压vx，并将该中间电压vx提供给开关电容器电路22。然后，开关电容器电路22将中间电压vx转换成输出电压vout。

图1所示的类型的电力转换器在以下专利中进行了详细描述：美国专利第8,860,396号、美国专利第8,743,553号、美国专利第8,723,491号、美国专利第8,503,203号、美国专利第8,693,224号、美国专利第8,724,353号、美国专利第8,619,445号、美国专利第9,203,299号、美国专利第9,742,266号、美国专利第9,041,459号、美国公布第2017/0085172号、美国专利第9,887,622号、美国专利第9,882,471号、pct公布第wo2017161368号、pct公布第wo2017/091696号、pct公布第wo2017/143044号、pct公布第wo2017/160821号、pct公布第wo2017/156532号、pct公布第wo2017/196826号以及美国公布第2017/0244318号，其内容全部通过引用并入本文。

图2示出了实现为开关电感器电路的调节器20，该开关电感器电路跨其第一调节器端子41和第二调节器端子42接收输入电压。开关电感器控制器40试图调节该输入电压，以跨其第三调节器端子43和第四调节器端子44提供稳定的输出电压。开关电感器控制器40试图通过改变调节器开关46的占空比、从而选择性地断开和连接电感48来保持稳定的输出电压。

图2所示的特定实施方式是降压转换器。重新排列成不同的拓扑结构的相同的部件产生图3中的增压转换器和图4中的增降压转换器。在图5所示的替选实施方式中，变压器提供了电感48以及第一调节器端子41、第二调节器端子42、第三调节器端子43、第四调节器端子44之间的电隔离。图5中所示的拓扑结构限定了反激式转换器。图2至图5所示的调节器均特征在于开关46，该开关46可选择性地连接和断开电感48，从而实现电压调节。未示出的其他合适的调节器包括cuk转换器、sepic转换器、谐振转换器、多级转换器、正向转换器以及全桥转换器。

图6示出了用于图1中的非受控电力转换器12的开关电容器电路22的示例。

开关电容器电路22是单相升压对称级联倍增器，其具有第一、第二、第三、第四、第五堆叠开关s1、s2、s3、s4、s5，以及第一、第二、第三、第四相位开关s6、s7、s8、s9，这些开关协作以跨第一开关电容器端子61和第二开关电容器端子62接收输入电压并且跨第三开关电容器端子63和第四开关电容器端子64产生输出电压。

存在四组开关：第一、第三和第五堆叠开关s1、s3、s5限定一组“奇数堆叠开关”；第二和第四堆叠开关s2、s4限定一组“偶数堆叠开关”；第一和第三相位开关s6、s8限定一组“偶数相位开关”；第二和第四相位开关s7、s9限定一组“奇数相位开关”。

开关电容器电路22还包括第一电容器c1、第二电容器c2、第三电容器c3和第四电容器c4。这些电容器与开关一起限定开关电容器电路22内的“级”。

所示的开关电容器电路22有四个级。每个级包括电容器c1、c2、c3、c4之一和四个相应的堆叠开关s1、s2、s3、s4之一。第一级包括第一堆叠开关s1和第一电容器c1；第二级包括第二堆叠开关s2和第二电容器c2；第三级包括第三堆叠开关s3和第三电容器c3；第四级包括第四堆叠开关s4和第四电容器c4。在图3所示的实施方式中，由于有四个级，所以最大变压比为5。

响应于在开关电容器控制端子65上接收到控制信号，电荷泵控制器66将操作控制信号置于控制信号路径60上。这些操作控制信号使第一、第二、第三、第四和第五堆叠开关s1、s2、s3、s4、s5和第一、第二、第三和第四相位开关s6、s7、s8、s9根据特定顺序改变状态。因此，开关电容器电路22以特定频率在第一操作状态与第二操作状态之间反复转变。

例如，在第一次操作状态期间，电荷泵控制器66闭合奇数堆叠开关s1、s3、s5和奇数相位开关s7、s9，并打开偶数堆叠开关s2、s4和偶数相位开关s6、s8。作为对比，在第二操作状态期间，电荷泵控制器66打开奇数堆叠开关s1、s3、s5和奇数相位开关s7、s9，并闭合偶数堆叠开关s2、s4和偶数相位开关s6、s8。

此外，电荷泵控制器66将重配置控制信号传送至重配置块68的重配置输入端子b1。作为响应，重配置块68在其重配置输出端子a1至a3处提供重配置信号。这些重配置信号改变第一操作状态和第二操作状态下电容器c1至c4之间的连接。

开关电容器电路22具有在正常操作过程中打开和闭合的开关。打开和闭合这些开关的动作并不等于改变模式。术语“重新配置”明确排除了这些开关在正常操作期间的打开和闭合，并且其目的是产生选定的变压比。

重新配置电容器c1至c4之间的连接的能力是特别有利的，因为这意味着可以使用相同的电路实现不同的变压比。然而，这种能力是有代价的。特别是，当重配置块68重新配置连接时，它还会改变控制系统的正向传递函数。这样的变化可以表现为正向传递函数的增益的变化、复频域中的其极点和零点的分布的变化，或者前述两种变化。

电荷泵的其他示例包括梯形(ladder)电荷泵、迪克森(dickson)电荷泵、串并联电荷泵、斐波那契(fibonacci)电荷泵和倍压型(doubler)电荷泵，所有这些电荷泵都可以绝热充电并配置为多相或单相网络。特别有用的电荷泵是全波级联倍增器的绝热充电版本。然而，也可以使用非绝热充电版本。

如本文所使用的，“绝热地”改变电容器上的电荷意味着：使储存在电容器中的电荷中的至少一些通过经由非电容元件而发生变化。电容器上的电荷的正绝热变化被认为是绝热充电，而电容器上的电荷的负绝热变化被认为是绝热放电。非电容性元件的示例包括电感器、磁性元件、电阻器及其组合。

在某些情况下，电容器可以在部分时间内绝热充电，在其余时间内非绝热充电。这样的电容器被认为是绝热充电的。类似地，在某些情况下，电容器可以在部分时间内绝热放电，在其余时间内非绝热放电。这样的电容器被认为是绝热放电的。

非绝热充电包括所有并非绝热的充电，非绝热放电包括所有并非绝热的放电。

如本文所使用的，绝热充电的开关电容器电路是具有至少一个既绝热充电又绝热放电的电容器的开关电容器电路。非绝热充电的开关电容器电路是并非绝热充电的开关电容器电路的开关电容器电路。

返回参考图1，外部补偿电路18接收输出电压vout作为反馈信号，并将其变换为第一补偿电压vcomp。内部补偿电路26将该第一补偿电压vcomp与参考电压vref进行比较。

外部补偿电路18通常由最终用户基于应用的特定细节来提供。然而，由图1可以看出，外部补偿电路18无法知道是否发生了重新配置。因此，外部补偿电路18将无法补偿由这样的重新配置引起的系统传递函数的任何变化。

另一方面，内部补偿电路26是非受控电力转换器12的主要部分。内部补偿电路26被认为是“内部的”，因为它通常与非受控电力转换器12的一个或更多个其他部件位于同一半导体管芯上。作为对比，外部补偿电路18将连接至这样的半导体管芯，但是它在半导体管芯的外部。

因此，外部补偿电路18接收指示重配置事件的信号，并补偿由此导致的系统传递函数的变化，无论变化表现为传递函数的增益的变化，还是其极点和零点的分布的变化。这使最终用户从必须知道何时重新配置了开关电容器电路22中解脱出来。

基于补偿电压vcomp与参考电压vref的该比较，内部补偿电路26输出第二补偿电压vcomp2。

因此，外部补偿电路18和内部补偿电路26限定协作以使整个控制系统稳定的多级补偿电路。

在所示的实施方式中，重配置逻辑24提供参考电压vref。然而，也可以从外部源提供参考电压vref。

现在参考图7，外部补偿电路18将可以相对较高的输出电压vout变换为较低的第一补偿电压vcomp。具有较低的补偿电压避免必须在内部补偿电路26内提供维持高压所需的电路。

为了实现这一点，外部补偿电路18的特征在于具有第一电阻器rd1和第二电阻器rd2的分压器，这些电阻器限定这样的节点：可以将内部补偿电路26连接至该节点以接收第一补偿电压vcomp。

外部补偿电路18的特征还在于与第一电阻器rd1并联的电抗路径。在所示的实施方式中，电抗路径的特征在于串联的电抗路径电阻器rpo和电抗路径电容器czo。通过选择电抗路径的电阻和电容的值，可以通过在复平面中的特定位置处引入极点和零点来修改系统传递函数。

图8和图9示出了内部补偿电路26的两种实施方式。

在图8所示的第一实施方式中，运算放大器27分别在其反相输入端和非反相输入端处接收第一补偿电压vcomp和参考电压vref。这在运算放大器的输出端处产生第二补偿电压vcomp2。运算放大器的输出端与其反相输入端之间的可选反馈路径包括反馈电阻器rz2和反馈电容器cp2。它们将极点和零点引入系统传递函数中。通过选择反馈电阻器rz2的电阻和/或反馈电容器cp2，可以控制极点和零点在复频域中的位置。

在图9所示的第二实施方式中，运算跨阻放大器27分别在其反相输入端和非反相输入端处接收第一补偿电压vcomp和参考电压vref。这在运算跨阻放大器的输出端处产生第二补偿电压vcomp2。运算跨阻放大器的输出端与地之间的可选分流路径包括分流电阻器rz1和分流电容器cp1。它们将极点和零点引入系统传递函数中。通过选择分流电阻器rz1的电阻和/或分流电容器cp1，可以控制极点和零点在复频域中的位置。

返回参考图1，调制器28接收第二补偿电压vcomp2，并利用第二补偿电压vcomp2产生占空比信号d，然后将该占空比信号d通过开关电感器电路的控制端子45传递至开关电感器控制器40。开关电感器控制器40将该占空比信号d用作用于控制开关电感器电路20中的调节开关46的占空比的基础。

在一些实施方式中，重配置逻辑24使用输入电压vin和所需的输出电压vref来输出标称占空比信号d0。在这些实施方式中，第二补偿电压vcomp2使调制器28修改标称占空比信号d0以生成占空比信号d。在产生正向传递函数的电路是可重配置的这些实施方式中，标称占空比信号d0取决于配置，因此可以在重新配置该电路时改变。例如，在可以改变开关电容器电路22的变压比的这些实施方式中，标称占空比信号d0将以相应的方式改变。

占空比信号d影响占空比，并且因此影响传出开关电感器电路20的电流。通常，该电流随占空比而增加。然而，占空比与电流之间的关系取决于开关电感器电路20的细节。任一情况下的最终结果都是输出电压vout跟踪参考电压vref。

反馈环路被设计成实现受控电力转换器17的某些期望的操作特性。这些特性可以包括：限制输出电压vout与参考电压vref之间的稳态差以及输出电压vout对干扰的动态响应，干扰例如输入电流或输出电流中的不同频率处的阶跃变化或振荡。特别重要的是，将反馈环路配置成确保输出电压vout跟踪参考电压vref。

外部补偿电路18对于电力转换器的操作而言不一定是必需的。在某些情况下，存在使得输出电压vout等于补偿电压vcomp的直接连接。在这种情景下，电阻器和电抗元件可以从外部补偿电路18移动至内部补偿电路26。

以下配置在使用反馈的这些配置中：外部补偿电路18实现具有长时间常数的低通滤波器。这提高了整个反馈控制的电力转换器17的稳定性。

使用反馈的其他配置具有外部补偿电路18，该外部补偿电路18提供对扰动例如负载电流的快速变化的期望响应，这些扰动可能导致输出电压vout的相应快速变化。

补偿电压取决于反馈传递函数，反馈传递函数本身假定特定的正向传递函数。如果正向传递函数变化，则补偿电压将变化。

图10示出了与图1所示类似的、但是具有重配置逻辑24的电力转换器，重配置逻辑24还具有响应于电力转换器的输入电压vin和输出电压vout来重新配置开关电容器电路22的能力。这样的重新配置具有改变变压比进而改变正向路径传递函数的效果。

正向路径传递函数的变化改变受控电力转换器17的整体动态。这些变化可能影响输出电压vout对输入电压vin或输出电流iout的变化的响应。因此，如果将外部补偿电路18设计成用于开关电容器电路22的第一配置，则当开关电容器电路22采用第二配置时，它很可能不再按预期工作。

为了适应这个困难，受控电力转换器17还特征在于可重配置内部补偿电路30，该内部补偿电路30从外部补偿电路18接收第一补偿电压vcomp，并将其转换成取决于开关电容器电路22的配置的第二补偿电压vcomp2。因此，当图6中的重配置块68重新配置开关电容器电路22时，重配置逻辑24也重新配置可重配置内部补偿电路30。可重配置内部补偿电路30与外部补偿电路18(当存在时)的组合可以被视为自适应补偿电路，该自适应补偿电路对生成正向传递函数的电路内的重新配置事件动态地做出响应。

可重配置内部补偿电路30补偿正向传递函数的一些或全部变化。特别地，可重配置内部补偿电路30使总体正向传递函数看起来保持不变，即使重配置块68可能已经重新配置了开关电容器电路22。在反馈控制基于可以通过其拉普拉斯变换表征的线性传递函数的情况下，这可以通过以下方式来实现：确保作为开关电感器电路20与开关电容器电路22的组合传递函数的非受控电力转换器的传递函数的拉普拉斯变换与反馈控制系统16的拉普拉斯变换的乘积保持恒定。

在一些实施方式中，这可以通过在复频域中移动开关电容器电路的传递函数的极点和/或零点，以及可重配置补偿器的传递函数的相应的极点和/或零点来执行。然而，在难以执行的情况下，可以提供用于移动可重配置补偿器的传递函数的极点和/或零点的启发式规则。例如，如果开关电容器电路的变压比增加，那么输出双极点通常会移动至较低频率。为了补偿这种情况，重配置逻辑24将重新配置可重配置内部补偿电路30，以使其零点也处于较低的频率处。

在本实施方式中，重配置逻辑24以步长来改变可重配置内部补偿电路30的零点的位置。作为示例，可以将可重配置内部补偿电路30配置成以50khz的步长移动其零点。在这种情况下，非受控电力转换器12可能开始以100khz处的双极点操作，在这种情况下，可重配置内部补偿电路30将被设置成在100khz处具有零点。然而，如果在重新配置之后非受控电力转换器12现在具有30khz处的极点，那么可重配置内部补偿电路30不可能在30khz处放置相应的零点。在这种情况下，可重配置内部补偿电路30将通过在频率空间中的最接近的允许位置即50khz处放置零点来做到最佳。

参照图11，可重配置内部补偿电路30包括运算跨阻放大器(“ota”)35，该运算跨阻放大器分别在其反相输入端和非反相输入端处接收第一补偿电压vcomp和参考电压vref。运算跨阻放大器的输出端与地之间的可选分流路径包括分流电阻器rz3和分流电容器cp3。它们在系统传递函数中引入极点和零点，其中极点和零点的位置取决于电阻和电容的选择。为了提供移动极点和零点的灵活性，分流电阻器rz3和分流电容器cp3中的一个或两个可以呈现可变的电参数。在所示的实施方式中，分流电阻器rz3具有可变电阻，分流电容器cp3具有可变电容。有多种方法来电控制分流电阻器rz3的电阻和分流电容器cp3的电容。

运算跨阻放大器35的输出不像图9中的情况那样被用作第二补偿电压vcomp2。作为替代，该输出被传递到可选的可重配置有效零电路33。

可重配置有效零电路33是通过开关sa、sb、sc、sx、sy、sz互连的电阻元件rx、ry、rz和电抗元件ca、cb、cc、cd的网络。通过有选择地打开和闭合开关的组合，可以移动零点位置，从而补偿在重新配置开关电容器电路22时极点和零点的移动。

在一些实施方式中，电容器ca、cb、cc、cd具有相等的电容，并且电阻器rx、ry、rz具有相等的电阻。但这绝不是必须的。此外，对于存在多少电容器和电阻器没有特别的限制。值和数量的选择主要取决于开关电容器电路22可以重新配置成多少种状态以及这样的重新配置所引入的极点和零点在复平面中的位置。

该重配置逻辑24还包括用于响应于开关电容器电路的重新配置来选择打开和闭合开关sa、sb、sc、sx、sy、sz中的哪些开关以实现所需补偿的逻辑。该选择使得非受控电力转换器12呈现标称正向传递函数。与缺少可重配置内部补偿电路30的情况相比，该标称正向传递函数更少地依赖于开关电容器电路的重新配置。

由于始终呈现相同的标称传递函数，因此不需要重新配置外部补偿电路18以适应开关电容器电路22的重新配置。这意味着开关电容器电路22能够以至少从电力转换器10的外部看到的相对无缝的方式改变其变压比。因此，与不存在可重配置内部补偿电路30的情况相比，可重配置内部补偿电路30使得总体传递函数更少地依赖于开关电容器电路22的任何重新配置。更一般地，与不存在可重配置内部补偿电路30的情况相比，可重配置内部补偿电路30使得总体传递函数更少地依赖于负责改变正向传递函数的电路的任何部分的任何重新配置。

在一些实施方式中，电抗元件是电容器。电阻元件和电抗元件可以足够小，使得可重配置内部补偿电路30、开关电容器电路22和重配置逻辑24位于同一半导体管芯上。外部补偿电路18可以位于不同的管芯上，以及/或者使用诸如多层陶瓷电容器(mlcc)和芯片电阻器的外部部件来创建。

在图12中，将调制器28、开关电感器电路20和开关电容器电路22组合以形成开关调节器34。如虚线箭头所示，重配置逻辑24重新配置开关调节器34和可重配置内部补偿电路30二者。

在所示实施方式中，开关调节器34的输出为输出电压vout。到开关调节器34的输入为第二补偿电压vcomp2、输入电压vin和输出电流iout。第二补偿电压vcomp2是第一补偿电压vcomp、输入参考电压vref和/或其他值的函数。

对于可重配置内部补偿电路30的特定配置，外部补偿电路18的设计取决于从开关调节器34开始、行进通过附加内部补偿电路38的环路的环路传递函数。

附加内部补偿电路38通常包括用于将极点和零点引入传递函数中的电路。在一些实施方式中，极点和零点是固定的。在其他实施方式中，极点和零点是可重新配置的。在任何一种情况下，外部补偿电路18接收附加内部补偿电路38的输出。

在一些实施方式中，外部补偿电路18包括如图7所示的分压器。然而，在其他实施方式中，作为替代，附加内部补偿器电路38包括这样的分压器。

可重配置内部补偿电路30接收该降低的电压vcomp，并继续进行以如结合图9或图11所论述地动态地引入附加的极点和零点。

外部补偿电路18的设计依赖于环路传递函数的增益裕度和相位裕度。环路传递函数的增益和相位通常是频率的函数。通常，存在相位相对于参考等于180度的频率。在该频率处，也存在相应的增益。以db为单位测量的该相应的增益小于一的程度被称为“增益裕度”。

相反，由于增益和相位都取决于频率，因此存在增益为一的频率。该频率处的相应相位决定了相位裕度。特别是，相位裕度是相应相位小于180度的程度。

在一些示例中，将反馈控制系统16的增益响应和相位响应建模为易受围绕开关调节器34的操作点的线性化分析的影响的小信号。

在某些情况下，反馈控制系统16的线性特性和非线性特性的补偿的任务在可重配置内部补偿电路30与外部补偿电路18之间分配。在一些实施方式中，可重配置内部补偿电路30补偿总体传递函数的线性分量，而外部补偿电路18补偿非线性分量，并且反之亦然。

一般来说，计算机可访问存储介质可以包括计算机在使用期间可访问的用于向计算机提供指令和/或数据的任何非暂态存储介质。例如，计算机可访问存储介质可以包括诸如磁盘或光盘和半导体存储器的存储介质。

通常，表示系统的非抽象数据库可以是数据库或其他数据结构，可以通过程序读取这些数据结构，并直接或间接地使用这些数据结构来制造包括系统的硬件。例如，数据库可以是以高级设计语言(hdl)如verilog或vhdl对硬件功能的行为级描述或寄存器传输级(rtl)描述。该描述可以由合成工具读取，该合成工具可以合成该描述以产生包括来自合成库的门列表的网表。网表包括一组门，这些门也表示包括系统的硬件的功能。然后可以放置并布线网表，以产生描述要应用于掩模的几何形状的数据集。然后，掩模可用于各种半导体制造步骤，以产生与系统对应的一个或更多个半导体电路。在其他示例中，可替选地，数据库本身可以是网表(具有或不具有合成库)或数据集。

已经描述了本发明及其优选实施方式，所要求保护的内容由所附权利要求来限定。