滯后電流模式降壓升壓控制架構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交互參照
[0002] 此申請(qǐng)案是主張2014年10月10日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案序號(hào)62/062, 463的權(quán) 益，所述美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案為了所有的意圖及目的，因此以其整體被納入作為參考。
[0003] 本申請(qǐng)案涉及電壓調(diào)節(jié)器，特別是關(guān)于具有滯后電流模式降壓升壓控制架構(gòu)的電 壓調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0004] 將一輸入電壓轉(zhuǎn)換成為一經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器在所述輸入電壓大于 所述輸出電壓時(shí)是運(yùn)作在降壓模式中，并且在所述輸入電壓小于所述輸出電壓時(shí)是運(yùn)作在 升壓模式中。當(dāng)所述輸入電壓范圍從小于所述輸出電壓到大于所述輸出電壓時(shí)，所述電壓 調(diào)節(jié)器必須支持兩種模式，而且必須切換在所述模式之間。再者，當(dāng)所述輸入與輸出電壓是 彼此夠接近時(shí)，一降壓升壓模式可加以支持。已知的電壓調(diào)節(jié)器在降壓與升壓模式之間是 有著重大的模式轉(zhuǎn)變的調(diào)節(jié)問(wèn)題。傳統(tǒng)的方法是使用固定的頻率系統(tǒng)并且加入修補(bǔ)程序 (patch)以幫助平滑化所述模式轉(zhuǎn)變，這樣通常會(huì)增加復(fù)雜度并且可能犧牲系統(tǒng)的速度、線 性以及瞬時(shí)響應(yīng)。滯后的（hysteretic)電流模式控制架構(gòu)是在降壓及升壓模式中提供最 快速的瞬時(shí)響應(yīng)而且并不需要斜率補(bǔ)償，但是其在接近所述降壓升壓邊界處，也即當(dāng)所述 輸入電壓與輸出電壓彼此接近時(shí)，也有著重大的調(diào)節(jié)挑戰(zhàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明提供一種電子裝置。所述電子裝置包括一滯后的電流模式降壓升壓電壓調(diào) 節(jié)器。
[0006] 所述滯后的電流模式降壓升壓電壓調(diào)節(jié)器包括：一降壓升壓電壓轉(zhuǎn)換器，其用于 如同通過(guò)一開(kāi)關(guān)器所控制地轉(zhuǎn)換一輸入電壓成為一輸出電壓，所述開(kāi)關(guān)器在一升壓調(diào)節(jié)模 式中是將所述降壓升壓電壓轉(zhuǎn)換器切換在第一及第二切換狀態(tài)之間，并且在一降壓調(diào)節(jié)模 式中是將所述降壓升壓電壓轉(zhuǎn)換器切換在第三及第四切換狀態(tài)之間；
[0007] -主要的窗電路，其包括一發(fā)展出高于一調(diào)節(jié)控制電壓的一第一較高的電壓的第 一電壓源、一發(fā)展出低于所述調(diào)節(jié)控制電壓的一第一較低的電壓的第二電壓源，其中在所 述第一較高的電壓與第一較低的電壓之間的一差值形成一窗電壓；
[0008] -主要的斜波電路，其提供一相對(duì)于所述調(diào)節(jié)控制電壓的主要的斜波電壓，其中 所述主要的斜波電壓在所述第一切換狀態(tài)中是以一成比例于所述輸入電壓的速率斜波上 升，在所述第三切換狀態(tài)中是以一成比例于所述輸出電壓的速率斜波下降，并且在所述第 二及第四切換狀態(tài)中是成比例于在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值來(lái)斜波變化；
[0009] 其中在所述降壓升壓調(diào)節(jié)模式期間，所述開(kāi)關(guān)器在所述主要的斜波電壓到達(dá)所述 第一較高的電壓時(shí)是從所述第一切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第二切換狀態(tài)，響應(yīng)于一第一時(shí)序指 示以從所述第二切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第三切換狀態(tài)，在所述主要的斜波電壓到達(dá)所述第一 較低的電壓時(shí)從所述第三切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第四切換狀態(tài)，以及響應(yīng)于一第二時(shí)序指示 以從所述第四切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第一切換狀態(tài)；以及
[0010] -時(shí)序電路，其提供所述第一及第二時(shí)序指示至所述開(kāi)關(guān)器，以確保所述第二及 第四切換狀態(tài)具有大致相同的持續(xù)時(shí)間。
[0011] 本發(fā)明提供一種利用滯后的電流模式控制以轉(zhuǎn)換一輸入電壓成為一輸出電壓的 方法。所述方法包括：在所述輸入電壓小于所述輸出電壓時(shí)的一升壓調(diào)節(jié)模式中，將一降壓 升壓電壓轉(zhuǎn)換器切換在第一及第二切換狀態(tài)之間，并且在所述輸入電壓大于所述輸出電壓 時(shí)的一降壓調(diào)節(jié)模式中，將所述降壓升壓電壓轉(zhuǎn)換器切換在第三及第四切換狀態(tài)之間；
[0012] 提供一窗電壓，其包含高于一調(diào)節(jié)控制電壓的一第一較高的電壓以及低于所述調(diào) 節(jié)控制電壓的一第一較低的電壓；
[0013] 發(fā)展出一主要的斜波信號(hào)，其復(fù)制通過(guò)所述降壓升壓電壓轉(zhuǎn)換器的一輸出電感器 的電流，其中所述主要的斜波電壓在所述第一切換狀態(tài)中是以一成比例于所述輸入電壓的 速率斜波上升，在所述第三切換狀態(tài)中是以一成比例于所述輸出電壓的速率斜波下降，并 且在所述第二及第四切換狀態(tài)中是成比例于在所述輸入電壓與輸出電壓之間的一差值來(lái) 斜波變化；
[0014] 在所述輸入電壓是在所述輸出電壓的一默認(rèn)的邊界內(nèi)的一降壓升壓調(diào)節(jié)模式期 間，在所述主要的斜波電壓到達(dá)所述第一較高的電壓時(shí)從所述第一切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第 二切換狀態(tài)，響應(yīng)于一第一時(shí)序指示以從所述第二切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第三切換狀態(tài)，在 所述主要的斜波電壓到達(dá)所述第一較低的電壓時(shí)從所述第三切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第四切 換狀態(tài)，以及響應(yīng)于一第二時(shí)序指示以從所述第四切換狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述第一切換狀態(tài)；以 及
[0015] 提供所述第一及第二時(shí)序指示，以確保所述第二及第四切換狀態(tài)在所述降壓升壓 調(diào)節(jié)模式期間具有大致相同的持續(xù)時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 本發(fā)明的益處、特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)在相關(guān)于以下的說(shuō)明以及所附的圖式下將會(huì)變得更佳 的予以了解，其中：
[0017] 圖1為一種被配置有一電源系統(tǒng)的電子裝置的簡(jiǎn)化的方塊圖，所述電源系統(tǒng)是包 含一根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所實(shí)施的電壓調(diào)節(jié)器；
[0018] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的圖1的電壓調(diào)節(jié)器的簡(jiǎn)化的電路及方塊圖；
[0019] 圖3為描繪根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的多個(gè)操作或是調(diào)節(jié)模式以及圖2的降壓升壓 (buck-boost)充電器控制器的對(duì)應(yīng)的切換狀態(tài)S0 - S3的表格的圖，以用于將圖1的電壓調(diào) 節(jié)器的操作控制在降壓或是升壓調(diào)節(jié)模式中，并且用于調(diào)節(jié)或者是維持所述輸出電壓的一 電壓位準(zhǔn)；
[0020] 圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一電流模式控制調(diào)變器的簡(jiǎn)化電路圖，其可被納 入在圖2的降壓升壓充電器控制器之內(nèi)；
[0021] 圖5為描繪根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于一斜波（ramp)電壓VR1的一所要的波 形的時(shí)序圖；以及
[0022] 圖6-圖14為圖4的調(diào)變器的九個(gè)不同的配置的時(shí)序圖，以用于在降壓、升壓以及 降壓升壓調(diào)節(jié)模式期間產(chǎn)生在圖5中所示的斜波電壓VR1的所要的波形。
[0023] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0024] 100-電子裝置；101-電源系統(tǒng)；103-電壓調(diào)節(jié)器；105-供應(yīng)總線；107-處理器； 109-外圍系統(tǒng)；111-系統(tǒng)內(nèi)存；113-輸入/輸出（I/O)系統(tǒng)；201-轉(zhuǎn)接器；202-轉(zhuǎn)接器 節(jié)點(diǎn)；203-感測(cè)電阻器；204-輸入節(jié)點(diǎn)；205-輸入電容器；206-第一中間的節(jié)點(diǎn)；207-降 壓切換級(jí)；208-第二中間的節(jié)點(diǎn)；209-輸出電感器；210-輸出節(jié)點(diǎn)；211-升壓切換級(jí)； 212-節(jié)點(diǎn)；213-輸出電容器；214-電池端子；215-系統(tǒng)負(fù)載；217-第二電流感測(cè)電阻器； 219-可再充電的電池；221-降壓升壓充電器控制器；223-降壓升壓電壓轉(zhuǎn)換器；400-電 流模式控制調(diào)變器；401-電流源；402-斜波節(jié)點(diǎn)；403-開(kāi)關(guān)；404-SPST開(kāi)關(guān)；405-電流 源；406-頻率控制器；407-斜波電容器；408-調(diào)節(jié)模式控制器；409-電阻器；411-比較器； 413-第二比較器；415-開(kāi)關(guān)器；417-誤差放大器；419-電壓源；421-電壓源；425-第三 比較器；428-主要的斜波電路；430-額外的斜波電路；431-電流源；432-斜波節(jié)點(diǎn)；433、 434-SPST開(kāi)關(guān)；435-電流源；437-斜波電容器；44U443-比較器；445、447-SPST開(kāi)關(guān)； 449-電壓源；450-額外的斜波電路；451-電壓源；452-斜波節(jié)點(diǎn)；453-SPST開(kāi)關(guān)；455、 456-電流源；457-斜波電容器；46U463-比較器；465、467-SPST開(kāi)關(guān)；469、471-電壓源； 473-比較器；601-起始VR2以從VWPP斜波下降；603-將VR3起始為從VWNN的一向上斜波； 605-再次起始從VWNN的向上斜波VR3 ;607_起始從VWPP的向下斜波VR2 ;C1、C2、C3、C4、 C5、C6、C7、C8-控制信號(hào)；Cl、CO、CR1、CR2、CR3-電容；CTRL1 - CTRL10-控制信號(hào)；GND-接 地；FSS-穩(wěn)定狀態(tài)的頻率位準(zhǔn)；FSW-切換頻率；II、12、13、14、II、10-電流；ISYS-系統(tǒng)電 流；L0-電感；Q1-第一晶體管；Q2-第二晶體管；Q3-第二晶體管；Q4-第一晶體管；Q5-晶體 管；016、026、036、046、056-輸出（閘極控制信號(hào)）觀-斜波電阻；1?1、1?2-電阻 ；30-第一 切換狀態(tài)；S1-第二切換狀態(tài)；S2-第三切換狀態(tài)；S3-第四切換狀態(tài)； 續(xù)時(shí)間；TSW-目標(biāo)的持續(xù)時(shí)間；tl - tl2-時(shí)間；VAD-轉(zhuǎn)接器電壓；VBAT-電池電壓；VC-補(bǔ) 償（控制）電壓；VDD-電源電壓；VIN-輸入電壓；VN1-較低的電壓；VN2、VN3-偏移電壓； V0FSN、V0FSP偏移；V0UT-輸出電壓；VP1-較高的電壓；VP2、VP3-偏移電壓；VR1-主要的斜 波信號(hào)；VR2-第二斜波信號(hào)；VR3-第三斜波電壓；VREF-參考（偏壓）電壓；VWIN-窗電壓； VWN-負(fù)窗電壓；VWNN-較低的窗外電壓；VWP-正窗電壓；VWPP-較尚的窗外電壓。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 如同在此所述的一種滯后的電流模式降壓升壓控制架構(gòu)是改善在降壓、降壓升 壓、以及升壓調(diào)節(jié)模式之間的模式轉(zhuǎn)變，并且進(jìn)一步改善負(fù)載瞬時(shí)響應(yīng)。
[0026] 圖1是一種被配置有一電源系統(tǒng)101的電子裝置100的簡(jiǎn)化的方塊圖，所述電源 系統(tǒng)101是包含根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所實(shí)施的一電壓調(diào)節(jié)器103。所述電源系統(tǒng)101是 發(fā)展出一或多個(gè)供應(yīng)電壓，其提供電源至所述電子裝置100的其它系統(tǒng)裝置。在所舉例說(shuō) 明的實(shí)施例中，所述電子裝置100是包含一處理器107以及一外圍系統(tǒng)109,其都耦接以經(jīng) 由一供應(yīng)總線105而從所述電源系統(tǒng)101接收供應(yīng)電壓，所述供應(yīng)總線105是包含電源和 /或信號(hào)導(dǎo)體的任意組合。在所舉例說(shuō)明的實(shí)施例中，所述外圍系統(tǒng)109可包含一系統(tǒng)內(nèi) 存111，例如是隨機(jī)存取內(nèi)存（RAM)和/或只讀存儲(chǔ)器（ROM)類型的裝置以及內(nèi)存控制器與 類似者的任意組合；以及一輸入/輸出（I/O)系統(tǒng)113,其可包含系統(tǒng)及外圍控制器與類似 者，例如是繪圖控制器、中斷控制器、鍵盤(pán)及鼠標(biāo)控制器、系統(tǒng)儲(chǔ)存裝置控制器（例如，用于 硬盤(pán)機(jī)的控制器與類似者）、等等的任意組合。所舉例說(shuō)明的系統(tǒng)只是范例而已，因?yàn)槿缤?熟悉此項(xiàng)技術(shù)者所理解的，所述處理器系統(tǒng)以及支持裝置中的許多個(gè)可被整合到所述處理 器芯片上。
[0027] 所述電子裝置100可以是任意類型的計(jì)算機(jī)或計(jì)算裝置，例如是一計(jì)算機(jī)系統(tǒng) (例如，筆記本電腦、桌面計(jì)算機(jī)、小筆電、等等）、一媒體平板計(jì)算機(jī)裝置（例如，蘋(píng)果公司 的iPad、亞馬遜公司的Kindle、等等）、一通訊裝置（例如，移動(dòng)電話、智能型手機(jī)、等等）、 以及其它類型的電子裝置（例如，媒體播放器、記錄裝置、等等）。所述電子裝置100可以利 用一電池來(lái)運(yùn)作，所述電池可以是或者可以不是可拆卸的，并且可以是或者可以不是可再 充電的。在許多此種配置中，所述電池是可再充電的（例如，圖2的可再充電的電池 219)， 并且一個(gè)別的交流（AC)轉(zhuǎn)接器（adpater)被設(shè)置（例如，圖2的轉(zhuǎn)接器201)以提供電源 至所述電子裝置100和/或再充電所述電池。
[0028] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器103的簡(jiǎn)化的電路及方塊圖。一轉(zhuǎn)接 器（adapter) 201是被耦接在一轉(zhuǎn)接器節(jié)點(diǎn)202與一參考節(jié)點(diǎn)（其被展示為接地或GND)之 間，因而所述轉(zhuǎn)接器節(jié)點(diǎn)202在連接至所述電子裝置100時(shí)發(fā)展出一轉(zhuǎn)接器電壓VAD。一 具有電阻RS1的感測(cè)電阻器203是被耦接在節(jié)點(diǎn)202與一發(fā)展出一輸入電壓VIN的輸入節(jié) 點(diǎn)204之間。一具有電容CI的輸入電容器205是被耦接在所述輸入節(jié)點(diǎn)204與GND之間。 一降壓切換級(jí)207是被耦接在所述輸入節(jié)點(diǎn)204與GND之間。所述降壓切換級(jí)207是包含 一第一晶體管Q1，其具有耦接在所述輸入節(jié)點(diǎn)204與一第一中間的節(jié)點(diǎn)206之間的電流端 子、以及一第二晶體管Q2,其具有耦接在節(jié)點(diǎn)206與GND之間的電流端子。一具有電感L0 的輸出電感器209是被耦接在所述第一中間的節(jié)點(diǎn)206與一第二中間的節(jié)點(diǎn)208之間。一 升壓切換級(jí)211是被耦接在一發(fā)展出一輸出電壓V0UT的輸出節(jié)點(diǎn)210與GND之間。所述 升壓切換級(jí)211是包含一第一晶體管Q4,其具有耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)210與所述第二中間 的節(jié)點(diǎn)208之間的電流端子、以及一第二晶體管Q3,其具有耦接在節(jié)點(diǎn)208與GND之間的電 流端子。所述降壓及升壓切換級(jí)207及211是全體地構(gòu)成一降壓升壓切換級(jí)。
[0029] -具有電容C0的輸出電容器213以及一汲取系統(tǒng)電流ISYS (或是負(fù)載電流）的 系統(tǒng)負(fù)載215都是耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)210與GND之間。所述系統(tǒng)負(fù)載215是代表汲取負(fù) 載電流的系統(tǒng)裝置，例如是所述處理器107、系統(tǒng)內(nèi)存111、外圍系統(tǒng)109、等等的任意組合。 一具有電阻RS2的第二電流感測(cè)電阻器217是被耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)210與一節(jié)點(diǎn)212之 間，所述節(jié)點(diǎn)212是耦接至一晶體管Q5的一電流端子。Q5的另一電流端子是耦接至一發(fā)展 出一電池電壓VBAT的電池端子214,所述電池端子214是進(jìn)一步耦接至一可再充電的電池 219的一正端子。所述可再充電的電池219是具有一耦接至GND的負(fù)端子。一降壓升壓充 電器控制器221是被設(shè)置以用于如同在此進(jìn)一步敘述的控制操作。
[0030] 所述晶體管Ql - Q5分別被展示為M0S或FET類型的晶體管，例如是一 P型 MOS (PM0S)或 P 型 FET (PFET)晶體管、一 N 型 MOS (NM0S)或 P 型 FET (PFET)晶體管、或是一 M0SFET晶體管或類似者。替代的功率開(kāi)關(guān)裝置或是電子控制開(kāi)關(guān)被思及，例如是雙載子接 面晶體管（BJT)與類似者、絕緣閘極雙載子晶體管（IGBT)與類似者、等等。每一個(gè)晶體管 裝置是被制作尺寸及配置以執(zhí)行所要的功能。
[0031] 所述降壓升壓充電器控制器221是具有耦接至節(jié)點(diǎn)202及204的輸入以用于感測(cè) 橫跨所述感測(cè)電阻器203的電壓，具有另一耦接至所述輸入節(jié)點(diǎn)204的輸入以用于感測(cè)所 述輸入電壓VIN，具有耦接至節(jié)點(diǎn)210及212的輸入以用于感測(cè)橫跨所述感測(cè)電阻器217的 電壓，具有一耦接至所述輸出節(jié)點(diǎn)210的輸入以用于感測(cè)所述輸出電壓VOUT，并且具有分 別耦接至晶體管Ql、Q2、Q3、Q4及Q5的控制端子（例如，閘極端子）的輸出Q1G、Q2G、Q3G、 Q4G及Q5G。所述降壓升壓充電器控制器221是經(jīng)由橫跨所述感測(cè)電阻器203的電壓來(lái)感 測(cè)轉(zhuǎn)接器電流（由所述轉(zhuǎn)接器201提供的），并且經(jīng)由橫跨所述感測(cè)電阻器217的電壓來(lái)感 測(cè)通過(guò)所述電池219的電池電流（充電或是放電電流）。所述降壓升壓充電器控制器221 是通過(guò)分別經(jīng)由所述Q1G - Q4G信號(hào)來(lái)控制所述晶體管Ql - Q4,以控制如同在此所述的降 壓及升壓操作。所述降壓升壓充電器控制器221是借著經(jīng)由所述Q5G信號(hào)來(lái)控制所述晶體 管Q5,以控制電池的充電/放電。所述降壓升壓充電器控制器221是被配置為一電池充電 系統(tǒng)或類似者，以用于偵測(cè)所述轉(zhuǎn)接器201及電池219,用于充電和/或放電所述電池219， 并且用于控制用以提供所述系統(tǒng)電流ISYS至所述負(fù)載的電力來(lái)源。
[0032] 所述降壓升壓充電器控制器221是根據(jù)用于控制所述晶體管Ql - Q4的開(kāi)關(guān)的脈 沖寬度調(diào)變（PWM)來(lái)操作。然而，如同在此進(jìn)一步所述的，所述系統(tǒng)的切換狀態(tài)是依據(jù)所述 調(diào)節(jié)模式以及所述輸入與輸出電壓的相對(duì)的電壓位準(zhǔn)而定。在正常的降壓或是升壓配置 中，一具有兩個(gè)狀態(tài)的單一 PWM信號(hào)可被用來(lái)控制切換操作。然而，所述降壓升壓充電器控 制器221是操作在四個(gè)切換狀態(tài)中，以用于控制在個(gè)別的降壓、升壓以及降壓升壓調(diào)節(jié)模 式中的切換，因而PWM操作是如同在此進(jìn)一步所敘述地利用四個(gè)個(gè)別的切換狀態(tài)S0、S1、S2 及S3來(lái)加以界定。
[0033] 如同在此進(jìn)一步敘述的，所述電壓調(diào)節(jié)器103是被配置為一種滯后的電流模式降 壓升壓控制系統(tǒng)。盡管所述電壓調(diào)節(jié)器103是被配置為一電池充電系統(tǒng)，但是任意類型的 其中采用一電壓調(diào)節(jié)器的配置或系統(tǒng)也被思及。所述電壓調(diào)節(jié)器103的降壓切換級(jí)207、升 壓切換級(jí)211 (全體為降壓升壓切換級(jí)）以及輸出電感器209是全體構(gòu)成一降壓升壓電壓 轉(zhuǎn)換器223,其是在所述降壓升壓充電器控制器221的控制下，將所述輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換成 為所述經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓V0UT。在一實(shí)施例中，所述電壓調(diào)節(jié)器103是被配置以調(diào)節(jié)例如 是輸入電壓VIN、輸出電壓V0UT、輸入電流（例如是通過(guò)所述轉(zhuǎn)接器201所偵測(cè)到的）、通 過(guò)所述電池219的電池電流、等等的多個(gè)參數(shù)的任一個(gè)。盡管并未進(jìn)一步敘述，但是所述電 壓調(diào)節(jié)器103可被配置以切換在多個(gè)參數(shù)之間，以根據(jù)操作及系統(tǒng)狀況來(lái)一次控制一個(gè)參 數(shù)。
[0034] 圖3是描繪根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的降壓升壓充電器控制器221的多個(gè)切換狀態(tài) S0 - S3的表格的圖，以用于將所述電壓調(diào)節(jié)器103的操作控制在所述降壓、降壓升壓以及 升壓調(diào)節(jié)模式的每一個(gè)中，并且用于調(diào)節(jié)或者是維持V0UT的一電壓位準(zhǔn)。特定晶體管的啟 動(dòng)狀態(tài)是依據(jù)所述切換狀態(tài)而定，并且在所述切換狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變是依據(jù)所述特定的調(diào)節(jié) 模式而定。在所舉例說(shuō)明的實(shí)施例中，每一個(gè)閘極控制信號(hào)QXG是被拉高以導(dǎo)通一對(duì)應(yīng)的 晶體管QX，并且被拉低以關(guān)斷所述晶體管，其中〃X〃是所述晶體管1 - 4的任一個(gè)。例如， Q1G是被拉高以導(dǎo)通Q1，并且被拉低以關(guān)斷Q1。
[0035] 一第一切換狀態(tài)S0 (升壓開(kāi)啟）是發(fā)生在Q1及Q3被導(dǎo)通（Q1G及Q3G是高的）并 且Q2及Q4被關(guān)斷（Q2G及Q4G是低的）時(shí)。在狀態(tài)S0中，所述輸出電感器209的一端是 耦接至VIN并且另一端是耦接至GND，因而所述電感器電壓是VIN。一第二切換狀態(tài)S1 (升 壓關(guān)閉）是發(fā)生在Q1及Q4被導(dǎo)通并且Q2及Q3被關(guān)斷（Q3G被拉低并且Q4G被拉高）時(shí)。 在狀態(tài)S1中，所述輸出電感器209的一端是耦接至VIN并且另一端是耦接至VOUT，因而所 述電感器電壓是VIN - VOUT。一第三切換狀態(tài)（降壓關(guān)閉）是發(fā)生在Q2及Q4被導(dǎo)通并且 Q1及Q3被關(guān)斷時(shí)。在狀態(tài)S2中，所述輸出電感器209的一端是耦接至GND并且另一端是 耦接至VOUT，因而所述電感器電壓是-VOUT。一第四切換狀態(tài)（降壓開(kāi)啟）是發(fā)生在晶體 管Q1及Q4被導(dǎo)通并且Q2及Q3被關(guān)斷時(shí)。在狀態(tài)S3中，所述輸出電感器209的一端是耦 接至VIN并且另一端是耦接至VOUT，因而所述電感器電壓是VIN - VOUT。
[0036] 在所述升壓調(diào)節(jié)模式中，Q1是導(dǎo)通的并且Q2是關(guān)斷的，并且操作是通過(guò)切換在Q3 及Q4之間來(lái)加以控制。在所述降壓調(diào)節(jié)模式中，Q3是關(guān)斷的并且Q4是導(dǎo)通的，并且操作 是通過(guò)切換在Q1及Q2之間來(lái)加以控制。在所述降壓升壓調(diào)節(jié)模式中，如同在此進(jìn)一步敘 述的，操作是切換在多達(dá)所有的切換狀態(tài)S0 - S3之間。所述切換狀態(tài)S0 - S3是大致控制 分別用于控制所述晶體管Ql - Q4的啟動(dòng)狀態(tài)的閘極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Q1G - Q4G。
[0037] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一電流模式控制調(diào)變器400的簡(jiǎn)化的電路圖。所 述調(diào)變器400是包含組合的控制信號(hào)，所述組合的控制信號(hào)可以在所述降壓升壓充電器控 制器221中被使用于產(chǎn)生用于控制所述電壓調(diào)節(jié)器103的操作的閘極控制信號(hào)Q1G - Q4G。 所述調(diào)變器400包含一用于發(fā)展出一主要的斜波信號(hào)VR1的主要的斜波電路428。所述調(diào) 變器400可以進(jìn)一步包含一時(shí)序電路，所述時(shí)序電路是被用來(lái)確保TS1及TS3的持續(xù)時(shí)間 是大致相等的。在一實(shí)施例中，所述時(shí)序電路是包含如同在此進(jìn)一步敘述的額外的斜波電 路430和/或450。
[0038] 所述斜波電路428是包含一提供一電流II的電流源401，所述電流源401是被耦 接在一電源電壓（被展示為VDD)與一開(kāi)關(guān)403的一切換的端子之間。所述開(kāi)關(guān)403是被展 示為一單極單投（SPST)類型的開(kāi)關(guān)，使得其另一切換的端子耦接至一發(fā)展出所述斜波電 壓VR1的斜波節(jié)點(diǎn)402。另一 SPST開(kāi)關(guān)404是使得一切換的端子耦接至所述斜波節(jié)點(diǎn)402， 并且其另一切換的端子是耦接至另一電流源405。所述電流源405發(fā)展出一電流10,并且 被耦接在所述開(kāi)關(guān)404與GND之間。通過(guò)所述電流源401所發(fā)展出的電流II是成比例于 一互導(dǎo)增益GM乘上所述輸入電壓VIN、或是II GM*VIN，并且通過(guò)所述電流源405所發(fā)展 出的電流10是成比例于所述互導(dǎo)增益GM乘上所述輸出電壓V0UT、或是10 GM*V0UT。如 圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)403閉合時(shí)，所述電流源401是提供電流II至所述斜波節(jié)點(diǎn)402,并且當(dāng)開(kāi) 關(guān)404閉合時(shí)，所述電流源405是從所述斜波節(jié)點(diǎn)402汲取或是吸收電流。在此描述的成 比例的關(guān)系是欲表示一額外的增益因子可被納入，盡管所述增益因子可能是"?；颉╛1〃。 例如，所述電流Π 可以替代地被表示為10 = K*GM*V0UT。
[0039] -具有互導(dǎo)增益GM的互導(dǎo)放大器或類似者（未顯示）可被用來(lái)實(shí)施所述電流源 401及405的每一個(gè)。例如，一接收VIN的第一互導(dǎo)放大器可以實(shí)施所述電流源401，并且 另一接收V0UT的互導(dǎo)放大器可以實(shí)施所述電流源405。所述開(kāi)關(guān)403及404可以用任何適 當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)加以實(shí)施，例如是至少一電子開(kāi)關(guān)晶體管（例如，F(xiàn)ET或是M0