技术人员将理解如何实施此电流测量电路。在斯科特迪尔伯恩(Scott Dearborn) 2010年12月3日提出申请的序列号为12/959,837的共同拥有的美国专利申请案中更完整地描述各种电感器电流测量电路，且所述申请案特此出于所有目的以引用的方式并入本文中。
[0040]尽管已参考本发明的实例性实施例来描绘、描述及定义本发明的各实施例，但此类参考并不意味着对本发明的限制，且不应推断出存在此限制。所揭示的标的物能够在形式及功能上具有大量修改、变更及等效形式，如相关技术领域中且受益于本发明的技术人员将会联想到。所描绘及描述的本发明的实施例仅作为实例，且并非是对本发明的范围的穷尽性说明。
【主权项】
1.一种具有可选择非同步及同步转换器模式的切换模式电力供应器SMPS，所述SMPS包括: 尚侧电力晶体管； 低侧电力晶体管，其与所述高侧电力晶体管串联耦合，其中所述高侧电力晶体管还耦合到电源且所述低侧电力晶体管还耦合到共用电源； 电力二极管，其与所述低侧电力晶体管并联耦合； 滤波电容器； 电力电感器，其具有耦合到所述高侧电力晶体管与所述低侧电力晶体管之间的结的第一端及耦合到所述滤波电容器的第二端； 电流传感器；及 电力控制器，其具有耦合到所述高侧电力晶体管的控制输入的高驱动输出、耦合到所述低侧电力晶体管的控制输入的低驱动输出、耦合到所述滤波电容器的电压感测输入及耦合到所述电流传感器的电流感测输入； 其中 当由所述电流传感器测量的电流小于特定电流值时，所述电力控制器仅接通及关断所述高侧电力晶体管且使所述低侧电力晶体管维持关断，且 当由所述电流传感器测量的所述电流等于或大于所述特定电流值时，所述电力控制器接通及关断所述高侧电力晶体管且关断及接通所述低侧电力晶体管，借以在所述高侧电力晶体管接通时，所述低侧电力晶体管是关断的，且在所述高侧电力晶体管关断时，所述低侧电力晶体管是接通的。2.根据权利要求1所述的SMPS，其中当所述高侧电力晶体管及所述低侧电力晶体管两者在所述电力晶体管中的一者被返回接通之前均是关断时，所述控制器提供停滞时间。3.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述高侧电力晶体管及所述低侧电力晶体管为电力金属氧化物半导体MOS场效应晶体管FET，且所述电力二极管包括所述低侧电力MOSFET的主体二极管。4.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述电力控制器包括脉冲宽度调制PWM产生器及双电力晶体管驱动器。5.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述电力控制器包括微控制器。6.根据权利要求1所述的SMPS，其进一步包括耦合到所述电力电感器的所述第二端的电池，其中借此为所述电池充电。7.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述特定电流值实质上小于所述SMPS的最大电流值。8.根据权利要求1所述的SMPS，其中所述特定电流值大于零安培。9.根据权利要求1所述的SMPS，其中当由所述电流传感器测量的所述电流小于所述特定电流值时，所述SMPS在所述非同步转换器模式中操作。10.根据权利要求1所述的SMPS，其中当由所述电流传感器测量的所述电流等于或大于所述特定电流值时，所述SMPS在所述同步转换器模式中操作。11.一种具有可选择非同步及同步转换器模式的切换模式电力供应器SMPS，所述SMPS包括: 尚侧电力晶体管； 低侧电力晶体管，其与所述高侧电力晶体管串联耦合； 电力二极管，其与所述低侧电力晶体管并联耦合； 滤波电容器，其与所述串联连接的高侧电力晶体管及低侧电力晶体管并联耦合； 电力电感器，其具有耦合到所述高侧电力晶体管与所述低侧电力晶体管之间的结的第一端及耦合到电源的第二端； 电流传感器；及 双电力晶体管驱动器，其具有耦合到所述高侧电力晶体管的控制输入的高驱动输出、耦合到所述低侧电力晶体管的控制输入的低驱动输出及适于接收三个电压电平的脉冲宽度调制PWM输入，其中 当所述PWM输入处于低逻辑电平时，断言所述低驱动输出且所述低侧电力晶体管是接通的， 当所述PWM输入处于高逻辑电平时，断言所述高驱动输出且所述高侧电力晶体管是接通的，且 当所述PWM输入处于半逻辑电平时，撤销断言所述高驱动输出及所述低驱动输出两者且所述高侧电力晶体管及所述低侧电力晶体管两者是关断的； 第一电阻器及第二电阻器，其具有耦合到所述双电力晶体管驱动器的所述PWM输入的第一端，其中所述第一电阻器及所述第二电阻器是实质上相同的电阻；及 微控制器，其具有耦合到所述第一电阻器的第二端的PWM输出、耦合到所述第二电力电阻器的第二端的数字输出、耦合到所述滤波电容器的电压感测输入及耦合到所述电流传感器的电流感测输入； 其中所述微控制器从其所述PWM输出供应PWM信号且具有通过将所述滤波电容器上的电压与电压参考进行比较而确定的工作循环； 其中 当由所述电流传感器测量的电流小于特定电流值时，来自所述数字输出的逻辑电平与来自所述PWM输出的逻辑电平相反且所述PWM输入处于所述半逻辑电平，且 当由所述电流传感器测量的所述电流等于或大于所述特定电流值时，来自所述数字输出的所述逻辑电平处于与来自所述PWM输出的所述逻辑电平相同的逻辑电平，且所述PWM输入处于与来自所述微控制器的所述PWM输出相同的逻辑电平。12.根据权利要求11所述的SMPS，其中所述高侧电力晶体管及所述低侧电力晶体管是电力金属氧化物半导体MOS场效应晶体管FET，且所述电力二极管包括所述低侧电力MOSFET的主体二极管。13.根据权利要求11所述的SMPS，其进一步包括耦合到所述滤波电容器的电池，其中借此为所述电池充电。14.根据权利要求11所述的SMPS，其中所述特定电流值实质上小于所述SMPS的最大电流值。15.根据权利要求11所述的SMPS，其中所述特定电流值大于零安培。16.根据权利要求11所述的SMPS，其中当由所述电流传感器测量的所述电流小于所述特定电流值时，所述SMPS在所述非同步转换器模式中操作。17.根据权利要求11所述的SMPS，其中当由所述电流传感器测量的所述电流等于或大于所述特定电流值时，所述SMPS在所述同步转换器模式中操作。18.一种用于优化切换模式电力供应器SMPS的效率的方法，所述方法包括以下步骤: 当正从所述SMPS供应的电流小于特定电流值时，在非同步模式中操作所述SMPS ;及 当正从所述SMPS供应的所述电流等于或大于所述特定电流值时，在同步模式中操作所述SMPS。19.根据权利要求18所述的方法，其中当所述SMPS正在所述同步模式中操作时，高侧电力晶体管及低侧电力晶体管交替地接通及关断。20.根据权利要求19所述的方法，其中当所述SMPS正在所述非同步模式中操作时，仅所述高侧电力晶体管接通及关断且所述低侧电力晶体管保持关断。
【专利摘要】通过以下步骤优化切换模式电力供应器SMPS的效率：当正从所述SMPS供应的电流小于特定电流值时，在非同步模式中操作所述SMPS；及当正从所述SMPS供应的所述电流等于或大于所述特定电流值时，在同步模式中操作所述SMPS。当所述SMPS正在所述同步模式中操作时，高侧电力晶体管及低侧电力晶体管交替地接通及关断。当所述SMPS正在所述非同步模式中操作时，仅所述高侧电力晶体管接通及关断且所述低侧电力晶体管保持关断。当用所述SMPS为电池充电时，在以低电流输出在所述非同步模式中操作时消除所述电池的放电。
【IPC分类】H02M1/38, H02M3/337, H03K17/18, H02M1/00, H02M3/158, H02M3/157, H02J7/00
【公开号】CN104956580
【申请号】CN201480006921
【发明人】米尼·罗素-哈姆泽斯库
【申请人】密克罗奇普技术公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年2月28日
【公告号】US9035635, US20140253086, WO2014137786A2, WO2014137786A3