具有电感值确定的升压转换器控制器的制造方法
【专利说明】
[0001 ] 本申请要求Ullas Pazhayaveetil等人于2014年2月18日提交的标题为"Boost Converter Controller with Inductance Value Determination，，白勺美国非临曰寸专矛U No. 14/182,850的优先权的权益，并且要求叫las Pazhayaveetil等人于2013年7月26日提 交的标题为"Methods and Appara 1:uses for Digitally Regulated Peak Current Mode Conholled Boost Conve;rter with Dynamic Level Adjustment"的美国临时专利No.61/ 858，939的优先权，由此通过引用的方式将该申请并入本文。
技术领域
[0002] 本公开内容设及一种音频放大器。具体地，本公开内容设及用于音频放大器的功 率转换器。
【背景技术】
[0003] 便携式装置在我们生活的每个方面中正变得更加普遍，并且影响我们如何与我们 的音乐互动。例如，许多消费者通过诸如MP3播放器或者他们的移动电话等便携式音频播放 器来收听他们的音乐。当便携式装置在提供相同功能的同时做得越来越小时，并且当便携 式装置在一次电池充电之后可W持续更长时间时，运些便携式装置变得让人更容易并且更 乐于使用。为了支持持续更长时间的装置，通常会减小便携装置内的部件的操作电压W减 小运些部件的功耗。然而，减小操作电压会影响便携式装置的声音输出，运是因为输出至扬 声器的音频信号的音量级与输出电压成比例。因此，已经将升压转换器用于为便携式装置 内的受益于较高电压的选择部件增加操作电压，所述选择部件例如是需要高电压来生成高 音量的音频放大器。
[0004] 图1是具有升压转换器的常规音频放大器。用于移动装置的音频放大器100包括向 升压转换器104提供电压Vp的电池电源102。升压转换器104将电压Vp增加至升压电压Vbst。扬 声器放大器108从数模转换器(DAC) 106接收升压电压Vbst和模拟音频信号Sig。扬声器放大 器108利用从升压转换器104接收到的功率来使音频信号Sig的低功率信号增加 W生成驱动 扬声器110的信号。升压电压Vbst比电源电压Vp高，运允许扬声器放大器108通过扬声器110 提供比仅仅利用电源电压Vp有可能提供的音量范围更大声的音量范围。
[0005] 然而，向扬声器放大器108提供升压电压Vbst具有缺陷，例如功耗增加。即，因为扬 声器放大器108正在接收升压电压Vbst,所W，即使音量级较低，扬声器放大器108也正在耗 散功率。该耗散的功率缩短了便携式装置在充电之间的操作时间，并且损害了用户使用便 携式装置的体验。当放大器108正在接收升压电压Vbst时，存在另外的低效率现象，例如在将 扬声器110连接至扬声器放大器108W及将其与扬声器放大器108切断时发生的非期望的功 耗和瞬变。进一步地，扬声器放大器108所增加的功耗可W导致热管理问题。具体地，随着便 携式装置越做越小并且用于散热的空间较小，扬声器放大器108可能会受限于其通过在扬 声器放大器108或者升压转换器104中的热量累积而提供的音量范围。运些缺点中的每个缺 点都是由于被提供至扬声器放大器108的升压电压Vbst的静态特性而引起的。
[0006] 此处提及的缺点仅仅是代表性的，并且只是为了强调存在对改进的音频放大器， 尤其是对消费级装置的需要。此处描述的实施例解决了某些缺点，但是并不一定解决了此 处描述的或者本领域已知的每个W及每一个缺点。
【发明内容】
[0007] 升压转换器的控制器可W被配置为通过监测升压转换器中的条件来动态调整升 压转换器内的条件。例如，控制器可W通过监测通过电感器的电流来确定升压转换器的电 感器的电流电感值。当电感器的电流电感值是已知时，可W使用斜率补偿值来确定对升压 转换器的电感器充电与对电感器放电之间的过渡时间。
[0008] 在一个实施例中，方法可W包括:测量通过升压转换器的电感器的电流;在数字控 制器中，至少部分地基于所测得的电流来确定电感器的电感值;和/或至少部分地基于所确 定的电感值来确定针对电感器的斜率补偿，其中，该斜率补偿与所确定的电感成比例。
[0009] 在一些实施例中，该方法还可W包括:确定通过电感器的电流将达到峰值电流电 平的近似时间;在该近似时间之前，在对电感器充电与对电感器放电之间切换;在数字控制 器中，至少部分地基于通过电感器的第二测得电流来在与确定第一电感值不同的时间处确 定电感器的第二电感值;至少部分地基于确定的第二电感值来更新确定的斜率补偿;和/或 将确定的电感值校准到初始电感值。
[0010] 在某些实施例中，确定的步骤可W包括:计算在对电感器充电与对电感器放电之 间的切换中的传播延迟;和/或确定斜率补偿的步骤包括:根据W下等式来确定斜率补偿： 0.5*Kcm* (Vbs广Vp ) /Lboost，其中，Kcm为增益值，Vbst为升压电压，Vp为电源电压，并且Lboost为电 感器的电感值。
[0011] 在另一实施例中，设备可W包括:升压转换器，该升压转换器包括电感器并且被配 置为由电源电压来生成升压电压;和/或控制器，该控制器禪合至升压转换器并且被配置为 测量电感器的电感值，并且至少部分地基于所确定的电感来确定针对电感器的斜率补偿， 其中，该斜率补偿与所确定的电感成比例。
[0012] 在一些实施例中，升压转换器可W包括:升压电压输出节点，该升压电压输出节点 禪合至电感器;P沟道场效应晶体管(PFET)，其禪合至电感器，并且被配置为将电感器禪合 至升压电压输出节点；W及n沟道场效应晶体管(NFET)，其禪合至电感器，并且被配置为将 电感器禪合至地，其中，控制器被配置为计算在切换PFET与N阳T时的传播延迟。
[0013] 在一些实施例中，设备还可W包括：电流测量电路，该电流测量电路禪合至电感 器;数模转换器(DAC)，其禪合至电流测量电路并且禪合至控制器，其中，控制器可W被配置 为通过读取数模转换器(DAC)来确定电感值;和/或n沟道场效应晶体管(NFET)，其禪合至电 感器，并且被配置为将电感器禪合至地，其中，电流测量电路包括禪合至n沟道场效应晶体 管(NFET)的电流镜。
[0014] 在某些实施例中，控制器可W进一步被配置为确定通过电感器的电流将达到峰值 电流电平的近似时间；控制器可W被配置为在近似时间之前切换NFET与PFET;控制器可W 进一步被配置为基于W下等式来确定斜率补偿:0.5*Kcm* (Vbst-Vp) /Lboost，其中，Kcm为增益 值，Vbst为升压电压，Vp为电源电压，并且LbDDSt为电感器的电感值;控制器可W被配置为至少 部分地基于通过电感器的第二测得电流来在与确定第一电感值不同的时间处确定电感器 的第二电感值;和/或控制器可W被配置为至少部分地基于确定的第二电感值来更新确定 的斜率补偿。