具有电感值确定的升压转换器控制器的制造方法_2

文档序号:9713866阅读:来源:国知局
[0015] 在又一实施例中,集成电路可W包括:音频输入节点,该音频输入节点被配置为接 收音频信号;电源输入节点,该电源输入节点被配置为接收电源电压;升压转换器,该升压 转换器禪合至电源输入节点,包括电感器,并且被配置为输出比电源电压高的升压电压; 和/或升压转换器控制器,该升压转换器控制器禪合至升压转换器。升压转换器可W被配置 为:测量通过电感器的电流;至少部分地基于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,斜率补偿与所确定的 电感成比例。
[0016] 在一些实施例中,该集成电路还可W包括:升压电压输出节点,该升压电压输出节 点禪合至电感器并且被配置为输出升压电压;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;W及P沟道场效应晶体管(P阳T),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,其中,控制器可W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,并且被配置为在该近似时间之前切换NFET与 PWTo
[0017] 在某些实施例中,控制器可W被配置为在第二时间处测量电感器的第二电感值; 控制器可W被配置为至少部分地基于所确定的第二电感值来确定针对电感器的斜率补偿; 和/或控制器可W被配置为基于W下等式来确定斜率补偿:0.5*KcM*(Vbst-Vp)/Lb〇〇st,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。
[0018] 上文已经对本发明的实施例的某些特征和技术优点进行了相当宽泛的概述,W便 可W更好地理解W下的【具体实施方式】。在下文中,将对形成本发明的权利要求的主题的另 外的特征和优点进行描述。本领域的普通技术人员应该了解,可W容易地利用所公开的构 思和具体实施例作为修改或者设计用于执行相同或者相似目的的其它结构的基础。本领域 的普通技术人员还应该认识到,运种等效构造不会脱离在所附权利要求中阐述的本发明的 精神和范围。当结合附图考虑时,根据W下描述会更好地理解另外的特征。然而,要清楚地 理解,每个图仅仅是为了说明和描述的目的而提供的,并且不旨在限制本发明。
【附图说明】
[0019] 为了更彻底地理解所公开的系统和方法,现在结合附图来参考W下描述。
[0020] 图1是具有升压转换器的常规音频放大器。
[0021] 图2是根据本公开内容的一个实施例的具有动态控制的升压转换器的音频放大器 的框图。
[0022] 图3是图示了根据本公开内容的一个实施例的对升压转换器中的电感值的估计的 曲线图。
[0023] 图4是图示了根据本公开内容的一个实施例的用于估计电感值并且响应于电感值 的变化而修改升压转换器操作的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024] 图2是根据本公开内容的一个实施例的具有动态控制的升压转换器的音频放大器 的框图。电路200可W包括向电路200提供电压Vp的电池电源202。电路200还可W包括具有 电感值LbOMt的电感器204,电感器204禪合至n沟道场效应晶体管(NFET)206、p沟道场效应晶 体管(PM0S)208、W及具有电容值CbDDSt的电容器210。
[00巧]部件204、206、208和210的配置允许数字升压转换器控制器222生成比电源电压Vp 高的升压电压Vbst。例如,在第一时间段期间,可W将NFET 206接通至导通状态W将电感器 204与地禪合,而将PFET 208切断至非导通状态。运使电源电压Vp施加至电感器204的两端, 使电流流过电感器204,并且使能量存储在电感器204中。然后,在第二时间段期间,可W将 NFET 206切断至非导通状态,而将PFET 208接通至导通状态。运使电感器204通过电容器 210而禪合至地。因此,将存储在电感器204中的能量传递至电容器210。由于能量存储在电 容器210中,所W电容器210两端的电压增加,并且允许在输出节点232处的升压电压Vbst增 加到超过电源电压Vp。音频放大器(未图示)可W禪合至输出节点232W接收升压电压Vbst。 控制器222可W控制NFET 206和P阳T 208的操作W控制第一时间段和第二时间段的持续时 间,该持续时间调节功率从电感器204至电容器210的转移,并且因此调节升压电压化St的电 平。
[0026] 控制器222可W接收提供信息的一个或多个输入W允许控制器222控制电路200的 操作。例如,控制器222可W禪合至模数转换器(ADC)212,ADC 212向控制器222提供有关电 源电压Vp的电压电平的信息。在另一示例中,控制器222可W禪合至模数转换器(ADC)216, ADC 216向控制器222提供有关通过电感器204的电流电平的信息。ADC 216可W通过禪合至 NFET 206的电流镜218来确定通过电感器204的电流。在又一示例中,模数转换器(ADC)220 可W禪合至控制器222W提供有关升压电压化St电平的信息。
[0027] 电路200可W允许控制器222通过至控制器222的各种输入和在控制器222中实施 的逻辑来控制升压转换器。相比之下,具有上面所描述的图1的升压转换器的常规音频放大 器仅仅向扬声器放大器提供静态升压电压,运导致了低效率和对变化的条件的不良响应。 在一个实施例中,控制器222可W估计用于电感器204的电感值LbOMtW监测电感器204的操 作条件,并且在电感器204发生变化的情况下控制升压转换器。
[002引电感器204的电感值LbDDSt可W随着通过电感器204的电流的值IbDDSt而变化。另外, 当电感器204接近饱和或者在接近饱和下操作或者在饱和下操作时,电感器204的能量存储 特性改变。在一个实施例中,控制器222可W测量通过电流镜218和电流模数转换器(ADC) 216的电感器电流。电流镜218反射通过NFET 206的电流,该电流是通过电感器204的电流。 ADC 216然后通过控制器222将通过电感器204的电流的模拟值转换为数字值进行处理。控 制器222然后可W基于电感器204中的已知电流来确定用于在电感器204中建立电流的第一 时间段的持续时间和用于使电流放电至电容器210的第二时间段的持续时间。
[0029]图3是图示了根据本公开内容的一个实施例的对升压转换器中的电感值的估计的 曲线图。控制器222可W基于如线302所示的测得电流IbDDSt何时跨越斜率补偿信号或者如线 304所示的固定上限,来确定在NFET 206关断并且PFET 208接通时从第一时间段到第二时 间段的过渡时间。在控制器222决定切换NFET 206和PFET 208之后,来自控制器222的控制 信号在驱动NFET 206和PFET 208的栅极之前传播通过电平移位器和驱动器214。在该传播 延迟A ttoggle期间,电感器电流Iboost继续上升,运会在电流镜218检测到的峰值电流A Ipeak 中产生误差。可W将该误差值计算为在控制信号生成时的如线302所示的电感器电流(被表 示为交叉点322)与
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