升压转换器的电流限制的制作方法

升压转换器的电流限制
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年1月26日提交的美国申请号17/159,082的优先权，该申请要求于2020年1月27日提交的美国临时申请号62/966,449的权益和优先权，这些申请均被转让给本技术的受让人并且通过引用全部明确地并入本文，如同在下面充分陈述的并且用于所有适用目的。
技术领域
3.本公开的某些方面大体上涉及电子电路，更具体地涉及一种用于电源电路的电路。


背景技术：

4.无论负载电流或输入电压如何变化，稳压器都能理想地提供恒定的直流(dc)输出电压。稳压器可以被分类为线性稳压器或开关稳压器。虽然线性稳压器往往体积小而紧凑，但许多应用可能会受益于开关稳压器的效率提高。例如，线性稳压器可以由低压差(ldo)稳压器来实现。开关稳压器可以由开关模式电源(smps)实现，诸如降压转换器、升压转换器或降压-升压转换器。
5.电源管理集成电路(电源管理ic或pmic)被用于管理主机系统的电源要求，并且可以包括和/或控制一个或多个稳压器(例如升压转换器)。pmic可以被用于电池操作的设备，诸如移动电话、平板计算机、膝上型计算机、可穿戴设备等，以控制设备中电力的流动和方向。pmic可以对设备执行各种功能，诸如dc到dc转换(例如使用上述稳压器)、电池充电、电源选择、电压缩放、电源定序等。例如，pmic可以具有升压转换器以提高dc输入电压的电压电平。


技术实现要素：

6.本公开的某些方面大体上涉及一种包括电流模式反馈控制电路的升压转换器。
7.本公开的某些方面提供了一种电源电路。该电源电路通常包括：开关模式电源(smps)，具有电感元件和被耦合到电感元件的第一开关；反馈路径，被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间；以及电流限制电路，包括：第一电容元件；充电电路，被耦合到第一电容元件；第一电流源；第一电阻元件，被耦合到第一电流源，该电容元件被耦合到该电阻元件与该第一电流源之间的节点；采样保持电路，被耦合到第一电容元件；以及钳位电路，被耦合在采样保持电路与该反馈路径之间。
8.本公开的某些方面提供了一种用于电压调节的方法。该方法通常包括：经由smps，在smps的输出处生成输出电压，其中smps包括电感元件和被耦合到电感元件的第一开关，被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的反馈路径；以及经由电流限制电路限制通过电感元件的电流。在一些方面中，限制电流包括：对第一电容元件充电；跨第一电阻元件提供电流，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点；对跨第一电
容元件的电压采样；以及基于所采样的电压来限制与反馈路径相关联的电压。
9.本公开的某些方面提供了一种用于电压调节的装置。该装置通常包括：smps，被配置为在smps的输出处生成输出电压，其中smps包括电感元件和被耦合到电感元件的第一开关，反馈路径被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间；以及用于经由电流限制电路限制通过电感元件的电流的部件。在一些方面中，用于限制电流的部件包括：用于对第一电容元件充电的部件；用于跨第一电阻元件提供电流的部件，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点；用于对跨第一电容元件的电压采样的部件；以及用于基于所采样的电压来限制与反馈路径相关联的电压的部件。
10.为了实现前述和相关目标，一个或多个方面包括在下文中充分描述并且在权利要求中特别指出的特征。以下描述和所附附图详细陈述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征仅指示各个方面的原理可以被采用的多种方式中的几种。
附图说明
11.为了本公开的上述特征的方式可以被详细理解，上面简要概括的更具体的描述可以通过参照各个方面来获得，一些方面在所附附图中图示。然而，要注意的是，所附附图仅图示了本公开的某些典型方面，因此不应被认为是对其范围的限制，因为该描述可以承认其他同样有效的方面。
12.图1是根据本公开的某些方面的包括稳压器的示例设备的框图。
13.图2图示了根据本公开的某些方面的示例升压转换器。
14.图3图示了根据本公开的某些方面的示例升压转换器和反馈控制电路的示例实现细节。
15.图4图示了根据本公开的某些方面的电流感测电路的示例实现方式。
16.图5图示了根据本公开的某些方面的被配置为钳位放大器的电源电压的电流限制电路的示例实现方式。
17.图6图示了根据本公开的某些方面的电流限制电路的示例实现方式，该电流限制电路被配置为钳位在放大器的输出处的电压。
18.图7是图示了根据本公开的某些方面的用于电压调节的示例操作的流程图。
19.为了便于理解，在可能的情况下，相同的附图标记被用于指定附图共有的相同元件。设想在一个方面中公开的元件可以被有益地用于其他方面而无需具体叙述。
具体实施方式
20.本公开的某些方面涉及用于限制电源电路的升压转换器的电感器电流的装置和技术。某些常规实现方式使用固定电压钳位来实现电流限制。然而，由于升压转换器的输入电压(vin)和输出电压(vout)的变化，使用固定电压钳位可能会导致电流限制的较大变化。本公开的一些方面涉及以独立于vin和vout的方式实现电流限制电路系统，如本文更详细地描述的。
21.在一些方面中，电源电路可以包括电流感测电路，其感测通过升压转换器的电感元件的电流。在本公开的一些方面中，电流感测电路的配置可以被复制，以实现用于以独立于vin和vout的方式限制电感器电流的电流限制电路。在一个方面中，电流限制电路可以将
误差放大器的输出电压钳位在电源电路的反馈路径中。在其他方面中，电流限制电路可以将误差放大器的电源电压钳位在电源电路的反馈路径中。
22.本公开的各个方面在下文中参照附图更充分地描述。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于贯穿本公开呈现的任何具体结构或功能。相反，这些方面被提供，使得本公开是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。基于本文的教导，本领域技术人员应该了解，本公开的范围旨在覆盖本文公开的本公开的任何方面，无论是独立于本公开的任何其他方面实现还是与本公开的任何其他方面组合实现。例如，可以使用本文陈述的任何数量的方面来实现装置或者实践方法。另外，本公开的范围旨在覆盖使用其他结构、功能性或者除本文陈述的本公开的各个方面之外或与其不同的结构和功能性来实践的这种装置或方法。应当理解，本文公开的本公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个元件实施。
23.词语“示例性”在本文中被用于表示“充当示例、实例或图示”。本文描述为“示例性”的任何方面都不必被解释为比其他方面优选或有利。
24.本文描述的技术可以与各种无线技术组合使用，诸如码分多址(cdma)、正交频分复用(ofdm)、时分多址(tdma)、空分多址(sdma)、单载波频分多址(sc-fdma)、时分同步码分多址(td-scdma)等。多个用户终端可以经由不同的(1)cdma正交码信道、(2)tdma时隙或(3)ofdm子带同时发送/接收数据。cdma系统可以实现is-2000、is-95、is-856、宽带cdma(w-cdma)或一些其他标准。ofdm系统可以实现电气和电子工程师协会(ieee)802.11、ieee 802.16、长期演进(lte)(例如在tdd和/或fdd模式下)或一些其他标准。tdma系统可以实现全球移动通信系统(gsm)或一些其他标准。这些各种标准在本领域中是已知的。
25.示例设备
26.图1图示了设备100。设备100可以是电池操作的设备，诸如蜂窝电话、个人数字助理(pda)、手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机、平板电脑、个人计算机等。设备100是可以被配置为实现本文描述的各种系统和方法的设备的示例。
27.设备100可以包括控制设备100的操作的处理器104。处理器104也可以被称为中央处理单元(cpu)。可以包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)的存储器106向处理器104提供指令和数据。存储器106的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(nvram)。处理器104通常基于存储在存储器106内的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器106中的指令可以是可执行的，以实现本文描述的方法。
28.设备100还可以包括外壳108，该外壳108可以包括发射器110和接收器112以允许在设备100和远程位置之间发送和接收数据。发射器110和接收器112可以被组合为收发器114。多个天线116可以被附接至外壳108，并且被电耦合到收发器114。设备100还可以包括(未示出)多个发射器、多个接收器和多个收发器。
29.设备100还可以包括信号检测器118，它可以被用于企图检测和量化由收发器114接收的信号的电平。信号检测器118可以检测诸如总能量、每子载波每符号的能量、功率谱密度和其他信号等信号。设备100还可以包括用于处理信号的数字信号处理器(dsp)120。
30.设备100还可以包括用于为设备100的各种组件供电的电池122。设备100还可以包括用于管理从电池到设备100的各个组件的电力的电源管理集成电路(电源管理ic或pmic)124。pmic 124可以对设备执行各种功能，诸如dc到dc的转换、电池充电、电源选择、电压缩
放、电源定序等。在某些方面中，pmic 124的dc到dc的转换器可以包括本文描述的升压转换器。
31.设备100的各种组件可以通过总线系统126被耦合在一起，该总线系统126除了数据总线之外还可以包括电源总线、控制信号总线和状态信号总线。
32.示例电流限制升压转换器
33.本公开的某些方面大体上涉及一种使用电流限制电路实现的开关模式电源(例如升压转换器)，电流限制电路被配置为限制升压转换器的电感器电流。在峰值负载电流下，对升压转换器的电感器使用硬电流限制可能会导致电感器电流调制和电压过冲。通过允许电压环路维持对电感器峰值电流的控制，而不是依赖于硬电流限制器，对电感器峰值电流应用软限制可能有助于平滑电感器电流波形。本公开的某些方面大体上涉及软电流限制器的实现方式，如本文更详细地描述的。
34.图2图示了根据本公开的某些方面的具有开关模式电源(smps)(例如升压转换器)的示例电源电路200。升压转换器包括被耦合到节点204的电感元件202(例如电感器)和开关206。升压转换器还包括被耦合在节点204与升压转换器的输出节点210之间的开关208。开关206和开关208可以由一个或多个晶体管实现，如图2所图示的。输出节点210可以被耦合到能量存储设备(例如电容元件212)和负载，这在图2中由电阻元件rload表示。
35.开关206可以由脉宽调制(pwm)信号控制以断开和闭合开关206，以企图调节跨电容元件212的升压输出电压(vboost_out)。例如，在第一周期期间，开关206可以闭合，从电源218(在图2中由电压源表示)传递能量并且将能量存储在电感元件202中。开关206可以在第二周期期间断开，通过开关208将存储在电感元件202中的能量传递给电容元件212。在某些方面中，开关208可以用二极管216代替，并且存储在电感元件202中的能量可以经由二极管被传递给电容元件212。
36.如所图示的，电源电路200还包括反馈路径213中的电流模式反馈控制电路214。反馈控制电路214可以控制开关206，并且在一些情况下，还可以基于输出节点210处的vboost_out和被耦合到开关206的节点处的电流控制开关208。例如，反馈控制电路214可以接收电流感测信号isense，它代表跨开关206的电流。isense还表示在开关206闭合的时间段期间通过电感元件202的电流。然而，在一些情况下，反馈控制电路214可以直接感测通过电感元件202的电流。基于isense和vboost_out，反馈控制电路214通过控制用于驱动开关206(和开关208)的pwm信号的占空比来控制跨电感元件202的电流。
37.如本文描述的，在峰值负载电流下，对升压转换器的电感器使用硬电流限制可能会导致电感器电流调制和电压过冲。例如，针对硬电流限制器，比较可以在感测的电感器电流(isense)和参考电流之间进行。isense可以通过电阻元件驱动以创建感测电压(vsns)。vsns可以与参考电压(vref)进行比较。当vsns超过vref时，升压转换器的高侧场效应晶体管(fet)(例如开关208)可以在对应的切换周期内被断开。一旦高侧fet被断开，如果vref被降低，则电压环路的可能会较慢响应，并且峰值电流可能会持续存在于电感器中，从而导致升压转换器的输出电压出现峰值。
38.本公开的某些方面大体上涉及软电流限制器的实现方式，与常规实现方式相比，该软电流限制器为宽范围的升压输出电压提供改进的输出功率能力和电感器电流稳定性。如本文更详细地描述的，与电源电路的反馈路径相关联的电压(例如误差放大器(ea)的电
源电压或输出电压)可以被改变以限制峰值电感器电流，该变化与占空比成比例，从而与电感器电流纹波成比例，如本文更详细地描述的。
39.图3图示了根据本公开的某些方面的示例电源电路200和反馈控制电路214的示例实现细节。如所图示的，反馈控制电路214包括被耦合到分压器电路304的抽头307的放大器302(例如跨导(gm)放大器，在本文中也称为“ea”)。分压器电路304被用于降低电压vboost_out。因此，放大器302可以将抽头307处的电压与vref进行比较并且生成输出电流。放大器302的输出可以被耦合到阻抗303，以将放大器302的输出电流转换为电压。在某些方面中，阻抗303可以使用与电容元件cc串联连接的电阻元件rc来实现。
40.反馈控制电路214还可以包括比较器306，该比较器306被配置为接收代表isense的信号，用于与放大器302的输出处的电压进行比较。例如，电流isense可以经由电流感测电路398被转换为电流感测电压(vsns)。在某些方面中，补偿斜坡信号可以被添加到电流感测电压以用于斜坡补偿，并且稳定电流环路反馈，如将相对于图4更详细地描述的。
41.在某些方面中，反馈控制电路214还包括触发器310(例如设置-重置(sr)触发器)，用于经由nls_drv信号控制开关206。例如，触发器310的设置(s)输入可以被耦合到脉冲发生器电路314，并且触发器310的重置(r)输入可以被耦合到比较器306的输出。脉冲发生器电路314可以生成脉冲信号，用于驱动触发器310的s输入。脉冲信号可以具有周期性波形，它具有大约1％至2％的占空比。触发器310可以生成pwm输出信号，其占空比基于isense和vboost_out来控制。
42.图4图示了根据本公开的某些方面的电流感测电路398的示例实现方式。如所图示的，isense可以被用于设置被耦合到感测电阻器(rsns)的可调整电流源(isns)的电流。由电流源isns提供的电流可以与通过开关206或电感元件202的电流成比例。在一些情况下，固定电流源(i
fix
)也可以被耦合到rsns，以在节点420处设置标称电压(例如偏置电压)，如所图示的。rsns可以在节点420处被耦合到电容元件478(在本文中也称为“c
rmp”)，c
rmp
被用于生成被提供给比较器(例如图3的比较器306)的斜坡电压感测信号(例如vsns)。经由电流源i
fix
和i
sns
流过rsns的电流可以在节点420处生成电压。
43.电流源i
rmp 470、472可以分别经由开关402、404被选择性地耦合到c
rmp
。当nls_drv信号为逻辑高时，开关402、404闭合，对c
rmp
充电，并且当nls_drv为逻辑低时，开关406闭合，对c
rmp
放电。而且，当nls_drv为逻辑低时，开关408、410也可以闭合，以为i
rmp
提供电流路径。因此，vsns可以是斜坡信号，其峰值与nls_drv信号和isense成比例。在某些方面中，缓冲器480可以被耦合在节点420与开关408、410之间的节点409之间。
44.本公开的某些方面提供了用于设置电源电路200的电流限制的技术。例如，返回参照图3，电流限制电路312可以被用于基于流过电感元件202的电流的期望限制(例如最大值)来设置和/或调整放大器302的电压供应(在本文中称为“v
gmamp_sup”)。放大器302的输出电流和电压可以通过将v
gmamp_sup
设置为特定电压来限制。因此，通过设置v
gmamp_sup
，升压转换器的电感器电流可以通过限制用于驱动开关206的pwm信号的占空比来限制。在一些实现方式中，电流限制电路312可以被配置为钳位放大器302的输出电压(在本文中称为“v
gmamp_max”)(例如代替设置v
gmamp_sup
)，如本文更详细地描述的。
45.电流限制电路312可以将电感元件202的峰值电流限制到预定值ilmax，这不会导致电感元件饱和。如本文描述的，vsns表示感测的电感器电流。然而，vsns被实现为与升压
转换器的占空比成比例的斜坡电压(例如经由iramp和开关402、404生成，如相对于图4描述的)。该占空比是根据升压转换器的输入电压(vin)和升压转换器的输出电压(vboost_out)而变化的比例信号。
46.针对h类升压转换器，随着vin和vout广泛变化，如果固定电压钳位被使用，则电流限制可能广泛变化。相比之下，当追踪升压转换器的占空比以设置电流限制时，电流限制可以独立于vin和vout的变化来设置。在某些方面中，电流限制电路312可以以追踪升压转换器的占空比并且独立于vin和vout的方式限制电感器电流。
47.在一些方面中，电流感测电路398可以生成vsns，它可以等于放大器302的输出处的误差电压(verr)并且与(i
sns
i
fix
)*r
sns
v
ramp
成比例，v
ramp
是跨c
rmp
的电压。电流限制电路312可以实现为电流感测电路398的复制品，但是可调谐电流源i
sns
利用固定电流源i
max
代替。因此，电流限制电路312可以生成用于钳位放大器302的输出处的verr的钳位电压(vclamp)，用于对电感器电流进行电流限制，该钳位电压与(i
max
i
fix
)*r
sns
v
ramp
成比例。因此，在vsns(例如等于verr)和vclamp都追踪升压转换器的占空比(例如由于v
ramp
参数)的情况下，电感器电流限制可以以独立于vin和vout的方式实现。
48.图5图示了根据本公开的某些方面的电流限制电路312的示例实现方式。电流限制电路312可以被配置为将放大器302的电源电压钳位在电源电路200的反馈路径中。如本文描述的，电流感测电路398可以被用于感测开关206的源极处的电流(例如当被实现为晶体管时)，并且在比较器306的正输入端子处生成感测电压v
sns
。在本公开的某些方面中，电流感测电路398的复制品可以被用于实现电流限制电路312，如所描述的。如所图示的，电流限制电路312包括电容元件540(例如具有电容c
slope
)(例如电流感测电路398的c
rmp
的复制品)和提供电流i
ramp
的电流源542、544。电流源542、544可以是电流感测电路398的电流源470、472的复制品。电流源542、544和开关552、554可以形成充电电路。开关552、554可以经由用于控制开关206的信号n
lsdrv
来控制，如相对于图3描述的。换言之，电容元件540可以在开关552、554闭合时充电，开关552、554在图2的开关206闭合时闭合。在一些方面中，开关590可以与电容元件540并联耦合，以在闭合时选择性地对电容元件540放电。开关590可以经由n
lsdrv_b
信号(例如，与信号nlsdrv互补)来控制。
49.图5的电流限制电路312还包括提供电流i
max
的电流源556，该电流imax被配置为设置针对电流限制电路312的电流限制。例如，i
max
可以根据以下等式来设置：
[0050][0051]
其中ilmax是所选择的通过电感元件202的最大电流，并且sensegain是与感测通过电感元件202的电流相关联的增益(例如与生成isense相关联的增益)。
[0052]
电流i
max
可以流过感测电阻元件522(rsns)以设置节点598处的电压。电阻元件522可以是电流感测电路398的感测电阻元件(rsns)的复制品。因此，开关552、554和电流源542、544设置峰值与升压转换器的占空比(例如nls_drv的占空比)和i
max
两者成比例的斜率电压v
slope
。
[0053]
电容元件c1和c2以及开关562、564(例如分别由信号n
hsdrv_b
和n
hsdrv
控制)实现采样保持电路。例如，开关562可以闭合(例如当开关208断开时)以将跨电容元件540的电压采样到电容元件c1上。随后，开关564可以闭合，并且开关562可以断开，将电荷从电容元件c1转移
到电容元件c2以生成采样保持参考电压(v
ref_sah
)。例如，如由附图580图示的，如果v
slope
的峰值电压从一个充电循环增加到下一充电循环，则新的峰值电压被采样，并且v
ref_sah
增加到新的峰值电压。如所图示的，v
ref_sah
可以被提供给放大器506的正输入端子。在某些方面中，采样保持电路的采样时间(t
samp
)可以被设置为足以将全部电荷从c1转移到c2但远小于升压转换器的最大占空比关断时间。
[0054]
如所图示的，图5的电流限制电路312可以用具有放大器506和p型金属氧化物半导体(pmos)晶体管504的有源钳位电路502来实现。有源钳位电路502被配置为在放大器302的电源节点处钳位电源电压(v
gmamp_sup
)，以限制升压转换器的电感器电流。例如，放大器506的输出可以被耦合到pmos晶体管504的栅极，以实现设置v
gmamp_sup
的稳压器。即，pmos晶体管504的源极可以被耦合到电压轨(例如电池电压vbat)，并且pmos晶体管504的漏极可以被耦合到放大器506的负输入端子和电阻元件530。如所图示的，电阻元件530被耦合在晶体管504和电接地(例如参考电位节点)之间。如由附图582图示的，如果v
slope
的峰值电压从一个充电循环增加到下一充电循环，则v
gmamp_sup
增加到新的峰值电压。
[0055]
图6图示了根据本公开的某些方面的被配置为钳位放大器302的输出处的电压的电流限制电路312的示例实现方式。如所图示的，放大器506的负输入端子可以被耦合到放大器302的输出，放大器506的输出被耦合到pmos晶体管504的栅极。因此，只要放大器302的输出处的电压低于v
ref_sah
，pmos晶体管504就被关断。然而，如果放大器302的输出处的电压(verr)高于v
ref_sah
，则pmos晶体管504将开始导通，从而拉下放大器302的输出处的电压，有效地限制了升压转换器的电感器电流。如由附图682图示的，如果v
slope
的峰值电压从一个充电循环增加到下一充电循环，则v
gmamp_sup
增加到新的峰值电压。
[0056]
如本文描述的，电流限制电路312复制电流感测电路398的配置，但不是接收感测电流，而是接收由i
max
表示的参考电流。电流限制电路312可以将v
ref_sah
设置为等于il_max/sensegain i
ramp
/c
slope
*t_on，其中t_on是开关206的导通时间。因此，误差放大器钳位电平(例如基于v
ref_sah
设置)可以独立于t_on(例如升压转换器的占空比)，因为vsns(例如经由具有电流感测电路398的电流感测路径生成)和v
ref_sah
(例如经由具有电流限制电路312的电流限制路径生成)取决于t_on，导致t_on对误差放大器钳位电平的影响被抵消(或至少降低)。换言之，误差放大器钳位电平可能仅取决于所选的il_max参数。
[0057]
示例电源电路
[0058]
本公开的某些方面涉及一种电源电路(例如电源电路200)。电源电路通常包括开关模式电源(smps)(例如升压转换器)，它具有电感元件(例如电感元件202)和被耦合到电感元件的第一开关(例如开关206)。电源电路还可以包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的反馈路径(例如反馈路径213)。在一些方面中，电源电路可以包括具有第一电容元件(例如cslope)的电流限制电路(例如电流限制电路312)、被耦合到第一电容元件的充电电路(例如电流源542、544和开关552、554)。在一些方面中，充电电路可以被配置为在第一开关闭合时对第一电容元件充电。电流限制电路还可以包括第一电流源(例如电流源556)、被耦合到第一电流源的第一电阻元件(例如电阻元件522)，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点(例如节点598)。在一些方面中，第一电流源可以被配置为对流过电感元件的电流设置限制。电流限制电路还可以包括被耦合到第一电容元件的采样保持电路以及被耦合在采样保持电路和反馈路径之间的钳位电路(例如钳位电路
502)。
[0059]
在某些方面中，电源电路还可以包括电流感测电路(例如电流感测电路398)，它被配置为跨第二电阻元件(例如图4的rsns)提供感测电流(例如图4的rsns)，感测电流指示通过电感元件的电流。第一电阻元件可以是第二电阻元件的复制品。
[0060]
在一些方面中，采样保持电路可以包括第二电容元件(例如图5至6的电容元件c1)、被耦合在第一电容元件和第二电容元件之间的第二开关(例如开关562)、被耦合到放大器的第三电容元件(例如图5至6的电容元件c2)以及被耦合在第二电容元件与第三电容元件之间的第三开关(例如开关564)。在一些方面中，当第二开关闭合时，第二电容元件与第一电容元件并联耦合。
[0061]
在某些方面中，钳位电路可以包括放大器；以及晶体管(例如晶体管504)，其具有被耦合到放大器的输出的栅极，晶体管的漏极被耦合到反馈路径。在一些方面中，反馈路径可以包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器(例如放大器302)，并且晶体管的源极可以被耦合到误差放大器的输出。在该情况下，放大器的正输入端子可以被耦合到采样保持电路，并且放大器的负输入端子可以被耦合到晶体管的源极。
[0062]
在一些方面中，反馈路径可以包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且晶体管的漏极可以被耦合到误差放大器的电源节点。在这种情况下，放大器的正输入端子可以被耦合到采样保持电路，并且放大器的负输入端子可以被耦合到晶体管的漏极。
[0063]
在一些方面中，钳位电路可以被配置为基于采样保持电路的输出处的电压设置与反馈路径相关联的电压。例如，如相对于图6描述的，反馈路径可以包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且与反馈路径相关联的电压可以包括误差放大器的输出电压。在一些方面中，如相对于图5描述的，反馈路径可以包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且与反馈路径相关联的电压可以包括误差放大器的电源电压。
[0064]
在一些方面中，充电电路可以包括第二电流源(例如电流源542)和被耦合在第二电流源与第一电容元件之间的第二开关(例如开关552)。第二开关可以被配置为在第一开关(例如开关206)闭合时闭合。电流限制电路还可以包括与第一电容元件并联耦合的第三开关(例如开关590)，其中第二开关被配置为在第三开关闭合时断开。
[0065]
在一些方面中，电源电路可以包括电流感测电路(例如电流感测电路398)，它被配置为感测跨电感元件的电流。电流限制电路可以复制电流感测电路的一个或多个组件的配置。
[0066]
用于电压调节的示例技术
[0067]
图7是图示了根据本公开的某些方面的用于电压调节的示例操作700的流程图。例如，操作700可以由电源电路200来执行。
[0068]
操作700在框705中开始，电源电路200经由开关模式电源(smps)在smps的输出处生成输出电压。smps可以包括电感元件(例如电感元件202)和被耦合到电感元件的第一开关(例如开关206)，反馈路径被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间。在框710中，电源电路200可以经由电流限制电路(例如电流限制电路312)限制跨电感元件的电流。例如，限制电流可以包括：在框710a中，对第一电容元件(例如电容元件540)充电；在框710b
中，跨第一电阻元件(例如电阻元件522)提供电流(例如相对于图5至6描述的i
max
)，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点(例如节点598)。限制电流还可以包括：在框710c中，对跨第一电容元件的电压采样；以及在框710d中，基于所采样的电压限制与反馈路径相关联的电压。
[0069]
在一些方面中，第一电容元件的充电可以包括当第一开关闭合时，对第一电容元件充电。操作700还可以包括当第一开关被断开时，对第一电容元件放电(例如经由开关590)。
[0070]
在一些方面中，操作700还可以包括跨第二电阻元件(例如相对于图4描述的电阻元件r
sns
)提供感测电流(例如相对于图4描述的i
sns
)，感测电流指示跨电感元件的电流。在一些方面中，第一电阻元件可以是第二电阻元件的复制品。在一些方面中，限制跨电感元件的电流还可以包括设置要跨第一电阻元件而被提供的电流(例如相对于图5至6描述的i
max
)，以限制跨电感元件的电流。
[0071]
在一些方面中，跨第一电容元件的电压的采样可以包括基于跨第一电容元件的电压对第二电容元件(例如相对于图5至6描述的电容元件c1)充电，并且在对第二电容元件充电之后，将跨第二电容元件的电荷转移到第三电容元件(例如相对于图5至6描述的电容元件c2)，所采样的电压是在电荷转移之后跨第三电容元件的电压。
[0072]
在一些方面中，反馈路径可以包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器(例如放大器302)。在这种情况下，限制与反馈路径相关联的电压可以包括限制误差放大器的电源电压。在一些情况下，限制与反馈路径相关联的电压可以包括限制误差放大器的输出电压。
[0073]
上述方法的各种操作可以由能够执行对应功能的任何合适的部件来执行。该部件可以包括(多个)各种硬件和/或软件组件和/或(多个)模块，包括但不限于电路、专用集成电路(asic)或处理器。通常，在存在附图所图示的操作的情况下，这些操作可以具有对应的对应部件加功能组件，它具有类似的编号。
[0074]
例如，用于限制电流的部件可以包括电流限制电路，诸如电流限制电路312。用于充电的部件和用于供电的部件可以包括电流源，诸如电流源542、电流源544或电流源556。用于采样的部件可以包括电容元件(诸如图5和6的电容元件c1、c2)和开关(诸如开关562、564)。在一些方面中，用于限制电压的部件可以包括诸如放大器506等放大器或诸如晶体管504等晶体管。在一些方面中，用于对电容元件充电的部件可以包括诸如开关562等开关。在一些方面中，用于转移电荷的部件可以包括诸如开关564等开关。
[0075]
如本文使用的，术语“确定”涵盖多种动作。例如，“确定”可以包括计算(calculating)、计算(computing)、处理、导出、调查、查找(例如在表格、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。而且，“确定”可以包括接收(例如接收信息)、访问(例如访问存储器中的数据)等。而且，“确定”可以包括解析、选择、挑选、建立等。
[0076]
如本文使用的，引用项目列表中的“至少一个”的短语指的是这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“以下至少一个：a、b或c”旨在覆盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c以及具有多个相同项目的任何组合(例如a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c或者a、b和c的任何其他排序)。
[0077]
结合本公开描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、数字信号
处理器(dsp)、asic、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑设备(pld)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者被设计为执行本文描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替代方案中，处理器可以是任何可商购的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合(例如dsp和微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一个或多个微处理器或者任何其他这种配置)。
[0078]
本文公开的方法包括用于实现所描述方法的一个或多个步骤或动作。在不脱离权利要求的范围的情况下，方法步骤和/或动作可以彼此互换。换言之，除非步骤或动作的具体顺序被指定，否则在不脱离权利要求的范围的情况下，具体步骤和/或动作的顺序和/或使用可以被修改。
[0079]
所描述的技术可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在硬件中实现，则示例硬件配置可以包括无线节点中的处理系统。处理系统可以用总线架构来实现。取决于处理系统的具体应用和总体设计约束，总线可以包括任何数量的互连总线和桥接器。总线可以将包括处理器、机器可读介质和总线接口的各种电路链接在一起。总线接口可以被用于经由总线将网络适配器等连接至处理系统。网络适配器可以被用于实现物理(phy)层的信号处理功能。在用户终端的情况下，用户界面(例如小键盘、显示器、鼠标、操纵杆等)也可以被连接至总线。总线还可以链接各种其他电路，诸如定时源、外围设备、稳压器、电源管理电路等，这些在本领域中是众所周知的，因此将不再进一步描述。
[0080]
处理系统可以被配置为通用处理系统，具有提供处理器功能性的一个或多个微处理器以及提供机器可读介质的至少一部分的外部存储器，所有这些都通过外部总线架构与其他支持电路系统链接在一起。备选地，处理系统可以用具有处理器、总线接口、在接入终端的情况下的用户界面、支持电路系统以及被集成到单个芯片中的机器可读介质的至少一部分的asic或者用一个或多个fpga、pld、控制器、状态机、门控逻辑、离散硬件组件或者任何其他合适的电路系统或者可以执行贯穿本公开描述的各种功能性的电路的任何组合来实现。本领域技术人员将认识到如何取决于特定应用和施加在整个系统上的总体设计约束来最好地实现处理系统的所描述功能性。
[0081]
示例方面
[0082]
方面1.一种电源电路，包括：开关模式电源(smps)，具有电感元件和被耦合到电感元件的第一开关；反馈路径，被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间；以及电流限制电路，包括：第一电容元件；充电电路，被耦合到第一电容元件；第一电流源；第一电阻元件，被耦合到第一电流源，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点；采样保持电路，被耦合到第一电容元件；以及钳位电路，被耦合在采样保持电路与反馈路径之间。
[0083]
方面2.根据方面1的电源电路，其中充电电路被配置为当第一开关闭合时，对第一电容元件充电。
[0084]
方面3.根据方面1至2中的一个方面的电源电路，还包括电流感测电路，被配置为跨第二电阻元件提供感测电流，该感测电流指示通过电感元件的电流，其中第一电阻元件是第二电阻元件的复制品。
[0085]
方面4.根据方面1至3中的一个方面的电源电路，其中第一电流源被配置为设置流过电感元件的电流的限制。
[0086]
方面5.根据方面1至4中的一个方面的电源电路，其中采样保持电路包括：第二电容元件；第二开关，被耦合在第一电容元件与第二电容元件之间；第三电容元件，被耦合到钳位电路；以及第三开关，被耦合在第二电容元件与第三电容元件之间。
[0087]
方面6.根据方面5的电源电路，其中当第二开关闭合时，第二电容元件与第一电容元件并联耦合。
[0088]
方面7.根据方面1至6中的一个方面的电源电路，其中钳位电路包括：放大器；以及晶体管，该晶体管具有被耦合到放大器的输出的栅极，晶体管的漏极被耦合到反馈路径。
[0089]
方面8.根据方面7的电源电路，其中反馈路径包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且其中晶体管的源极被耦合到误差放大器的输出。
[0090]
方面9.根据方面8的电源电路，其中放大器的正输入端子被耦合到采样保持电路，并且其中放大器的负输入端子被耦合到晶体管的源极。
[0091]
方面10.根据方面7至9中的一个方面的电源电路，其中反馈路径包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且其中晶体管的漏极被耦合到误差放大器的电源节点。
[0092]
方面11.根据方面10的电源电路，其中放大器的正输入端子被耦合到采样保持电路，并且其中放大器的负输入端子被耦合到晶体管的漏极。
[0093]
方面12.根据方面1至11中的一个方面的电源电路，其中钳位电路被配置为基于采样保持电路的输出处的电压来设置与反馈路径相关联的电压。
[0094]
方面13.根据方面12的电源电路，其中反馈路径包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且其中与反馈路径相关联的电压包括误差放大器的输出电压。
[0095]
方面14.根据方面12至13中的一个方面的电源电路，其中反馈路径包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且其中与反馈路径相关联的电压包括误差放大器的电源电压。
[0096]
方面15.根据方面1至14中的一个方面的电源电路，其中钳位电路包括：第二电流源；以及第二开关，被耦合在第二电流源与第一电容元件之间。
[0097]
方面16.根据方面15的电源电路，其中第二开关被配置为当第一开关闭合时闭合。
[0098]
方面17.根据方面15至16中的一个方面的电源电路，其中电流限制电路还包括与第一电容元件并联耦合的第三开关，并且其中第二开关被配置为当第三开关闭合时断开。
[0099]
方面18.根据方面1至17中的一个方面的电源电路，还包括电流感测电路，被配置为感测通过电感元件的电流，其中电流限制电路复制电流感测电路的一个或多个组件的配置。
[0100]
方面19.一种用于电压调节的方法，包括：经由开关模式电源(smps)，在smps的输出处生成输出电压，其中smps包括电感元件和被耦合到电感元件的第一开关，反馈路径被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间；以及经由电流限制电路限制通过电感元件的电流，其中限制电流包括：对第一电容元件充电；经由第一电流源，提供跨第一电阻元件的电流，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与第一电流源之间的节点；对跨第一电容元件的电压采样；以及基于所采样的电压来限制与反馈路径相关联的电压。
[0101]
方面20.根据方面19的方法，其中第一电容元件的充电包括当第一开关闭合时，对
第一电容元件充电。
[0102]
方面21.根据方面20的方法，还包括：当第一开关断开时，对第一电容元件放电。
[0103]
方面22.根据方面19至21中的一个方面的方法，还包括跨第二电阻元件提供感测电流，该感测电流指示通过电感元件的电流，其中第一电阻元件是第二电阻元件的复制品。
[0104]
方面23.根据方面19至22中的一个方面的方法，其中限制通过电感元件的电流还包括：设置要跨第一电阻元件而被提供的电流，以限制通过电感元件的电流。
[0105]
方面24.根据方面19至23中的一个方面的方法，其中对跨第一电容元件的电压的采样包括：基于跨第一电容元件的电压来对第二电容元件充电；以及在第二电容元件的充电之后，将跨第二电容元件的电荷转移到第三电容元件，所采样的电压是在电荷的转移之后跨第三电容元件的电压。
[0106]
方面25.根据方面19至24中的一个方面的方法，其中反馈路径包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且其中限制与反馈路径相关联的电压包括限制误差放大器的电源电压。
[0107]
方面26.根据方面19至25中的一个方面的方法，其中反馈路径包括被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间的误差放大器，并且其中限制与反馈路径相关联的电压包括限制误差放大器的输出电压。
[0108]
方面27.一种用于电压调节的装置，包括：开关模式电源(smps)，被配置为在smps的输出处生成输出电压，其中smps包括电感元件和被耦合到电感元件的第一开关，反馈路径被耦合在smps的输出与第一开关的控制输入之间；以及用于限制通过电感元件的电流的部件，其中用于限制电流的部件包括：用于对第一电容元件充电的部件；用于跨第一电阻元件提供电流的部件，第一电容元件被耦合到第一电阻元件与用于供电的部件之间的节点；用于对跨第一电容元件的电压采样的部件；以及用于基于所采样的电压来限制与反馈路径相关联的电压的部件。
[0109]
方面28.根据方面27的装置，其中用于对第一电容元件充电的部件包括用于在第一开关闭合时对第一电容元件充电的部件。
[0110]
方面29.根据方面27至28中的一个方面的装置，还包括用于跨第二电阻元件提供感测电流的部件，该感测电流指示通过电感元件的电流，其中第一电阻元件是第二电阻元件的复制品。
[0111]
方面30.根据方面27至29中的一个方面的装置，其中用于对跨第一电容元件的电压采样的部件包括：用于基于跨第一电容元件的电压来对第二电容元件充电的部件；以及用于在第二电容元件的充电之后将跨第二电容元件的电荷转移到第三电容元件的部件，所采样的电压是在电荷的转移之后跨第三电容元件的电压。
[0112]
应当理解的是，权利要求不被限于上面图示的精确配置和组件。在不脱离权利要求的范围的情况下，各种修改、改变和变化可以对本文描述的方法和装置的布置、操作和细节进行。