具有负载检测的功率调节制造技术

本发明专利技术的一个实施例包含功率调节器系统（12）。所述系统（12）包含功率级（18），该功率级被配置为响应于输入电压和控制信号向负载（16）提供输出电压。所述系统（12）还包含反馈系统（20），该反馈系统接收输入电压并被配置为基于输出电压产生控制信号。所述系统（12）进一步包含负载检测器（22），该负载检测器被配置为确定负载的状态并基于确定负载（16）的状态而设置至反馈系统（20）的功率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的一个实施例包含功率调节器系统（12）。所述系统（12）包含功率级（18），该功率级被配置为响应于输入电压和控制信号向负载（16）提供输出电压。所述系统（12）还包含反馈系统（20），该反馈系统接收输入电压并被配置为基于输出电压产生控制信号。所述系统（12）进一步包含负载检测器（22），该负载检测器被配置为确定负载的状态并基于确定负载（16）的状态而设置至反馈系统（20）的功率。【专利说明】具有负载检测的功率调节相关申请的交叉引用本申请要求2012 年 5 月 23 日提交的题为 “ULTRA LOW QUIESCENT CURRENT BUCKRE⑶LATOR FOR STANDBY CURRENTS”的美国临时专利申请61/650，924的权益，其整体通过引用合并于此。
本专利技术总体涉及电子电路系统，并且具体涉及具有负载检测的功率调节器系统。
技术介绍
通常期望以适于实现最优效率的方式实施供电系统。例如，以电池产生直流电源的有效供电系统可以延长电池的使用寿命。一些供电器应用可能包含在长持续时间内与可变负载一同运行。例如，在效用监测应用和/或包含远程传感器的应用中，期望电池寿命能够持续很多年(例如，15年到20年)。在这种应用中，由电源为其提供功率的电路在大多数时间处于空载或切断模式，从而唯一在运行的系统可能是监督定时系统(例如，实时时钟)。电路系统可以周期性地暂时切换到运行模式以执行功能，在此之后电路可以返回空载或切断模式。在空载或切断模式中，负载可能汲取非常微弱的电流，比如在大约0.5微安(μ A)到ΙμΑ之间。在这种应用中在空载或切断模式下减小电流消耗可以将电池寿命延长一年或更多。
技术实现思路
本专利技术的一个方面包括一种功率调节器系统。该系统包括功率级，其被配置为响应于输入电压和控制信号向负载提供输出电压。该系统还包括反馈系统，其接收输入电压并被配置为基于输出电压产生控制信号。该系统还进一步包括负载检测器，其被配置为确定负载的状态并基于确定负载的状态而设置至反馈系统的功率。本专利技术的另一个方面包括一种在功率调节器中节省功率的方法。该方法包括响应于输入电压和控制信号向负载提供输出电压。该方法还包括经由误差放大器比较基准电压和与输出电压相关联的反馈电压以生成控制信号并确定负载的状态。该方法还包括响应于确定负载的低负载状态而减小与误差放大器相关联的功率。本专利技术的另一个方面包括一种功率调节器系统。该系统包括功率级，其被配置为响应于输入电压和控制信号向负载提供输出电压。该系统还包括含有误差放大器的反馈系统，该误差放大器接收输入电压并且被配置为基于基准电压和与输出电压相关联的反馈电压的比较而生成控制信号。该系统进一步包括负载检测器，其包含具有电容器电压的负载检测电容器，该负载检测电容器由电流源充电并被配置为响应于电容器电压增加超过预定阈值而指示负载的低负载状态，并响应于确定负载的低负载状态而减小误差放大器的偏置电流。【专利附图】【附图说明】图1是根据本专利技术的一方面的供电系统的示例。图2是根据本专利技术的一方面的功率调节器的示例。图3是根据本专利技术的一方面的负载检测器的示例。图4是根据本专利技术的一方面用于在功率调节器系统中节省功率的方法的示例。【具体实施方式】本专利技术总体涉及电子电路系统，并且具体涉及具有负载检测的功率调节。一种功率调节器系统可以包含功率调节器，该功率调节器被配置为基于输入电压产生输出电压。作为一个示例，该功率调节器可以是基于比如由电池提供的直流输入电压产生直流输出电压的直流/直流调节器。该功率调节器可以包含功率级，该功率级可以被配置为开关级以响应于控制信号产生经过与负载耦合的电感器的电流。该功率调节器还可以包括反馈系统，该反馈系统被配置为基于基准电压和与输出电压关联的反馈电压产生控制信号，该控制信号可以由功率级中至少一个开关的脉宽调制(PWM)控制来实施。作为一个示例，该反馈系统可以包括误差放大器，该误差放大器被配置为比较基准电压和反馈电压以产生控制信号。该功率调节器还可以包含负载检测器，该负载检测器被配置为确定负载的状态，其中功率调节器为该负载提供输出电压。作为一个示例，负载检测器可以确定低负载状态。例如，低负载状态可以基于负载检测器中由电流源充电的负载检测电容器来确定。负载检测电容器可以与功率级中低侧开关的操作基本同时放电。负载检测器可以基于与负载检测电容器相关联的电压增加超过预定阈值而确定低负载状态，例如基于在低负载下功率级没有切换而发生的情况。在非低负载状态下，反馈系统可以被提供基本满功率以提供对瞬态的快速响应，从而实现调节输出电压的基本最优效率。然而，响应于确定低负载状态，负载检测器可以被配置为设置反馈系统的功耗水平，例如通过减小误差放大器的静态电流来减小误差放大器的功耗。因此，在低负载状态下功耗可以被明显减少。图1示出根据本专利技术的一方面的供电系统10的示例。供电系统10包括功率调节器12,该功率调节器被配置为基于输入电压Vin产生输出电压V.。输入电压Vin由可以被配置为例如电池的电源14提供。因此，输入电压Vin可以是直流电压，从而功率调节器12可以被配置为提供输出电压Vtot为直流电压的直流/直流功率调节器。例如，功率调节器12可以是降压开关调节器。输出电压Vtot被提供给可变负载16。作为一个示例，可变负载16可以对应于能够例如基于操作模式而改变的各种负载中的任何一种。例如，可变负载16可以对应于一个或更多个电路，所述电路可以在需要来自功率调节器12的满调节功率的正常操作模式下和例如需要来自功率调节器12的很低功率的备用或空载模式下运行。在附图1的示例中，功率调节器12包括功率级18、反馈系统20和负载检测器22。功率级18可以包括各种电路元件，其被配置为基于对应于输出电压Vtot的调节幅值的控制信号产生输出电压VTOT。作为一个示例，功率级18可以包含由栅极驱动器分别控制(例如经由脉宽调制(PWM)控制)的高侧开关和低侧开关。反馈系统20可以包含误差放大器，该误差放大器被配置为比较基准电压和与输出电压Vtot相关联的反馈电压。负载检测器22可以被配置为检测可变负载18的状态。作为一个示例，负载检测器22可以确定负载检测器22处于低负载状态，此时可变负载18的功率需求远远小于可变负载18在正常操作模式下的功率需求。例如，负载检测器22可以包含负载检测电容器，该负载检测电容器经由电流源以大约10纳安(nA)的电流充电，并且可以通过功率级18中的低侧开关基本同时被放电。因此，低负载状态可以基于负载检测电容器两端的电压增加超过预定阈值而被确定。例如，负载检测电容器两端的电压可以基于功率级18没有切换而增力口，这例如可能发生在可变负载16的低负载幅值下。响应于确定低负载状态，负载检测器22可以被配置为设置反馈系统20的功率水平，例如基于减轻误差放大器的静态电流而减小误差放大器的功率。因此，在低负载状态下功耗可以被显著降低。图2示出根据本专利技术的一方面的功率调节器50的示例。功率调节器50被配置为基于输入电压Vin产生输出电压功率调节器50可以对应于图1示例中的功率调节器12。例如，输入电压Vin可以由电源14 (例如电池)提供，并且输出电压Votit可以被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率调节器系统，其包含：功率级，其被配置为响应于输入电压和控制信号向负载提供输出电压；反馈系统，其被配置为接收所述输入电压并基于所述输出电压产生所述控制信号；以及负载检测器，其被配置为确定所述负载的状态并基于确定所述负载的状态而设置至所述反馈系统的功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H·P·弗格海宁扎德，L·A·韦尔塔斯桑切斯，S·贝克，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：