具有電感值確定的升壓轉換器控制器的制造方法
【專利說明】
[0001 ] 本申請要求Ullas Pazhayaveetil等人于2014年2月18日提交的標題為"Boost Converter Controller with Inductance Value Determination，，白勺美國非臨曰寸專矛U No. 14/182,850的優(yōu)先權的權益，并且要求叫l(wèi)as Pazhayaveetil等人于2013年7月26日提 交的標題為"Methods and Appara 1:uses for Digitally Regulated Peak Current Mode Conholled Boost Conve;rter with Dynamic Level Adjustment"的美國臨時專利No.61/ 858，939的優(yōu)先權，由此通過引用的方式將該申請并入本文。
技術領域
[0002] 本公開內容設及一種音頻放大器。具體地，本公開內容設及用于音頻放大器的功 率轉換器。
【背景技術】
[0003] 便攜式裝置在我們生活的每個方面中正變得更加普遍，并且影響我們如何與我們 的音樂互動。例如，許多消費者通過諸如MP3播放器或者他們的移動電話等便攜式音頻播放 器來收聽他們的音樂。當便攜式裝置在提供相同功能的同時做得越來越小時，并且當便攜 式裝置在一次電池充電之后可W持續(xù)更長時間時，運些便攜式裝置變得讓人更容易并且更 樂于使用。為了支持持續(xù)更長時間的裝置，通常會減小便攜裝置內的部件的操作電壓W減 小運些部件的功耗。然而，減小操作電壓會影響便攜式裝置的聲音輸出，運是因為輸出至揚 聲器的音頻信號的音量級與輸出電壓成比例。因此，已經(jīng)將升壓轉換器用于為便攜式裝置 內的受益于較高電壓的選擇部件增加操作電壓，所述選擇部件例如是需要高電壓來生成高 音量的音頻放大器。
[0004] 圖1是具有升壓轉換器的常規(guī)音頻放大器。用于移動裝置的音頻放大器100包括向 升壓轉換器104提供電壓Vp的電池電源102。升壓轉換器104將電壓Vp增加至升壓電壓Vbst。揚 聲器放大器108從數(shù)模轉換器(DAC) 106接收升壓電壓Vbst和模擬音頻信號Sig。揚聲器放大 器108利用從升壓轉換器104接收到的功率來使音頻信號Sig的低功率信號增加 W生成驅動 揚聲器110的信號。升壓電壓Vbst比電源電壓Vp高，運允許揚聲器放大器108通過揚聲器110 提供比僅僅利用電源電壓Vp有可能提供的音量范圍更大聲的音量范圍。
[0005] 然而，向揚聲器放大器108提供升壓電壓Vbst具有缺陷，例如功耗增加。即，因為揚 聲器放大器108正在接收升壓電壓Vbst,所W，即使音量級較低，揚聲器放大器108也正在耗 散功率。該耗散的功率縮短了便攜式裝置在充電之間的操作時間，并且損害了用戶使用便 攜式裝置的體驗。當放大器108正在接收升壓電壓Vbst時，存在另外的低效率現(xiàn)象，例如在將 揚聲器110連接至揚聲器放大器108W及將其與揚聲器放大器108切斷時發(fā)生的非期望的功 耗和瞬變。進一步地，揚聲器放大器108所增加的功耗可W導致熱管理問題。具體地，隨著便 攜式裝置越做越小并且用于散熱的空間較小，揚聲器放大器108可能會受限于其通過在揚 聲器放大器108或者升壓轉換器104中的熱量累積而提供的音量范圍。運些缺點中的每個缺 點都是由于被提供至揚聲器放大器108的升壓電壓Vbst的靜態(tài)特性而引起的。
[0006] 此處提及的缺點僅僅是代表性的，并且只是為了強調存在對改進的音頻放大器， 尤其是對消費級裝置的需要。此處描述的實施例解決了某些缺點，但是并不一定解決了此 處描述的或者本領域已知的每個W及每一個缺點。

【發(fā)明內容】

[0007] 升壓轉換器的控制器可W被配置為通過監(jiān)測升壓轉換器中的條件來動態(tài)調整升 壓轉換器內的條件。例如，控制器可W通過監(jiān)測通過電感器的電流來確定升壓轉換器的電 感器的電流電感值。當電感器的電流電感值是已知時，可W使用斜率補償值來確定對升壓 轉換器的電感器充電與對電感器放電之間的過渡時間。
[0008] 在一個實施例中，方法可W包括:測量通過升壓轉換器的電感器的電流;在數(shù)字控 制器中，至少部分地基于所測得的電流來確定電感器的電感值;和/或至少部分地基于所確 定的電感值來確定針對電感器的斜率補償，其中，該斜率補償與所確定的電感成比例。
[0009] 在一些實施例中，該方法還可W包括:確定通過電感器的電流將達到峰值電流電 平的近似時間;在該近似時間之前，在對電感器充電與對電感器放電之間切換;在數(shù)字控制 器中，至少部分地基于通過電感器的第二測得電流來在與確定第一電感值不同的時間處確 定電感器的第二電感值;至少部分地基于確定的第二電感值來更新確定的斜率補償;和/或 將確定的電感值校準到初始電感值。
[0010] 在某些實施例中，確定的步驟可W包括:計算在對電感器充電與對電感器放電之 間的切換中的傳播延遲;和/或確定斜率補償?shù)牟襟E包括:根據(jù)W下等式來確定斜率補償： 0.5*Kcm* (Vbs廣Vp ) /Lboost，其中，Kcm為增益值，Vbst為升壓電壓，Vp為電源電壓，并且Lboost為電 感器的電感值。
[0011] 在另一實施例中，設備可W包括:升壓轉換器，該升壓轉換器包括電感器并且被配 置為由電源電壓來生成升壓電壓;和/或控制器，該控制器禪合至升壓轉換器并且被配置為 測量電感器的電感值，并且至少部分地基于所確定的電感來確定針對電感器的斜率補償， 其中，該斜率補償與所確定的電感成比例。
[0012] 在一些實施例中，升壓轉換器可W包括:升壓電壓輸出節(jié)點，該升壓電壓輸出節(jié)點 禪合至電感器;P溝道場效應晶體管(PFET)，其禪合至電感器，并且被配置為將電感器禪合 至升壓電壓輸出節(jié)點；W及n溝道場效應晶體管(NFET)，其禪合至電感器，并且被配置為將 電感器禪合至地，其中，控制器被配置為計算在切換PFET與N陽T時的傳播延遲。
[0013] 在一些實施例中，設備還可W包括：電流測量電路，該電流測量電路禪合至電感 器;數(shù)模轉換器(DAC)，其禪合至電流測量電路并且禪合至控制器，其中，控制器可W被配置 為通過讀取數(shù)模轉換器(DAC)來確定電感值;和/或n溝道場效應晶體管(NFET)，其禪合至電 感器，并且被配置為將電感器禪合至地，其中，電流測量電路包括禪合至n溝道場效應晶體 管(NFET)的電流鏡。
[0014] 在某些實施例中，控制器可W進一步被配置為確定通過電感器的電流將達到峰值 電流電平的近似時間；控制器可W被配置為在近似時間之前切換NFET與PFET;控制器可W 進一步被配置為基于W下等式來確定斜率補償:0.5*Kcm* (Vbst-Vp) /Lboost，其中，Kcm為增益 值，Vbst為升壓電壓，Vp為電源電壓，并且LbDDSt為電感器的電感值;控制器可W被配置為至少 部分地基于通過電感器的第二測得電流來在與確定第一電感值不同的時間處確定電感器 的第二電感值;和/或控制器可W被配置為至少部分地基于確定的第二電感值來更新確定 的斜率補償。