基于电感器电流的升降压变换器模式控制

摘要

本文涉及基于电感器电流的升降压变换器模式控制。提供了一种用于控制电压变换器的设备和方法。在示例中，开关模式直流‑直流电压变换器可以包括电感器、至少四个开关和控制器电路，其中开关被耦接到电感器并且被配置为引导电流通过电感器，从而使用变换器的输入电压供应和参考地在电压变换器的输出电压端子处提供期望输出电压，控制器电路被配置为接收通过电感器的电感器电流的指示，并且使用电感器电流的斜率来控制包括升压运行模式、降压运行模式和升降压运行模式的运行模式组中的两个运行模式之间的改变。

权利要求

1.一种运行开关模式直流-直流电压变换器的方法，所述方法包括：

在第一机器状态期间，将所述变换器的输出电压端子从所述直流-直流电压变换器的电感器隔离并且从地电位隔离；

在第二机器状态期间，使用输入电压供应、第一晶体管和第三晶体管在所述变换器的电感器中建立电感器电流；

在第三机器状态期间或在第五机器状态期间，使用所述第一晶体管和第四晶体管，将所述输入电压供应经由所述电感器耦接到所述输出电压端子；

在第四机器状态期间，使用第二晶体管和所述第四晶体管，将所述输出电压端子经由所述电感器耦接到所述地电位；以及当在第一斜率检查延时期间所述电感器电流的斜率小于第一斜率阈值时，从第五机器状态转变为第四机器状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中从第五机器状态转变为第四机器状态包括：当在斜率检查延时期间所述电感器电流的斜率小于斜率阈值，并且在所述斜率检查延时期间所述电感器电流没有达到最大电流阈值时，从第五机器状态转变为第四机器状态。

3.根据权利要求1所述的方法，包括：当在第二斜率检查延时期间所述电感器电流的斜率小于第二斜率阈值时，从第三机器状态转变为第二机器状态。

4.根据权利要求1所述的方法，包括：

将所述输出电压端子处的电压的指示与所述直流-直流电压变换器的滞回比较器处的反馈参考值进行比较以提供反馈信息；以及当所述反馈信息在第一状态下时，不转变为第一机器状态。

5.根据权利要求4所述的方法，包括：当所述反馈信息在第二状态下时，从第四机器状态或第五机器状态转变为第一机器状态。

6.根据权利要求1所述的方法，包括：在所述直流-直流电压变换器的控制器处接收时钟信号，以及使用所述时钟信号的第一沿从所述第一机器状态转变。

7.根据权利要求6所述的方法，包括：使用所述时钟信号的第二沿从第五机器状态转变为第二机器状态。

8.根据权利要求7所述的方法，包括：使用所述时钟信号的第三沿从第四机器状态转变为第三机器状态。

9.一种电压变换器的控制电路，所述控制电路包括：

控制器电路，被配置为使用耦接到所述电压变换器的电感器的四个开关控制通过所述电感器的电流；

电流斜率检查延时发生器，被配置为产生电流斜率检查延时，

其中所述控制器电路被配置为当所述电感器被经由所述四个开关中的第一开关耦接到输入电压并且经由所述四个开关中的第四开关耦接到输出电压时，启动所述电流斜率检查延时，从而将在所述电流斜率检查延时完结时通过所述电感器的电流的电平与参考电流电平进行比较，基于所述电平与所述参考电流电平的所述比较设置电流斜率变量，并且基于所述电流斜率变量的第一状态改变所述控制器的机器状态。

10.根据权利要求9所述的控制电路，其中所述控制器被配置为在多个机器状态中的一个下运行，所述多个机器状态包括：第一机器状态，其中所述控制器被配置为将所述四个开关中的至少所述第一开关、第二开关和第三开关设置为高阻抗状态；

第二机器状态，其中所述控制器被配置为将所述第一开关和所述第三开关设置为低阻抗状态，其中所述第一开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述输入电压与所述电感器的第一节点，并且所述第三开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述电感器的第二节点与地；

第三机器状态，其中所述控制器被配置为将所述第一开关和所述第四开关设置为所述低阻抗状态，其中所述第一开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述输入电压与所述电感器的所述第一节点，并且所述第四开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述电感器的所述第二节点与所述输出电压；

第四机器状态，其中所述控制器被配置为将所述第二开关和所述第四开关设置为所述低阻抗状态，其中所述第二开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述电感器的所述第一节点与地，并且所述第四开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述电感器的所述第二节点与所述输出电压；以及第五机器状态，其中所述控制器被配置为将所述第一开关和所述第四开关设置为所述低阻抗状态，其中所述第一开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述输入电压与所述电感器的所述第一节点，并且所述第四开关被配置为在所述低阻抗状态下耦接所述电感器的所述第二节点与所述输出电压。

11.根据权利要求10所述的控制电路，包括滞回比较器，所述滞回比较器被配置为接收所述输出电压的电平的指示并且将所述指示与参考电压窗口进行比较；并且其中所述控制器被配置为在所述第四机器状态期间，如果所述输出电压的电平的所述指示在所述参考电压窗口的上限处或所述参考电压窗口的上限之上，则从所述第四机器状态改变为所述第一机器状态。

12.根据权利要求10所述的控制电路，包括被配置为接收所述输出电压的电平的指示的滞回比较器，从而将所述指示与参考电压窗口进行比较，并且在所述第四机器状态期间，如果所述输出电压的电平的所述指示在所述参考电压窗口的上限处或所述参考电压窗口的上限之上，则从所述第五机器状态改变为所述第一机器状态。

13.根据权利要求10所述的控制电路，其中所述控制器被配置为当所述电流斜率变量在所述第一状态下时，则从所述第三机器状态转变为所述第二机器状态。

14.根据权利要求13所述的控制电路，包括峰值电感器电流比较器，所述峰值电感器电流比较器被配置为接收所述电感器电流的指示并且将所述指示与参考峰值电流电平进行比较；并且其中所述控制器被配置为如果在所述电流斜率检查延时完结时所述指示低于所述参考峰值电流电平，则在所述第三机器状态期间将所述电流斜率变量设置为所述第一状态。

15.根据权利要求10所述的控制电路，其中所述控制器被配置为当所述电流斜率变量在所述第一状态下时，则从所述第五机器状态转变为所述第四机器状态。

16.根据权利要求15所述的控制电路，包括零电流比较器电路，所述零电流比较器电路被配置为接收所述电感器电流的指示并且将所述指示与阈值零电流电平进行比较；并且其中所述控制器被配置为如果在所述电流斜率检查延时完结时所述指示在所述阈值零电流电平之上，则在所述第五机器状态期间将所述电流斜率变量设置为所述第一状态。

17.一种开关模式直流-直流电压变换器，包括：

电感器；

至少四个开关，被耦接到所述电感器并且被配置为引导电流通过所述电感器从而使用所述变换器的输入电压供应和参考地在所述电压变换器的输出电压端子处提供期望输出电压；以及控制器电路，被配置为接收通过所述电感器的电感器电流的指示，使用所述电感器电流的斜率来控制包括升压运行模式、降压运行模式和升降压运行模式的运行模式组中的两个运行模式之间的改变，并且在所述开关模式直流-直流电压变换器的至少五个机器状态期间以及在所述机器状态的转变之间，控制所述至少四个开关；

其中，在第一机器状态期间，所述控制器电路被配置为将所述变换器的所述输出电压端子从所述电感器隔离，并且从所述参考地隔离；

其中，在第二机器状态期间，所述控制器电路被配置为使用所述输入电压供应、所述至少四个开关中的第一开关和所述至少四个开关中的第三开关在所述电感器中建立所述电感器电流；

其中，在第三机器状态期间或者在第五机器状态期间，所述控制器电路被配置为使用所述至少四个开关中的所述第一开关和第四开关，将所述输入电压供应经由所述电感器耦接到所述输出电压端子，并且其中，在第四机器状态期间，所述控制器电路被配置为使用所述至少四个开关中的第二开关和所述第四开关，将所述输出电压端子经由所述电感器耦接到所述参考地；并且其中，所述控制器电路被配置为当在第一斜率检查延时时段期间所述电感器电流的所述斜率小于第一斜率阈值时，从所述第五机器状态转变为所述第四机器状态。

18.根据权利要求17所述的开关模式直流-直流电压变换器，其中所述控制器电路被配置为当在第一斜率检查延时时段期间所述电感器电流的所述斜率小于第一斜率阈值时，从所述第三机器状态转变为所述第二机器状态。

说明书

基于电感器电流的升降压变换器模式控制

背景技术

[0001] 直流(DC)到直流电压变换在电子装置中是有用的，尤其在依赖于电池或者相似的固定的或可充电的能量源来获得电力的移动装置中是有用的。电压变换可以帮助由输入电压电平产生稳定的输出电压电平，其中随着从能量源消耗电力或随着能量源被充电，输入电压电平可以显著地变化。一些电压变换器使用电感器来提供相对稳定的输出电压。降压模式可以被用于提供低于输入电压的输出电压。升压模式可以被用于提供高于输入电压的输出电压。开关晶体管可以被用于引导电流通过电感器。

[0002] 在窗口化类型(windowed-type)控制中，如果输入电压(Vin)大于输出电压(Vout)加上开关晶体管的阈值电压(Vth)，那么变换器在降压模式下运行。如果Vin小于Vout-Vth，那么变换器在升压模式下运行。在一些变换器中，如果Vin在Vout+Vth和Vout-Vth之间，那么变换器可以在升降压模式下运行。窗口化控制器需要监测Vin和Vout的相对电平的比较器一直开启。随着时间，比较器使用的电力可能很多。这可能极大地缩短电池充电事件之间的运行间隔。

[0003] 可以由电压变换器使用无窗口(windowless)控制从而仅提供降压运行模式或升压运行模式。无窗口控制不需要与窗口化类型控制相关联的比较器。然而，无窗口控制在响应输入电压或输出电压的突然改变(诸如由于电流需要)时慢。

发明内容

[0004] 本文献描述了一种不需要与窗口化类型控制相关联的比较器的电压变换器和技术。替代地，可以使用通过电感器的电感器电流的指示和电感器电流的斜率来控制在以下运行模式中的两种之间的改变：升压运行模式、降压运行模式和升降压运行模式。

[0005] 在示例中，开关模式直流-直流(DC-DC)电压变换器可以包括电感器。至少四个开关可以被耦接到电感器并且配置为引导电流通过电感器，从而使用变换器的输入电压供应和参考地，在电压变换器的输出电压端子处提供期望输出电压。控制器电路可以被配置为接收通过电感器的电感器电流的指示并且使用电感器电流的斜率来控制在包括升压运行模式、降压运行模式和升降压运行模式的运行模式组中的两种运行模式之间的改变。

[0006] 这一概述意图提供对本专利申请的主题的概述。这一概述不意图提供对本主题的排他性的或穷尽的解释。本文包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步的信息。

附图说明

[0007] 在附图中，在不同示意图中的相似的附图标记可以描述相似的组件，其中附图不必然按比例绘制。具有不同字母后缀的相似的附图标记可以表示相似的组件的不同例子。附图通过示例的方式而非通过限定的方式，总体例示了在本文献中讨论的各种实施例。

[0008] 图1总体例示了电压变换器的示例。

[0009] 图2总体例示了与控制图1的电压变换器相关联的五个机器状态。

[0010] 图3总体例示了用于电压变换器的示例滞回控制方法。

[0011] 图4A和4B总体例示了当输入电压经历阶跃改变时，变换器的示例的控制功能的改变。

[0012] 图5总体例示了用于电压变换器的断续电流模式(DCM)控制方法的示例。

[0013] 图6A和6B总体例示了当输入电压经历阶跃改变时，示例DCM变换器的控制功能的改变。

[0014] 图7总体例示了用于电压变换器的快速脉冲宽度调制(FPWM)控制方法的示例。

[0015] 图8A和8B总体例示了滞回变换器的各种信号。

具体实施方式

[0016] 本发明人发现，新的电压控制器控制技术可以使用增大或减小的电感器电流的斜率来提供输入电压相对于输出电压的相对电平的指示。例如，在降压模式下，电感器电流的上升斜率与Vin-Vout相关，其中Vin是变换器的输入电压，而Vout是变换器的输出电压。如果电感器电流斜率小，Vin接近与Vout相同的值，并且如果小于阈值，那么变换器可以从降压运行模式被平滑地改变为升压运行模式。在升压模式下，电感器电流的下降斜率与Vin-Vout相关。如果电感器电流的下降斜率或负斜率小，那么变换器可以平滑地转变为升降压模式，并且如果电感器电流的斜率为正，那么变换器可以平滑地转变为降压运行模式。此外，可以非常快地进行对电流斜率的感测，以使得可以检测输入电压电平或输出电压电平的突然改变。这可以使得能够在少于一个开关循环内改变变换器的模式，其中一个开关循环可以是微秒量级，并且甚至可能是几百纳秒量级。

[0017] 图1例示了电压变换器100的示例。电压变换器100可以包括电感器101。第一晶体管102可以被耦接在输入电压端子(VIN)和电感器101的第一节点之间。第二晶体管103可以被耦接在电感器101的第一节点和参考面(诸如地)之间。第三晶体管104可以被耦接在电感器101的第二节点和参考面之间。第四晶体管105可以被耦接在电感器101的第二节点和输出电压端子(VOUT)之间。控制电路116可以被配置用于感测各种运行参数中的一个或多个，以及用于控制第一晶体管102、第二晶体管103、第三晶体管104和第四晶体管105中的一个或多个。

[0018] 控制电路116可以包括第一电流传感器107或者第二电流传感器108，其中第一电流传感器107用于诸如经由第一晶体管102测量电感器电流，第二电流传感器108用于诸如经由第二晶体管103测量电感器电流。电流传感器107、108可以向一个或几个比较器109、110、111、112和113供应电感器电流的指示。在变换器100的某些机器状态期间，在需要时可以启用(enable)比较器109、110、111、112、113，并且当机器控制在这些机器状态之外时，可以禁用(disable)比较器109、110、111、112、113以节约电力。控制电路116可以包括控制器
106或处理器，从而诸如接收比较器109、110、111、112、113以及控制电路116的其它处理电路的输出，并且控制第一晶体管102、第二晶体管103、第三晶体管104和第四晶体管105。其它处理电路可以包括反馈电路114，反馈电路114被配置为接收输出电压(VOUT)的表征并且向控制器116提供反馈信息(FB)。反馈电路114可以接收反馈参考值(FBREF)，并且反馈信息(FB)可以包括指示输出电压(VOUT)的表征与反馈参考值(FBREF)之间的比较或误差的信息。
在某些示例中，反馈电路可以包括有源反馈装置117，诸如比较器或放大器。

[0019] 控制器116还可以包括电流斜率检查延时电路115，用于对比较器109、110、111、112、113中的一个或多个的适时接收。电路的电流斜率检查延时间隔可以基于电感器101的一个或多个特性，诸如电感器的电感和电感器的峰值电流。

[0020] 控制电路的比较器可以包括峰值电流比较器110从而诸如指示电感器电流是否达到了至少峰值电流阈值(TPEAK)，可以包括最大电流比较器111从而指示电感器电流是否达到了最大电流阈值(TMAX)，以及可以包括最小电流比较器112从而指示电感器电流是否降到了至少最小电流阈值(TMIN)。控制电路116还可以包括两个零电流比较器109、113，从而诸如提供电感器电流是否降到了至少零电流阈值TZERO的指示。在某些控制示例中，可以设置零电流阈值TZERO用以检测负电流。在变换器运行期间，当控制器116将第一晶体管102置于低阻抗状态时，可以启用第一零电流比较器113，并且当控制器116将第二晶体管103置于低阻抗状态时，可以启用第二零比较器109。如果电流传感器107、108被耦接到变换器100的不同晶体管，当相应的晶体管被启用时，可以启用相关联的零电流比较器109、113。如以下讨论的，采用快速脉冲宽度调制(FPWM)的变换器可以包括附加的、可选的比较器119。在某些示例中，作为该可选的比较器的替代，在一些机器状态期间，例如通过调整最小电流阈值(TMIN)，可以对其它比较器中的一个(诸如最小电流比较器112)赋予新的用途。

[0021] 图2总体例示了与控制图1的电压变换器相关联的五个机器状态的示例。图2是对于五个机器状态(Φ1、Φ2、Φ3、Φ4、Φ5)中的每个，示出图1的变换器100的开关或晶体管102、103、104、105(S1、S2、S3、S4)的状态(ON(开)、OFF(关))的网格布局。在第一机器状态(Φ1)下，至少第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管(102、103、104)为“OFF”。如在本文中使用的，开关或晶体管的“OFF”状态是开关断开或者晶体管的开关节点之间的阻抗足够高以阻止电流导通的状态。开关或晶体管的“ON”状态是开关闭合或者晶体管的开关节点之间的阻抗足够低以允许电流导通的状态。在第二机器状态(Φ2)下，第一晶体管102和第三晶体管104为“ON”，并且第二晶体管和第四晶体管(103、105)为“OFF”。在第三机器状态(Φ3)下，第一晶体管102和第四晶体管105为“ON”，第二晶体管103和第三晶体管104为“OFF”，并且变换器的控制是处于降压运行模式。在第四机器状态(Φ4)下，第二晶体管103和第四晶体管105为“ON”，第一晶体管102和第三晶体管104为“OFF”。在第五机器状态(Φ5)下，第一晶体管102和第四晶体管105为“ON”，第二晶体管103和第三晶体管104为“OFF”，并且变换器的控制是处于升压运行模式。

[0022] 控制器106可以包括指示变换器的运行模式的状况的状况变量(mode)。可以由状况变量等于0表示降压模式。可以由状况变量等于1表示升压模式或升降压模式。可选地，控制器106可以提供指示变换器何时在开关运行模式或空闲运行模式下的第二状况变量。空闲运行模式可以与第一机器状态相关联，并且开关运行模式可以与其它机器状态相关联。

[0023] 图3总体例示了用于电压变换器的滞回控制方法的示例。在某些示例中，该方法将滞回比较器用于反馈装置117。滞回比较器可以接收输出电压(VOUT)的指示和代表额定期望输出电压(VOUT)的反馈参考电压。反馈电路114的输出(或称反馈信息(FB))可以被用于经由第一机器状态(Φ1)启用和禁用变换器的开关模式。当变换器100的控制在第一机器状态(Φ1)下时，输出电压(VOUT)一般在由反馈参考电压表示的期望电压电平处或者期望电压电平附近，并且滞回比较器的输出可以是零(FB＝0)。即使实际输出电压相对于期望输出电压变高或变低，滞回比较器也可以使得变换器能够经由第一机器状态(Φ1)保持在空闲模式下。当反馈电压降到滞回比较器的下限之下时，控制器106可以接收反馈电路的输出(FB＝1)，并且根据状况变量(mode)的最新值，如果状况变量(mode)等于1，控制器106可以转变为第二机器状态(Φ2)，或者如果状况变量(mode)等于0，控制器106可以转变为第三机器状态(Φ3)。

[0024] 第二机器状态(Φ2)使得电感器能够被耦接在输入电压供应和地之间，并且控制器106监测峰值电流比较器110的输出。峰值电流比较器110可以将从耦接到第一晶体管102的第一电流传感器接收的电流信号与预定的峰值电流阈值进行比较。当通过电感器的电流(由感测到的通过第一晶体管102的电流表示)达到峰值电流阈值时，峰值电流比较器110可以改变状态，并且控制器106可以转变为第五机器状态(Φ5)。

[0025] 第五机器状态(Φ5)使得在还经由电感器将输入电压(VIN)耦接到输出电压(VOUT)时，经由第二状态(Φ2)储存在电感器中的电流能够被转移到输出。当在第五机器状态(Φ5)下时，到下一状态的转变可以根据实际输出电压电平以及输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)的相对电压电平。如果输出电压电平上升到滞回比较器上限，变换器的控制将转变为第一机器状态(Φ1)。在进入第五机器状态(Φ5)时，控制器106可以开始一个或多个延时，包括但不限于最大电感器电流延时和斜率检查延时。在最大电感器电流延时完结时，评估最大电感器电流比较器的输出。在第五机器状态(Φ5)期间，评估第一零电流比较器113的输出，并且禁用电感器峰值电流比较器。

[0026] 如果在电感器最大延时完结时或完结之后，电感器最大延时比较器提供了电感器电流在最大电流阈值处或超过最大电流阈值的指示，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发的变换器的第二转变路径。如果这样，那么控制器106可以转变为第四机器状态(Φ4)。在转变为第四机器状态(Φ4)时，状况变量(mode)可以从值为1改变为值为0，指示了变换器从升压运行模式(mode＝1)转变为降压运行模式(mode＝0)。

[0027] 如果在斜率检查延时完结时或完结之后，第一零电流比较器113提供了电感器电流是否减少到电感器零电流阈值处或电感器零电流阈值之下的指示，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发的变换器的第三转变路径。如果在斜率检查延时完结时电感器电流没有减少到零电流阈值，那么控制器106可以将变换器转变为第四机器状态(Φ4)。这一特定的检查允许从第五机器状态(Φ5)出发的通常不会出现的转变。基于斜率检查延时的转变指示了：当变换器相对于输入电压(VIN)对输出电压(VOUT)进行升压时，输入电压(VIN)处于输出电压(VOUT)或接近输出电压(VOUT)。

[0028] 如果电感器电流减少到零电流阈值，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发并且回到第二机器状态(Φ2)的变换器运行的第四转变路径。第二机器状态(Φ2)与第五机器状态(Φ5)之间的切换是升压运行模式(mode＝1)。

[0029] 第四机器状态(Φ4)可以使得电感器的崩溃磁场(collapsing magnetic field)能够补充储存在输出电容器118中的电荷。虽然在该状态期间输出电压(VOUT)可以初始地升高，如果变换器上有一些负载，那么在该状态期间，典型地，输出电压(VOUT)开始下降。如果输出电压(VOUT)确实上升到滞回比较器上限(诸如当负载轻时)，变换器的控制可以转变为第一机器状态(Φ1)。在进入第四机器状态(Φ4)时，控制器106可以监测第二零电流比较器109的输出。在第四机器状态期间，可以禁用电感器峰值电流比较器。

[0030] 当状况变量(mode)被设为1(升压模式)，并且如果在零电流延时结束时经由第二晶体管103测量的通过电感器的电流已经变为零时，可以发生从第四机器状态(Φ4)出发的转变的第二路径。在这样的情况下，控制器106可以将变换器转变为第二机器状态(Φ2)。从第二机器状态(Φ2)到第五机器状态(Φ5)、到第四机器状态(Φ4)并且返回到第二机器状态(Φ2)的转变可以被称为升降压循环。

[0031] 当状况变量等于零(mode＝0)，变换器的模式为启用(FB＝1)，并且经由第二晶体管103测量的通过电感器的电流已经变为零时，可以出现从第四机器状态(Φ4)出发的转变的第三路径。在这样的情况下，控制器106可以将变换器转变为第三机器状态(Φ3)。在状况变量被设为0的情况下，第四机器状态(Φ4)与第三机器状态(Φ3)之间的转变是变换器的降压运行模式(mode＝0)的指示。

[0032] 与第五机器状态(Φ5)相似，第三机器状态(Φ3)可以使得输入电压(VIN)能够通过电感器被耦接到输出电压(VOUT)。在进入第三机器状态(Φ3)时，控制器106可以启动一个或多个延时，包括但不限于最小电流延时和斜率检查延时。在进入第三机器状态(Φ3)时，控制器106可以监测峰值电流比较器110的输出。

[0033] 当峰值电流比较器110指示通过电感器的电流达到了峰值电流阈值时，可以出现从第三机器状态(Φ3)出发的转变的第一路径。在这样的情况下，控制器106可以将变换器转变为第四机器状态(Φ4)，从而开始使输出电压(VOUT)和电感器对地放电。

[0034] 当在斜率检查延时和最小电流延时之后，最小电流延时指示电感器电流降到最小电流阈值之下，并且峰值电流比较器110指示在斜率检查延时内电感器电流没有达到峰值电流阈值时，可以出现从第三机器状态(Φ3)出发的转变的第二路径。在这样的情况下，控制器106可以将状况变量设为1，并且可以将变换器从第三机器状态(Φ3)转变为第二机器状态(Φ2)。

[0035] 如可以从对变换器的滞回控制方法的以上描述中注意到的，电感器电流的斜率被用于改变变换器的运行模式。电感器电流斜率可以是输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)之间的关系的指示。例如，在进入输入电压(VIN)经由电感器被耦接到输出电压(VOUT)的某些机器状态时，在一定的延时之后，电感器电流的改变(或称电感器电流的斜率)可以提供输入电压电平和输出电压电平的相对接近度的指示。如果电感器电流没有改变预期的量，这样的情况可以指示输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)的值在一定程度上相近。诸如在如以上讨论的第五机器状态(Φ5)和第三机器状态(Φ3)下，与其它控制方法相比，对于这样的关系的适时检测可以提供快速的响应。此外，以上控制方法仅在需要比较器时启用比较器，这样节约了额外的能量。

[0036] 在某些示例中，可以设置最小电流阈值、最大电流阈值和峰值电流阈值的延时，并且该延时可以依赖于变换器的额定值。在一些示例中，斜率检查延时可以依赖于变换器电感器的峰值电流设置、最小电流设置和电感。在一些示例中，第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时可以与第三机器状态(Φ3)的不同。例如，第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时可以以较长的延时增加变换器的稳定性。然而，较长的延时可能减少变换器的响应性，因此，可以根据应用的设计标准设置第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时。第三机器状态(Φ3)的斜率检查延时可以依赖于电感器的大小以及最小电流阈值和最小电流延时。例如，变换器可以具有200mA的峰值电流额定值(Ipeak)。在第三机器状态(Φ3)中，最小电流延时可以被设置为500ns(纳秒)，并且最小电流阈值可以为20mA。在示例中，对于电感(L)等于4.7μH的变换器电感器，Vin-Vout至少为20mA＊L/500ns＝0.19V。因此，在500纳秒内，第三机器状态(Φ3)下的最大电流阈值(TMAX)可以大于20mA，以保证斜率检查不会被误触发。这些与Ipeak、L、最小电流和最小电流延时相关联的值仅是说明性的示例。可以使用其它值。此外，除非以下有相反描述，对于机器状态、状态之间的转变以及在本文中使用的变量和参数的以上描述适用于以下讨论的示例控制方案。总体而言，斜率检查延时被用于确定升降压或升压的状态，因此其延时与升压和升降压模式相关。如果延时为2μs并且Ipeak＝200mA，当Vin-Vout＜Ipeak＊L/Tdelay＝0.47V时，变换器处于升降压模式，而当Vin-Vout＞0.47V时，变换器处于升压模式。第三机器状态(Φ3)下的斜率检查延时可以与第五机器状态(Φ5)下的斜率检查延时不同。

[0037] 图4A和4B总体例示了当输入电压(VIN)经历阶跃改变时，电压变换器的示例的控制功能的改变。当输出电压(VOUT)突然改变时(例如，由于负载突然改变)，可以观察到相似的改变。图4A和4B总体例示了滞回变换器的各种信号的示例。各种信号包括输入电压(VIN)、输出电压(VOUT)、滞回反馈比较器的上限和下限、电感器电流、启用和禁用变换器的开关循环的反馈信号(FB)和状况变量(mode)值。相对于电感器电流(IL)，还示出了峰值电流阈值(IPEAK)、最大电流阈值(IMAX)、最小电流阈值(IMIN)和零电流阈值(IZERO)的代表电平。图4A例示了输入电压(VIN)的阶跃减小。在某些示例中，诸如所例示的，变换器可以在一个开关循环内从降压型控制改变为升压型控制，以补偿该改变。图4B例示了输入电压(VIN)的阶跃增大。在某些示例中，诸如所例示的，变换器可以在一个开关循环内从升压型控制改变为降压型控制，以补偿该改变。

[0038] 图5总体例示了用于电压变换器的断续电流模式(DCM)控制技术的示例。对于DCM变换器，每个变换器循环开始于时钟转变。该控制技术可以使用误差放大器作为反馈装置117。误差放大器可以接收输出电压(VOUT)的指示和代表额定期望输出电压的反馈参考电压(FBREF)。反馈电路114的输出(FB)可以被用于为一个或多个比较器提供一定的开关阈值。
在每个开关循环期间，变换器将返回到第一机器状态(Φ1)。在接收到时钟转变时，控制器
106可以评估状况变量(mode)，并且可以将变换器的控制转变为第二机器(升压)状态(Φ2)或第三机器(降压)状态(Φ3)。如将看到的，状况变量的实际值可以依赖于变换器在进入第一机器状态(Φ1)时的运行。

[0039] 第二机器状态(Φ2)使得电感器能够被耦接在输入电压供应和地之间。在第二机器状态(Φ2)期间，控制器106监测峰值电流比较器110的输出。峰值电流比较器110可以将从耦接到第一开关或第一晶体管102的第一电流传感器接收的电流信号与预定的峰值电流阈值进行比较。当通过电感器的电流(由感测到的通过第一晶体管102的电流表示)达到峰值电流阈值时，峰值电流比较器110可以改变状态，并且控制器106可以将变换器转变为第五机器状态(Φ5)。在第二机器状态(Φ2)期间，状况变量的值为1(mode＝1)。

[0040] 第五机器状态(Φ5)使得在还经由电感器将输入电压(VIN)耦接到输出电压(VOUT)时，经由第二机器状态(Φ2)被储存在电感器中的电流能够被转移到输出。当在第五机器状态(Φ5)下时，到下一状态的转变可以根据输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)的相对电压电平。在进入第五机器状态(Φ5)时，控制器106可以开始一个或多个特定的延时，包括但不限于最大电感器电流延时和斜率检查延时。在最大电感器电流延时完结时，可以评估最大电感器电流比较器的输出。在第五机器状态(Φ5)期间，评估第一零电流比较器113的输出。在第五机器状态期间，可以禁用电感器峰值电流比较器。

[0041] 如果在电感器最大延时完结时或完结之后，电感器最大延时比较器提供了电感器电流在最大电流阈值处或超过最大电流阈值的指示，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发的变换器的第一转变路径。如果这样，那么控制器106可以将变换器转变为第四机器状态(Φ4)。在一些示例中，在转变为第四机器状态(Φ4)时，状况变量可以从值为1改变为值为0，指示了变换器从升压运行模式(mode＝1)转变为降压运行模式(mode＝0)。

[0042] 如果电感器电流没有达到或超过最大电感器电流阈值，并且在斜率检查延时完结时，第一零电流比较器113提供了电感器电流是否减少到电感器零电流阈值处或电感器零电流阈值之下的指示，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发的变换器的第二转变路径。如果在斜率检查延时完结时电感器电流没有减少到零电流阈值，那么控制器106可以将变换器转变为第四机器状态(Φ4)。这一特定的检查允许从第五状态出发的通常不会出现的转变。基于斜率检查延时的转变指示了，当变换器相对于输入电压(VIN)对输出电压(VOUT)进行升压时，输入电压(VIN)处于输出电压(VOUT)或接近输出电压(VOUT)。

[0043] 如果电感器电流确实减少到零电流阈值，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发并且到第一机器状态(Φ1)的变换器运行的第三转变路径。在该情况下，可以使变换器的控制返回到第一机器状态(Φ1)。

[0044] 第四机器状态(Φ4)可以使得电感器的崩溃磁场能够补充储存在输出电容器118中的电荷。虽然在该状态期间输出电压可以初始地升高，如果变换器上有一些负载，那么在第四机器状态期间的一些点处，典型地，输出电压(VOUT)将开始下降。在进入第四机器状态(Φ4)时，控制器106可以开始监测第二零电流比较器109的输出。当第二零电流比较器109的输出指示了通过电感器101的电流降到了零电流阈值或零电流阈值之下时，控制器106可以从第四机器状态(Φ4)转变为第一机器状态(Φ1)。在第四机器状态期间，可以禁用电感器峰值电流比较器。

[0045] 与第五机器状态(Φ5)相似，第三机器状态(Φ3)可以使得输入电压(VIN)能够通过电感器101被耦接到输出电压(VOUT)。在DCM型变换器中，在接收到时钟转变和指示降压运行模式的状况变量时，可以从第一机器状态(Φ1)进入第三机器状态(Φ3)。在进入第三机器状态(Φ3)时，控制器106可以启动一个或多个延时，诸如最小电流延时、峰值电流延时或斜率检查延时。当在峰值电流延时和最小电流延时完结之后，最小电流比较器112没有指示电感器电流降到最小电流阈值或最小电流阈值之下，并且峰值电流比较器110指示通过电感器101的电流达到了峰值电流阈值时，可以出现从第三机器状态(Φ3)出发的转变的第一路径。在这样的情况下，控制器106可以将变换器从第三机器状态(Φ3)转变为第四机器状态(Φ4)，从而开始使输出电压(VOUT)和电感器101对地放电。

[0046] 当在斜率检查延时和最小电流延时之后，最小电流延时指示电感器电流降到最小电流阈值之下，或者在斜率检查延时之后，峰值电流比较器110指示电感器电流没有达到峰值电流阈值时，可以出现从第三机器状态(Φ3)出发的转变的第二路径。在这样的情况下，控制器106可以将状况变量设为1，并且可以将变换器从第三机器状态(Φ3)转变为第二机器状态(Φ2)。

[0047] 在变换器的DCM控制方法中，电感器电流的斜率可以被用于改变变换器的运行模式。电感器电流斜率可以是输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)之间的关系的指示。例如，在进入输入电压(VIN)经由电感器101被耦接到输出电压(VOUT)的某些机器状态时，在一定的延时之后，电感器电流的改变(或称电感器电流的斜率)可以提供对输入电压电平和输出电压(VOUT)电平的相对接近度的指示。如果电感器电流没有改变预期的量，这样的情况可以指示输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)的值在一定程度上相近。诸如在如以上讨论的第五机器状态(Φ5)和第三机器状态(Φ3)下，与其它控制方法相比，对于这样的关系的适时检测可以提供快速的响应。此外，以上控制方法可以被用于仅在需要比较器时启用比较器，否则禁用比较器，这样节省了额外的能量。

[0048] 在某些示例中，可以设置最小电流阈值、最大电流阈值和峰值电流阈值的延时，并且该延时可以依赖于变换器的额定值。在某些示例中，峰值电流阈值和最大电流阈值可以依赖于反馈电路114的误差放大器的输出。在一些示例中，斜率检查延时可以依赖于变换器电感器的峰值电流设置、最小电流设置和电感。在一些示例中，第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时可以与第三机器状态(Φ3)的不同。例如，第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时可以以较长的斜率检查延时增加变换器的稳定性。然而，较长的斜率检查延时可能减少变换器的响应性，因此，可以根据应用的一个或多个其它标准设置第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时。第三机器状态(Φ3)的斜率检查延时可以依赖于电感器101的大小和峰值电流阈值(TPEAK)。

[0049] 以上基于使用电感器电流的斜率或电感器电流的斜率的表征的控制的优点是：变换器控制器106可以在一个开关循环内响应模式改变事件。当变换器的控制退出第一机器状态时，开关循环可以开始，并且当控制随后进入第一机器状态时，开关循环可以结束。图6A和6B总体例示了当输入电压(VIN)经历阶跃改变时，DCM变换器的示例的控制功能的改变。当输出电压(VOUT)突然改变时(例如，由于负载突然改变)，可以观察到相似的改变。图
6A和6B总体例示了DCM电压变换器的各种信号。各种信号包括输入电压(VIN)、电感器电流(IL)和状况变量(mode)值。相对于电感器电流(IL)，还示出了峰值电流阈值(IPEAK)、最大电流阈值(IMAX)、最小电流阈值(IMIN)和零电流阈值(IZERO)的代表电平。峰值电流阈值(IPEAK)和最大电流阈值(IMAX)可以依赖于来自误差放大器的反馈信息(FB)。在一些示例中，最大电流阈值(IMAX)可以等于峰值电流阈值(IPEAK)加上偏置量。图6A例示了输入电压(VIN)的阶跃减小。在某些示例中，诸如所例示的，变换器可以在一个开关循环中从降压型控制改变为升压型控制，以补偿该改变。斜率检查延时(Islope)可以使得在升降压开关循环期间能够进行升压机器状态与降压机器状态之间的平滑的转变。图6B例示了输入电压(VIN)的阶跃增大。
在某些示例中，诸如所例示的，变换器可以在一个开关循环中从升压型控制改变为降压型控制，以补偿该改变。

[0050] 图7总体例示了根据本主题用于电压变换器的快速脉冲宽度调制(FPWM)控制方法的示例。对于FPWM变换器，每个变换器循环开始于时钟转变。在某些示例中，该方法使用误差放大器作为反馈装置117。误差放大器可以接收输出电压(VOUT)的指示和代表额定期望输出电压的反馈参考电压(FBREF)。反馈电路114的输出(FB)可以被用于为一个或多个比较器提供一定的开关阈值。为了讨论的目的，假定变换器返回到了第一机器状态。在接收到时钟转变时，控制器106可以评估状况变量(mode)，并且可以将变换器的控制转变为第二机器(升压)状态(Φ2)或第三机器(降压)状态(Φ3)。如将看到的，状况变量(mode)的实际值可以依赖于变换器在进入第一机器状态时的运行。

[0051] 第二机器状态(Φ2)使得电感器101能够被耦接在输入电压供应和地之间，并且控制器106可以监测峰值电流比较器110的输出。在某些示例中，峰值电流比较器110可以将从耦接到晶体管开关1的第一电流传感器接收的电流信号与预定的峰值电流阈值进行比较。当通过电感器101的电流(由感测到的通过第一晶体管102的电流表示)达到峰值电流阈值时，峰值电流比较器110可以改变状态，并且控制器106可以转变为第五机器状态(Φ5)。在某些示例中，峰值电流阈值以及最大电流阈值可以包括斜率补偿组分。在第二机器状态(Φ
2)期间，状况变量(mode)的值为1。

[0052] 第五机器状态(Φ5)使得在还经由电感器101将输入电压(VIN)耦接到输出电压(VOUT)时，经由第二机器状态(Φ2)储存在电感器101中的电流能够被转移到输出。当在第五机器状态(Φ5)下时，到下一状态的转变可以根据输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)的相对电压电平。在进入第五机器状态(Φ5)时，控制器106可以开始一个或多个延时，包括但不限于最大电感器电流延时和斜率检查延时。在最大电感器电流延时完结时，评估最大电感器电流比较器的输出。在某些示例中，控制器106可以监测由一个开关的电流传感器的输出表示的电感器电流的实际值，并且可以记录电感器电流的低电流或谷值。在第五机器状态(Φ5)期间，评估第一零电流比较器113的输出。在第五机器状态期间，可以禁用电感器峰值电流比较器。

[0053] 如果输入电压(VIN)充分地大于输出电压(VOUT)，那么可以出现从第五机器状态(Φ5)出发的变换器的第一转变路径。在这样的情景中，电感器电流可能继续升高超过峰值电流阈值，使得最大电流比较器111指示电感器电流达到了或超过了最大电感器电流阈值。此外，控制器106可以将状况变量(mode)从值为1改变为值为0，指示了变换器从升压运行模式(mode＝1)转变为降压运行模式(mode＝0)，并且控制器106可以将变换器从第五机器状态(Φ5)转变为第四机器状态(Φ4)。电感器最小电流阈值(TMIN)等于电感器谷值电流加上偏置量。如果这是初始开关循环，那么谷值电流缺省值为零。

[0054] 如果电感器电流没有达到或超过最大电感器电流阈值，并且在斜率检查延时完结时可以将电感器电流与Ipeak-Islope进行比较，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发的变换器的第二转变路径。在某些示例中，可以使用附加的、可选的比较器119进行该比较。在一些示例中，在第五机器状态期间，通过将最小电流阈值(TMIN)调整为代表Ipeak-Islope的值，可以对最小电流比较器赋予新的用途。如果在斜率检查延时完结时，电感器电流大于Ipeak-Islope，那么控制器106可以将变换器转变为第四机器状态(Φ4)。这一特定的检查允许从第五机器状态(Φ5)出发的通常不会出现的转变。基于斜率检查延时的转变指示了，当变换器相对于输入电压(VIN)对输出电压(VOUT)进行升压时，输入电压(VIN)处于输出电压(VOUT)或接近输出电压(VOUT)。如果电感器电流没有减少到Ipeak-Islope并且接收到新的时钟信号，控制器106可以从第五机器状态(Φ5)转变为第二机器状态(Φ2)。

[0055] 如果第一零电流比较器113指示电感器电流越过了零电流阈值之下，那么可以进行从第五机器状态(Φ5)出发并且到第一机器状态(Φ1)的变换器运行的第三转变路径。在FPWM型控制方案中，零电流阈值可以提供通过电感器101的电流为负的指示。

[0056] 第四机器状态(Φ4)可以使得电感器101的崩溃磁场能够补充储存在输出电容器118中的电荷。第四机器状态(Φ4)指示变换器在降压运行模式下或者在升降压运行模式的降压开关循环中。在进入第四机器状态(Φ4)时，控制器106可以使用第二零电流比较器109监测负的电感器电流，并且如果这样的情况存在，控制器106可以进行到第一机器状态(Φ
1)。如果没有检测到负的电感器电流，变换器可以保持在第四机器状态下，直到接收到时钟脉冲或时钟信号转变。在接收到时钟脉冲或时钟转变时，并且如果状况变量(mode)等于零(降压模式)，控制器106可以将变换器转变为第三机器状态(Φ3)。在接收到时钟脉冲或时钟转变时，并且状况变量等于1(升压模式或升降压模式)，控制器106可以将变换器转变为第二机器状态(Φ2)。

[0057] 与第五机器状态(Φ5)相似，第三机器状态(Φ3)可以使得输入电压(VIN)能够通过电感器101被耦接到输出电压(VOUT)。在FPWM型变换器中，在接收到时钟转变和指示降压运行模式的状况变量(mode)时，可以从第一机器状态(Φ1)进入第三机器状态(Φ3)。在进入第三机器状态(Φ3)时，控制器106可以启动一个或多个延时，包括但不限于最小电流延时和斜率检查延时。当在最小电流延时完结之后，最小电流比较器112没有指示电感器电流降到最小电流阈值或最小电流阈值之下，并且峰值电流比较器110指示通过电感器101的电流达到了峰值电流阈值时，可以出现从第三机器状态(Φ3)出发的转变的第一路径。在这样的情况下，控制器106可以将变换器从第三机器状态(Φ3)转变为第四机器状态(Φ4)，从而开始使输出电压(VOUT)和电感器101对地放电。

[0058] 当在斜率检查延时和最小电流延时之后，最小电流延时指示电感器电流降到最小电流阈值或最小电流阈值之下，或者在斜率检查延时之后，峰值电流比较器110指示电感器电流没有达到峰值电流阈值时，可以出现从第三机器状态(Φ3)出发的转变的第二路径。在这样的情况下，控制器106可以将状况变量设为1，并且可以将变换器从第三机器状态(Φ3)转变为第二机器状态(Φ2)。在某些示例中，最小电流阈值可以是在控制器106处接收的最新的谷值电流加上偏置量。

[0059] 如可以从对变换器的FPWM控制方法的以上描述中注意到的，电感器电流的斜率被用于改变变换器的运行模式。电感器电流斜率可以是输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)之间的关系的指示。例如，在进入输入电压(VIN)经由电感器101被耦接到输出电压(VOUT)的某些机器状态时，在一定的延时之后，电感器电流的改变(或称电感器电流的斜率)可以提供输入电压电平和输出电压电平的相对接近度的指示。如果电感器电流没有改变预期的量，这样的情况可以指示输入电压(VIN)和输出电压(VOUT)的值在一定程度上相近。诸如在如以上讨论的第五机器状态(Φ5)和第三机器状态(Φ3)下，与其它控制方法相比，对于这样的关系的适时检测可以提供快速的响应。此外，以上控制方法仅在需要比较器时启用比较器，这样节省了额外的能量。

[0060] 在某些示例中，可以设置最小电流阈值和峰值电流阈值的延时，并且该延时可以依赖于变换器的额定值。在某些示例中，峰值电流阈值和最大电流阈值可以依赖于反馈电路114的误差放大器的输出。在一些示例中，斜率检查延时可以依赖于变换器电感器的峰值电流设置、最小电流设置和电感。在一些示例中，第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时可以与第三机器状态(Φ3)的不同。例如，典型地，第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时可以以较长的延时增加变换器的稳定性。然而，较长的延时可能减少变换器的响应性，因此，可以根据应用的设计标准设置第五机器状态(Φ5)的斜率检查延时。第三机器状态(Φ3)的斜率检查延时可以依赖于电感器101的大小以及最小电流阈值和最小电流延时。在FPWM变换器的某些示例中，最大电流比较器111和峰值电流比较器110的参考电压可以与斜率补偿信号相加，从而有助于变换器100的稳定性。

[0061] 图8A和8B总体例示了滞回变换器的各种信号。各种信号包括输入电压(VIN)、电感器电流(IL)、时钟信号(clock)和状况变量(mode)值。相对于电感器电流(IL)，还示出了峰值电流阈值(IPEAK)、最大电流阈值(IMAX)、最小电流阈值(IMIN)和谷值电流阈值(IVALLEY)的代表电平。在某些示例中，峰值电流阈值(IPEAK)和最大电流阈值(IMAX)可以依赖于来自误差放大器的反馈信息(FB)。在一些示例中，最大电流阈值(IMAX)可以等于峰值电流阈值(IPEAK)加上偏置量。例如，

[0062] Ipeak＝kFB，

[0063] IMAX＝kFB+offsetMAX，

[0064] 其中k是比例值，可以与电流传感器的电路相关，offsetMAX为最大偏移量。在某些示例中，最小电感器电流阈值可以等于之前的开关循环的谷值电流(IVALLEY)加上偏置量。例如，

[0065] IMIN＝kIVALLEY+offsetMIN，

[0066] 其中k是比例值，可以与电流传感器的电路相关，offsetMIN为最小偏移量。图8A例示了输入电压(VIN)的阶跃减小。在某些示例中，诸如所例示的，变换器可以在一个开关循环中从降压型控制改变为升压型控制，以补偿该改变。图8B例示了输入电压(VIN)的阶跃增大。在某些示例中，诸如所例示的，变换器可以在一个开关循环中从升压型控制改变为降压型控制，以补偿该改变。

[0067] 各种注解与示例

[0068] 在示例1中，运行开关模式直流-直流电压变换器的方法可以包括：在第一机器状态期间，将变换器的输出电压端子从直流-直流电压变换器的电感器隔离，并且从地电位隔离；在第二机器状态期间，使用输入电压供应、第一晶体管和第三晶体管在变换器的电感器中建立电感器电流；在第三机器状态期间或者在第五机器状态期间，使用第一晶体管和第四晶体管，将输入电压供应经由电感器耦接到输出电压端子；在第四机器状态期间，使用第二晶体管和第四晶体管，将输出电压端子经由电感器耦接到地电位；以及当在第一斜率检查延时时段期间电感器电流的斜率小于第一斜率阈值时，从第五机器状态转变为第四机器状态。

[0069] 在示例2中，示例1的从第五机器状态到第四机器状态的转变可选地包括：当在斜率检查延时期间电感器电流的斜率小于斜率阈值，并且在斜率检查延时期间电感器电流没有达到最大电流阈值时，从第五机器状态转变为第四机器状态。

[0070] 在示例3中，示例1-2中的任意一个或多个的方法可选地包括：当在第二斜率检查延时期间电感器电流的斜率小于第二斜率阈值时，从第三机器状态转变为第二机器状态。

[0071] 在示例4中，示例1-3中的任意一个或多个的方法可选地包括：将输出电压端子处的电压的指示与直流-直流电压变换器的滞回比较器处的反馈参考值进行比较以提供反馈信息，以及当反馈信息在第一状态下时，不转变到第一机器状态。

[0072] 在示例5中，示例1-4中的任意一个或多个的方法可选地包括：当反馈信息在第二状态下时，从第四机器状态转变或从第四机器状态转变为第一机器状态。

[0073] 在示例6中，示例1-5中的任意一个或多个的方法可选地包括：在直流-直流电压变换器的控制器处接收时钟信号，以及使用时钟信号的第一沿从第一机器状态转变。

[0074] 在示例7中，示例1-6中的任意一个或多个的方法可选地包括：使用时钟信号的第二沿从第五机器状态转变为第二机器状态。

[0075] 在示例8中，示例1-7中的任意一个或多个的方法可选地包括：使用时钟信号的第三沿从第四机器状态转变为第三机器状态。

[0076] 在示例9中，电压变换器的控制电路可以包括控制器电路和电流斜率检查延时发生器，控制器电路被配置为使用四个耦接到电压变换器的电感器的开关控制通过电感器的电流，电流斜率检查延时发生器被配置为产生电流斜率检查延时，其中控制器电路被配置为当电感器被经由四个开关中的第一开关耦接到输入电压并且经由四个开关中的第四开关耦接到输出电压时，启动电流斜率检查延时，从而将在电流斜率检查延时完结时通过电感器的电流的电平与参考电流电平进行比较，基于该电平与参考电流电平的比较设置电流斜率变量，并且基于电流斜率变量的第一状态改变控制器的机器状态。

[0077] 在示例10中，示例1-9中的任意一个或多个的控制器可选地被配置为在多个机器状态中的一个下运行，多个机器状态包括第一机器状态、第二机器状态、第三机器状态、第四机器状态和第五机器状态，其中：在第一机器状态下，控制器被配置为将四个开关中的至少第一开关、第二开关和第三开关设置为高阻抗状态；在第二机器状态下，控制器被配置为将第一开关和第三开关设置为低阻抗状态，其中第一开关被配置为在低阻抗状态下耦接输入电压与电感器的第一节点，并且第三开关被配置为在低阻抗状态下耦接电感器的第二节点与地；在第三机器状态下，控制器被配置为将第一开关和第四开关设置为低阻抗状态，其中第一开关被配置为在低阻抗状态下耦接输入电压与电感器的第一节点，并且第四开关被配置为在低阻抗状态下耦接电感器的第二节点与输出电压；在第四机器状态下，控制器被配置为将第二开关和第四开关设置为低阻抗状态，其中第二开关被配置为在低阻抗状态下耦接电感器的第一节点与地，并且第四开关被配置为在低阻抗状态下耦接电感器的第二节点与输出电压；在第五机器状态下，控制器被配置为将第一开关和第四开关设置为低阻抗状态，其中第一开关被配置为在低阻抗状态下耦接输入电压与电感器的第一节点，并且第四开关被配置为在低阻抗状态下耦接电感器的第二节点与输出电压。

[0078] 在示例11中，示例1-10中的任意一个或多个的控制电路可选地包括滞回比较器，滞回比较器被配置为接收输出电压的电平的指示并且将该指示与参考电压窗口进行比较，并且其中控制器被配置为在第四状态期间，如果输出电压的电平的指示在参考窗口的上限处或参考窗口的上限之上，则从第四机器状态改变为第一机器状态。

[0079] 在示例12中，示例1-11中的任意一个或多个的控制电路可选地包括被配置为接收输出电压的电平的指示的滞回比较器，从而将该指示与参考电压窗口进行比较，并且在第四状态期间，如果输出电压的电平的指示在参考窗口的上限处或参考窗口的上限之上，则从第五机器状态改变为第一机器状态。

[0080] 在示例13中，示例1-12中的任意一个或多个的控制器可选地被配置为当电流斜率变量在第一状态下时，则从第三机器状态转变为第二机器状态。

[0081] 在示例14中，示例1-13中的任意一个或多个的控制电路可选地包括峰值电感器电流比较器，峰值电感器电流比较器被配置为接收电感器电流的指示并且将该指示与参考峰值电流电平进行比较，并且其中控制器被配置为如果在电流斜率检查延时完结时该指示低于参考峰值电流电平，则在第三机器状态期间将电流斜率变量设置为第一状态。

[0082] 在示例15中，示例1-14中的任意一个或多个的控制器可选地被配置为当电流斜率变量在第一状态下时，则从第五机器状态转变为第四机器状态。

[0083] 在示例16中，示例1-3中的任意一个或多个的控制电路可选地包括零电流比较器电路，零电流比较器电路被配置为接收电感器电流的指示并且将该指示与阈值零电流电平进行比较，并且其中控制器被配置为如果在电流斜率检查延时完结时该指示在阈值零电流电平之上，则在第五机器状态期间将电流斜率变量设置为第一状态。

[0084] 在示例17中，开关模式直流-直流电压变换器可以包括电感器、至少四个开关和控制器电路，其中至少四个开关被耦接到电感器并且被配置为引导电流通过电感器从而使用变换器的输入电压供应和参考地在电压变换器的输出电压端子处提供期望输出电压，控制器电路被配置为接收通过电感器的电感器电流的指示并且使用电感器电流的斜率来控制包括升压运行模式、降压运行模式和升降压运行模式的运行模式组中的两个运行模式之间的改变。

[0085] 在示例18中，示例1-17中的任意一个或多个的控制器可选地被配置为在开关模式直流-直流电压变换器的至少五个机器状态期间以及在机器状态的转变之间，控制至少四个开关。

[0086] 在示例19中，在第一机器状态期间，示例1-18中的任意一个或多个的控制电路可选地被配置为将变换器的输出电压端子从电感器隔离，并且从地电位隔离；在第二机器状态期间，示例1-18中的任意一个或多个的控制电路可选地被配置为使用输入电压供应、至少四个开关中的第一开关和至少四个开关中的第三开关在电感器中建立电感器电流；在第三机器状态期间或者在第五机器状态期间，示例1-18中的任意一个或多个的控制电路可选地被配置为使用至少四个开关中的第一开关和第四开关，将输入电压供应经由电感器耦接到输出电压端子；并且在第四机器状态期间，示例1-18中的任意一个或多个的控制电路可选地被配置为使用至少四个开关中的第二开关和第四开关，将输出电压端子经由电感器耦接到地电位。

[0087] 在示例20中，示例1-19中的任意一个或多个的控制电路可选地被配置为当在第一斜率检查延时时段期间电感器电流的斜率小于第一斜率阈值时，从第五机器状态转变为第四机器状态。

[0088] 在示例21中，示例1-18中的任意一个或多个的控制电路可选地被配置为当在第一斜率检查延时时段期间电感器电流的斜率小于第一斜率阈值时，从第三机器状态转变为第二机器状态。

[0089] 示例22可以包括主题，或者可以可选地与示例1到21中的任意一个或多个的任意部分或任意部分的组合相结合以包括主题，该主题可以包括用于执行示例1到21的功能中的任意一个或多个的器件，或者包括指令的机器可读介质，其中当指令被机器执行时，导致机器执行示例1到21的功能中的任意一个或多个。

[0090] 这些非限定性示例中的每个可以单独作用，或者可以以各种排列或组合与一个或多个其它示例相结合。

[0091] 以上详细描述包括对附图的参考，附图形成了详细描述的一部分。附图通过例示的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。在本文中，这些实施例还被称为“示例”。这样的示例可以包括被示出或描述的那些元件以外的元件。然而，本发明人还构思了仅设置有被示出或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还构思了使用相应于特定的示例(或其一个或多个方面)或相应于在本文中示出或描述的其它示例(或其一个或多个方面)所示出或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任意组合或排列的示例。

[0092] 在本文献与通过引用并入本文的任意文献之间有不一致的用法的情况下，以本文献的用法为准。

[0093] 在本文献中，如在专利文献中常用的，使用术语“一”或“一个”包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的其它任意例子或用法。在本文献中，除非有相反指示，使用术语“或”指代非排他性的或，使得“A或B”包括“A但非B”、“B但非A”和“A和B”。在本文献中，使用术语“包括”和“在其中”作为相应的术语“包含”和“其中”的通俗等同物。此外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放的，即，除了在权利要求中的这样的术语之后列出的那些元件以外还包括其它元件的系统、装置、物品、组分、公式或处理，仍应被认为落在该权利要求的范围内。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标记，并不意图对它们的对象施加标号要求。

[0094] 在本文中描述的方法示例可以是至少部分地机器实现或计算机实现的。一些示例可以包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质，其中指令可操作将电子装置配置为执行如在以上示例中描述的方法。这样的方法的实施方式可以包括代码，诸如微代码(microcode)、汇编语言代码(assembly language code)、高级语言代码(higher-level language code)等。这样的代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的部分。进一步地，在示例中，诸如在执行期间或在其它时间，代码可以被有形地储存在一个或多个易失性、非瞬时性或非易失性有形计算机可读介质上。这些有形计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，压缩光盘(compact disk)和数码视频光盘(digital video disk))、磁盒(magnetic cassette)、存储卡或存储条、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

[0095] 以上描述意图为说明性的而非限制性的。例如，以上描述的示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。诸如，本领域普通技术人员在查看以上描述时，可以使用其它实施例。遵照37C.F.R§1.72(b)提供摘要，以使得读者能够快速确定本技术公开的类别。呈交本摘要时，应理解本摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或意义。此外，在以上的具体实施方式中，可以将各种特征集合在一起以组织本公开。这不应被解释为意指未要求保护的公开的特征对于任意权利要求是必要的。相反地，发明主题可能在少于特定的公开的实施例的全部特征中。这样，由此将以下权利要求作为示例或实施例并入具体实施方式中，其中每个权利要求作为单独的实施例独立作用，并且可构想这样的实施例可以以各种组合或排列彼此结合。本发明的范围应该参考所附权利要求以及这样的权利要求所拥有权利的等同物的全部范围来确定。