專利名稱：升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器及其電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流/直流轉(zhuǎn)換器，更具體的是涉及升壓型直流/直流轉(zhuǎn)換器及其控制器。
背景技術(shù)：
直流/直流轉(zhuǎn)換器用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出直流電壓。升壓轉(zhuǎn)換器是直流/直流轉(zhuǎn)換器中的一種，它可將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)更高的輸出直流電壓。這種升壓轉(zhuǎn)換器可用于各種電子裝置，包括由電池供電的便攜式電子裝置。通常，輸出電壓被調(diào)節(jié)至一個(gè)所需值，但是由于電池放電或不同的負(fù)載電流，輸入電壓會改變。升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓由一個(gè)控制器控制，此控制器控制一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。
一種提供給開關(guān)的控制信號為脈寬調(diào)制(PWM)信號，改變PWM信號的占空比可控制開關(guān)狀態(tài)。對于使用PWM控制信號的升壓轉(zhuǎn)換器，該升壓轉(zhuǎn)換器的相關(guān)電感的電流紋波取決于PWM控制信號的占空比(D)。當(dāng)D＝0.5時(shí)，電感電流紋波最大；當(dāng)D＞0.5或者D＜0.5時(shí)，電感電流紋波減小。當(dāng)設(shè)計(jì)這種升壓轉(zhuǎn)換器時(shí)，需要考慮最壞情況下的電感電流極限。這就需要有一個(gè)電感承載峰值電流而不飽和鐵芯。對于由PWM控制信號控制的升壓轉(zhuǎn)換器，必須根據(jù)D＝0.5時(shí)的峰值電流設(shè)計(jì)該電感的尺寸，D＝0.5時(shí)的輸入電壓滿足VIN＝VOUT/2。對于其他輸入電壓，峰值電流減小，因此電感未充分使用。同樣的未充分使用影響到所有的升壓轉(zhuǎn)換器元件，包括電源開關(guān)，輸出和輸入濾波電容，這些電容用于平滑輸出電壓和對輸入電壓進(jìn)行濾波。這些會對該升壓轉(zhuǎn)換器的成本、尺寸和效率產(chǎn)生負(fù)面影響。其他類型的控制信號，例如改變頻率的脈沖頻率調(diào)制控制信號(PFM)，會產(chǎn)生同一個(gè)PWM控制信號控制的該升壓轉(zhuǎn)換器類似的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出直流電壓，所述升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)；一個(gè)電感，與所述至少一個(gè)開關(guān)中的每一個(gè)相連接；和一個(gè)控制器，所述控制器與所述至少一個(gè)開關(guān)相連接，該控制器可提供一個(gè)第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)響應(yīng)該第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)進(jìn)入一個(gè)閉合狀態(tài)且該狀態(tài)持續(xù)一個(gè)第一時(shí)間，所述第一時(shí)間依賴于所述輸入直流電壓和一個(gè)第一常量。
本實(shí)用新型還提供一個(gè)電子裝置，所述電子裝置包括直流電壓源；負(fù)載；和一個(gè)升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出直流電壓，所述升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器輸入端連接于直流電壓源，輸出端連接于負(fù)載，述升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)；一個(gè)電感，與所述至少一個(gè)開關(guān)中的每一個(gè)相連接；和一個(gè)控制器，所述控制器與所述至少一個(gè)開關(guān)相連接，該控制器可提供一個(gè)第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)響應(yīng)該第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)進(jìn)入一個(gè)閉合狀態(tài)且該狀態(tài)持續(xù)一個(gè)第一時(shí)間，所述第一時(shí)間依賴于所述輸入直流電壓和一個(gè)第一常量。
本實(shí)用新型還提供一種升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)高于所述輸入直流電壓的輸出直流電壓，其特征在于所述直流/直流轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)高側(cè)開關(guān)和一個(gè)低側(cè)開關(guān)；一個(gè)電感，與所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)相連接；和一個(gè)控制器，與所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)相連接，所述控制器控制所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)處于三種狀態(tài)閉合時(shí)間狀態(tài)，斷開時(shí)間狀態(tài)和跳躍時(shí)間狀態(tài)，在所述閉合時(shí)間狀態(tài)，所述控制器切換所述高側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)并切換所述低側(cè)開關(guān)至閉合狀態(tài)，所述低側(cè)開關(guān)保持一個(gè)閉合時(shí)間段的閉合狀態(tài)，所述閉合時(shí)間段依賴于所述輸入直流電壓和一個(gè)第一常量，在所述斷開時(shí)間狀態(tài)，所述控制器切換所述高側(cè)開關(guān)至閉合狀態(tài)并切換所述低側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)，所述控制器預(yù)測所述電感上的電流達(dá)到零時(shí)，控制所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)至所述跳躍時(shí)間狀態(tài)，所述控制器切換所述高側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)并切換所述低側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)。
本實(shí)用新型可減小元件尺寸可用來節(jié)省空間，元件的成本也低于采用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)采用超大元件的成本。


圖1A示出了具有一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器的一個(gè)電子裝置的簡化框圖；圖1B示出了圖1A所示升壓轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例的框圖；圖1C示出了圖1B所示實(shí)施例的一個(gè)時(shí)序圖；圖1D示出了圖1B所示實(shí)施例的另一個(gè)時(shí)序圖，此時(shí)序圖對工作在重載和輕載情況進(jìn)行了對比；圖2A示出了圖1A所示升壓轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)實(shí)施例的框圖；圖2B示出了圖2A所示升壓轉(zhuǎn)換器在連續(xù)電流模式下工作的時(shí)序圖；圖2C示出了圖2A所示升壓轉(zhuǎn)換器在不連續(xù)電流模式下工作的時(shí)序圖；圖3示出了圖2A所示壓控電流源的電路圖；圖4示出了圖3所示壓控電流源的一個(gè)潛在實(shí)施例的電路圖；圖5示出了圖2A所示壓控可切換電流沉的電路圖；
圖6示出了圖5所示壓控可切換電流沉的一個(gè)潛在實(shí)施例的電路圖；圖7示出了圖2A所示Vcap、ndr和pdr在連續(xù)電流模式下的波形圖；圖8示出了圖2A所示Vcap、ndr和pdr在不連續(xù)電流模式下的波形圖；圖9示出了圖2A所示反饋控制電路的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖10示出了圖2A所示幾個(gè)元件的電壓和電流的波形圖；圖11示出了圖2A所示電流檢測電路的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
雖然如下詳細(xì)描述將參考示例性實(shí)施例展開，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，顯然，他們會認(rèn)識到本實(shí)用新型存在許多同等物、修訂和變更描述。因此，希望可以更寬泛的理解本實(shí)用新型。
圖1A示出了一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)電子裝置190，該電子裝置具有一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器100。該電子裝置190可以是任何一種電子裝置，包括但不限于服務(wù)器、臺式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、電源工具等。電子裝置190可以從任何一種電源獲取電能，例如一個(gè)直流電源180。該直流電源可以是任何一種電源，例如交流/直流(AC/DC)適配器、直流“香煙”(“cigarette”)型適配器、電池或者可充電電池。一個(gè)可充電電池包括任何一種可充電電池，例如鋰離子電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或者類似電池。該升壓轉(zhuǎn)換器100可以接收一個(gè)直流輸入電壓VIN，并向一個(gè)負(fù)載170提供一個(gè)輸出直流電壓VOUT，輸出電壓VOUT大于輸入電壓VIN。
圖1B更詳細(xì)地示出了圖1A所示升壓轉(zhuǎn)換器100的一個(gè)實(shí)施例100a的框圖。通常，升壓轉(zhuǎn)換器100a接收一個(gè)輸入直流電壓VIN，并提供所需的輸出直流電壓VOUT，輸出電壓VOUT大于輸入電壓VIN。升壓轉(zhuǎn)換器100a通常包括一個(gè)電感112、一個(gè)主開關(guān)SW2和電流檢測電路113、一個(gè)同步開關(guān)SW1109、一個(gè)整流二極管110和一個(gè)輸出電容111。嵌入電路113的開關(guān)SW1 109和電流檢測電路可能在一些實(shí)施例中被略去。本文所使用的電路包括，例如，硬連線電路、可編程電路、狀態(tài)機(jī)電路、和/或存儲可編程電路所執(zhí)行指令的固件，這些電路可單獨(dú)使用或者任意結(jié)合使用。
驅(qū)動和先斷后接(BBM)電路116通過路徑115可斷開和閉合開關(guān)SW2，并且該電路116還可通過路徑114斷開和閉合開關(guān)SW1 109。電路116包括可防止開關(guān)SW1和SW2同時(shí)導(dǎo)通的BBM電路。當(dāng)開關(guān)SW2閉合時(shí)，電感112的電流按斜率VIN/L線性增加。電流增加的幅度與SW2的導(dǎo)通時(shí)間成正比。當(dāng)SW2斷開后，電流可通過二極管110或者開關(guān)SW1 109傳輸?shù)捷敵鼍€103。反饋電路108可監(jiān)測輸出電壓VOUT，當(dāng)開關(guān)SW1 109斷開時(shí)，可直接從輸出線103監(jiān)測輸出電壓，或者當(dāng)SW1閉合時(shí)，從節(jié)點(diǎn)128監(jiān)測輸出電壓，并向比較器107提供反饋信息，例如，路徑130上的電壓Vfb。該反饋信息除了具有一個(gè)電壓成分外，還有一個(gè)電流成分以確?；芈贩€(wěn)定性。
比較器107比較來自反饋電路108的路徑130上的反饋電壓Vfb和路徑102的設(shè)定電壓VSET，并通過與比較器107的一個(gè)輸出相連接的路徑106向控制邏輯電路121提供一個(gè)VOUT_LOW信號。因此，該VOUT_LOW信號表示輸出電壓VOUT和設(shè)定電壓VSET存在差異。
一個(gè)表示輸入電壓VIN的信號可通過路徑124提供給壓控tON發(fā)生器電路125。壓控tON發(fā)生器電路可根據(jù)輸入電壓VIN和一個(gè)常量輸出一個(gè)持續(xù)時(shí)間為tON的脈沖。tON持續(xù)時(shí)間與輸入電壓成反比，如方程(1)所示，其中K為一個(gè)常量(1)tON＝K/VIN在一個(gè)實(shí)施例中，K的值可以為0.58×10-6。根據(jù)方程(1)，從VIN到tON的轉(zhuǎn)換可通過模擬或者數(shù)字的方法實(shí)現(xiàn)。tON由來自控制邏輯電路121的TON_START信號通過路徑122觸發(fā)。如果由比較器107提供的VOUT_LOW信號指示反饋電壓Vfb小于設(shè)定電壓VSET，則控制邏輯電路121產(chǎn)生TON_START信號。tON脈沖經(jīng)路徑123被傳輸?shù)娇刂七壿嬰娐?21。在tON脈沖期間，控制邏輯電路121啟動通向驅(qū)動器116的路徑127上的SW2_ON信號。作為響應(yīng)，驅(qū)動器116驅(qū)動開關(guān)SW2閉合。這可導(dǎo)致從VIN流出并流經(jīng)電感112、節(jié)點(diǎn)128和開關(guān)SW2的電流增加。在這種情況下，電流的斜率為VIN/L。
當(dāng)SW2閉合時(shí)，電感112的電流紋波可因此由方程(2)定義(2)ΔIL＝(VIN/L)×tON因此，電流的幅值與tON和電流上升的斜率成比例增加。因?yàn)閠ON是如方程(1)所定義的一個(gè)參數(shù)，方程(2)可重新寫成方程(3)的形式，即將方程(1)中的tON的值代入方程(2)。
(3)ΔIL＝(VIN/L)×K/VIN＝K/L如方程(3)所示，因?yàn)镵和L都是常量，所以電流紋波ΔIL是一個(gè)常量。有利的是，這一特性容許升壓轉(zhuǎn)換器100的最佳設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)充分利用電感112和電路113中開關(guān)SW2的電流負(fù)荷能力。因此，不必像現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中那樣，對電感112和升壓轉(zhuǎn)換器100的其他元件的尺寸超大設(shè)計(jì)。對于一個(gè)對此處空間要求很高的環(huán)境，減小元件尺寸可用來節(jié)省空間。元件的成本也低于采用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)采用超大元件的成本。
當(dāng)tON結(jié)束時(shí)，控制邏輯電路121切換SW2_ON信號到無效狀態(tài)。作為響應(yīng)，開關(guān)SW2斷開。當(dāng)tON結(jié)束時(shí)，控制邏輯電路121還發(fā)出路徑105上的TOFF_START命令。路徑105上的TOFF_START命令觸發(fā)壓控tOFF發(fā)生器電路101。壓控tOFF發(fā)生器電路101經(jīng)由路徑129向控制邏輯電路121輸出一個(gè)tOFF脈沖。在tOFF期間，控制邏輯電路121啟動SW1_ON信號，此信號可經(jīng)由路徑126傳輸?shù)津?qū)動器116。作為響應(yīng)，驅(qū)動器116驅(qū)動開關(guān)SW1 109閉合。
電感112中積蓄的能量可在tOFF時(shí)間間隔內(nèi)釋放到輸出線113，用于向輸出電容111充電和驅(qū)動VOUT處所接負(fù)載(未示出)。為了避免SW1和SW2的同時(shí)導(dǎo)通，嵌入電路116的BBM電路可使這兩個(gè)開關(guān)保持很短一段時(shí)間的斷開狀態(tài)。在BBM時(shí)間間隔段內(nèi)，從電感112流出的電流可經(jīng)由二極管110流向輸出線103。
如果路徑106的VOUT_LOW信號指示，當(dāng)tON結(jié)束后，反饋電壓Vfb大于設(shè)定電壓VSET，并且產(chǎn)生了TOFF_START信號，控制邏輯電路121保持TOFF_ACCEL信號無效。在這種情況下，tOFF脈沖的持續(xù)時(shí)間符合方程(4)(4)tOFF＝K/((VSET×D)_VIN)，其中D是一個(gè)反饋因子＝VOUT/Vfb。
相反，如果VOUT_LOW信號指示，當(dāng)tON結(jié)束后的任何時(shí)刻，反饋電壓Vfb小于設(shè)定電壓VSET，控制邏輯電路121使TOFF_ACCEL信號有效。在這種情況下，tOFF將被加速并持續(xù)一個(gè)比方程(4)所述的tOFF更短的時(shí)間。
當(dāng)tOFF結(jié)束時(shí)，控制邏輯電路121查看VOUT_LOW信號。當(dāng)路徑106上的VOUT_LOW信號指示路徑130的反饋電壓Vfb小于設(shè)定電壓VSET時(shí)，控制邏輯電路121立即發(fā)出TON_START命令，該命令啟動一個(gè)新的周期。如果路徑106上的信號VOUT_LOW指示輸出電壓大于設(shè)定電壓VSET時(shí)，控制邏輯電路121等待VOUT_LOW改變狀態(tài)后發(fā)出TON_START命令。通過這種方式，可調(diào)節(jié)路徑103上的輸出電壓VOUT。這種方式的優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在當(dāng)負(fù)載很小時(shí)通過跳躍脈沖的方式保持低負(fù)載電流時(shí)的高效率，并且電容111可以使輸出電壓保持在范圍內(nèi)的時(shí)間長于切換時(shí)間。
嵌入SW2&電流檢測電路113的電流檢測電路可避免過流情況的發(fā)生保護(hù)電源元件。電流檢測電路通過路徑117向比較器119提供一個(gè)指示電感電流的信號。比較器119比較路徑117上的電流信號和一個(gè)來自路徑118的預(yù)置電流極值信號OVC_lim。當(dāng)電感電流超出預(yù)置極值時(shí)，路徑120上來自比較器118的輸出信號有效。當(dāng)路徑120上的過流信號有效時(shí)，控制邏輯電路121撤銷SW2_ON信號。這會引發(fā)SW2開關(guān)轉(zhuǎn)入斷開狀態(tài)并觸發(fā)壓控tOFF發(fā)生電路101。同時(shí)，路徑120上的過流信號重置壓控tON發(fā)生電路125。tOFF結(jié)束后，控制邏輯電路121通過觸發(fā)tON啟動一個(gè)新的周期。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到如上所述電路101、121、125、108、116和113以及比較器107、119可采用模擬電路、數(shù)字電路、和數(shù)?；旌想娐穼?shí)現(xiàn)。例如，比較器107和119可視為模擬或/和數(shù)字比較器。同樣，壓控時(shí)序發(fā)生電路101和125以及反饋電路108可采用模擬電路，也可采用可編程計(jì)數(shù)器、門電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，壓控時(shí)序發(fā)生電路101、125和控制邏輯電路101可集成到一個(gè)單控制器或者呈現(xiàn)出其他分割形式，只要能提供同樣的功能。開關(guān)和電流檢測電路可全部或者部分的集成到同樣的集成電路。此處所謂一個(gè)“集成電路”指一個(gè)半導(dǎo)體裝置和/或一個(gè)微電子裝置，例如，一個(gè)半導(dǎo)體集成電路芯片。
圖1C示出了一個(gè)時(shí)序圖，該時(shí)序圖示出了圖1B所示升壓轉(zhuǎn)換器100a這一實(shí)施例的詳細(xì)工作情況。圖示了控制邏輯電路121隨時(shí)間變化的不同輸入和輸出信號。在t1和t2時(shí)間段，壓控tON發(fā)生電路125提供一個(gè)TON_IN脈沖，其持續(xù)時(shí)間依賴于方程(1)或tON＝K/VIN中的輸入電壓VIN和常數(shù)K。因此作為響應(yīng)，SW2_ON信號啟動并閉合開關(guān)SW2。電感112上的電感電流在t1和t2時(shí)間段開始斜線上升。電感電流的變化ΔIL或者這段時(shí)間的電流紋波由方程(3)或者ΔIL＝(VIN/L)×K/VIN＝K/L給出。
在t2和t3時(shí)間段內(nèi)，壓控tOFF發(fā)生器電路提供一個(gè)TOFF_IN脈沖，因?yàn)閂OUT_LOW信號指示Vfb大于VSET，所以該脈沖持續(xù)時(shí)間如方程(4)或tOFF＝K/((VSET×D)_VIN)所示。在該時(shí)間段，開關(guān)SW1閉合，開關(guān)SW2斷開，并且電感電流開始斜線下降。在t3時(shí)刻，VOUT_LOW指示Vfb小于VSET，因此TON_START命令在這一時(shí)刻被立刻發(fā)出，用來啟動一個(gè)新的周期。如果在t4和t5時(shí)間段內(nèi)指示Vfb小于VSET，將產(chǎn)生一個(gè)被加速的tOFF(TOFF_ACCEL被啟動)其持續(xù)時(shí)間小于K/((VSET×D)_VIN)。
圖1D示出了一個(gè)時(shí)序圖，該時(shí)序圖示出了圖1B所示升壓轉(zhuǎn)換器100a這一實(shí)施例的詳細(xì)工作情況并對重負(fù)載和輕負(fù)載情況下的工作情況進(jìn)行了比較。通常，180圖是輕負(fù)載情況下，電感112的電流隨時(shí)間變化的電感電流波形圖，也稱作不連續(xù)電流模式(DCM)；182圖是重負(fù)載情況下，隨時(shí)間變化的電感電流波形圖，也稱作連續(xù)電流模式(CCM)。比較器107提供的VOUT_LOW信號指示負(fù)載的輕重情況。當(dāng)Vfb小于VSET時(shí)，這表示負(fù)載較重；當(dāng)Vfb大于VSET時(shí)，這表示負(fù)載較輕。
在180圖的t1和t2時(shí)刻之間，電感電流在時(shí)間段長度等于K/VIN的tON時(shí)段內(nèi)上升。在180圖的t2和t3時(shí)刻之間，電感電流在tOFF時(shí)段內(nèi)下降。時(shí)刻t2和t3間的tOFF時(shí)段的持續(xù)時(shí)間為方程(4)或tOFF＝K/((VSET×D)_VIN)所示。在這一時(shí)段的終止時(shí)刻t3，負(fù)載情況仍為VOUT_LOW信號所指示的輕負(fù)載。在時(shí)刻t3，電感電流為零。當(dāng)電感電流達(dá)到零時(shí)，一個(gè)反向電流將從較高電平的輸出電壓源經(jīng)過高側(cè)開關(guān)SW1和電感112流向較低電平的輸入電壓源VIN。為了避免反向電流，在180圖中時(shí)刻t3和t4時(shí)間段內(nèi)，控制邏輯電路121斷開開關(guān)SW1?？刂七壿嬰娐?21可使開關(guān)SW1和SW2在180圖中的時(shí)刻t3和t4時(shí)間段內(nèi)都保持?jǐn)嚅_直到VOUT_LOW狀態(tài)改變(當(dāng)Vfb＜VSET時(shí))，然后在時(shí)刻t4啟動下一個(gè)T_ON周期。開關(guān)SW1和SW2在180圖中時(shí)刻t3和t4時(shí)間段內(nèi)的斷開狀態(tài)在該文中被稱作跳躍狀態(tài)。有利的是，控制邏輯電路121便可以根據(jù)方程(4)或tOFF＝K/((VSET×D)_VIN)所定義的持續(xù)時(shí)間的終止時(shí)刻，預(yù)測何時(shí)達(dá)到零電感電流狀態(tài)(時(shí)刻t3)。
相比之下，182圖示出了較重負(fù)載情況下的工作情況。當(dāng)Vfb小于VSET時(shí)，VOUT_LOW信號指示負(fù)載較重的情況。在182圖中時(shí)刻t2和t3時(shí)間段內(nèi)，tOFF小于K/((VSET×D)_VIN)。因此，相比180圖中的tOFF時(shí)間段，182圖中tOFF時(shí)間段縮短。182圖中時(shí)刻t3和t5處，182的電感電流谷值大于零，并且在這種情況下，不存在可預(yù)測何時(shí)達(dá)到零電感電流狀態(tài)的值為K/((VSET×D)_VIN)的斷開時(shí)間段公式。因此，在這種情況下，不存在高側(cè)和低側(cè)開關(guān)的斷開或跳躍狀態(tài)。
圖2A示出了另一實(shí)施例中升壓轉(zhuǎn)換器100b的框圖，充電電流源1和放電電流源2在節(jié)點(diǎn)Vcap處產(chǎn)生一個(gè)電壓波形，該波形仿真流經(jīng)電感L1的電流。Vcap電壓和反饋比較器Comp3的輸出電壓觸發(fā)控制邏輯電路201，使其產(chǎn)生合適的脈沖驅(qū)動高側(cè)開關(guān)204和低側(cè)開關(guān)206。
圖2B示出了一個(gè)時(shí)序圖，該圖可解釋圖2A中升壓轉(zhuǎn)換器100b在連續(xù)電流模式(CCM)下的運(yùn)作。fb圖表示被電阻分壓器分壓后的輸出電壓Vout，其中該電阻分壓器包括電阻R2和R3。fb圖表示比較器Comp3的一個(gè)輸入。Vout_1圖表示Comp3的輸出，Comp3比較fb圖的電壓和一個(gè)參考電壓。該Vout_1電壓被提供給控制邏輯電路201，用來通知控制邏輯電路Vout是否小于參考電壓。Vcap圖表示內(nèi)部電容C1的電壓波形，該電容連接比較器Comp1和Comp2的輸入，用來控制高側(cè)開關(guān)pdr驅(qū)動信號(PMOS驅(qū)動信號)和低側(cè)開關(guān)ndr驅(qū)動信號(NMOS驅(qū)動信號)的頻率。
o_detect1圖表示比較器Comp2的輸出，該輸出取決于Vcap圖電壓和一個(gè)高閾值電平highTH的比較結(jié)果。每當(dāng)Vcap大于highTH時(shí)，o_detect1圖發(fā)送一個(gè)低電平信號到控制邏輯電路201。作為響應(yīng)，驅(qū)動高側(cè)開關(guān)204的pdr驅(qū)動信號置低使高側(cè)開關(guān)204斷開，并且低側(cè)開關(guān)驅(qū)動信號ndr置高使低側(cè)開關(guān)206閉合。電感L1的電感電流開始斜線上升。
o_detect2圖表示比較器Comp1的輸出，該輸出取決于Vcap圖電壓和一個(gè)低閾值電平LowTH的比較結(jié)果。每當(dāng)Vcap小于LowTH時(shí)，o_detect2圖發(fā)送一個(gè)低電平信號到控制邏輯201。作為響應(yīng)，pdr驅(qū)動信號置高使高側(cè)開關(guān)204閉合，并且低側(cè)開關(guān)驅(qū)動信號ndr置低使低側(cè)開關(guān)206斷開。電感L1的電感電流開始斜線下降。
圖2C示出了另一個(gè)時(shí)序圖，該圖可解釋圖2A中升壓轉(zhuǎn)換器100b在不連續(xù)電流模式(DCM)下的工作情況。圖2C表示比較器Comp1、Comp2和Comp3的各種輸入和輸出，Vcap電壓、高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動信號pdr和ndr以及流經(jīng)電感L1的電感電流，這些在圖2B中已給出了詳細(xì)解釋，為簡潔起見，此處不再贅述。在圖2C的不連續(xù)電流模式下，每當(dāng)Vcap大于highTH時(shí)，o_detect1信號再次發(fā)送一個(gè)低電平信號到控制邏輯201。作為響應(yīng)，在DCM模式下，高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動信號pdr和ndr都置低。
圖3示出了圖2A中的電流源1。該電流源由切換信號Ivin_on信號控制，該信號由控制邏輯電路201提供給開關(guān)302。當(dāng)開關(guān)302斷開時(shí)，電流源I2與電容C1的連接斷開。當(dāng)開關(guān)302閉合時(shí)，電流源I2與電容C1相連接。部分的根據(jù)開關(guān)502的位置，電容C1充電或放電。
圖4示出了一個(gè)圖3中電流源的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。由電阻R6和R5構(gòu)成的電壓分壓器將輸入電壓Vin分壓至一個(gè)較小的電壓Vin_d，Vin_d＝(R5/(R5+R6))×Vin。由運(yùn)算放大器404和三極管410構(gòu)成的電壓跟隨器復(fù)制Vin_d電壓到電阻R4a兩端。這會導(dǎo)致電流IR4a流經(jīng)電阻R4a和三極管410、408和406。由三極管408、406、410和414構(gòu)成的電流鏡使電流IR4a以(R6+R5)/R6的比例鏡像到開關(guān)302。最終流經(jīng)開關(guān)302的電流代表由圖3中電流源I2提供的電流水平，其中I2由I2＝Vin/R4a給出。
圖5示出了圖2A中的放電電流源2的電路圖。該放電電流源2包括一個(gè)開關(guān)502和電流沉(current sink)I1、I3和I4。電流沉I3與設(shè)定電壓VSET成正比。電流沉I4的值大于I3，例如，在一種情況下，I4為I3的7倍。來自一些信號源的控制信號可決定開關(guān)502的位置?？刂菩盘柊▉碜钥刂七壿嬰娐?01的ilX_on信號、來自電流檢測電路6的比較器Comp4的ovcl信號輸出和來自反饋電路5的比較器Comp3的vout_1信號。根據(jù)表1所示ilX_on、ovcl和vout_1信號，開關(guān)502可處于圖2A和5所示的開關(guān)位置1、2、3或4。
表1

圖6示出了圖5中可切換電流沉的一個(gè)潛在實(shí)施例。圖4中的電阻R4a和圖6中的電阻R4b匹配。運(yùn)算放大器602和三極管608構(gòu)成的電壓跟隨器可復(fù)制Vset電壓到電阻R4b兩端，因此產(chǎn)生電流IR4b＝Vset/R4b。采用兩組電流鏡(三極管604，606，610，612，614，616，618，620，622和624)，IR4b可被鏡像到開關(guān)502的位置1和2。開關(guān)502的位置1和2處的電流水平I3和I4由方程(4a)和(4b)決定(4a)I3＝IR4b×D(4b)I4＝7×I3圖7示出了當(dāng)圖2A中的升壓轉(zhuǎn)換器工作在圖4和圖6中所示的連續(xù)電流模式時(shí)，節(jié)點(diǎn)Vcap處的電壓波形以及高側(cè)開關(guān)204和低側(cè)開關(guān)206的驅(qū)動信號。閉合時(shí)間tON由一個(gè)恒定的值為Vin_d/R4a的電流源決定。然而，斷開時(shí)間tOFF由一個(gè)恒定的值為_(Vset_Vin)/R4b的放電電流源決定。如果節(jié)點(diǎn)Vcap處的電容C1的值為C，電壓擺幅為1V，則可以得到方程(5)和(6)。
(5)tON＝R4a×C/Vin_d(6)tOFF＝R4b×C/(Vset_Vin_d)如果R4a＝R4b，則占空比D＝tON/(tON+tOFF)＝(Vset_Vin_d)/Vset，該方程是升壓轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域中熟知的方程，其中，Vin表示輸入電壓，Vout表示輸出電壓，R4a表示充電電流源偏置電阻，R4b表示放電電流源偏置電阻。
圖8示出了當(dāng)圖2A中的轉(zhuǎn)換器工作在圖4和圖6所示的不連續(xù)電流模式或脈沖跳躍模式時(shí)，節(jié)點(diǎn)Vcap處的電壓波形以及ndr和pdr的驅(qū)動脈沖。在不連續(xù)電流模式下，當(dāng)電感電流下降到接近零時(shí)，為了避免產(chǎn)生從較高電勢的輸出電壓流向較低電勢的輸入電壓的反向電流，高側(cè)開關(guān)204斷開。在較重負(fù)載情況下，不會產(chǎn)生該反向電流，因?yàn)樨?fù)載的大電流可以很快的使輸出電壓大小降低。因此直流/直流轉(zhuǎn)換器的控制器可以預(yù)測在不連續(xù)模式下電感電流何時(shí)接近零，并且當(dāng)控制器工作在不連續(xù)模式時(shí)，斷開高側(cè)和低側(cè)的開關(guān)以避免產(chǎn)生來自輸出直流電壓流經(jīng)高側(cè)開關(guān)并流向輸入直流電壓的反向電流。根據(jù)方程(4)所示時(shí)間段是否終止，控制器可預(yù)測電感電流是否接近零。
圖9示出了圖2A中反饋控制電路5。當(dāng)高側(cè)開關(guān)204閉合時(shí)，單刀雙擲開關(guān)902連接包括開關(guān)R2和R3的反饋分壓器與節(jié)點(diǎn)LX，因此可檢測減去了高側(cè)開關(guān)204導(dǎo)通電阻Ron上的電壓降的輸出電壓。當(dāng)高側(cè)開關(guān)204斷開時(shí)，開關(guān)902連接反饋分壓器904與Vout。這樣，反饋控制就可以提供一個(gè)電壓反饋信號和一個(gè)輸出電流成分，這樣可確?；芈菲椒€(wěn)而不需要任何電流檢測電阻來檢測流經(jīng)電感L1的電流水平，電流檢測電阻會降低轉(zhuǎn)換器效率。
圖10示出了與過流保護(hù)相關(guān)的電壓和電流波形。過流保護(hù)可通過檢測低側(cè)開關(guān)206(例如，NMOS三極管MN_pow1)閉合時(shí)的輸出電流實(shí)現(xiàn)。如果檢測到電流超出電流閾值，過流信號(OC)有效。然后，這會導(dǎo)致可切換電流沉的開關(guān)502切換到位置4(參考表1)，并且低側(cè)開關(guān)206被斷開，同時(shí)高側(cè)開關(guān)204閉合。通過這種方式，超出的電流通過高側(cè)開關(guān)204釋放到輸出。
開關(guān)502在位置4的可切換電流沉2可決定放電周期的持續(xù)時(shí)間。該電流大小可以任意選擇，但其值必須小于1X電流沉。在放電周期結(jié)束時(shí)，電感電流L1(例如，輸出電流)下降到低于電流閾值。然后，直流升壓器的正常調(diào)整周期繼續(xù)，并為了低側(cè)開關(guān)206的下一個(gè)閉合周期，再次進(jìn)行電流檢測。
圖11示出了圖2A中電流檢測電路6的一個(gè)實(shí)施例。采用一個(gè)MOSFET(MN_pow2)檢測輸出電流，當(dāng)該MOSFET導(dǎo)通時(shí)，其復(fù)制流經(jīng)輸出NMOS(MN_pow1)或者低側(cè)開關(guān)的電流。與輸出NMOS(MN_pow1)相比，三極管MN_pow2實(shí)際上具有一個(gè)更小的面積比。通過給MN_pow2提供相同的MN_pow1導(dǎo)通期間的柵極電壓和漏-源電壓，MN_pow2的電流和三極管MN_pow1的實(shí)際輸出電流成正比。當(dāng)三極管MN_pow1導(dǎo)通時(shí)，它的漏-源電壓被復(fù)制到三極管MN_pow2的漏-源電壓，這是通過采用開關(guān)SW1和運(yùn)算放大器OPAmp1電壓跟隨器實(shí)現(xiàn)的。三極管MN_pow2的柵極驅(qū)動被鎖定為一個(gè)固定的電壓，其值等于三極管MN_pow1的柵極驅(qū)動電壓。檢測到的電流被鏡像到電阻R1。然后，所得到的R1上的電壓可反映輸出電流。
Area_MN_powlArea_MN_pow2=Current_in_MN_pow1Current_in_MN_pow2]]>通過比較R1上的電壓和比較器Comp4(見圖2A)的參考電壓ref2，可以檢測過流情況的發(fā)生。當(dāng)電阻R1上的電壓超出參考電壓ref2時(shí)，過流信號ovcl有效。這會觸發(fā)如圖10所示的放電周期。
本文使用的術(shù)語與措辭旨在描述，并不具有局限性。在采用這些術(shù)語和措辭時(shí)，不排除其它與本文所揭示和描述的特征(或特征的一部分)相似的等同物。并且應(yīng)該意識到，在權(quán)利要求范圍內(nèi)，本實(shí)用新型還可能存在其它一些修改、變動及其它。因此，權(quán)利要求旨在涵蓋所有這些等價(jià)物。
權(quán)利要求1.一種升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出直流電壓，其特征在于所述升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)；一個(gè)電感，與所述至少一個(gè)開關(guān)中的每一個(gè)相連接；和一個(gè)控制器，所述控制器與所述至少一個(gè)開關(guān)相連接，該控制器可提供一個(gè)第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)響應(yīng)該第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)進(jìn)入一個(gè)閉合狀態(tài)且該狀態(tài)持續(xù)一個(gè)第一時(shí)間，所述第一時(shí)間依賴于所述輸入直流電壓和一個(gè)第一常量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括一個(gè)第一壓控時(shí)間發(fā)生器，所述第一壓控時(shí)間發(fā)生器的輸出端與所述控制器相連接，將所述輸入直流電壓輸入第一壓控時(shí)間發(fā)生器，該第一壓控時(shí)間發(fā)生器根據(jù)該輸入直流電壓及一個(gè)第一常量輸出一個(gè)持續(xù)上述第一時(shí)間的第一脈沖，且所述第一時(shí)間的長度等于所述第一常量與所述輸入直流電壓的商。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述電感的電流紋波的值是一個(gè)第二常量，其等于上述第一常量與所述電感的電感值的商。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述控制器可以提供一個(gè)第二控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)響應(yīng)所述第二控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)進(jìn)入一個(gè)斷開狀態(tài)且該狀態(tài)持續(xù)一個(gè)第二時(shí)間，所述第二時(shí)間的長度依賴于一個(gè)代表所述輸出直流電壓的信號與一個(gè)設(shè)定電壓的比較結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括一個(gè)第一比較器，所述第一比較器的輸入端分別連接于所述輸出直流電壓和所述設(shè)定電壓，輸出端連接于所述控制器，所述第一比較器用于比較所述輸出直流電壓的信號與一個(gè)設(shè)定電壓，當(dāng)代表所述輸出直流電壓的所述信號大于所述設(shè)定電壓時(shí)，所述第二時(shí)間等于K值除以V所得的商，其中K為所述第一常量的值，V為VSET和D的乘積再與VIN的差的值，VSET為所述設(shè)定電壓的值，D為一個(gè)反饋因子，其值為所述輸出直流電壓除以代表所述輸出直流電壓的所述信號所得的商，VIN為所述輸入直流電壓的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括一個(gè)第一比較器，所述第一比較器的輸入端分別連接于所述輸出直流電壓和所述設(shè)定電壓，輸出端連接于所述控制器，所述第一比較器用于比較所述輸出直流電壓的信號與一個(gè)設(shè)定電壓，當(dāng)代表所述輸出直流電壓的所述信號小于所述設(shè)定電壓時(shí)，所述第二時(shí)間的值小于K值除以V所得的商，其中K為所述第一常量的值，V為VSET和D的乘積再與VIN的差的值，VSET為所述設(shè)定電壓的值，D為一個(gè)反饋因子，其值為所述輸出直流電壓除以代表所述輸出直流電壓的所述信號所得的商，VIN為所述輸入直流電壓的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括一個(gè)第二壓控時(shí)間發(fā)生器，所述第二壓控時(shí)間發(fā)生器的輸入端輸入所述輸入直流電壓，輸出端與所述控制器相連接，當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間結(jié)束時(shí)，該第二壓控時(shí)間發(fā)生器向控制器輸出一個(gè)持續(xù)上述第二時(shí)間的第二脈沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括一個(gè)驅(qū)動器，連接于控制器與所述至少一個(gè)開關(guān)之間，用于根據(jù)控制器輸出的信號分別驅(qū)動所述開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括一個(gè)反饋電路，連接于該比較器與輸出直流電壓之間，用于將負(fù)載的反饋電壓反饋給比較器。
10.一種電子裝置，其特征在于所述電子裝置包括直流電壓源；負(fù)載；和一個(gè)升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出直流電壓，所述升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器輸入端連接于直流電壓源，輸出端連接于負(fù)載，所述升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)；一個(gè)電感，與所述至少一個(gè)開關(guān)中的每一個(gè)相連接；和一個(gè)控制器，所述控制器與所述至少一個(gè)開關(guān)相連接，該控制器可提供一個(gè)第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)響應(yīng)該第一控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)進(jìn)入一個(gè)閉合狀態(tài)且該狀態(tài)持續(xù)一個(gè)第一時(shí)間，所述第一時(shí)間依賴于所述輸入直流電壓和一個(gè)第一常量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子裝置，其特征在于還包括一個(gè)第一壓控時(shí)間發(fā)生器，所述第一壓控時(shí)間發(fā)生器的輸入端與所述負(fù)載相連接，輸出端與所述控制器相連接，將所述輸入直流電壓提供給第一壓控時(shí)間發(fā)生器，該第一壓控時(shí)間發(fā)生器根據(jù)該輸入直流電壓及一個(gè)第一常量輸出一個(gè)持續(xù)上述第一時(shí)間的第一脈沖，且所述第一時(shí)間的長度等于所述第一常量與所述輸入直流電壓的商。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子裝置，其特征在于所述電感的電流紋波的值是一個(gè)第二常量，其等于上述第一常量與所述電感的電感值的商。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子裝置，其特征在于所述控制器可以提供一個(gè)第二控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)響應(yīng)所述第二控制信號，所述至少一個(gè)開關(guān)進(jìn)入一個(gè)斷開狀態(tài)且該狀態(tài)持續(xù)一個(gè)第二時(shí)間，所述第二時(shí)間的長度依賴于一個(gè)代表所述輸出直流電壓的信號與一個(gè)設(shè)定電壓的比較結(jié)果。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其特征在于還包括一個(gè)第一比較器，所述第一比較器的輸入端分別連接于所述負(fù)載和所述設(shè)定電壓，輸出端連接于所述控制器，所述第一比較器用于比較所述輸出直流電壓的信號與一個(gè)設(shè)定電壓，當(dāng)代表所述輸出直流電壓的所述信號大于所述設(shè)定電壓時(shí)，所述第二時(shí)間等于K值除以V所得的商，其中K為所述第一常量的值，V為VSET和D的乘積再與VIN的差的值，VSET為所述設(shè)定電壓的值，D為一個(gè)反饋因子，其值為所述輸出直流電壓除以代表所述輸出直流電壓的所述信號所得的商，VIN為所述輸入直流電壓的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其特征在于還包括一個(gè)第一比較器，所述第一比較器的輸入端分別連接于所述負(fù)載和所述設(shè)定電壓，輸出端連接于所述控制器，所述第一比較器用于比較所述輸出直流電壓的信號與一個(gè)設(shè)定電壓，當(dāng)代表所述輸出直流電壓的所述信號小于所述設(shè)定電壓時(shí)，所述第二時(shí)間的值小于K值除以V所得的商，其中K為所述第一常量的值，V為VSET和D的乘積再與VIN的差的值，VSET為所述設(shè)定電壓的值，D為一個(gè)反饋因子，其值為所述輸出直流電壓除以代表所述輸出直流電壓的所述信號所得的商，VIN為所述輸入直流電壓的值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的電子裝置，其特征在于，還包括一個(gè)第二壓控時(shí)間發(fā)生器，所述第二壓控時(shí)間發(fā)生器的輸入端與所述負(fù)載相連接，輸出端與所述控制器相連接，當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間結(jié)束時(shí)，該第二壓控時(shí)間發(fā)生器向控制器輸出一個(gè)持續(xù)上述第二時(shí)間的第二脈沖。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子裝置，其特征在于，還包括一個(gè)驅(qū)動器，連接于控制器與所述至少一個(gè)開關(guān)之間，用于根據(jù)控制器輸出的信號分別驅(qū)動所述開關(guān)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的電子裝置，其特征在于，還包括一個(gè)反饋電路，連接于該比較器與負(fù)載之間，用于將負(fù)載的反饋電壓反饋給比較器。
19.一種升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)高于所述輸入直流電壓的輸出直流電壓，其特征在于所述升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)高側(cè)開關(guān)和一個(gè)低側(cè)開關(guān)；一個(gè)電感，與所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)相連接；和一個(gè)控制器，與所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)相連接，所述控制器控制所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)處于三種狀態(tài)閉合時(shí)間狀態(tài)，斷開時(shí)間狀態(tài)和跳躍時(shí)間狀態(tài)，在所述閉合時(shí)間狀態(tài)，所述控制器切換所述高側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)并切換所述低側(cè)開關(guān)至閉合狀態(tài)，所述低側(cè)開關(guān)保持一個(gè)閉合時(shí)間段的閉合狀態(tài)，所述閉合時(shí)間段依賴于所述輸入直流電壓和一個(gè)第一常量，在所述斷開時(shí)間狀態(tài)，所述控制器切換所述高側(cè)開關(guān)至閉合狀態(tài)并切換所述低側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)，所述控制器預(yù)測所述電感上的電流達(dá)到零時(shí)，控制所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)至所述跳躍時(shí)間狀態(tài)，所述控制器切換所述高側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)并切換所述低側(cè)開關(guān)至斷開狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括一個(gè)充電電流源，連接至所述控制器，接收來自控制器的控制信號，并根據(jù)該輸入直流電壓及一個(gè)第一常量輸出一個(gè)持續(xù)上述閉合時(shí)間的第一脈沖，且所述第一時(shí)間的長度等于所述第一常量與所述輸入直流電壓的商。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述電感的電流紋波的值是一個(gè)第二常量，其等于上述第一常量與所述電感的電感值的商。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括一個(gè)放電電流源，連接至充電電流源和控制器，接收來自控制器的控制信號，控制器預(yù)測所述電感上的所述電流在所述斷開時(shí)間狀態(tài)的終止時(shí)刻達(dá)到零，所述斷開時(shí)間狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間等于K除以V所得的商，其中K為所述第一常量的值，V為VSET和D的乘積再與VIN的差的值，VSET為所述設(shè)定電壓的值，D為一個(gè)反饋因子，其值為所述輸出電壓除以代表所述輸出電壓的所述信號所得的商，VIN為所述輸入直流電壓的值。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述控制器在所述斷開時(shí)間狀態(tài)終止后使所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)維持在所述跳躍狀態(tài)直到代表所述輸出電壓的所述信號小于VSET。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括反饋控制電路，連接至高側(cè)和低側(cè)開關(guān)、電感、控制器及放電電流源，檢測所述電感上的電流，所述反饋控制電路包括一個(gè)開關(guān)和一個(gè)比較器，在所述高側(cè)開關(guān)閉合和所述斷開時(shí)間狀態(tài)，所述開關(guān)連接所述高側(cè)開關(guān)和所述比較器的一個(gè)輸入，所述比較器比較一個(gè)依賴于減去了所述高側(cè)開關(guān)的電壓降的所述輸出電壓的電壓水平和一個(gè)參考電壓，并且提供一個(gè)代表所述電感上的電流的輸出信號。
專利摘要本實(shí)用新型提供升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器及其電子裝置，具體提供一種用于將一個(gè)輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出直流電壓的直流/直流轉(zhuǎn)換器。該直流/直流轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)，與該至少一個(gè)開關(guān)相連接的一個(gè)電感和可提供一個(gè)控制信號的一個(gè)控制器。該至少一個(gè)開關(guān)響應(yīng)處于一個(gè)第一狀態(tài)的該控制信號，進(jìn)入一個(gè)閉合狀態(tài)且該狀態(tài)維持一個(gè)閉合時(shí)間段，該閉合時(shí)間段依賴于該輸入直流電壓和一個(gè)常量。本實(shí)用新型可減小元件尺寸可用來節(jié)省空間，元件的成本也低于采用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)采用超大元件的成本。
文檔編號H02M3/155GK2867716SQ20052011121
公開日2007年2月7日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者王佛賢, 韓洺光, 法拉·米哈伊·坡貝斯庫-斯塔內(nèi)斯緹 申請人:美國凹凸微系有限公司