專利名稱：可自動(dòng)修正參考基準(zhǔn)的逆向電流防止電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種逆向電流防止電路，尤其關(guān)于一種用于同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的逆向電流防止電路，可自動(dòng)修正參考基準(zhǔn)以便準(zhǔn)確地防止逆向電流的發(fā)生。
背景技術(shù)：
圖1(a)顯示已知的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10的電路圖。同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10將輸入電壓源Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓Vout，并供應(yīng)至負(fù)載Ld。上側(cè)開(kāi)關(guān)SH耦合于輸入電壓源Vin與切換節(jié)點(diǎn)SN間，而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL則耦合于切換節(jié)點(diǎn)SN與地面電位間。在圖1(a)所示的例子中，上側(cè)開(kāi)關(guān)SH由PMOS電晶體所實(shí)施而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL則由NMOS電晶體所實(shí)施。電感L耦合于切換節(jié)點(diǎn)SN與輸出端O間?？刂齐娐?1施加切換控制信號(hào)CS至驅(qū)動(dòng)電路12，以產(chǎn)生上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL。上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH決定上側(cè)開(kāi)關(guān)SH的導(dǎo)通與不導(dǎo)通，而下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL決定下側(cè)開(kāi)關(guān)SL的導(dǎo)通與不導(dǎo)通?；貞?yīng)于輸出電壓Vout的反饋，控制電路11調(diào)整切換控制信號(hào)CS的工作循環(huán)(Duty Cycle)，以調(diào)節(jié)輸出電壓Vout。此外，輸出電容Co耦合于輸出端O，以便對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行濾波。
圖1(b)顯示已知的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10的操作波形時(shí)序圖。切換控制信號(hào)CS分別經(jīng)由上側(cè)驅(qū)動(dòng)電路12H與下側(cè)驅(qū)動(dòng)電路12L而反相形成上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL。在時(shí)間T1至T2的階段中，上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL皆處于低電平，因此上側(cè)開(kāi)關(guān)SH導(dǎo)通而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL不導(dǎo)通，使得電感電流IL的方向由切換節(jié)點(diǎn)SN流向輸出端O(此定義為正方向)且其絕對(duì)值逐漸增大。在時(shí)間T2至T4的階段中，上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL皆處于高電平，因此上側(cè)開(kāi)關(guān)SH不導(dǎo)通而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL導(dǎo)通，使得電感電流IL的絕對(duì)值逐漸減小。請(qǐng)注意在時(shí)間T3時(shí)，電感電流IL的絕對(duì)值降低至零，因此從時(shí)間T3至T4中，電感電流IL的方向逆轉(zhuǎn)成由輸出端O流向切換節(jié)點(diǎn)SN(此定義為負(fù)方向)。在時(shí)間T4至T6的階段中，上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL皆處于低電平，因此上側(cè)開(kāi)關(guān)SH導(dǎo)通而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL不導(dǎo)通。由于此時(shí)電感電流IL的方向?yàn)樨?fù)，故電感電流IL的絕對(duì)值逐漸減小。直到從時(shí)間T5起，電感電流IL的方向才轉(zhuǎn)變?yōu)檎移浣^對(duì)值逐漸增大。
在圖1(b)中，斜線部分的區(qū)域表示發(fā)生逆向電流的現(xiàn)象。當(dāng)電感電流IL的方向由輸出端O流向切換節(jié)點(diǎn)SN時(shí)，能量由外部負(fù)載Ld逆向供應(yīng)至同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10。由于逆向電流造成同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10的轉(zhuǎn)換效率降低，故必須設(shè)法防止逆向電流的發(fā)生。
圖2(a)顯示已知第一例子的逆向電流防止電路23的電路圖。逆向電流防止電路23具有一電流比較電路24、一固定參考電流源Iref、以及一AND邏輯閘25。電流比較電路24的非反相輸入端用以接收電感電流IL，且反相輸入端用以接收固定參考電流源Iref。AND邏輯閘25之一輸入端用以接收切換控制信號(hào)CS，且另一輸入端用以接收電流比較電路24所輸出的防止信號(hào)RI。AND邏輯閘25之輸出端耦合至下側(cè)驅(qū)動(dòng)電路12L，以決定下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL。
圖2(b)顯示已知第一例子的逆向電流防止電路23的操作波形時(shí)序圖。假設(shè)固定參考電流源Iref設(shè)定為零。在時(shí)間T1至T2的階段中，切換控制信號(hào)CS為高電平且防止信號(hào)RI為高電平，使得上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL皆處于低電平。因此，上側(cè)開(kāi)關(guān)SH導(dǎo)通而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL不導(dǎo)通，使得電感電流IL的方向?yàn)檎移浣^對(duì)值逐漸增大。在時(shí)間T2處，切換控制信號(hào)CS轉(zhuǎn)變成低電平，使得上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL皆轉(zhuǎn)變成高電平。因此，上側(cè)開(kāi)關(guān)SH不導(dǎo)通而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL導(dǎo)通，使得電感電流IL的絕對(duì)值逐漸減小。在時(shí)間T3處，由于電感電流IL的絕對(duì)值已經(jīng)減小至零，故防止信號(hào)RI轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖蕉斐上聜?cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL變成低電平。因此，下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)以防止電感電流IL的方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
然而，由于電流比較電路24的實(shí)際操作速度有限，故電感電流IL的絕對(duì)值減小至零的時(shí)間點(diǎn)與防止信號(hào)RI施加至下側(cè)開(kāi)關(guān)SL的時(shí)間點(diǎn)，兩者間存在有一延遲時(shí)間。換言之，在此延遲時(shí)間內(nèi)，電感電流IL的方向仍會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。圖2(b)中的斜線部分即表示由此種延遲時(shí)間所造成的無(wú)法完全防止逆向電流的缺點(diǎn)。再者，隨著集成電路制程本身的變化與操作溫度的變化，電流比較電路24的操作速度也會(huì)變化。結(jié)果，電流比較電路24所造成的延遲時(shí)間并非一固定值，因而更難藉由設(shè)置固定的補(bǔ)償電流(offset current)以期望消除此種延遲時(shí)間。
圖3(a)顯示已知第二例子的逆向電流防止電路33的電路圖。逆向電流防止電路33具有一電壓比較電路34、一固定參考電壓源Vref、以及一AND邏輯閘35。電壓比較電路34的非反相輸入端用以接收切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN，且反相輸入端用以接收固定參考電壓源Vref。AND邏輯閘35的一輸入端用以接收切換控制信號(hào)CS，且另一輸入端用以接收電壓比較電路34所輸出的防止信號(hào)RV。AND邏輯閘35的輸出端耦合至下側(cè)驅(qū)動(dòng)電路12L，以決定下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL。
圖3(b)顯示已知第二例子的逆向電流防止電路33的操作波形時(shí)序圖。假設(shè)固定參考電壓源Vref設(shè)定為零。在時(shí)間T1至T2的階段中，切換控制信號(hào)CS為高電平且防止信號(hào)RV為高電平，使得上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL皆處于低電平。因此，上側(cè)開(kāi)關(guān)SH導(dǎo)通而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL不導(dǎo)通，使得切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN拉高成等于輸入電壓源Vin。在時(shí)間T2處，切換控制信號(hào)CS轉(zhuǎn)變成低電平，使得上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PH與下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL皆轉(zhuǎn)變成高電平。因此，上側(cè)開(kāi)關(guān)SH不導(dǎo)通而下側(cè)開(kāi)關(guān)SL導(dǎo)通，使得電感電流IL從地面電位(零電位)經(jīng)由下側(cè)開(kāi)關(guān)SL而流向電感L與輸出端O，造成切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN迅速變成負(fù)極性。隨后，因?yàn)殡姼须娏鱅L的絕對(duì)值逐漸減少，切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN逐漸朝向地面電位(零電位)趨近。在時(shí)間T3處，由于切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN已經(jīng)達(dá)到零電位而轉(zhuǎn)成正極性，故防止信號(hào)RV轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，使得下?cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL轉(zhuǎn)變成低電平。因此，下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)以防止電感電流IL的方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
然而，由于電壓比較電路34的實(shí)際操作速度有限，故切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN達(dá)到零的時(shí)間點(diǎn)與防止信號(hào)RV施加至下側(cè)開(kāi)關(guān)SL的時(shí)間點(diǎn)，兩者間存在有一延遲時(shí)間。換言之，在此延遲時(shí)間內(nèi)，電感電流IL的方向仍會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。圖3(b)中的斜線部分即表示由此種延遲時(shí)間所造成的無(wú)法完全防止逆向電流的缺點(diǎn)。再者，隨著集成電路制程本身的變化與操作溫度的變化，電壓比較電路34的操作速度也會(huì)變化。結(jié)果，電壓比較電路34所造成的延遲時(shí)間并非一固定值，因而更難藉由設(shè)置固定的補(bǔ)償電壓(offset voltage)以期望消除此種延遲時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種逆向電流防止電路，應(yīng)用于同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器，可自動(dòng)修正參考基準(zhǔn)以便準(zhǔn)確地防止逆向電流的發(fā)生。
依據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種逆向電流防止電路，應(yīng)用于一同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器中。該同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、以及一電感，三者共同耦合于一切換節(jié)點(diǎn)。當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)該電感的一電感電流增加。當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該電感電流則減少。該逆向電流防止電路包含一固定參考電流源、一修正電路、一可變參考電流產(chǎn)生電路、以及一比較電路。基于該電感電流與該固定參考電流源間的比較，修正電路產(chǎn)生一修正信號(hào)。可變參考電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生一可變參考電流信號(hào)，其依據(jù)該修正信號(hào)而調(diào)整?；谠撾姼须娏髋c該可變參考電流信號(hào)間的比較，比較電路施加一防止信號(hào)至該第二開(kāi)關(guān)，使得該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種逆向電流防止電路，應(yīng)用于一同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器中。該同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、以及一電感，三者共同耦合于一切換節(jié)點(diǎn)。當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)該電感的一電感電流增加。當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該電感電流則減少。該逆向電流防止電路包含一固定參考電壓源、一修正電路、一可變參考電壓產(chǎn)生電路、以及一比較電路?；谠撉袚Q節(jié)點(diǎn)的一電壓與該固定參考電壓源間的比較，修正電路產(chǎn)生一修正信號(hào)?？勺儏⒖茧妷寒a(chǎn)生電路產(chǎn)生一可變參考電壓信號(hào)，其依據(jù)該修正信號(hào)而調(diào)整?；谠撉袚Q節(jié)點(diǎn)的該電壓與該可變參考電壓信號(hào)間的比較，比較電路施加一防止信號(hào)至該第二開(kāi)關(guān)，使得該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通。


圖1(a)顯示已知的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的電路圖。
圖1(b)顯示已知的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的操作波形時(shí)序圖。
圖2(a)顯示已知第一例子的逆向電流防止電路的電路圖。
圖2(b)顯示已知第一例子的逆向電流防止電路的操作波形時(shí)序圖。
圖3(a)顯示已知第二例子的逆向電流防止電路的電路圖。
圖3(b)顯示已知第二例子的逆向電流防止電路的操作波形時(shí)序圖。
圖4顯示依據(jù)本發(fā)明第一例子的逆向電流防止電路的電路圖。
圖5顯示依據(jù)本發(fā)明第二例子的逆向電流防止電路的電路圖。
圖6顯示依據(jù)本發(fā)明的可變參考電流產(chǎn)生電路的電路圖。
圖7顯示依據(jù)本發(fā)明的可變參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
下文中的說(shuō)明與附圖將使本發(fā)明的前述與其他目的、特征、與優(yōu)點(diǎn)更明顯。將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
圖4顯示依據(jù)本發(fā)明第一例子的逆向電流防止電路43的電路圖。參照?qǐng)D4，逆向電流防止電路43具有一電流比較電路44、一AND邏輯閘45、一可變參考電流產(chǎn)生電路46、一電流修正電路47、以及一固定參考電流源Iref。電流比較電路44的非反相輸入端用以接收電感電流IL，且反相輸入端用以接收從可變參考電流產(chǎn)生電路46所輸出的可變參考電流信號(hào)Ivar。AND邏輯閘45的一輸入端用以接收切換控制信號(hào)CS，且另一輸入端用以接收電流比較電路44所輸出的防止信號(hào)RI。AND邏輯閘45的輸出端耦合至下側(cè)驅(qū)動(dòng)電路12L，以決定下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL。
具體而言，可變參考電流產(chǎn)生電路46所輸出的可變參考電流信號(hào)Ivar響應(yīng)于電流修正電路47而調(diào)整。電流修正電路47具有一取樣保持電路48與一輔助電流比較電路49。取樣保持電路48響應(yīng)于防止信號(hào)RI而對(duì)于電感電流IL進(jìn)行取樣。在防止信號(hào)RI從高電平轉(zhuǎn)變成低電平的瞬間，即使得下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)以阻止逆向電流的時(shí)刻，取樣保持電路48對(duì)于此時(shí)的電感電流IL進(jìn)行取樣，作為電流樣本信號(hào)SI。輔助電流比較電路49的非反相輸入端用以接收電流樣本信號(hào)SI，且反相輸入端用以接收固定參考電流源Iref。舉例而言，固定參考電流源Iref得設(shè)定為零?；陔娏鳂颖拘盘?hào)SI與固定參考電流源Iref間的比較結(jié)果，輔助電流比較電路49施加一電流修正信號(hào)CI至可變參考電流產(chǎn)生電路46。
響應(yīng)于電流修正信號(hào)CI，可變參考電流產(chǎn)生電路46調(diào)整所輸出的可變參考電流信號(hào)Ivar。當(dāng)電流樣本信號(hào)SI大于固定參考電流源Iref時(shí)，電流修正信號(hào)CI為高電平。即，在下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻，電感電流IL大于固定參考電流源Iref。換言之，在電感電流IL的方向尚未發(fā)生逆轉(zhuǎn)前，下側(cè)開(kāi)關(guān)SL已太早進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)。因此，可變參考電流產(chǎn)生電路46必須使可變參考電流信號(hào)Ivar降低，使得下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻可以延后發(fā)生。當(dāng)電流樣本信號(hào)SI小于固定參考電流源Iref時(shí)，電流修正信號(hào)CI為低電平。即，在下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻，電感電流IL小于固定參考電流源Iref。換言之，在電感電流IL的方向已經(jīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)后，下側(cè)開(kāi)關(guān)SL才太晚進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)。因此，可變參考電流產(chǎn)生電路46必須使可變參考電流信號(hào)Ivar升高，使得下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻可以提前發(fā)生。
雖然電流比較電路44的實(shí)際操作速度有限，并且隨著集成電路工藝與操作溫度而變化，然而依據(jù)本發(fā)明的電流修正電路47直接偵測(cè)電感電流IL，并基于電感電流IL與固定參考電流源Iref間的比較而產(chǎn)生電流修正信號(hào)CI。隨后，響應(yīng)于電流修正信號(hào)CI，可變參考電流產(chǎn)生電路46得以自動(dòng)修正所產(chǎn)生的可變參考電流信號(hào)Ivar。換言之，修正后的可變參考電流信號(hào)Ivar已將電流比較電路44所造成的延遲時(shí)間考慮在內(nèi)，故依據(jù)本發(fā)明的逆向電流防止電路43能準(zhǔn)確地防止逆向電流的發(fā)生。
圖5顯示依據(jù)本發(fā)明第二例子的逆向電流防止電路53的電路圖。參照?qǐng)D5，逆向電流防止電路53具有一電壓比較電路54、一AND邏輯閘55、一可變參考電壓產(chǎn)生電路56、一電壓修正電路57、以及一固定參考電壓源Vref。電壓比較電路54的非反相輸入端用以接收切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN，且反相輸入端用以接收從可變參考電壓產(chǎn)生電路56所輸出的可變參考電壓信號(hào)Vvar。AND邏輯閘55的一輸入端用以接收切換控制信號(hào)CS，且另一輸入端用以接收電壓比較電路54所輸出的防止信號(hào)RV。AND邏輯閘55的輸出端耦合至下側(cè)驅(qū)動(dòng)電路12L，以決定下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PL。
具體而言，可變參考電壓產(chǎn)生電路56所輸出的可變參考電壓信號(hào)Vvar響應(yīng)于電壓修正電路57而調(diào)整。電壓修正電路57具有一取樣保持電路58與一輔助電壓比較電路59。取樣保持電路58響應(yīng)于防止信號(hào)RV而對(duì)于切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN進(jìn)行取樣。在防止信號(hào)RV從低電平轉(zhuǎn)變成高電平的瞬間，即使得下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)以阻止逆向電流的時(shí)刻，取樣保持電路58對(duì)于此時(shí)的切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN進(jìn)行取樣，作為電壓樣本信號(hào)SV。輔助電壓比較電路59的非反相輸入端用以接收電壓樣本信號(hào)SV，且反相輸入端用以接收參考電壓源Vref。舉例而言，固定參考電壓源Vref得設(shè)定為零。基于電壓樣本信號(hào)SV與固定參考電壓源Vref間的比較結(jié)果，輔助電壓比較電路59施加一電壓修正信號(hào)CV至可變參考電壓產(chǎn)生電路56。
響應(yīng)于電壓修正信號(hào)CV，可變參考電壓產(chǎn)生電路56調(diào)整所輸出的可變參考電壓信號(hào)Vvar。當(dāng)電壓樣本信號(hào)SV大于固定參考電壓源Vref時(shí)，電壓修正信號(hào)CV為高電平。即，在下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻，切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN大于固定參考電壓源Vref。換言之，在電感電流IL的方向已經(jīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)后，下側(cè)開(kāi)關(guān)SL才太晚進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)。因此，可變參考電壓產(chǎn)生電路56必須使可變參考電壓信號(hào)Vvar降低，使得下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻可以提前發(fā)生。當(dāng)電壓樣本信號(hào)SV小于固定參考電壓源Vref時(shí)，電壓修正信號(hào)CV為低電平。即，在下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻，切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN小于固定參考電壓源Vref。換言之，在電感電流IL的方向尚未發(fā)生逆轉(zhuǎn)前，下側(cè)開(kāi)關(guān)SL已太早進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)。因此，可變參考電壓產(chǎn)生電路56必須使可變參考電壓信號(hào)Vvar升高，使得下側(cè)開(kāi)關(guān)SL進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)刻可以延后發(fā)生。
雖然電壓比較電路54的實(shí)際操作速度有限，并且隨著集成電路工藝與操作溫度而變化，然而依據(jù)本發(fā)明的電壓修正電路57直接偵測(cè)切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN，并基于切換節(jié)點(diǎn)SN處的電壓VSN與固定參考電壓源Vref間的比較而產(chǎn)生電壓修正信號(hào)CV。隨后，響應(yīng)于電壓修正信號(hào)CV，可變參考電壓產(chǎn)生電路56得以自動(dòng)修正所產(chǎn)生的可變參考電壓信號(hào)Vvar。換言之，修正后的可變參考電壓信號(hào)Vvar已將電壓比較電路54所造成的延遲時(shí)間考慮在內(nèi)，故依據(jù)本發(fā)明的逆向電流防止電路53能準(zhǔn)確地防止逆向電流之發(fā)生。
請(qǐng)注意雖然前述實(shí)施例僅對(duì)于降壓式電壓轉(zhuǎn)換器加以說(shuō)明，但依據(jù)本發(fā)明的逆向電流防止電路可應(yīng)用至升壓式電壓轉(zhuǎn)換器以及其他各類型的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器。
圖6顯示依據(jù)本發(fā)明的可變參考電流產(chǎn)生電路46的電路圖。參照?qǐng)D6，可變參考電流產(chǎn)生電路46具有一增減判斷電路60、一增減計(jì)數(shù)器61、以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器62。增減判斷電路60用以接收從電流修正電路47而來(lái)的電流修正信號(hào)CI，并且基于電流修正信號(hào)CI而判斷應(yīng)該輸出增量信號(hào)US或減量信號(hào)DS。
如前文參照?qǐng)D4所述，當(dāng)電流比較電路44所產(chǎn)生的防止信號(hào)RI轉(zhuǎn)變至低電平時(shí)，即發(fā)生逆向電流事件，取樣保持電路48被防止信號(hào)RI啟動(dòng)以對(duì)于電感電流IL進(jìn)行取樣。相反地，增減判斷電路60則被低電平的防止信號(hào)RI強(qiáng)制停止操作。等到防止信號(hào)RI回復(fù)至高電平后，增減判斷電路60才被允許執(zhí)行操作，以便基于電流修正信號(hào)CI而判斷應(yīng)該輸出增量信號(hào)US或減量信號(hào)DS。因此，電流比較電路44下一次即可使用修正后的可變參考電流信號(hào)Ivar更準(zhǔn)確地偵測(cè)逆向電流的發(fā)生。
增減判斷電路60由一反相器63以及兩個(gè)AND邏輯閘64與65，耦合如圖6所示而形成。當(dāng)電流修正信號(hào)CI為高電平時(shí)，從增減判斷電路60所產(chǎn)生的減量信號(hào)DS為高電平，使得增減計(jì)數(shù)器61的計(jì)數(shù)值Num減少。當(dāng)電流修正信號(hào)CI為低電平時(shí)，從增減判斷電路60所產(chǎn)生的增量信號(hào)US為高電平，使得增減計(jì)數(shù)器61的計(jì)數(shù)值Num增加。響應(yīng)于增減計(jì)數(shù)器61的計(jì)數(shù)值Num，數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器62調(diào)整固定參考電流源Iref而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的可變參考電流信號(hào)Ivar。計(jì)數(shù)值Num愈大，所對(duì)應(yīng)的可變參考電流信號(hào)Ivar亦愈大。
圖7顯示依據(jù)本發(fā)明的可變參考電壓產(chǎn)生電路56的電路圖。參照?qǐng)D7，可變參考電壓產(chǎn)生電路56具有一增減判斷電路70、一增減計(jì)數(shù)器71、以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器72。增減判斷電路70系用以接收從電壓修正電路57而來(lái)的電壓修正信號(hào)CV，并且基于電壓修正信號(hào)CV而判斷應(yīng)該輸出增量信號(hào)US或減量信號(hào)DS。
如前文參照?qǐng)D5所述，當(dāng)電壓比較電路54所產(chǎn)生的防止信號(hào)RV轉(zhuǎn)變至高電平時(shí)，即發(fā)生逆向電流事件，取樣保持電路58被防止信號(hào)RV啟動(dòng)以對(duì)于切換節(jié)點(diǎn)SN的電壓VSN進(jìn)行取樣。相反地，增減判斷電路70則被高電平的防止信號(hào)RV強(qiáng)制停止操作。等到防止信號(hào)RV回復(fù)至低電平時(shí)，增減判斷電路70才執(zhí)行操作，以便基于電流修正信號(hào)CI而判斷應(yīng)該輸出增量信號(hào)US或減量信號(hào)DS。因此，電壓比較電路54下一次即可使用修正后的可變參考電壓信號(hào)Vvar更準(zhǔn)確地偵測(cè)逆向電流的發(fā)生。
增減判斷電路70由兩個(gè)反相器73與76以及兩個(gè)AND邏輯閘74與75，耦合如圖7所示而形成。當(dāng)電壓修正信號(hào)CV為高電平時(shí)，從增減判斷電路70所產(chǎn)生的減量信號(hào)DS為高電平，使得增減計(jì)數(shù)器71的計(jì)數(shù)值Num減少。當(dāng)電壓修正信號(hào)CV為低電平時(shí)，從增減判斷電路70所產(chǎn)生的增量信號(hào)US為高電平，使得增減計(jì)數(shù)器71的計(jì)數(shù)值Num增加。響應(yīng)于增減計(jì)數(shù)器71的計(jì)數(shù)值Num，數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器72調(diào)整固定參考電壓源Vref而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的可變參考電壓信號(hào)Vvar。計(jì)數(shù)值Num愈大，所對(duì)應(yīng)的可變參考電壓信號(hào)Vvar亦愈大。
雖然本發(fā)明業(yè)已由較佳實(shí)施例作為例示加以說(shuō)明，應(yīng)了解本發(fā)明不限于此被揭露的實(shí)施例。相反地，本發(fā)明意欲涵蓋對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的各種修改與相似配置。因此，申請(qǐng)專利范圍的范圍應(yīng)根據(jù)最廣的詮釋，以包容所有此類修改與相似配置。
權(quán)利要求
1.一種逆向電流防止電路，應(yīng)用于一同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器中，該同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、以及一電感，三者共同耦合于一切換節(jié)點(diǎn)，使得當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)該電感的一電感電流增加，而當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該電感電流則減少，該逆向電流防止電路包含一固定參考電流源；一修正電路，用以基于該電感電流與該固定參考電流源間的比較而產(chǎn)生一修正信號(hào)；一可變參考電流產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生一可變參考電流信號(hào)，其依據(jù)該修正信號(hào)而調(diào)整；以及一比較電路，用以基于該電感電流與該可變參考電流信號(hào)間的比較而施加一防止信號(hào)至該第二開(kāi)關(guān)，使得該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1的逆向電流防止電路，其中當(dāng)該修正電路偵測(cè)到該電感電流大于該固定參考電流源時(shí)，該可變參考電流產(chǎn)生電路響應(yīng)于該修正信號(hào)而降低該可變參考電流信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1的逆向電流防止電路，其中當(dāng)該修正電路偵測(cè)到該電感電流小于該固定參考電流源時(shí)，該可變參考電流產(chǎn)生電路響應(yīng)于該修正信號(hào)而提高該可變參考電流信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1的逆向電流防止電路，其中該修正電路包含一取樣保持電路，用以產(chǎn)生一電流樣本信號(hào)，其代表當(dāng)該比較電路施加該防止信號(hào)時(shí)的該電感電流，以及一輔助比較電路，用以基于該電流樣本信號(hào)與該固定參考電流源間的比較而產(chǎn)生該修正信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1的逆向電流防止電路，其中該可變參考電流產(chǎn)生電路包含一判斷電路，用以響應(yīng)于該修正信號(hào)而產(chǎn)生一增量信號(hào)與一減量信號(hào)，其中當(dāng)該修正信號(hào)處于一第一電平時(shí)，該判斷電路產(chǎn)生該增量信號(hào)，而當(dāng)該修正信號(hào)處于一第二電平時(shí)，該判斷電路產(chǎn)生該減量信號(hào)；一計(jì)數(shù)器，用以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)值，其中當(dāng)該計(jì)數(shù)器接收到該增量信號(hào)時(shí)，該計(jì)數(shù)值增加，而當(dāng)該計(jì)數(shù)器接收到該減量信號(hào)時(shí)，該計(jì)數(shù)值減少；以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用以依據(jù)該計(jì)數(shù)值而產(chǎn)生該可變參考電流信號(hào)。
6.一種逆向電流防止電路，應(yīng)用于一同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器中，該同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、以及一電感，三者共同耦合于一切換節(jié)點(diǎn)，使得當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)該電感的一電感電流增加，而當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通且該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)， 該電感電流則減少，該逆向電流防止電路包含一固定參考電壓源；一修正電路，用以基于該切換節(jié)點(diǎn)的一電壓與該固定參考電壓源間的比較而產(chǎn)生一修正信號(hào)；一可變參考電壓產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生一可變參考電壓信號(hào)，其依據(jù)該修正信號(hào)而調(diào)整；以及一比較電路，用以基于該切換節(jié)點(diǎn)的該電壓與該可變參考電壓信號(hào)間的比較而施加一防止信號(hào)至該第二開(kāi)關(guān)，使得該第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通。
7.如權(quán)利要求6的逆向電流防止電路，其中當(dāng)該修正電路偵測(cè)到該切換節(jié)點(diǎn)的該電壓大于該固定參考電壓源時(shí)，該可變參考電壓產(chǎn)生電路響應(yīng)于該修正信號(hào)而降低該可變參考電壓信號(hào)。
8.如權(quán)利要求6的逆向電流防止電路， 其中當(dāng)該修正電路偵測(cè)到該切換節(jié)點(diǎn)的該電壓小于該固定參考電壓源時(shí)，該可變參考電壓產(chǎn)生電路響應(yīng)于該修正信號(hào)而提高該可變參考電壓信號(hào)。
9.如權(quán)利要求6的逆向電流防止電路，其中該修正電路包含一取樣保持電路，用以產(chǎn)生一電壓樣本信號(hào)，其代表當(dāng)該比較電路施加該防止信號(hào)時(shí)該切換節(jié)點(diǎn)的該電壓，以及一輔助比較電路，用以基于該電壓樣本信號(hào)與該固定參考電壓源間的比較而產(chǎn)生該修正信號(hào)。
10.如權(quán)利要求6的逆向電流防止電路，其中該可變參考電壓產(chǎn)生電路包含一判斷電路，用以響應(yīng)于該修正信號(hào)而產(chǎn)生一增量信號(hào)與一減量信號(hào)，其中當(dāng)該修正信號(hào)處于一第一電平時(shí)，該判斷電路產(chǎn)生該增量信號(hào)，而當(dāng)該修正信號(hào)處于一第二電平時(shí)，該判斷電路產(chǎn)生該減量信號(hào)；一計(jì)數(shù)器，用以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)值，其中當(dāng)該計(jì)數(shù)器接收到該增量信號(hào)時(shí)，該計(jì)數(shù)值增加，而當(dāng)該計(jì)數(shù)器接收到該減量信號(hào)時(shí)，該計(jì)數(shù)值減少；以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用以依據(jù)該計(jì)數(shù)值而產(chǎn)生該可變參考電壓信號(hào)。
全文摘要
同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、以及一電感，三者共同耦合于一切換節(jié)點(diǎn)。逆向電流防止電路具有一固定參考電流源、一修正電路、一可變參考電流產(chǎn)生電路、以及一比較電路。基于電感電流與固定參考電流源間的比較，修正電路產(chǎn)生一修正信號(hào)?？勺儏⒖茧娏鳟a(chǎn)生電路產(chǎn)生一可變參考電流信號(hào)，其依據(jù)修正信號(hào)而調(diào)整?；陔姼须娏髋c可變參考電流信號(hào)間的比較，比較電路施加一防止信號(hào)至第二開(kāi)關(guān)，使得第二開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通。
文檔編號(hào)H02M3/155GK101056055SQ20061007544
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者陳勇志 申請(qǐng)人:圓創(chuàng)科技股份有限公司