專利名稱：逆向電流防止電路及其方法
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，可準(zhǔn)確地防止逆向電流的發(fā)生。
背景技術(shù)：
圖l(a)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10的電路圖。同步切換 式電壓轉(zhuǎn)換器IO將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓V。ut，而供應(yīng)至負(fù)載 Ld。上側(cè)開關(guān)SH耦合于輸入電壓Vta與切換節(jié)點SN間，而下側(cè)開 關(guān)SL則耦合于切換節(jié)點SN與接地電位間。在圖l(a)所示的例子中， 上側(cè)開關(guān)SH由PMOS晶體管所實現(xiàn)而下側(cè)開關(guān)SL則由NMOS晶體 管所實現(xiàn)。電感L耦合于切換節(jié)點SN與輸出端O間。切換控制電路 12產(chǎn)生切換控制信號CS，例如脈沖寬度調(diào)制信號(Pulse Wi她 Modulation, PWM)，用以決定上側(cè)開關(guān)SH與下側(cè)開關(guān)SL的導(dǎo)通與 不導(dǎo)通。響應(yīng)輸出電壓V。ut的反饋，切換控制電路12調(diào)整切換控制 信號CS的工作周期(Duty Cycle),從而調(diào)節(jié)輸出電壓V。ut。此外，輸 出電容c。耦合于輸出端o，以便對輸出電壓V。ut進(jìn)行過濾。
圖l(b)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10的理想操作波形時序 圖。在時間ta至tb中，上側(cè)開關(guān)SH導(dǎo)通且下側(cè)開關(guān)SL不導(dǎo)通，使 得電感電流II從輸入電壓Vin經(jīng)由上側(cè)開關(guān)SH流向輸出端O并且逐 漸上升。在此情況下，切換節(jié)點SN處的切換電壓V^被拉高至輸入 電壓Vin。在時間tb處，上側(cè)開關(guān)SH轉(zhuǎn)變?yōu)椴粚?dǎo)通且下側(cè)開關(guān)SL 轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通，使得電感電流lL從接地電位經(jīng)由下側(cè)開關(guān)SL流向輸出 端O并且逐漸下降。在此情況下，切換節(jié)點SN處的切換電壓Vsw瞬 間被拉低至接地電位以下。當(dāng)電感電流II降低至一預(yù)定的臨界電流 Ith時，也就是在時間tc處，電感電流^在感測電阻Rs上所造成的電 位差變?yōu)樾∮趨⒖茧妷涸碫^。結(jié)果，比較器CP1的非反相輸入端所
接收的電位大于反相輸入端所接收的電位。由于比較器CP1因?qū)嶋H 操作速度有限而造成反應(yīng)時間tR，故必須等到時間td時比較器CP1 所輸出的防止信號PR1才會從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑渲衪d-tc=tR。 響應(yīng)比較器CP1所輸出的防止信號PR1的高電平，閉鎖電路15輸出 低電平信號使得下側(cè)開關(guān)SL不導(dǎo)通。理想上地，閉鎖電路15使下 側(cè)開關(guān)SL不導(dǎo)通的時機(jī)安排于電感電流lL剛好降低至零的時候，也 就是時間td，從而防止電感電流IL逆轉(zhuǎn)方向而降低效率。為了達(dá)成這 一理想效果，必須精確掌握電感電流L的下降速率與比較器CP1的 反應(yīng)時間k，從而決定適當(dāng)?shù)呐R界電流Ith。
然而，電感電流lL的下降速率正比于輸出電壓V。ut且反比于電感 L。假設(shè)臨界電流Ith—經(jīng)設(shè)定即維持恒定。倘若電感電流lL的下降速
率太慢，則在下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，電感電流Il仍未降低至零， 如圖2(a)所示。倘若電感電流lL的下降速率太快，則在下側(cè)開關(guān)SL 變?yōu)椴粚?dǎo)通時，電感電流k已經(jīng)逆轉(zhuǎn)方向，如圖2(b)所示。在這兩種 情況中，同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10的操作效率都發(fā)生降低的不良后 果。
而且，所設(shè)定的臨界電流Ith實際上會隨著工藝參數(shù)變化與溫度 改變而發(fā)生變動。倘若臨界電流Ith增大而變?yōu)檫^大的臨界電流Ith'， 如圖3(a)所示，則下側(cè)開關(guān)SL在電感電流II尚未降低至零時已經(jīng)變 為不導(dǎo)通。倘若臨界電流Ith減小而變?yōu)檫^小的臨界電流Ith"，如圖3(b) 所示，則在電感電流II已經(jīng)逆轉(zhuǎn)方向后下側(cè)開關(guān)SL才變?yōu)椴粚?dǎo)通。 在這兩種情況中，同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器10的操作效率都發(fā)生降低 的不良后果。

發(fā)明內(nèi)容
針對前述問題，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，即使在輸出電壓、電感值、工藝參數(shù)、 溫度等因素的變化影響下仍可準(zhǔn)確地防止逆向電流的發(fā)生。
依據(jù)本發(fā)明的一個方面，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)換器中。該同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有第一開關(guān)、第
二開關(guān)、以及電感，三者共同耦合于切換節(jié)點。當(dāng)該第一開關(guān)導(dǎo)通且 該第二開關(guān)不導(dǎo)通時，流經(jīng)該電感的電感電流增加。當(dāng)該第一開關(guān)不 導(dǎo)通且該第二開關(guān)導(dǎo)通時，該電感電流則減少。該逆向電流防止電路 包含電流探測電路、電壓探測電路、延遲時間調(diào)整電路、以及閉鎖 電路。當(dāng)該電感電流降低至一預(yù)定的臨界電流時，該電流探測電路產(chǎn) 生最初的防止信號。電壓探測電路探測該切換節(jié)點處的切換電壓。響 應(yīng)該最初的防止信號，該延遲時間調(diào)整電路產(chǎn)生修正的防止信號，使 得該修正的防止信號與該最初的防止信號間相差一可調(diào)整延遲時間。 該可調(diào)整延遲時間根據(jù)該切換節(jié)點處的該切換電壓而調(diào)整。響應(yīng)該修 正的防止信號，該閉鎖電路使得該同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的該第二開 關(guān)變?yōu)椴粚?dǎo)通。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種逆向電流防止方法，應(yīng)用于同 步切換式電壓轉(zhuǎn)換器中。該同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有第一開關(guān)、第 二開關(guān)、以及電感，三者共同耦合于切換節(jié)點。當(dāng)該第一開關(guān)導(dǎo)通且 該第二開關(guān)不導(dǎo)通時，流經(jīng)該電感的電感電流增加，而當(dāng)該第一開關(guān) 不導(dǎo)通且該第二開關(guān)導(dǎo)通時，該電感電流則減少。該逆向電流防止方 法包含:探測該電感電流；當(dāng)該電感電流降低至一預(yù)定的臨界電流時， 產(chǎn)生最初的防止信號；探測該切換節(jié)點處的切換電壓；響應(yīng)該最初的 防止信號而產(chǎn)生修正的防止信號，使得該修正的防止信號與該最初的 防止信號間相差一可調(diào)整延遲時間；根據(jù)該切換節(jié)點處的該切換電壓 而調(diào)整該可調(diào)整延遲時間；以及響應(yīng)該修正的防止信號，使得該同步 切換式電壓轉(zhuǎn)換器的該第二開關(guān)變?yōu)椴粚?dǎo)通。


圖l(a)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的電路圖； 圖l(b)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的理想操作波形時序圖； 圖2(a)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的實際操作波形時序圖； 圖2(b)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的實際操作波形時序圖； 圖3(a)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的實際操作波形時序圖3(b)示出現(xiàn)有同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的實際操作波形時序圖4示出依據(jù)本發(fā)明的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的電路圖5示出依據(jù)本發(fā)明的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的操作波形時序
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的延遲時間調(diào)整電路的例子的詳細(xì)電路圖； 圖7示出依據(jù)本發(fā)明的可調(diào)整延遲電路的例子的詳細(xì)電路圖。
具體實施例方式
下文中的說明與附圖將使本發(fā)明的前述與其他目的、特征、以及 優(yōu)點更明顯?，F(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖4示出依據(jù)本發(fā)明的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器40的電路圖。具 體而言，同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器40具有同步切換電路11、切換控制 電路12、驅(qū)動電路13、電流探測電路14、閉鎖電路15、電壓探測電 路41、以及延遲時間調(diào)整電路42。同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器40將輸入 電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓V。ut，而供應(yīng)至負(fù)載Ld。同步切換電路11 具有上側(cè)開關(guān)SH、下側(cè)開關(guān)SL、以及電感L。上側(cè)開關(guān)SH耦合于 輸入電壓Vin與切換節(jié)點SN間，而下側(cè)開關(guān)SL則耦合于切換節(jié)點 SN與接地電位間。在圖4所示的例子中，上側(cè)開關(guān)SH由PMOS晶 體管所實現(xiàn)，而下側(cè)開關(guān)SL則由NMOS晶體管所實現(xiàn)。電感L耦 合于切換節(jié)點SN與輸出端0間。切換控制電路12產(chǎn)生切換控制信 號CS，例如脈沖寬度調(diào)制信號。切換控制信號CS經(jīng)由驅(qū)動電路13 而形成上側(cè)驅(qū)動信號PH與下側(cè)驅(qū)動信號PL，用以分別決定上側(cè)開 關(guān)SH與下側(cè)開關(guān)SL的導(dǎo)通與不導(dǎo)通。響應(yīng)輸出電壓V。ut的反饋， 切換控制電路12調(diào)整切換控制信號CS的工作周期，從而調(diào)節(jié)輸出 電壓V。w。此外，輸出電容C。耦合于輸出端0，以便對輸出電壓V。ut 進(jìn)行過濾。
依據(jù)本發(fā)明的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器40不同于現(xiàn)有同步切換式 電壓轉(zhuǎn)換器10之處在于依據(jù)本發(fā)明的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器40設(shè)置 有電壓探測電路41與延遲時間調(diào)整電路42。具體而言，依據(jù)本發(fā)明 的逆向電流防止電路由電流探測電路14、閉鎖電路15、電壓探測電 路41、以及延遲時間調(diào)整電路42所共同構(gòu)成。
電流探測電路14具有感測電阻RS、參考電壓源V^、以及比較 器CP1。感測電阻RS串聯(lián)耦合于下側(cè)開關(guān)SL與接地電位間。參考 電壓源V^表示預(yù)定的臨界電流Ith。比較器CP1具有非反相輸入端與 反相輸入端。非反相輸入端耦合于感測電阻RS與下側(cè)開關(guān)SL間的 耦合點，并且反相輸入端經(jīng)由該參考電壓源Vref而耦合于接地電位。 電壓探測電路41由比較器CP2與使能電路EL所實現(xiàn)。比較器CP2 具有非反相輸入端與反相輸入端。非反相輸入端耦合于切換節(jié)點SN， 并且反相輸入端耦合于接地電位。使能電路EL控制比較器CP2，使 其于上側(cè)開關(guān)SH導(dǎo)通時停止操作、但在上側(cè)開關(guān)SH不導(dǎo)通時進(jìn)行 操作。
當(dāng)電感電流lL降低至預(yù)定的臨界電流Ith時，電流探測電路14產(chǎn)
生最初的防止信號PR1。最初的防止信號PR1經(jīng)過延遲時間調(diào)整電 路42而調(diào)整成修正的防止信號PR2。修正的防止信號PR2與最初的 防止信號PR1間相差一可調(diào)整延遲時間tadj。響應(yīng)修正的防止信號 PR2，閉鎖電路15使得下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通，從而防止逆向電流 的發(fā)生。此種可調(diào)整延遲時間tadj是延遲時間調(diào)整電路42基于電壓探 測電路41所探測的切換節(jié)點SN處的切換電壓Vsw所確定。當(dāng)閉鎖 電路15使得下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，倘若切換節(jié)點SN處的切換 電壓V^小于零，表示電感電流L尚未降低至零，則可調(diào)整延遲時間 t—必須延長，使得修正的防止信號PR2延后產(chǎn)生。當(dāng)閉鎖電路15使 得下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，倘若切換節(jié)點SN處的切換電壓VSN
大于零，表示電感電流IL已經(jīng)逆轉(zhuǎn)方向，則可調(diào)整延遲時間Uj必須
縮短，使得修正的防止信號PR2提早產(chǎn)生。
現(xiàn)在將參照圖5詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器 40的防止逆向電流的操作方法如下。在時間t0至tl中，上側(cè)開關(guān)SH 導(dǎo)通且下側(cè)開關(guān)SL不導(dǎo)通，因此電感電流It逐漸上升，并且電壓探 測電路41處于停止操作的狀態(tài)。從時間tl起，上側(cè)開關(guān)SH不導(dǎo)通 且下側(cè)開關(guān)SL導(dǎo)通，因此電感電流Il逐漸下降。電壓探測電路41 被允許對于切換節(jié)點SN處的切換電壓VsN進(jìn)行探測操作，并產(chǎn)生電 壓探測信號VD。從電感電流lL降低至臨界電流Ith起再經(jīng)過比較器
CP1的反應(yīng)時間tK后，最初的防止信號PR1轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。假設(shè)在 時間t0至t3的第一周期中，可調(diào)整延遲時間t一、即設(shè)定為零，則修 正的防止信號PR2與最初的防止信號PR1于相同時間轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑?也就是時間t2。修正的防止信號PR2的高電平指示出使下側(cè)開關(guān)SL 變?yōu)椴粚?dǎo)通的時間。然而在時間t2，切換節(jié)點SN處的切換電壓Vsw 小于零，表示電感電流II尚未完全降低至零。換言之，在第一周期中， 當(dāng)下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，電壓探測信號VD處于低電平。響應(yīng) 電壓探測信號VD的低電平，延遲時間調(diào)整電路42增加可調(diào)整延遲 時間"，使其從零變?yōu)閐t，以應(yīng)用于下一周期。
在時間t3至t6的第二周期中，從電感電流L降低至臨界電流Ith 起再經(jīng)過比較器CP1的反應(yīng)時間tR后，最初的防止信號PR1轉(zhuǎn)變?yōu)?br> 高電平。由于可調(diào)整延遲時間tadj在第一周期過后已經(jīng)增加為dt，所
以第二周期的修正的防止信號PR2比最初的防止信號PR1還延遲了 dt后才于時間t5轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。在時間t5，切換節(jié)點SN處的切換電 壓V^小于零，表示電感電流IL尚未完全降低至零。換言之，在第二 周期中，當(dāng)下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，電壓探測信號VD處于低電 平。響應(yīng)電壓探測信號VD的低電平，延遲時間調(diào)整電路42再次增 加可調(diào)整延遲時間t^，使其從^變?yōu)?*&，以應(yīng)用于下一周期。
在時間t6至t9的第三周期中，從電感電流k降低至臨界電流Ith 起再經(jīng)過比較器CP1的反應(yīng)時間tR后，最初的防止信號PR1轉(zhuǎn)變?yōu)?高電平。由于可調(diào)整延遲時間Uj在第二周期過后已經(jīng)增加為2Mt， 所以第三周期的修正的防止信號PR2比最初的防止信號PR1還延遲 了2*^后才于時間18轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。在時間t8，切換節(jié)點SN處的 切換電壓Vsw小于零，表示電感電流L尚未完全降低至零。換言之， 在第三周期中，當(dāng)下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，電壓探測信號VD處 于低電平。響應(yīng)電壓探測信號VD的低電平，延遲時間調(diào)整電路42 再次增加可調(diào)整延遲時間tadj,使其從2*^變?yōu)?*&，以應(yīng)用于下一 周期。
在時間t9至t12的第四周期中，從電感電流lL降低至臨界電流 Ith起再經(jīng)過比較器CP1的反應(yīng)時間fe后，最初的防止信號PR1轉(zhuǎn)變
為高電平。由于可調(diào)整延遲時間tadj在第三周期過后已經(jīng)增加為3*dt，
所以第四周期的修正的防止信號PR2比最初的防止信號PR1還延遲 了 3*&后才于時間1;11轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。在時間tll，切換節(jié)點SN處 的切換電壓Vsw大于零，表示電感電流L己經(jīng)發(fā)生方向逆轉(zhuǎn)。換言之， 在第四周期中，當(dāng)下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，電壓探測信號VD處 于高電平。響應(yīng)電壓探測信號VD的高電平，延遲時間調(diào)整電路42 減少可調(diào)整延遲時間tadj,使其從3*(1{變?yōu)?*&，以應(yīng)用于下一周期。
在時間tl2至t15的第五周期中，從電感電流IL降低至臨界電流 Ith起再經(jīng)過比較器CP1的反應(yīng)時間^后，最初的防止信號PR1轉(zhuǎn)變 為高電平。由于可調(diào)整延遲時間1一在第四周期過后已經(jīng)減少為2*&， 所以第五周期的修正的防止信號PR2比最初的防止信號PR1還延遲 了 2+dt后才于時間U4轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖健Ｔ跁r間tl4，切換節(jié)點SN處 的切換電壓VSN小于零，表示電感電流II尚未完全降低至零。換言之， 在第五周期中，當(dāng)下側(cè)開關(guān)SL變?yōu)椴粚?dǎo)通時，電壓探測信號VD處 于低電平。響應(yīng)電壓探測信號VD的低電平，延遲時間調(diào)整電路42 增加可調(diào)整延遲時間tadj，使其從2*dt變?yōu)?*dt，以應(yīng)用于下一周期。
事實上，第五周期的操作與第三周期的操作相同，其可調(diào)整延遲 時間"均為2*dt。因此，第六周期(未示出)的操作將與第四周期的 操作相同，其可調(diào)整延遲時間1一均為3*(11。換言之，在圖5所示的 實施例中，可調(diào)整延遲時間Uj最后收斂于2*dt與3*dt間來回震蕩。 因此，依據(jù)本發(fā)明的逆向電流防止電路有效地使防止電流發(fā)生逆轉(zhuǎn)方 向的時間達(dá)到dt范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度。
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的延遲時間調(diào)整電路42的例子的詳細(xì)電路 圖。參照圖6，延遲時間調(diào)整電路42具有可調(diào)整延遲電路61、增減 計數(shù)器62、增減判斷電路63、以及脈沖產(chǎn)生器64?？烧{(diào)整延遲電路 61接收最初的防止信號PR1，并且在經(jīng)過可調(diào)整延遲時間Uj后輸出 修正的防止信號PR2?？烧{(diào)整延遲電路61所提供的可調(diào)整延遲時間 t一根據(jù)增減計數(shù)器62所產(chǎn)生的計數(shù)信號Num而決定。增減計數(shù)器 62響應(yīng)增減判斷電路63所產(chǎn)生的增減信號U/D而使計數(shù)信號Num 增加或減少。脈沖產(chǎn)生器64決定增減判斷電路63的判斷時機(jī)。具體 而言，脈沖產(chǎn)生器64由修正的防止信號PR2所觸發(fā)而產(chǎn)生脈沖信號 PS。響應(yīng)脈沖信號PS，增減判斷電路63提取此時的電壓探測信號 VD的狀態(tài)，作為增減信號U/D。當(dāng)電壓探測信號VD的狀態(tài)為低電 平時，增減信號U/D使增減計數(shù)器62的計數(shù)信號Num增加。當(dāng)電 壓探測信號VD的狀態(tài)為高電平時，增減信號U/D使增減計數(shù)器62 的計數(shù)信號Num減少。將時脈信號CLK施加至增減計數(shù)器62，并 且將切換控制信號CS與時脈信號CLK施加至增減判斷電路63，以 提供每周期的更新。
圖7示出依據(jù)本發(fā)明的可調(diào)整延遲電路61的例子的詳細(xì)電路圖。 在圖7所示的實施例中，假設(shè)計數(shù)信號Num為一個四位的信號[B3， B2， Bl, BO]。 PMOS晶體管PQ與NMOS晶體管NQ構(gòu)成充電/放電 開關(guān)，其由最初的防止信號PR1所控制。當(dāng)最初的防止信號PR1從 低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r，晶體管PQ導(dǎo)通且晶體管NQ不導(dǎo)通，使得 輸入電壓Vin對于延遲節(jié)點NT充電。當(dāng)最初的防止信號PR1從高電 平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，晶體管PQ不導(dǎo)通且晶體管NQ導(dǎo)通，使得延遲 節(jié)點NT放電至接地電位。延遲節(jié)點NT上的電壓經(jīng)過兩個反相器后 輸出作為修正的防止信號PR2。
當(dāng)位B0,時，開關(guān)晶體管GO導(dǎo)通，使得延遲節(jié)點NT可經(jīng)由 電容CO耦合于接地電位；當(dāng)位B04時，開關(guān)晶體管GO不導(dǎo)通，使 得延遲節(jié)點NT不受電容CO的影響。當(dāng)位Bl-O時，開關(guān)晶體管G1 導(dǎo)通，使得延遲節(jié)點NT可經(jīng)由電容C1耦合于接地電位；當(dāng)位B1-1 時，開關(guān)晶體管G1不導(dǎo)通，使得延遲節(jié)點NT不受電容C1的影響。 當(dāng)位B2-0時，開關(guān)晶體管G2導(dǎo)通，使得延遲節(jié)點NT可經(jīng)由電容 C2耦合于接地電位；當(dāng)位B24時，開關(guān)晶體管G2不導(dǎo)通，使得延 遲節(jié)點NT不受電容C2的影響。當(dāng)位B3-0時，開關(guān)晶體管G3導(dǎo)通， 使得延遲節(jié)點NT可經(jīng)由電容C3耦合于接地電位；當(dāng)位B3=l時， 開關(guān)晶體管G3不導(dǎo)通，使得延遲節(jié)點NT不受電容C3的影響。
延遲節(jié)點NT的充電/放電時間由耦合于延遲節(jié)點NT的電容值所 決定。當(dāng)耦合于延遲節(jié)點NT的電容值越高時，延遲節(jié)點NT的充電 /放電時間越長，使得修正的防止信號PR2與最初的防止信號PR1間
的可調(diào)整延遲時間t—越長。因此，四個電容的電容值設(shè)計成[C3，C2， C1,C0]=[8*C0,4*C0,2*C0，C0]。每當(dāng)計數(shù)信號Num增加一時，耦合 于延遲節(jié)點NT的電容值即相應(yīng)地減少C0，導(dǎo)致可調(diào)整延遲時間tadj 對應(yīng)地減少一固定量，例如圖5所示的dt。每當(dāng)計數(shù)信號Num減少 壹時，耦合于延遲節(jié)點NT的電容值即相應(yīng)地增加C0，導(dǎo)致可調(diào)整 延遲時間tadj相應(yīng)地增加一固定量，例如圖5所示的dt。
請注意雖然前述實施例僅對于同步降壓式電壓轉(zhuǎn)換器加以說明， 但依據(jù)本發(fā)明的逆向電流防止電路可應(yīng)用至同步升壓式電壓轉(zhuǎn)換器 以及其他各種類型的同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器。
雖然本發(fā)明已經(jīng)通過將優(yōu)選實施例作為示例加以說明，應(yīng)該了解 的是本發(fā)明不限于在此被公開的實施例。相反地，本發(fā)明意欲涵蓋對 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，權(quán)力要求 的范圍應(yīng)根據(jù)最廣的解釋，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)用于同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器中，所述同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有第一開關(guān)、第二開關(guān)、以及電感，三者共同耦合于切換節(jié)點，使得當(dāng)所述第一開關(guān)導(dǎo)通且所述第二開關(guān)不導(dǎo)通時，流經(jīng)所述電感的電感電流增加，而當(dāng)所述第一開關(guān)不導(dǎo)通且所述第二開關(guān)導(dǎo)通時，所述電感電流則減少，所述逆向電流防止電路包含電流探測電路，用以探測所述電感電流，當(dāng)所述電感電流降低至預(yù)定的臨界電流時，所述電流探測電路產(chǎn)生最初的防止信號；電壓探測電路，用以探測所述切換節(jié)點處的切換電壓；延遲時間調(diào)整電路，用以響應(yīng)所述最初的防止信號而產(chǎn)生修正的防止信號，使得所述修正的防止信號與所述最初的防止信號間相差一可調(diào)整延遲時間，所述可調(diào)整延遲時間根據(jù)所述切換節(jié)點處的所述切換電壓而調(diào)整；以及閉鎖電路，響應(yīng)所述修正的防止信號，使得所述同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器的所述第二開關(guān)變?yōu)椴粚?dǎo)通。
2、 如權(quán)利要求l所述的逆向電流防止電路，其中 當(dāng)所述電壓探測電路探測到所述切換節(jié)點處的所述切換電壓具有第一極性時，所述延遲時間調(diào)整電路縮短所述可調(diào)整延遲時間，并 且當(dāng)所述電壓探測電路探測到所述切換節(jié)點處的所述切換電壓具 有第二極性時，所述延遲時間調(diào)整電路延長所述可調(diào)整延遲時間。
3、 如權(quán)利要求2所述的逆向電流防止電路，其中 所述第一極性表示所述切換節(jié)點處的所述切換電壓大于零，并且 所述第二極性表示所述切換節(jié)點處的所述切換電壓小于零。
4、 如權(quán)利要求l所述的逆向電流防止電路，其中 所述電壓探測電路由比較器所實現(xiàn)，所述比較器具有非反相輸入 端與反相輸入端，所述非反相輸入端耦合于所述切換節(jié)點，并且所述 反相輸入端耦合于接地電位。
5、 如權(quán)利要求4所述的逆向電流防止電路，其中 所述電壓探測電路還設(shè)有使能電路，用以控制所述比較器，使其于所述第一開關(guān)導(dǎo)通時停止操作但在所述第一開關(guān)不導(dǎo)通時進(jìn)行操 作。
6、 如權(quán)利要求l所述的逆向電流防止電路，其中 所述電流探測電路包含電阻，串聯(lián)耦合于所述第二開關(guān)與接地電位間；參考電壓源，用以表示所述預(yù)定的臨界電流；以及比較器，具有非反相輸入端與反相輸入端，所述非反相輸入端耦合于所述電阻與所述第二開關(guān)間的耦合點，并且所述反相輸入端經(jīng)由所述參考電壓源而耦合于所述接地電位。
7、 如權(quán)利要求l所述的逆向電流防止電路，其中 所述延遲時間調(diào)整電路包含可調(diào)整延遲電路，用以接收所述最初的防止信號，并且在經(jīng)過所 述可調(diào)整延遲時間后輸出所述修正的防止信號；增減計數(shù)器，用以施加計數(shù)信號至所述可調(diào)整延遲電路，以決定 所述可調(diào)整延遲時間；以及增減判斷電路，用以根據(jù)所述電壓探測電路所探測的所述切換節(jié) 點處的所述切換電壓而施加增減信號至所述增減計數(shù)器使得所述計 數(shù)信號增加或減少。
8、 如權(quán)利要求7所述的逆向電流防止電路，其中 所述延遲時間調(diào)整電路還包含脈沖產(chǎn)生器，由所述修正的防止信號所觸發(fā)而產(chǎn)生脈沖信號，所 述脈沖信號施加至所述增減判斷電路，用以允許所述增減判斷電路提 取所述電壓探測電路所探測的所述切換節(jié)點處的所述切換電壓。
9、 如權(quán)利要求7所述的逆向電流防止電路，其中當(dāng)所述切換節(jié)點處的所述切換電壓具有第一極性時，所述增減判 斷電路施加所述增減信號至所述增減計數(shù)器使得所述計數(shù)信號增加， 并且當(dāng)所述切換節(jié)點處的所述切換電壓具有第二極性時，所述增減判 斷電路施加所述增減信號至所述增減計數(shù)器使得所述計數(shù)信號減少。
10、 如權(quán)利要求9所述的逆向電流防止電路，其中 所述第一極性表示所述切換節(jié)點處的所述切換電壓大于零，并且 所述第二極性表示所述切換節(jié)點處的所述切換電壓小于零。
全文摘要
同步切換式電壓轉(zhuǎn)換器具有第一開關(guān)、第二開關(guān)、以及電感，三者共同耦合于切換節(jié)點。逆向電流防止電路具有電流探測電路、電壓探測電路、延遲時間調(diào)整電路、以及閉鎖電路。當(dāng)電感電流降低至一預(yù)定的臨界電流時，電流探測電路產(chǎn)生一最初的防止信號。電壓探測電路探測切換節(jié)點處的切換電壓。響應(yīng)最初的防止信號，延遲時間調(diào)整電路產(chǎn)生修正的防止信號，使得修正的防止信號與最初的防止信號間相差一可調(diào)整延遲時間。所述可調(diào)整延遲時間根據(jù)切換電壓而調(diào)整。響應(yīng)修正的防止信號，閉鎖電路使得第二開關(guān)變?yōu)椴粚?dǎo)通。
文檔編號H02M3/155GK101114795SQ200610107829
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者陳天賜 申請人:圓創(chuàng)科技股份有限公司