專利名稱：切換式電壓調(diào)節(jié)器及其控制電路和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切換式電壓調(diào)節(jié)器(switching voltage regulator),尤其涉及一種在 輕載時可提高輸出效率的切換式電壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
電壓調(diào)節(jié)器是一種將輸入電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定輸出電壓的裝置，其一般可分為線性式電 壓調(diào)節(jié)器和切換式電壓調(diào)節(jié)器。線性式電壓調(diào)節(jié)器利用無源元件，如可變電阻器，從輸 入端將連續(xù)電流供應(yīng)到輸出端。切換式電壓調(diào)節(jié)器利用一對串聯(lián)的晶體管，以交互啟動 所述晶體管的方式將電流供應(yīng)到輸出端。
由于線性式電壓調(diào)節(jié)器的功率效率(power efficiency)太低，因此目前應(yīng)用于手提 計算機(jī)、移動電話等移動電子設(shè)備所需的電源供應(yīng)裝置多以切換式電壓調(diào)節(jié)器為主。
圖l是常規(guī)的切換式電壓調(diào)節(jié)器。所述切換式電壓調(diào)節(jié)器10包含切換式開關(guān)電路20、 輸出電路30、回饋電路35、脈沖寬度調(diào)制控制電路40和補(bǔ)償電路47。所述切換式開關(guān)電 路20包含高位端晶體管21和低位端晶體管22。所述高位端晶體管21的源極連接到輸入電 壓。所述低位端晶體管22的源極接地，其漏極連接到所述高位端晶體管21的漏極。所述 輸出電路30包含電感器L1、電容器C1和所述電容器的寄生電阻器R1。所述電感器L1、 電容器C1和寄生電阻器R1形成低通濾波器，其接收所述切換式開關(guān)電路20的輸出電流lL 并調(diào)節(jié)成輸出電壓到達(dá)所述切換式電壓調(diào)節(jié)器10的負(fù)載RL。所述回饋電路35包含電阻器 R2和R3。所述脈沖寬度調(diào)制控制電路40包含誤差放大器41、脈沖寬度調(diào)制比較器42、脈 沖產(chǎn)生器43、高位端驅(qū)動器44、低位端驅(qū)動器45和電流轉(zhuǎn)電壓放大器46。所述電阻器R1 連接到所述切換式電壓調(diào)節(jié)器10的輸出端。所述電阻器R2—端連接到R1，另一端接地。 所述誤差放大器41的輸入端分別連接所述電阻器R2和R3的接點(diǎn)以及參考電壓。所述脈沖 寬度調(diào)制比較器42的正輸入端連接到所述誤差放大器41的輸出端和所述補(bǔ)償電路47，而 其負(fù)輸入端接收所述電流轉(zhuǎn)電壓放大器46的輸出與斜率補(bǔ)償信號的和。所述脈沖產(chǎn)生器 43的輸入端連接到所述脈沖寬度調(diào)制比較器42和時鐘信號。所述高位端驅(qū)動器44和所述 低位端驅(qū)動器45的輸入端連接到所述脈沖產(chǎn)生器43的輸出端，而其輸出端分別連接到所 述高位端晶體管21和所述低位端晶體管22的柵極端點(diǎn)。所述電流轉(zhuǎn)電壓放大器46用以將 流經(jīng)所述電感器L1的電流轉(zhuǎn)換成電壓。所述誤差放大器41的正輸入端的電壓連接所述參考電壓，而所述誤差放大器41負(fù)輸 入端的電壓是所述切換式電壓調(diào)節(jié)器10輸出電壓的分壓，因此能夠控制所述切換式電壓 調(diào)節(jié)器10的輸出電壓。
一般模式時，所述脈沖產(chǎn)生器43的輸出為低電壓，因此所述高位端驅(qū)動器44啟動所 述高位端晶體管21，而所述低位端驅(qū)動器45關(guān)閉所述低位端晶體管22。所述切換式開關(guān) 電路20的輸出電壓VL維持在高電壓，而其輸出電流It逐漸增加。待所述輸出電流It增加 到閾值，而所述電流轉(zhuǎn)電壓放大器46所輸出的轉(zhuǎn)換電壓與所述斜率補(bǔ)償信號的和大于所 述誤差放大器41和所述補(bǔ)償電路47所產(chǎn)生的電壓信號時，便驅(qū)動所述脈沖產(chǎn)生器43輸出 固定時間的脈沖。所述高位端驅(qū)動器44便關(guān)閉所述高位端晶體管21，所述低位端驅(qū)動器 45啟動所述低位端晶體管22，而所述輸出電流L開始下降。當(dāng)所述脈沖產(chǎn)生器43的輸出 被所述時鐘信號重新設(shè)定為低電壓時，再次啟動所述高位端晶體管21，并關(guān)閉所述低位 端晶體管22。 '
圖2是所述切換式開關(guān)電路20的輸出電流lL和輸出電壓VL的波形圖。如圖2所示，所 述切換式開關(guān)電路20的輸出電壓VL的波形為方波，而所述輸出電流IL的波形為三角波。
然而當(dāng)所述負(fù)載Ri^成為輕載，即所述輸出電流Il下降吋，所述切換式電壓調(diào)節(jié)器 10的功率效率會因此降低。更嚴(yán)重的情況是，當(dāng)所述切換式電壓調(diào)節(jié)器10的輸出電流 下降到定值時，所述輸出電流k的最小值會低于零，即所述切換式電壓調(diào)節(jié)器IO會從 所述負(fù)載R^接收能量。因此，有必要設(shè)計一種電壓調(diào)節(jié)器使其在輕載時可保持較高的 功率效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實施例的控制電路應(yīng)用于包含高位端晶體管和低位端晶體管的切換式 開關(guān)電路，所述切換式開關(guān)電路連接到輸出電路，其包含脈沖寬度調(diào)制控制電路和脈沖 跳躍控制電路。所述脈沖寬度調(diào)制控制電路控制所述切換式開關(guān)電路，使其以脈沖寬度 調(diào)制的方式輸出電流。所述脈沖跳躍控制電路用以控制所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn) 作，當(dāng)所述切換式開關(guān)電路的輸出電流降到閾值特定次數(shù)時，所述脈沖跳躍控制電路停 止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作，而當(dāng)所述輸出電路的輸出電壓的分壓降到閾值 時，所述脈沖跳躍控制電路恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作。
本發(fā)明的一實施例的控制電路包含脈沖寬度調(diào)制邏輯電路、脈沖寬度調(diào)制比較器、 誤差放大器、電壓匹配電路、脈沖跳躍邏輯電路、輕載比較器和零電流比較器。所述脈 沖寬度調(diào)制邏輯電路用以產(chǎn)生控制信號到所述切換式開關(guān)電路，使其以脈沖寬度調(diào)制的
7方式輸出電流。所述脈沖寬度調(diào)制比較器用以產(chǎn)生所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路的輸入信 號。所述誤差放大器將所述輸出電路的輸出電壓的分壓與第一參考電壓相減并放大輸出 所述相減后的信號到所述脈沖寬度調(diào)制比較器。所述電壓匹配電路產(chǎn)生與所述切換式開 關(guān)電路的輸出電壓匹配的電壓到所述脈沖寬度調(diào)制比較器。所述脈沖跳躍邏輯電路用以 產(chǎn)生停止所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路的信號。所述輕載比較器將所述輸出電路的輸出電 壓的分壓與第二參考電壓的相減信號傳送到所述脈沖跳躍邏輯電路。所述零電流比較器 將流經(jīng)所述低位端晶體管的電流信號傳送到所述脈沖跳躍邏輯電路。
本發(fā)明的一實施例的切換式電壓調(diào)節(jié)器的控制方法包含下列步驟啟動所述高位端 晶體管并關(guān)閉所述低位端晶體管；如果所述切換式開關(guān)電路的輸出電流大于閾值，那么 關(guān)閉所述高位端晶體管并啟動所述低位端晶體管；如果流經(jīng)所述低位端晶體管的電流反 向，那么關(guān)閉所述高位端晶體管和所述低位端晶體管以及如果所述切換式電壓調(diào)節(jié)器 的輸出電壓小于閾值，那么啟動所述高位端晶體管并關(guān)閉所述低位端晶體管。


圖l顯示常規(guī)的切換式電壓調(diào)節(jié)器；
圖2顯示常規(guī)的切換式開關(guān)電路的輸出電流和輸出電壓的波形圖； 圖3顯示本發(fā)明的一實施例的切換式電壓調(diào)節(jié)器； 圖4顯示本發(fā)明的脈沖跳躍邏輯電路的示意圖； 圖5顯示本發(fā)明的脈沖跳躍邏輯電路的另一示意圖6是輕載時本發(fā)明的切換式開關(guān)電路的輸出電流和所述切換式電壓調(diào)節(jié)器的輸出 電壓的波形圖；以及
圖7顯示本發(fā)明的一實施例的切換式電壓調(diào)節(jié)器控制方法的流程圖。
具體實施例方式
圖3顯示本發(fā)明的一實施例的切換式電壓調(diào)節(jié)器及其控制電路。所述切換式電壓調(diào) 節(jié)器50包含切換式開關(guān)電路60、輸出電路70、控制電路75和回饋電路76。所述控制電路 75包含脈沖寬度調(diào)制控制電路80和脈沖跳躍控制電路90。所述回饋電路76包含電阻器R5 和R6。所述切換式開關(guān)電路60包含高位端晶體管61和低位端晶體管62。所述高位端晶體 管61的源極連接到輸入電壓。所述低位端晶體管62的源極接地，其漏極連接到所述高位 端晶體管61的漏極。所述輸出電路70包含電感器L2、電容器C2和所述電容器等效串接的 寄生電阻器R4。所述電感器L2、電容器C2和寄生電阻器R4形成低通濾波器，其接收所 述切換式開關(guān)電路60的輸出電壓脈波信號并調(diào)節(jié)成輸出直流電壓到所述切換式電壓調(diào)節(jié)器50的負(fù)載RL。
所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80包含誤差放大器81、脈沖寬度調(diào)制比較器82、電壓匹 配電路83和脈沖寬度調(diào)制邏輯電路84。所述電阻器R5連接到所述輸出電路70的輸出端。 所述電阻器R6—端連接到R5，另一端接地。所述誤差放大器81的輸入端分別連接所述電 阻器R5和R6的接點(diǎn)以及第一參考電壓，而其輸出端經(jīng)過開關(guān)M1連接到所述脈沖寬度調(diào) 制比較器82，并經(jīng)過電容器C3接地。所述脈沖寬度調(diào)制比較器82的另一輸入端連接到所 述電壓匹配電路83的輸出端。所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路84的輸入端連接到所述脈沖寬 度調(diào)制比較器82的輸出端和時鐘信號，而其輸出端連接到所述切換式開關(guān)電路60。所述 電壓匹配電路83包含第一感應(yīng)晶體管M2、第二感應(yīng)晶體管M3、感應(yīng)放大器831和感應(yīng)電 阻器R7。所述第一感應(yīng)晶體管M2的柵極連接到所述高位端晶體管61的柵極，其源極也 連接到所述高位端晶體管61的源極。所述第二感應(yīng)晶體管M3的漏極連接到所述第一感應(yīng) 晶體管M2的漏極。所述感應(yīng)放大器831的一輸入端連接到所述第一感應(yīng)晶體管M2的漏 極，另一輸入端連接到所述高位端晶體管61的漏極，而其輸出端連接到所述第二感應(yīng)晶 體管M3的柵極。
所述脈沖跳躍控制電路90包含脈沖跳躍邏輯電路91、輕載比較器92和零電流比較器 93。所述脈沖跳躍邏輯電路91的輸出端連接到所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80。所述輕載 比較器92的輸入端分別連接所述電阻器R5和R6的接點(diǎn)以及第二參考電壓，而其輸出端連 接到所述脈沖跳躍邏輯電路91。所述零電流比較器93的正負(fù)輸入端分別連接到所述低位 端晶體管62的源極和漏極，而其輸出端連接到所述脈沖跳躍邏輯電路91。
所述誤差放大器81的正輸入端的電壓連接所述第一參考電壓，而所述誤差放大器81 負(fù)輸入端的電壓是所述輸出電路70輸出電壓的分壓，因此其形成回授控制電路而使得所 述輸出電路70的分壓近似于所述第一參考電壓，進(jìn)而控制所述輸出電路70的輸出電壓。
所述感應(yīng)放大器831控制流經(jīng)所述第一感應(yīng)晶體管M2的電流，使所述電流與流經(jīng)所 述高位端晶體管61的電流比近似于所述第一感應(yīng)晶體管M2與所述高位端晶體管61的大 小比例，而所述感應(yīng)電阻器R7的大小使得所述第二感應(yīng)晶體管M3的源極電壓近似于所 述切換式開關(guān)電路60的輸出電壓。所述電壓匹配電路83用以產(chǎn)生與所述切換式開關(guān)電路 60輸出電壓匹配的電壓，其第一感應(yīng)晶體管M2用以匹配所述高位端晶體管61，其第二感 應(yīng)晶體管M3用以產(chǎn)生流經(jīng)所述第一感應(yīng)晶體管M2的電流。優(yōu)選地，所述第一感應(yīng)晶體 管M2與所述高位端晶體管61應(yīng)為同一類型的晶體管，而所述第二感應(yīng)晶體管M3不限于 何種晶體管。
一般模式時，所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路84的輸出為低電壓，因此啟動所述高位端
9晶體管61，而關(guān)閉所述低位端晶體管62。所述切換式開關(guān)電路60的輸出電壓維持在高電 壓，而其輸出電流L逐漸增加。待所述輸出電流k增加到閾值時，使得所述電壓匹配電 路83的輸出值與斜率補(bǔ)償信號的和大于所述誤差放大器81的輸出值，于是所述脈沖寬度 調(diào)制比較器82送出一信號而使所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路84的輸出為高電壓，因此關(guān)閉 所述高位端晶體管61，而啟動所述低位端晶體管62。待所述時鐘信號由低轉(zhuǎn)到高吋，所 述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路84恢復(fù)一般模式，啟動所述高位端晶體管61，而關(guān)閉所述低位 端晶體管62。
當(dāng)所述負(fù)載RL為輕載，即所述輸出電流k下降時，本實施例的輸出電路70提供一機(jī) 制停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80的運(yùn)作，進(jìn)而減少所述切換式開關(guān)電路60的開關(guān)次 數(shù)，因而降低開關(guān)造成的能量損失。
所述零電流比較器93在所述低位端晶體管62啟動時，檢測流經(jīng)所述低位端晶體管62 的電流。當(dāng)所述電流為負(fù)值時，即所述切換式開關(guān)電路60從所述負(fù)載RL接收能量時，所 述零電流比較器93輸出一信號到所述脈沖跳躍邏輯電路91。所述脈沖跳躍邏輯電路91記 錄該筆記錄。如果在所述時鐘信號特定周期內(nèi)，所述零電流比較器93輸出特定次數(shù)的信 號到所述脈沖跳躍邏輯電路91，所述脈沖跳躍邏輯電路91便停止所述脈沖寬度調(diào)制控制 電路80的運(yùn)作，并關(guān)閉所述開關(guān)M1，以存儲所述誤差放大器81的輸出值于所述電容器 C3。此時所述輸出電路70的輸出電流為零，而所述負(fù)載RL從所述電容器C3接收能量。 待所述輸出電路70的輸出電壓降到闞值，使其低于所述第二參考電壓時，所述輕載比較 器92便啟動所述開關(guān)M1，并送出一信號到所述脈沖跳躍邏輯電路91，使其恢復(fù)所述脈沖 寬度調(diào)制控制電路80的運(yùn)作。
圖4是所述脈沖跳躍邏輯電路91的示意圖。所述脈沖跳躍邏輯電路91包含T型觸發(fā)器 911到914、鎖存器915和916以及或門917。所述T型觸發(fā)器911和912形成用以計算所述時 鐘信號的計數(shù)器。所述T型觸發(fā)器913和914形成用以計算所述零電流比較器93輸出的計 數(shù)器。所述T型觸發(fā)器911和912所形成的計數(shù)器在記錄所述時鐘信號四個周期之后，傳 送一信號重設(shè)所述T型觸發(fā)器911到914,并重新開始計數(shù)。如果所述T型觸發(fā)器913和914 所形成的計數(shù)器在所述T型觸發(fā)器911和912傳送所述重設(shè)信號之前，先記錄所述零電流 比較器93發(fā)出連續(xù)四次信號，便傳送一信號到所述鎖存器916,停止所述脈沖寬度調(diào)制 控制電路80的運(yùn)作，并重設(shè)所述T型觸發(fā)器911到914。當(dāng)所述鎖存器916收到所述輕載比 較器92的信號，便恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80的運(yùn)作，而所述T型觸發(fā)器911到914 重新開始計數(shù)。
圖4的脈沖跳躍邏輯電路91利用所述T型觸發(fā)器911到914來記錄連續(xù)四次所述切換式開關(guān)電路60的輸出電流為負(fù)值時，停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80的運(yùn)作。然而本 發(fā)明也可利用不同數(shù)目的觸發(fā)器的安排，記錄所述切換式開關(guān)電路60的輸出電流為負(fù)值 的次數(shù)，而不限于圖4的示意圖。
圖5是所述脈沖跳躍邏輯電路91的另一示意圖。所述脈沖跳躍邏輯電路91包含鎖存 器918。如圖5所示，所述脈沖跳躍邏輯電路91在所述零電流比較器93檢測到負(fù)值電流時， 便停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80的運(yùn)作。待所述輸出電路70的輸出電壓降到閾值， 所述脈沖跳躍邏輯電路91再恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80的運(yùn)作。
圖6是輕載時所述切換式開關(guān)電路60的輸出電流L和所述輸出電路70的輸出電壓的 波形圖。如圖6所示，所述切換式開關(guān)電路60在其輸出電流連續(xù)兩個周期降到零時，所 述脈沖跳躍邏輯電路91停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80的運(yùn)作。待所述輸出電路70的 輸出電壓降到閾值時，所述脈沖跳躍邏輯電路91再恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制電路80的 運(yùn)作。
圖7顯示本發(fā)明的一實施例的切換式電壓調(diào)節(jié)器控制方法的流程圖，其中所述切換 式電壓調(diào)節(jié)器以切換式開關(guān)電路將輸入電壓調(diào)節(jié)到輸出電壓，且所述切換式開關(guān)電路包 含高位端晶體管和低位端晶體管。在步驟S1，啟動所述高位端晶體管并關(guān)閉所述低位端 晶體管。在步驟S2，檢査所述切換式開關(guān)電路的輸出電流是否大于閾值，即檢查所述切 換式開關(guān)電路的輸出電壓與斜率補(bǔ)償信號的和是否大于閾值。如果步驟S2檢查結(jié)果為 是，那么回到步驟S1，否則進(jìn)入步驟S3。在步驟S3，關(guān)閉所述高位端晶體管并啟動所述 低位端晶體管。在步驟S4，檢查流經(jīng)所述低位端晶體管的電流是否反向。如果步驟S4檢 查結(jié)果為否，那么進(jìn)入步驟S5，否則進(jìn)入步驟S6。在步驟S5，檢查時鐘信號是否由低轉(zhuǎn) 高。如果步驟S5檢查結(jié)果為是，那么回到步驟S1，否則回到步驟S3。在步驟S6，關(guān)閉所 述高位端晶體管并關(guān)閉所述低位端晶體管。在步驟S7，檢查所述切換式電壓調(diào)節(jié)器的輸 出電壓是否小于閾值。如果步驟S7檢查結(jié)果為是，那么回到步驟S1，否則回到步驟S6。
在步驟S4中，可設(shè)定所述低位端晶體管的電流一反向就進(jìn)入步驟S6，或者等所述低 位端晶體管的電流連續(xù)特定次數(shù)反向，例如兩次，才進(jìn)入步驟S6。
上文已揭示本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)特點(diǎn)，然而所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本 發(fā)明的教示和揭示而作出種種不背離本發(fā)明精神的替換和修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范 圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容，而是應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換和修改，并由所 附權(quán)利要求書所涵蓋。
1權(quán)利要求
1. 一種控制電路，其應(yīng)用于包含低位端晶體管和高位端晶體管的切換式開關(guān)電路，所述切換式開關(guān)電路連接到輸出電路，其特征在于所述控制電路包含脈沖寬度調(diào)制控制電路，其用于控制所述切換式開關(guān)電路以脈沖寬度調(diào)制的方式輸出電流；以及脈沖跳躍控制電路，其用以控制所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作，其中當(dāng)所述切換式開關(guān)電路的輸出電流降到閾值達(dá)特定次數(shù)時，所述脈沖跳躍控制電路停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作，而當(dāng)所述輸出電路的輸出電壓的分壓降到閾值時，所述脈沖跳躍控制電路恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制電路，其中當(dāng)時鐘信號由低轉(zhuǎn)到高時，所述脈沖寬度調(diào) 制控制電路啟動所述高位端晶體管并關(guān)閉所述低位端晶體管，當(dāng)所述輸出電路的輸 出電壓的分壓與第一參考電壓相減的放大信號小于所述切換式開關(guān)電路的輸出電 壓與斜率補(bǔ)償信號的和時，所述脈沖寬度調(diào)制控制電路關(guān)閉所述高位端晶體管并啟 動所述低位端晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制電路，其中當(dāng)所述切換式開關(guān)電路的輸出電流降到閾值 時，所述脈沖跳躍控制電路停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作，以關(guān)閉所述高 位端晶體管和所述低位端晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其中當(dāng)所述切換式開關(guān)電路的輸出電流連續(xù)兩次 降到閾值時，所述脈沖跳躍控制電路停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制電路，其中當(dāng)所述脈沖跳躍控制電路停止所述脈沖寬度 調(diào)制控制電路的運(yùn)作時，如果所述輸出電壓的分壓小于第二參考電壓，那么所述脈 沖跳躍控制電路恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其中當(dāng)所述脈沖跳躍控制電路停止所述脈沖寬度 調(diào)制控制電路的運(yùn)作時，所述輸出電路的輸出電壓的分壓與所述第一參考電壓相減 的放大信號存儲于一電容器，待所述脈沖跳躍控制電路恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制 電路的運(yùn)作時，以存儲于所述電容器的電壓值作為所述輸出電壓的分壓與所述第一 參考電壓相減的放大信號。
7. —種控制電路，其應(yīng)用于包含低位端晶體管和高位端晶體管的切換式開關(guān)電路，所 述切換式開關(guān)電路連接到輸出電路，其特征在于所述控制電路包含脈沖寬度調(diào)制邏輯電路，其用以產(chǎn)生控制信號到所述切換式開關(guān)電路，使其以脈沖寬度調(diào)制的方式輸出電流；脈沖寬度調(diào)制比較器，其用以產(chǎn)生所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路的輸入信號； 誤差放大器，其將所述輸出電路的輸出電壓的分壓與第一參考電壓相減，'并放大輸出所述相減后的信號到所述脈沖寬度調(diào)制比較器；電壓匹配電路，其產(chǎn)生匹配所述切換式開關(guān)電路的輸出電壓到所述脈沖寬度調(diào)制比較器；脈沖跳躍邏輯電路，其用以產(chǎn)生停止所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路的信號； 輕載比較器，其將所述輸出電路的輸出電壓的分壓與第二參考電壓的相減信號傳送到所述脈沖跳躍邏輯電路；以及零電流比較器，其將流經(jīng)所述低位端晶體管的電流信號傳送到所述脈沖跳躍邏輯電路；其中所述脈沖跳躍邏輯電路根據(jù)所述輕載比較器和所述零電流比較器控制是否 停止所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路的運(yùn)作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其中當(dāng)時鐘信號由低轉(zhuǎn)到高時，所述脈沖寬度調(diào) 制邏輯電路啟動所述高位端晶體管并關(guān)閉所述低位端晶體管，而當(dāng)所述輸出電路的 輸出電壓的分壓與所述第一參考電壓相減的放大信號小于所述切換式開關(guān)電路的 輸出電壓與所述斜率補(bǔ)償信號的和時，所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路關(guān)閉所述高位端 晶體管并啟動所述低位端晶體管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其中所述誤差放大器經(jīng)過開關(guān)而連接到所述脈沖 寬度調(diào)制比較器的輸入端，所述輸入端另外經(jīng)過電容器接地。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制電路，其中當(dāng)所述脈沖跳躍邏輯電路停止所述脈沖寬度 調(diào)制邏輯電路的運(yùn)作時，所述脈沖跳躍邏輯電路關(guān)閉所述開關(guān)，使所述誤差放大器 的輸出電壓暫存于所述電容器，待所述脈沖跳躍邏輯電路恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制邏 輯電路的運(yùn)作時，重新啟動所述開關(guān)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其中所述電壓匹配電路包含第一感應(yīng)晶體管，其柵極連接到所述高位端晶體管的柵極，其電流輸入端連接到所述高位端晶體管的電流輸入端；第二感應(yīng)晶體管，其電流輸入端連接到所述第一感應(yīng)晶體管的電流輸出端； 感應(yīng)放大器，其一輸入端連接到所述第一感應(yīng)晶體管的電流輸出端，另一輸入端連接到所述高位端晶體管的電流輸出端，而其輸出端連接到所述第二感應(yīng)晶體管的柵極；以及感應(yīng)電阻器，其一端連接到所述第二感應(yīng)晶體管的電流輸出端，另一端接地； 其中所述感應(yīng)放大器控制流經(jīng)所述第一感應(yīng)晶體管的電流，使所述電流和流經(jīng)所 述高位端晶體管的電流比實質(zhì)上與所述第一感應(yīng)晶體管和所述高位端晶體管的大 小比例相同，而所述感應(yīng)電阻器的阻值使得所述第二感應(yīng)晶體管的電流輸出端的電 壓近似于所述切換式開關(guān)電路的輸出電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其中所述脈沖跳躍邏輯電路在所述零電流比較器 檢測到所述切換式開關(guān)電路的輸出電流為負(fù)值到特定次數(shù)時，所述脈沖跳躍邏輯電 路停止所述脈沖寬度調(diào)制邏輯電路的運(yùn)作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制電路，其中所述電流比較器檢測到所述切換式開關(guān)電路 的輸出電流降到負(fù)值連續(xù)兩次以上時，所述脈沖跳躍邏輯電路停止所述脈沖寬度調(diào) 制邏輯電路的運(yùn)作。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其中當(dāng)所述輕載比較器檢測到所述輸出電路的輸 出電壓的分壓低于所述第二參考電壓時，所述脈沖跳躍邏輯電路恢復(fù)所述脈沖寬度 調(diào)制邏輯電路的運(yùn)作。
15. —種切換式電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于包含-切換式開關(guān)電路，其包含高位端晶體管和低位端晶體管；輸出電路，其接收所述切換式開關(guān)電路的輸出電流，并將所述輸出電流調(diào)節(jié)成所 述切換式電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓；根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制電路，其用以控制所述切換式開關(guān)電路的運(yùn)作。
16. —種切換式電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于包含切換式開關(guān)電路，其包含高位端開關(guān)和低位端開關(guān)；輸出電路，其接收所述切換式開關(guān)電路的輸出電流，并將所述輸出電流調(diào)節(jié)成所 述切換式電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓；根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制電路，其用以控制所述切換式開關(guān)電路的運(yùn)作。
17. —種切換式電壓調(diào)節(jié)器的控制方法，其應(yīng)用于包含低位端晶體管和高位端晶體管的 切換式開關(guān)電路，其特征在于所述方法包含下列步驟啟動所述高位端晶體管并關(guān)閉所述低位端晶體管；如果所述切換式開關(guān)電路的輸出電流大于閾值，那么關(guān)閉所述高位端晶體管并啟 動所述低位端晶體管；如果流經(jīng)所述低位端晶體管的電流反向，那么關(guān)閉所述高位端晶體管和所述低位 端晶體管；以及如果所述切換式電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓小于闞值，那么啟動所述高位端晶體管并 關(guān)閉所述低位端晶體管。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制方法，其中如果流經(jīng)所述低位端晶體管的電流未反向， 那么另外包含檢査時鐘信號是否由低轉(zhuǎn)高的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制方法，其中檢査所述切換式開關(guān)電路的輸出電流是否大 于閾值的步驟，是檢査所述切換式開關(guān)電路的輸出電壓與斜率補(bǔ)償信號的和是否大 于閾值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制方法，其中檢查流經(jīng)所述低位端晶體管的電流是否反向 的步驟，是檢査所述低位端晶體管的電流是否連續(xù)特定次數(shù)反向。
全文摘要
一種控制電路包含脈沖寬度調(diào)制控制電路和脈沖跳躍控制電路。所述脈沖寬度調(diào)制控制電路控制切換式開關(guān)電路，使其以脈沖寬度調(diào)制的方式將電流輸出到輸出電路和負(fù)載電路。所述脈沖跳躍控制電路用以控制所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作。當(dāng)所述切換式開關(guān)電路的輸出電流降到閾值時，所述脈沖跳躍控制電路停止所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作，而當(dāng)所述輸出電路的輸出電壓降到閾值時，所述脈沖跳躍控制電路恢復(fù)所述脈沖寬度調(diào)制控制電路的運(yùn)作。
文檔編號H02M3/04GK101499722SQ200810009169
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者嚴(yán)之岳 申請人:臺灣類比科技股份有限公司