專利名稱：Dc/dc變換裝置和dc/dc變換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DC/DC變換裝置和DC/DC變換方法。
背景技術(shù)：
DC/DC變換裝置通常通過(guò)對(duì)供應(yīng)電壓進(jìn)行上變換或?qū)?yīng)電壓進(jìn)行下變換來(lái)提供 輸出電壓。DC/DC變換裝置應(yīng)用在例如供移動(dòng)通信使用的設(shè)備和數(shù)碼相機(jī)中。使用降壓操 作模式的DC/DC變換器用于對(duì)供應(yīng)電壓進(jìn)行下變換，而使用升壓操作模式的DC/DC變換器 用于對(duì)供應(yīng)電壓進(jìn)行上變換。如果供應(yīng)電壓幾乎與輸出電壓相同，則可以使用降壓-升壓 操作模式。文獻(xiàn)EP1804368A1示出具有降壓操作模式、升壓操作模式和降壓_升壓操作模式 的DC/DC變換器。$ [JB 自 Unitrode & 目白勺 Unitrode Application Note U-97 白勺 “Modelling， Analysis and Compensation of the Current-Mode Converter(電、流型變換器的建模、分 析和補(bǔ)償)”中描述了具有斜坡補(bǔ)償?shù)慕祲盒妥儞Q器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有高穩(wěn)定性的DC/DC變換裝置和DC/DC變換方法。由根據(jù)權(quán)利要求1的DC/DC變換裝置和根據(jù)權(quán)利要求15的DC/DC變換方法來(lái)實(shí) 現(xiàn)此目的。在各個(gè)從屬權(quán)利要求中提供了優(yōu)選的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，DC/DC變換裝置包括輸入端、輸出端、以及將輸入端耦合到輸出 端的開關(guān)裝置。開關(guān)裝置包括線圈和至少兩個(gè)開關(guān)。另外，DC/DC變換裝置包括耦合到開 關(guān)裝置的電流檢測(cè)電路。另外，DC/DC變換裝置包括比較器。比較器的第一輸入端耦合到 所述輸出端。進(jìn)一步地，比較器的第二輸入端耦合到電流檢測(cè)電路的輸出。比較器的輸出 端耦合到開關(guān)裝置。此外，DC/DC變換裝置包括斜坡發(fā)生器，斜坡發(fā)生器耦合到比較器的第 一輸入端或耦合到比較器的第二輸入端。供應(yīng)電壓施加到輸入端子。通過(guò)開關(guān)裝置，在輸出端子處提供輸出電壓。通過(guò)對(duì) 供應(yīng)電壓進(jìn)行降壓-升壓變換，開關(guān)裝置的線圈和至少兩個(gè)開關(guān)產(chǎn)生輸出電壓。由電流檢 測(cè)電路檢測(cè)線圈電流。基于比較器執(zhí)行的比較結(jié)果來(lái)控制開關(guān)裝置的開關(guān)中的至少一個(gè)開關(guān)。有利地，斜坡發(fā)生器提供開關(guān)裝置的降壓_升壓變換的穩(wěn)定化。有利地，通過(guò)縮短 線圈電流以大斜率上升的開關(guān)階段，可以實(shí)現(xiàn)線圈電流的穩(wěn)定化。在實(shí)施例中，在可以是降壓-升壓操作模式和升壓操作模式中的一個(gè)操作模式 下，在某時(shí)間點(diǎn)，包括線圈和至少兩個(gè)開關(guān)的開關(guān)裝置提供輸出電壓?？商鎿Q地，在某時(shí)間 點(diǎn)，開關(guān)裝置處于一個(gè)操作模式，該操作模式是降壓-升壓操作模式或降壓操作模式。優(yōu)選 地，在某時(shí)間點(diǎn)，開關(guān)裝置處在來(lái)自于包含降壓-升壓操作模式、降壓操作模式以及升壓操 作模式的組中的操作模式。
DC/DC變換裝置適于提供三種不同的操作模式，即降壓_升壓操作模式、降壓操作 模式和升壓操作模式。如果開關(guān)裝置處于降壓_升壓操作模式，則DC/DC變換裝置處于降 壓_升壓操作模式。類似地，如果DC/DC變換裝置處于降壓操作模式或升壓操作模式，則開 關(guān)裝置也分別處于降壓操作模式或升壓操作模式。在實(shí)施例中，斜坡發(fā)生器產(chǎn)生斜坡信號(hào)，使得斜坡信號(hào)的斜率取決于DC/DC變換 裝置的操作模式。因此，提高了電壓變換的穩(wěn)定性。在實(shí)施例中，電流檢測(cè)電路產(chǎn)生電流信號(hào)。線圈電流是流經(jīng)線圈的電流。在實(shí)施例中，斜坡發(fā)生器提供斜坡形式的斜坡信號(hào)。周期性地產(chǎn)生斜坡信號(hào)。在 時(shí)鐘周期內(nèi)，斜坡信號(hào)包括一個(gè)斜坡。優(yōu)選地，在時(shí)鐘周期內(nèi)，斜坡信號(hào)包括最多一個(gè)斜坡。 比較器基于輸出電壓、電流信號(hào)和斜坡信號(hào)來(lái)提供比較信號(hào)。優(yōu)選地，在降壓-升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段中的開關(guān)階段期間，斜坡信號(hào)上 升，以及在降壓-升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段中的至少另外的開關(guān)階段期間，斜坡信號(hào) 是恒定的。因此，可以降低DC/DC變換裝置的功耗。在實(shí)施例中，在降壓-升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段中的一個(gè)開關(guān)階段中，斜坡 信號(hào)具有不為0的斜率。在降壓-升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段中的另外的開關(guān)階段中， 斜坡信號(hào)具有恒定值。在降壓操作模式的一個(gè)開關(guān)階段中和在升壓操作模式的一個(gè)開關(guān)階 段中，斜坡信號(hào)可具有不為0的斜率。進(jìn)一步地，在降壓操作模式的另外的開關(guān)階段中和升 壓操作模式的另外的開關(guān)階段中，斜坡信號(hào)具有恒定值。由于在時(shí)間周期內(nèi)，斜坡信號(hào)并非 在不同階段的所有開關(guān)階段中都增加，故可以有利地減少功耗。在周期內(nèi)的具有可控持續(xù)時(shí)間的開關(guān)階段中，斜坡信號(hào)的斜率可以不為0。斜坡信 號(hào)可以在周期內(nèi)的至少一個(gè)開關(guān)階段中具有恒定值。在具有預(yù)定持續(xù)時(shí)間的開關(guān)階段中， 斜坡信號(hào)可以具有恒定值。該恒定值可以為0。因此，在DC/DC變換裝置的不同開關(guān)階段， 斜坡信號(hào)可以不在每一個(gè)開關(guān)階段中都具有斜率。斜坡信號(hào)的斜率可以是供應(yīng)電壓和輸出電壓的函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，斜坡發(fā)生器包括輸出電流源。輸出電流源的輸出端連接到斜坡 發(fā)生器的輸出端。斜坡發(fā)生器的輸出端可以耦合到比較器的第二輸入端。DC/DC變換裝置 可以包括第一電阻器，第一電阻器將比較器的第二輸入端耦合到參考電位端。因此，實(shí)現(xiàn)了 將斜坡電路產(chǎn)生的斜坡信號(hào)和電流檢測(cè)電路產(chǎn)生的電流信號(hào)相加的有效方法。在另一實(shí)施例中，DC/DC變換裝置包括第一電阻器，第一電阻器將比較器的第二輸入端耦合到參考電位端。斜坡發(fā)生器的輸出端連接到比較器的第二輸入端。斜坡發(fā)生器將 電流形式的斜坡信號(hào)提供到該電阻器的第一端。此外，電流檢測(cè)電路也將電流形式的電流 信號(hào)提供到該電阻器的第一端。因此，施加到比較器的第二輸入端的感測(cè)電壓由被提供有 斜坡信號(hào)和電流信號(hào)的總和的第一電阻器的兩端的電壓降產(chǎn)生。在降壓-升壓變換的開關(guān) 階段的一個(gè)階段中，通過(guò)將斜坡信號(hào)相加到電流信號(hào)，可以增加感測(cè)電壓，使得在比不具有 斜坡發(fā)生器的DC/DC變換裝置更早的時(shí)間點(diǎn)，比較器觸發(fā)從所述開關(guān)階段到下一個(gè)開關(guān)階 段的切換。通過(guò)第一電阻器使斜坡信號(hào)和電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)有效的相加。根據(jù)本發(fā)明的方面，一種用于DC/DC變換的方法包括通過(guò)使用線圈在降壓-升壓 操作模式下進(jìn)行操作來(lái)將供應(yīng)電壓變換為輸出電壓。另外，通過(guò)感測(cè)線圈電流提供電流信 號(hào)，以及提供斜坡信號(hào)。另外，取決于降壓-升壓變換的輸出電壓的誤差電壓與取決于電流信號(hào)和斜坡信號(hào)的感測(cè)電壓相比較，或者替代地，取決于輸出電壓和斜坡信號(hào)的誤差電壓 與取決于電流信號(hào)的感測(cè)電壓相比較。基于比較結(jié)果產(chǎn)生比較信號(hào)。進(jìn)一步地，比較信號(hào) 使用降壓_升壓操作模式對(duì)變換進(jìn)行控制。斜坡信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)減小線圈電流的峰值的上升，實(shí)現(xiàn)降壓-升壓變換的
高穩(wěn)定性。在實(shí)施例中，通過(guò)使用線圈在降壓-升壓操作模式或升壓操作模式中將供應(yīng)電壓 變換為輸出電壓。替代地，通過(guò)使用線圈在降壓-升壓操作模式或降壓操作模式中將供應(yīng) 電壓變換為輸出電壓。優(yōu)選地，在包含降壓_升壓操作模式、升壓操作模式和降壓操作模式 的組中的一個(gè)操作模式中，將供應(yīng)電壓變換為輸出電壓。在實(shí)施例中，產(chǎn)生斜坡信號(hào)，使得斜坡信號(hào)的斜率取決于操作模式。


對(duì)示例性實(shí)施例的附圖進(jìn)行的以下描述可以進(jìn)一步圖示和解釋本發(fā)明。各個(gè)具有 相同結(jié)構(gòu)和相同作用的裝置使用相同的附圖標(biāo)記。在附圖的每一幅圖中，對(duì)于在功能上彼 此對(duì)應(yīng)的電路或裝置，不進(jìn)行重復(fù)描述。圖1A至1C示出根據(jù)本發(fā)明原理的DC/DC變換裝置的示例性實(shí)施例和斜坡發(fā)生器 的示例性實(shí)施例，圖2A至2C示出根據(jù)本發(fā)明原理的DC/DC變換裝置的替代示例性實(shí)施例和斜坡發(fā) 生器的兩個(gè)示例性實(shí)施例，圖3A至3F示出根據(jù)本發(fā)明原理的降壓_升壓操作模式、升壓操作模式和降壓操 作模式的示例性實(shí)施例，圖4A至4C，示出根據(jù)本發(fā)明原理的斜坡發(fā)生器的信號(hào)的示例性實(shí)施例，圖5A和5B分別示出具有斜坡發(fā)生器和不具有斜坡發(fā)生器的處于降壓_升壓操作 模式的DC/DC變換裝置的信號(hào)的示例性實(shí)施例，以及圖6A和6B，示出根據(jù)本發(fā)明原理的斜坡發(fā)生器的電路部分的示例性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1A示出根據(jù)本發(fā)明原理的DC/DC變換裝置的第一示例性實(shí)施例。DC/DC變換裝 置包括輸入端子10、開關(guān)裝置11和輸出端子12。開關(guān)裝置11將輸出端子12耦合到輸入 端子10。電壓源13安置在輸入端子10和參考電位端14之間。輸出電容器15將輸出端子 12耦合到參考電位端14。另外，表示DC/DC變換裝置所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的負(fù)載電阻16安置在 輸出端子12和參考電位端14之間。DC/DC變換裝置還包括分壓器17，分壓器17將輸出端 子12耦合到參考電位端14，并具有第一分壓電阻器18和第二分壓電阻器19。第一分壓電 阻器18和第二分壓電阻器19串聯(lián)連接在輸出端子12和參考電位端14之間。進(jìn)一步地， DC/DC變換裝置包括具有第一輸入端21的第一放大器20，第一輸入端21耦合到第一分壓 電阻器18和第二分壓電阻器19之間的抽頭(tap)。此外，DC/DC變換裝置包括具有第一輸 入端25的比較器24，第一輸入端25耦合到第一放大器20的輸出端23。DC/DC變換裝置還 包括具有輸入端29的邏輯電路28，輸入端29連接到比較器24的輸出端27。邏輯電路28 的輸出端30連接到開關(guān)裝置11的輸入端。
另外，DC/DC變換裝置包括具有第一時(shí)鐘輸入端32的模式選擇電路31，第一時(shí)鐘輸入端32連接到時(shí)鐘電路37的輸出端38。模式選擇電路31的第一輸入端33經(jīng)由第一放 大器20和分壓器17耦合到輸出端子12。因此，模式選擇電路31的第一輸入端33連接到 第一放大器20的輸出端23。模式選擇電路31包括第一輸出端34和第二輸出端35。模式 選擇電路31的第一輸出端34連接到邏輯電路28的第一模式輸入端39。類似地，模式選擇 電路31的第二輸出端35連接到邏輯電路28的第二模式輸入端40。另外，模式選擇電路 31還包括第三輸出端36，第三輸出端36連接到邏輯電路28的第三模式輸入端41。此外，開關(guān)裝置11包括第一、第二、第三和第四開關(guān)42至45、以及線圈46。線圈 46還可以稱為電感器。第一開關(guān)42將輸入端子10耦合到線圈46的第一端47。第二開關(guān) 43將線圈46的第一端47耦合到參考電位端14。另外，第三開關(guān)44將線圈46的第二端48 耦合到參考電位端14。第四開關(guān)45將線圈46的第二端48耦合到輸出端子12。邏輯電路 28的輸出端30耦合到四個(gè)開關(guān)42至45的各個(gè)控制端。另外，開關(guān)裝置11還包括串聯(lián)電 阻器49，串聯(lián)電阻器49與線圈46串聯(lián)連接。電阻器49的第一端連接到線圈46，而電阻器 49的第二端連接到第四開關(guān)45。串聯(lián)電阻器49的第一端和第二端耦合到DC/DC變換裝置 所包含的電流檢測(cè)電路50的兩個(gè)輸入端。電流檢測(cè)電路50的輸出端52耦合到比較器24 的第二輸入端26。電流檢測(cè)電路50包括另外的放大器51，該另外的放大器51在其輸入側(cè) 耦合到串聯(lián)電阻器49的第一端和第二端。另外的放大器51的非反相輸入端連接到第一端， 而另外的放大器51的反相輸入端連接到串聯(lián)電阻器49的第二端。另外的放大器51在其 輸出側(cè)經(jīng)由電流檢測(cè)電路50的輸出端52耦合到比較器24的第二輸入端26。另外的放大 器51被實(shí)現(xiàn)為運(yùn)算跨導(dǎo)放大器。另外，DC/DC變換裝置包括具有第一輸入端61的斜坡發(fā)生器60，第一輸入端61連 接到時(shí)鐘電路37的輸出端38。斜坡發(fā)生器60的第二輸入端62連接到比較器24的輸出端 27。斜坡發(fā)生器60的第三輸入端63連接到模式選擇電路31的第一輸出端34。此外，斜坡 發(fā)生器60還連接到輸入端子10和連接到參考電位端14。斜坡發(fā)生器60包括輸出端64， 輸出端64耦合到比較器24的第二輸入端26。此外，DC/DC變換裝置包括第一電阻器65， 第一電阻器65將比較器24的第二輸入端26耦合到參考電位端14。因此，第一電阻器65 與比較器24的第二輸入端26之間的節(jié)點(diǎn)66連接到電流檢測(cè)電路50的輸出端52和連接 到斜坡發(fā)生器60的輸出端64。模式選擇電路31產(chǎn)生降壓_升壓激活信號(hào)M0DEBB，并經(jīng)由模式選擇電路31的第 一輸出端34將降壓-升壓激活信號(hào)MODEBB施加到斜坡發(fā)生器60的第三輸入端63和施加 到邏輯電路28的第一模式輸入端39。另外，模式選擇電路31提供升壓激活信號(hào)M0DEB0， 并經(jīng)由模式選擇電路31的第二輸出端35將升壓激活信號(hào)MODEBO施加到邏輯電路28的第 二模式輸入端40。此外，模式選擇電路31在第三輸出端36處產(chǎn)生降壓激活信號(hào)M0DEBU。 降壓激活信號(hào)MODEBU提供到邏輯電路28的第三模式輸入端41。邏輯電路28控制開關(guān)裝 置11。因此，邏輯電路28設(shè)置開關(guān)裝置11的操作模式。對(duì)開關(guān)裝置11的操作模式的控 制取決于提供到邏輯電路28的激活信號(hào)。如果降壓_升壓激活信號(hào)MODEBB被設(shè)置，則邏 輯電路28將開關(guān)裝置11的操作模式設(shè)置為降壓-升壓操作模式，或者，如果升壓激活信 號(hào)MODEBO被設(shè)置，則邏輯電路28將開關(guān)裝置11的操作模式設(shè)置為升壓操作模式。以對(duì)應(yīng) 的方式，如果降壓激活模式信號(hào)MODEBU被設(shè)置，則邏輯電路28將開關(guān)裝置11設(shè)置為降壓操作模式。如果這些信號(hào)中的一個(gè)被設(shè)置，則這個(gè)被設(shè)置的信號(hào)具有邏輯高電平。在每個(gè) 時(shí)間點(diǎn)，在這三個(gè)激活信號(hào)M0DEBB、M0DEBU、M0DEB0中，最多有一個(gè)激活信號(hào)具有邏輯高電 平。在時(shí)鐘周期內(nèi)，只有一個(gè)操作模式是激活的。供應(yīng)電壓VIN通過(guò)電壓源13被施加到輸入端子10。開關(guān)裝置11在輸出端子12 處提供輸出電壓V0UT。時(shí)鐘電路37在時(shí)鐘電路37的輸出端38處提供時(shí)鐘信號(hào)CLK。時(shí) 鐘信號(hào)CLK被供應(yīng)到斜坡發(fā)生器60的第一輸入端61。此外，時(shí)鐘信號(hào)CLK還被施加到模式 選擇電路31的第一時(shí)鐘輸入端32和邏輯電路28的時(shí)鐘輸入端53。基于輸出電壓V0UT， 通過(guò)分壓器17產(chǎn)生反饋電壓VFB。在第一分壓電阻器18和第二分壓電阻器19之間的抽頭 (tap)處提供反饋電壓VFB。反饋電壓VFB被提供到第一放大器20的第一輸入端21，而參 考電壓VREF提供到第一放大器20的第二輸入端22。反饋電壓VFB與參考電壓VREF之間 的差通過(guò)第一放大器20被放大，并且在第一放大器20的輸出端23處以誤差電壓VE的形 式被提供?？梢愿鶕?jù)如下公式近似地計(jì)算反饋電壓VFB <formula>formula see original document page 9</formula>式中，VOUT是輸出電壓的值，R1是第一分壓電阻器18的值，R2是第二分壓電阻器 19的值，以及、是第一分壓器17的分壓系數(shù)。由于第一放大器20的第一輸入端21設(shè)計(jì)為反相輸入端，以及第一放大器20的第 二輸入端22設(shè)計(jì)為同相輸入端，故可以根據(jù)如下公式近似地計(jì)算誤差電壓VE <formula>formula see original document page 9</formula>
式中，VREF是參考電壓，以及0是第一放大器20的放大系數(shù)。應(yīng)當(dāng)在輸出端子 12處提供的輸出電壓V0UT的期望參考值VREF0可以近似地由如下公式來(lái)確定
<formula>formula see original document page 9</formula>式中，VREF是參考電壓，以及、是第一分壓器17的分壓系數(shù)。基于誤差電壓VE來(lái)產(chǎn)生比較信號(hào)ST。誤差電壓VE被提供到比較器24的第一輸 入端25，使得在比較器24的輸出端27處提供比較信號(hào)ST。比較信號(hào)ST被施加到邏輯電 路28的輸入端29。第一和第二控制信號(hào)SP1、SP2由邏輯電路28提供。第一和第二控制信 號(hào)SP1、SP2取決于比較信號(hào)ST、降壓-升壓激活信號(hào)M0DEBB、升壓激活信號(hào)M0DEB0、降壓 激活信號(hào)M0DEBU以及時(shí)鐘信號(hào)CLK。第一和第二控制信號(hào)SP1、SP2由邏輯電路28產(chǎn)生， 并經(jīng)由邏輯電路28的輸出端30被提供到第一至第四開關(guān)42至45。線圈電流IL流經(jīng)線圈46，并且因而也流經(jīng)串聯(lián)電阻器49。因此，產(chǎn)生串聯(lián)電阻器 49的第一端子和第二端子之間的電壓差，此電壓差被提供到電流檢測(cè)電路50。另外的放大 器51將串聯(lián)電阻49的第一端子處的電壓與第二端子處的電壓之間的差進(jìn)行放大，并在電 流檢測(cè)電路50的輸出端52處提供電流信號(hào)SIL。電流信號(hào)SIL的絕對(duì)值與線圈電流IL成 線性比例。電流檢測(cè)電路50提供電流形式的電流信號(hào)SIL。斜坡發(fā)生器60產(chǎn)生斜坡信號(hào)SIC。斜坡信號(hào)SIC也被實(shí)現(xiàn)為電流形式。斜坡信 號(hào)SIC和電流信號(hào)SIL通過(guò)第一電阻器65流向參考電位端14，并產(chǎn)生感測(cè)電壓VS，感測(cè)電 壓VS被施加到比較器24的第二輸入端26。通過(guò)斜坡發(fā)生器60增加感測(cè)電壓VS，并且感測(cè)電壓VS不僅僅取決于電流信號(hào)SIL。因此，根據(jù)如下公式，基于誤差電壓VE和感測(cè)電壓VS之間的差產(chǎn)生比較信號(hào)ST:ST = 1 如果 VE-VR = VE-R · (SIL+SIC) >0ST = 0 如果 VE-VR = VE-R · (SIL+SIC)≤ 0， 式中，1表示邏輯高電平，0表示邏輯低電平，R是第一電阻器65的電阻值，SIL是 電流信號(hào)的值，以及SIC是斜坡信號(hào)的值。比較信號(hào)ST被施加到斜坡發(fā)生器60的第二輸 入端62和邏輯電路28的輸入端29。DC/DC變換裝置不需要外部電路就可以通過(guò)模式選擇電路31自動(dòng)地設(shè)置三個(gè)激 活信號(hào) MODraB、MODEBU, M0DEB0。在實(shí)施例中，第一開關(guān)42和第四開關(guān)45設(shè)計(jì)為ρ溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，而第二開關(guān) 43和第三開關(guān)44設(shè)計(jì)為η溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。邏輯電路28的輸出端30的第一端子連接 到第一開關(guān)42和第二開關(guān)43的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制端。輸出端30的第二端子連接到第 三開關(guān)44和第四開關(guān)45的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制端。第一控制信號(hào)SPl施加到第一開關(guān)42 和第二開關(guān)43的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制端，而第二控制信號(hào)SP2施加到第三開關(guān)44和第四 開關(guān)45的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制端。第一放大器20被實(shí)現(xiàn)為差動(dòng)放大器。第一放大器20可以是測(cè)量放大器。替代地， 第一放大器20可以是運(yùn)算放大器，或可以是運(yùn)算跨導(dǎo)放大器，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器簡(jiǎn)稱0ΤΑ。在一替代情況中，該替代情況不是示出的實(shí)施例，串聯(lián)電阻器49由連接線代替， 并且通過(guò)測(cè)量流經(jīng)第一開關(guān)42的電流來(lái)測(cè)量線圈電流IL。在未示出的替代實(shí)施例中，四個(gè)開關(guān)42至45中的一個(gè)或兩個(gè)由二極管代替。例 如，第二開關(guān)43和/或第四開關(guān)45可以各自由二極管代替。下面結(jié)合圖3Α至3F進(jìn)一步解釋圖IA中所示的裝置和元件的功能。圖IB示出可以插入在圖IA的DC/DC變換裝置中的斜坡發(fā)生器的示例性實(shí)施例。 斜坡發(fā)生器60包括輸出電流源67，輸出電流源67的輸出端連接到斜坡發(fā)生器60的輸出 端64。輸出電流源67還連接到輸入端子10。輸出電流源67被實(shí)現(xiàn)為電壓控制型的電流 源。進(jìn)一步地，輸出電流源67包括連接到斜坡發(fā)生器60的第一節(jié)點(diǎn)68的控制輸入端。斜 坡發(fā)生器60還包括斜坡電容器69，斜坡電容器69設(shè)置在第一節(jié)點(diǎn)68和參考電位端14之 間。另外，斜坡發(fā)生器60還包括第一電流源70，第一電流源70的輸出端連接到第一節(jié)點(diǎn) 68。第一電流源70被實(shí)現(xiàn)為可編程電流源。此外，第一電流源70還連接到輸入端子10。 在降壓_升壓激活信號(hào)MODEBB具有邏輯高電平的情形中，第一電流源70提供具有第一值 的電流。在升壓激活信號(hào)MODEBO具有邏輯高電平的情形中，第一電流源70遞送具有第二 值的電流。相應(yīng)地，在降壓激活信號(hào)MODEBU獲得邏輯高電平的情形中，第一電流源70產(chǎn)生 具有第三值的電流。另外，斜坡發(fā)生器60還包括放電開關(guān)71，放電開關(guān)71設(shè)置在第一節(jié)點(diǎn) 68和參考電位端14之間。此外，斜坡發(fā)生器60包括第一邏輯門72，第一邏輯門72的輸出端連接到放電開關(guān) 71的控制端。第一邏輯門72被實(shí)現(xiàn)為NOR門。第一邏輯門72在其輸入側(cè)耦合到斜坡發(fā)生 器60的第一輸入端61、第二輸入端62和第三輸入端63。斜坡發(fā)生器60的延遲電路73將 斜坡發(fā)生器60的第一輸入端61耦合到第一邏輯門72的第一輸入端。延遲電路73被實(shí)現(xiàn) 為單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。斜坡發(fā)生器60的第二邏輯門74在其輸入側(cè)耦合到延遲電路73的輸出端和耦合到斜坡發(fā)生器60的第三輸入端63。第二邏輯門74的輸出端連接到第一邏輯 門72的第一輸入端。第二邏輯門74被實(shí)現(xiàn)為AND門。另外，斜坡發(fā)生器60還包括觸發(fā)器 75，觸發(fā)器75的數(shù)據(jù)輸出端連接到第一邏輯門的第二輸入端。觸發(fā)器75的設(shè)置輸入端連 接到斜坡發(fā)生器60的第二輸入端62，而觸發(fā)器75的復(fù)位輸入連接到斜坡發(fā)生器60的第一 輸入端61。觸發(fā)器75被實(shí)現(xiàn)為SR觸發(fā)器。第一邏輯門72的第三輸入端直接連接到斜坡 發(fā)生器60的第一輸入端61。比較信號(hào)ST控制第一可控持續(xù)時(shí)間tdl。比較信號(hào)ST和時(shí)鐘信號(hào)CLK被提供到 觸發(fā)器75，觸發(fā)器75產(chǎn)生觸發(fā)器信號(hào)P。在每個(gè)時(shí)鐘周期的開始，延遲電路73被時(shí)鐘信號(hào) CLK觸發(fā)，產(chǎn)生具有第二預(yù)定持續(xù)時(shí)間tp2的脈沖。在降壓_升壓激活信號(hào)M0DEBB處于邏 輯高電平的情形中，在延遲電路73的輸出端處的延遲的信號(hào)TP被提供到第一邏輯門72的 第一輸入端。時(shí)鐘信號(hào)CLK還被提供到第一邏輯門72的第三輸入端。第一邏輯門72提供斜坡控制信號(hào)SR1到放電開關(guān)71的控制輸入端。斜坡控制信 號(hào)SR1取決于時(shí)鐘信號(hào)CLK、比較信號(hào)ST和降壓-升壓激活信號(hào)M0DEBB。斜坡控制信號(hào)SR1 控制斜坡信號(hào)SIC開始的時(shí)間點(diǎn)和斜坡信號(hào)SIC停止的時(shí)間點(diǎn)。第一節(jié)點(diǎn)68處的斜坡電 壓VC被提供在斜坡電容器69的兩端。斜坡電壓VC由放電開關(guān)71控制。斜坡電壓VC被 提供到輸出電流源67的控制端，使得斜坡信號(hào)SIC取決于斜坡電壓VC。如果在第一邏輯門 72的輸出端處的斜坡控制信號(hào)SR1具有邏輯高電平，則放電開關(guān)71閉合，使得斜坡電容器 69不被充電。因此，斜坡電壓VC具有近似為0V的值。在斜坡控制信號(hào)SR1具有邏輯低電平的情形中，放電開關(guān)71斷開。在此情形中， 第一電流源70對(duì)斜坡電容器69進(jìn)行充電，并且斜坡電壓VC和斜坡信號(hào)SIC上升。斜坡電 容器69處的電荷線性增加，并且因而斜坡電壓VC和斜坡信號(hào)SIC也線性上升。斜坡發(fā)生器60的第一輸入端61到第一邏輯門72的第三輸入端的連接確保了在 每個(gè)周期開始時(shí)，放電開關(guān)71閉合為期時(shí)鐘信號(hào)CLK的脈沖的持續(xù)時(shí)間。因此，在每個(gè)時(shí) 鐘周期開始時(shí)，斜坡電壓VC的值為0V。斜坡電壓VC的斜率取決于DC/DC變換裝置的操作模式，因而斜坡信號(hào)SIC的斜率 取決于DC/DC變換裝置的操作模式。這可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)第一電流源70的電流取決于激 活信號(hào)MODEBB、M0DEB0、M0DEBU。圖4A至4C中示出對(duì)應(yīng)于不同操作模式的斜坡信號(hào)SIC 的波形。在替代的實(shí)施例中，第一電流源70提供只具有一個(gè)值的電流。因此，斜坡電壓VC 的斜率和斜坡信號(hào)SIC的斜率不受操作模式的影響。圖1C示出可以插入在根據(jù)圖1A的DC/DC變換裝置中的斜坡發(fā)生器的替代實(shí)施 例。根據(jù)圖1C的斜坡發(fā)生器60'包括第一邏輯門72和輸出電流源67。第一邏輯門72的 輸出端耦合到圖1B和1C的斜坡發(fā)生器60、60'中的輸出電流源67的控制輸入端。斜坡 發(fā)生器60'包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器76，數(shù)模轉(zhuǎn)換器76的輸出端經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)68耦合到輸出電流 源67的控制端。另外，斜坡發(fā)生器60'還包括計(jì)數(shù)器77，計(jì)數(shù)器77的輸出端耦合到數(shù)模 轉(zhuǎn)換器76的輸入端。此外，斜坡發(fā)生器60'還包括另外的時(shí)鐘電路78，另外的時(shí)鐘電路78 在其輸出側(cè)處耦合到計(jì)數(shù)器77的時(shí)鐘輸入端。計(jì)數(shù)器77的復(fù)位輸入端耦合到第一邏輯門 72的輸出端。在第一邏輯門72的輸出端處的斜坡控制信號(hào)SR1對(duì)計(jì)數(shù)器77進(jìn)行復(fù)位。在信號(hào)SRl獲得邏輯低電平的情形中，計(jì)數(shù)器77對(duì)另外的時(shí)鐘信號(hào)CLK2的脈沖從數(shù)字O開始進(jìn)行 計(jì)數(shù)。另外的時(shí)鐘信號(hào)CLK2由另外的時(shí)鐘電路78提供，并具有比時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率高 的頻率。因此，計(jì)數(shù)器77在其輸出端處產(chǎn)生一系列上升的數(shù)字。這一系列上升的數(shù)字被提 供到數(shù)模轉(zhuǎn)換器76，數(shù)模轉(zhuǎn)換器76產(chǎn)生為線性上升的電壓的斜坡電壓VC。斜坡電壓VC被 提供到輸出電流源76的控制輸入端，輸出電流源76產(chǎn)生電流形式的斜坡信號(hào)SIC。圖2A示出DC/DC變換裝置的替代實(shí)施例。圖2A的DC/DC變換裝置是圖1的DC/ DC變換裝置的進(jìn)一步發(fā)展。DC/DC變換裝置包括斜坡發(fā)生器60"，斜坡發(fā)生器60"耦合到 比較器24的第一輸入端24。這通過(guò)將斜坡發(fā)生器60〃耦合到第一放大器20的第二輸入 端22來(lái)實(shí)現(xiàn)。DC/DC變換裝置包括第二放大器80，第二放大器80具有第一輸入端，以及具 有連接到斜坡發(fā)生器60"的輸出端64的第二輸入端82。第二放大器80的輸出端連接到 第一放大器20的第二輸入端22。斜坡發(fā)生器60"提供電壓形式的斜坡信號(hào)SIC'。斜坡信號(hào)SIC'施加到第二放 大器80的第二輸入端82。參考電壓VREF提供到第二放大器80的第一輸入端81。第二放 大器80被實(shí)現(xiàn)為差動(dòng)放大器。因此，第二放大器80產(chǎn)生修正的參考電壓VRE1，修正的參考 電壓VREl取決于參考電壓VREF和斜坡信號(hào)SIC'的差，并被施加到第一放大器20的第二 輸入端22。在根據(jù)圖2A的裝置中，電流檢測(cè)電路50所包含的另外的放大器51被設(shè)計(jì)為差 動(dòng)放大器。因此，電流檢測(cè)電路50提供電壓形式的電流信號(hào)SIL。電流信號(hào)SIL直接提供 到比較器24的第二輸入端26，作為感測(cè)電壓VS。由于第一放大器20在其輸出側(cè)處連接到比較器24的第一輸入端25，因此比較信 號(hào)ST也取決于斜坡信號(hào)SIC'。斜坡信號(hào)SIC'使得施加到比較器24的第一端25的誤差 信號(hào)VE減小。根據(jù)圖IA的裝置，斜坡信號(hào)SIC'使得施加到比較器24的第二輸入端26的 感測(cè)電壓VS增加。因此，圖IA和2A的DC/DC變換裝置可以提供具有近似相等的值的比較信號(hào)ST。圖2B示出可以插入在圖2A的DC/DC變換裝置中的斜坡發(fā)生器的示例性實(shí)施例。 圖2B的斜坡發(fā)生器60"是圖IB的斜坡發(fā)生器60的進(jìn)一步發(fā)展。第一電流源70和斜坡 電容器69之間的第一節(jié)點(diǎn)68直接連接到斜坡發(fā)生器62"的輸出端64。因此，斜坡信號(hào) SIC'等于第一節(jié)點(diǎn)68處的斜坡電壓VC。斜坡信號(hào)SIC'被以電壓的形式提供。圖2C示出可以安插在圖2A的DC/DC變換裝置中的斜坡發(fā)生器的示例性實(shí)施例。 圖2C的斜坡發(fā)生器60' 〃是圖IC的斜坡發(fā)生器60'的進(jìn)一步發(fā)展。第一節(jié)點(diǎn)68直接連 接到斜坡發(fā)生器60'"的輸出64。因此，數(shù)模轉(zhuǎn)換器76的輸出耦合到斜坡發(fā)生器60'“ 的輸出64。斜坡信號(hào)SIC'近似等于斜坡電壓VC。因此，斜坡信號(hào)SIC'被實(shí)現(xiàn)為電壓的 形式。圖3A示出通過(guò)降壓-升壓操作模式進(jìn)行的變換的、具有四個(gè)開關(guān)階段A、B、C、D的控制序列的示例性實(shí)施例。圖3A的開關(guān)方案可以應(yīng)用于圖IA和2A所示的電路。在第一 開關(guān)階段A期間，第一開關(guān)42和第四開關(guān)45處于閉合狀態(tài)。在第一開關(guān)階段A期間，第二 開關(guān)43和第三開關(guān)44處于斷開狀態(tài)。在第二開關(guān)階段B期間，第一開關(guān)42和第三開關(guān)44 處于閉合狀態(tài)，而第二開關(guān)43和第四開關(guān)45處于斷開狀態(tài)。在第三開關(guān)階段C期間，第一 開關(guān)42和第四開關(guān)45處于閉合狀態(tài)，而第二開關(guān)43和第三開關(guān)44處于斷開狀態(tài)。在第 四開關(guān)階段D期間，第二開關(guān)43和第四開關(guān)45處于閉合狀態(tài)，而第一開關(guān)42和第三開關(guān)44處于斷開狀態(tài)。第二開關(guān)階段B持續(xù)的時(shí)間為第一可控持續(xù)時(shí)間tdl，以及第四開關(guān)階 段D持續(xù)的時(shí)間為第二可控持續(xù)時(shí)間td2。第三開關(guān)階段C包括第一預(yù)定持續(xù)時(shí)間tpl，以 及第一開關(guān)階段A包括第二預(yù)定持續(xù)時(shí)間tp2。在第一、第二、第三開關(guān)階段A、B、C期間， 第一控制信號(hào)SP1為低電平，而在第四階段D期間，第一控制信號(hào)SP1為高電平。在第一、 第三、第四開關(guān)階段A、C、D期間，第二控制信號(hào)SP2為低電平，而在第二階段B期間，第二控 制信號(hào)SP2為高電平。圖3B示意性地示出在圖3A的表格中所描述的序列期間，以參考電流水平IR為基 準(zhǔn)的、作為時(shí)間t的函數(shù)的線圈電流IL。示出了具有周期時(shí)間T的完整周期。周期時(shí)間T 是第一和第二預(yù)定持續(xù)時(shí)間tpl、tp2以及第一和第二可控持續(xù)時(shí)間tdl、td2的總和。在 第一開關(guān)階段A期間，線圈電流IL從供應(yīng)端子10流向輸出端子12。隨著線圈電流IL對(duì) 電容器15充電，輸出電壓V0UT增加。在第一開關(guān)階段A期間，線圈電流IL的斜率即線圈 電流IL對(duì)時(shí)間t的導(dǎo)數(shù)，等于線圈46兩端的電壓降除以線圈46的電感L。在第一開關(guān)階 段A中，線圈46兩端的電壓降是供應(yīng)電壓VIN的值減去輸出電壓V0UT的值。在降壓-升 壓模式中，輸出電壓V0UT與供應(yīng)電壓VIN處于相同的電壓范圍，因此，在第一開關(guān)階段A期 間，斜率幾乎為0。在第二開關(guān)階段B期間，由于隨著線圈46的第一端47和線圈46的第二 端48分別經(jīng)由第一開關(guān)42和第三開關(guān)44直接連接到電壓源13和直接連接到參考電位端 14，能量供應(yīng)給線圈46，故線圈電流IL增加。在第二開關(guān)階段B期間，線圈電流IL按照一 斜率上升，該斜率對(duì)應(yīng)于供應(yīng)電壓VIN的值除以電感L。在第三開關(guān)階段C中，第一開關(guān)42和第四開關(guān)45閉合，使得線圈46的第一端47 連接到電壓源13，以及使得線圈46的第二端48連接到輸出端子12。由于在第三開關(guān)階段 C中，線圈電流IL的斜率是供應(yīng)電壓VIN和V0UT之間的電壓差除以電感L，故線圈電流IL 幾乎是恒定的。在第三和第四開關(guān)階段C、D期間，線圈電流IL對(duì)輸出電容器15充電。由 于在第四開關(guān)階段D中，能量被供應(yīng)給輸出端子12以及輸出電容器15，故線圈電流IL減 少。線圈電流IL下降的斜率由輸出電壓V0UT的負(fù)值除以電感L來(lái)定義。開關(guān)階段A、B、C 和D周期性地被重復(fù)，以產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓V0UT。輸出電容器15通過(guò)線圈電流IL被充 電，并且用作DC/DC變換裝置的負(fù)載的能量源，在圖1A和2A中，DC/DC變換裝置的負(fù)載由 負(fù)載電阻器16來(lái)表示。有利地，在四個(gè)開關(guān)階段中的三個(gè)開關(guān)階段期間，對(duì)輸出電容器15充電。有利的 是，降壓-升壓操作包括第一和第三開關(guān)階段A、C，在以降壓-升壓模式操作的期間，第一 和第三開關(guān)階段A、C的持續(xù)時(shí)間不變化并且保持恒定。此外，降壓_升壓操作模式還包括 第二開關(guān)階段B，第二開關(guān)階段B具有可以變化的第一可控持續(xù)時(shí)間tdl，以便實(shí)現(xiàn)微小值 的誤差電壓VE。比較信號(hào)ST激發(fā)第二開關(guān)階段B的結(jié)束，并且進(jìn)而控制第一可控持續(xù)時(shí) 間tdl。降壓-升壓模式的四個(gè)開關(guān)階段A、B、C、D的持續(xù)時(shí)間的總和是恒定的周期時(shí)間T。 因此，時(shí)鐘周期中最后的開關(guān)階段即第四開關(guān)階段D，持續(xù)時(shí)間為第二可控持續(xù)時(shí)間td2， 可以通過(guò)周期時(shí)間T的值、第一可控持續(xù)時(shí)間tdl的值、以及第一和第二預(yù)定持續(xù)時(shí)間tpl、 tp2的值導(dǎo)出第二可控持續(xù)時(shí)間td2。圖3C示出了用于圖1A和2A中所示的DC/DC變換裝置的升壓操作模式的示例性 控制序列?？刂菩蛄邪▋蓚€(gè)開關(guān)階段，即圖3A中表格所示的序列的第一開關(guān)階段A和第 二開關(guān)階段B。這兩個(gè)開關(guān)階段A、B周期性地被重復(fù)。在第二開關(guān)階段B期間，第一開關(guān)42和第三開關(guān)44閉合，因而能量從電壓源13供應(yīng)給線圈46。在接下來(lái)的開關(guān)階段A中， 由于第一開關(guān)42和第四開關(guān)45閉合，故能量從線圈46供應(yīng)給輸出端子12。即使輸出電壓 VOUT大于供應(yīng)電壓VIN，在第一開關(guān)階段A中，線圈電流IL也可以流到輸出電容器15。圖3D示出了在具有圖3C表格中所描述的序列的升壓操作模式期間的線圈電流 IL0在第二開關(guān)階段B期間，線圈電流IL增加，因?yàn)閂IN除以電感L所得的斜率為正。在 第一開關(guān)階段A期間，線圈電流IL再次下降。在升壓操作模式中，第二開關(guān)階段B的持續(xù) 時(shí)間為升壓持續(xù)時(shí)間tu。比較信號(hào)ST控制升壓持續(xù)時(shí)間tu。圖3E示出一示例性控制序列，該控制序列用于使用圖IA和2A中所示的DC/DC變 換裝置的降壓操作模式來(lái)進(jìn)行的下變換。對(duì)于下變換，優(yōu)選使用圖3A表格中所已經(jīng)描述的 第一和第四開關(guān)階段A、D。在第一開關(guān)階段A期間，能量由電壓源13提供給線圈46，并提 供給輸出端子12處的輸出電容器15。在第四開關(guān)階段D期間，電壓源13從線圈46去耦 合，并且只有線圈46提供能量給輸出端子12。圖3F示出在使用圖3E表格中所描述的序列的降壓操作模式期間，以參考電流水 平IR為基準(zhǔn)的、隨時(shí)間t變化的線圈電流IL。在第一開關(guān)階段A期間，線圈電流IL上升， 而在第四開關(guān)階段D期間，線圈電流IL下降。在降壓模式操作期間，第一開關(guān)階段A的持 續(xù)時(shí)間為降壓持續(xù)時(shí)間td。比較信號(hào)ST控制降壓持續(xù)時(shí)間td。周期時(shí)間T被設(shè)置用于三個(gè)操作模式。有利地，在處于一個(gè)操作模式中的DC/DC 變換裝置的操作期間，周期時(shí)間T以及因而DC/DC變換裝置的周期頻率是恒定的，并且在三 個(gè)不同的操作模式中也是恒定的。圖4A示出由IA的裝置以及圖IB和IC的斜坡發(fā)生器提供的信號(hào)的示例性實(shí)施 例。圖4A示出的是降壓-升壓操作模式，因?yàn)榻祲篲升壓激活信號(hào)MODEBB被設(shè)置為邏輯 高電平。圖4A示出時(shí)鐘信號(hào)CLK、在延遲電路73的輸出端處的延遲的信號(hào)TP、觸發(fā)器信號(hào) P、斜坡控制信號(hào)SR1、以及斜坡發(fā)生器60、60'的輸出端64處的斜坡信號(hào)SIC。在第一開關(guān) 階段A中，延遲的信號(hào)TP處于邏輯高電平，使得斜坡控制信號(hào)SRl也被設(shè)置為邏輯高電平， 導(dǎo)致斜坡電容器69被放電。在第二開關(guān)階段B中，時(shí)鐘信號(hào)CLK、延遲的信號(hào)TP和觸發(fā)器 信號(hào)P具有邏輯低電平，使得放電開關(guān)71斷開，斜坡信號(hào)SIC上升。降壓-升壓激活信號(hào) MODEBB被設(shè)置為邏輯高電平，并且降壓激活信號(hào)MODEBU和升壓激活信號(hào)MODEBO處于邏輯 低電平。因此，第一電流源70產(chǎn)生具有第一值的電流。在第三和第四開關(guān)階段C、D期間， 觸發(fā)器信號(hào)P處于邏輯高電平，使得斜坡電容器69放電，并且斜坡信號(hào)SIC為0。在第二開 關(guān)階段B期間，斜坡信號(hào)SIC的斜率可以由如下公式近似地計(jì)算
Γ dsic Λ gc* icm-= mc\ =--，
dtC式中，在降壓-升壓操作模式情形中，mcl是斜坡信號(hào)SIC對(duì)時(shí)間的斜率，gc是輸 出電流源67的跨導(dǎo)，ICHl是第一電流源70的電流值，并且C是斜坡電容器69的電容值。圖1B、1C、2B和2C中所示的斜坡發(fā)生器60、60'、60〃、60' 〃可以用在降壓-升 壓操作模式、降壓操作模式以及升壓操作模式中。時(shí)鐘信號(hào)CLK具有短的持續(xù)時(shí)間。時(shí)鐘 信號(hào)CLK的持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)以使圖IB和2B中所示的斜坡電容器69進(jìn)行放電。當(dāng)時(shí)鐘信 號(hào)CLK具有高電平的值時(shí)，斜坡電容器69放電，因此斜坡電壓VC的值為0伏。一旦時(shí)鐘信 號(hào)CLK具有低電平的值，斜坡電容器69被充電，從而斜坡信號(hào)SIC開始。斜坡信號(hào)SIC繼續(xù)上升，直到比較信號(hào)ST獲得高電平值為止。在這種情形下，觸發(fā)器信號(hào)P具有高電平值， 使得斜坡信號(hào)SIC不再上升，直到下一周期開始為止。在降壓-升壓操作模式中，四個(gè)開關(guān)階段A、B、C、D中只有開關(guān)階段B這一個(gè)開關(guān) 階段的持續(xù)時(shí)間被控制，并且開關(guān)階段A、C這兩個(gè)階段具有預(yù)定的持續(xù)時(shí)間。由于包含這 四個(gè)開關(guān)階段A、B、C、D的完整周期具有恒定的持續(xù)時(shí)間，故當(dāng)可控持續(xù)時(shí)間tdl的值已知 時(shí)，第四開關(guān)階段D的持續(xù)時(shí)間可獲知。如果斜坡信號(hào)SIC為0，則較少的電流在流動(dòng)。減 少了功耗。如果在降壓_升壓模式中，斜坡信號(hào)SIC在第一開關(guān)階段A起始處開始，則不會(huì) 正確進(jìn)行變換。圖4B示出在升壓操作模式中，圖1A的DC/DC變換裝置中的信號(hào)以及1B和1C的 斜坡發(fā)生器中的信號(hào)的示例性實(shí)施例。由于降壓_升壓激活信號(hào)M0DEBB處于邏輯低電平， 故第一邏輯電路72的第一輸入端處的信號(hào)也處于邏輯低電平。時(shí)鐘信號(hào)CLK被提供到觸 發(fā)器75的復(fù)位輸入端，使得在第二開關(guān)階段B期間，觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端處的觸發(fā)器信號(hào)P 處于邏輯低電平。因此，在第二開關(guān)階段B期間，在第一邏輯門72的三個(gè)輸入端處的三個(gè)信 號(hào)均處于低電平。結(jié)果，放電開關(guān)71斷開，使得斜坡信號(hào)SIC上升。升壓激活信號(hào)M0DEB0 被設(shè)置為邏輯高電平，并且降壓激活信號(hào)M0DEBU處于邏輯低電平。因此，第一電流源70產(chǎn) 生具有第二值的電流。當(dāng)比較信號(hào)ST具有邏輯高電平時(shí)，第一邏輯門72的輸出端處的斜 坡控制信號(hào)SR1獲得邏輯高電平，使得斜坡電容器69被放電以及斜坡信號(hào)SIC具有0mA的 值。在升壓操作模式中的第二開關(guān)階段B期間，斜坡信號(hào)SIC的斜率可以由如下公式 近似地計(jì)算
「—n dSIC 0 gc*ICH2-= mcl = ---,
dtC式中，在升壓操作模式情形中，mc2是斜坡信號(hào)SIC對(duì)時(shí)間的斜率，gc是輸出電流 源67的跨導(dǎo)，ICH2是第一電流源70的電流值，并且C是斜坡電容器69的電容值。在升壓操作模式中，只有在升壓持續(xù)時(shí)間tu內(nèi)斜坡信號(hào)SIC才具有斜率，而在后 面的開關(guān)階段中，斜坡信號(hào)SIC為0值。圖4C示出在降壓操作模式中，圖1A的DC/DC變換裝置中的信號(hào)以及1B和1C的斜 坡發(fā)生器中的信號(hào)的示例性實(shí)施例。在第一開關(guān)階段A期間，在第一邏輯門72的三個(gè)輸入 端處的三個(gè)信號(hào)均處于邏輯低電平。因此，放電開關(guān)71斷開，使得斜坡信號(hào)SIC上升。降 壓激活信號(hào)M0DEBU被設(shè)置為邏輯高電平，并且升壓-降壓和升壓激活信號(hào)M0DEBB、M0DEB0 處于邏輯低電平。因此，第一電流源70提供具有第三值的電流。當(dāng)在第四開關(guān)階段D中， 比較信號(hào)ST具有邏輯高電平時(shí)，斜坡控制信號(hào)SR1獲得邏輯高電平，使得斜坡電容器69被 放電，并且斜坡信號(hào)SIC具有0mA的值。在降壓操作模式中的第一開關(guān)階段A期間，斜坡信號(hào)SIC的斜率可以由如下公式 近似地計(jì)算
r n dSIC , gc*ICH3-= mc3 =--，
dtC式中，在降壓操作模式情形中，mc3是斜坡信號(hào)SIC對(duì)時(shí)間的斜率，gc是輸出電流 源67的跨導(dǎo)，ICH3是第一電流源70的電流值，并且C是斜坡電容器69的電容值。在降壓
15操作模式中，斜坡信號(hào)Sic只有在降壓持續(xù)時(shí)間td內(nèi)才具有斜率。由圖2B和2C的斜坡發(fā) 生器60"、60'"供應(yīng)的斜坡信號(hào)SIC'具有與斜坡信號(hào)SIC的波形相同的波形，只不過(guò)斜 坡信號(hào)SIC'被以電壓形式提供。根據(jù)圖4A至4C，當(dāng)斜坡控制信號(hào)SRl具有高電平值時(shí)，放電開關(guān)71閉合，并且如 果斜坡控制信號(hào)SRl具有低電平值時(shí)，則放電開關(guān)71斷開。在DC/DC變換的周期期間，放 電開關(guān)71恰好在一個(gè)開關(guān)階段內(nèi)斷開。然而，放電開關(guān)71在DC/DC變換的周期中的至少 一個(gè)開關(guān)階段內(nèi)斷開。圖5A示出在斜坡信號(hào)SIC具有0值的情形中，圖IA或圖2A的DC/DC變換裝置的 示例性信號(hào)。這等同于不具有斜坡發(fā)生器60的DC/DC變換裝置。圖5A示出在降壓-升壓 操作模式期間的線圈電流IL。圖5A還示出另外的線圈電流IL'，另外的線圈電流IL'是 由于不具有斜坡發(fā)生器的DC/DC變換裝置的不穩(wěn)定性而產(chǎn)生的。在降壓-升壓模式中，可以通過(guò)如下公式近似地控制輸出電壓VOUT的期望參考值 VREFO
<formula>formula see original document page 16</formula>
式中，VREFO是輸出電壓的期望參考值，VIN是輸入電壓的值，tdl是第一可控持續(xù) 時(shí)間的值，tpl是第一預(yù)定持續(xù)時(shí)間的值，tp2是第二預(yù)定持續(xù)時(shí)間的值，以及td2是第二可 控持續(xù)時(shí)間的值。第一和第二預(yù)定持續(xù)時(shí)間tpl、tp2的總和是恒定的。第一可控持續(xù)時(shí)間 tdl的值和第二可控持續(xù)時(shí)間td2的值控制輸出電壓V0UT。圖5A示出穩(wěn)定狀態(tài)下的由誤 差電壓VE控制的降壓-升壓操作模式中的線圈電流IL的示例性波形。線圈電流IL被示 出用于連續(xù)傳導(dǎo)模式。電流值IVE是與誤差電壓VE成比例的電流。通過(guò)用初始差值ΔΙ0 對(duì)線圈電流IL進(jìn)行擾動(dòng)，得到另外的線圈電流IL'。另外的線圈電流IL'表示由于線圈 電流IL中的瞬時(shí)擾動(dòng)所產(chǎn)生的線圈電流。在具有恒定的第二預(yù)定持續(xù)時(shí)間tp2的第一開 關(guān)階段A期間，線圈電流IL以等于(VIN-VOUT)/L的第一斜率ml而傾斜。隨后在第一可控 持續(xù)時(shí)間tdl期間，線圈電流IL以等于VIN/L的第二斜率m2而傾斜。第一可控持續(xù)時(shí)間 tdl限定了開關(guān)階段B。隨后，具有恒定的第一預(yù)定持續(xù)時(shí)間tpl的第三開關(guān)階段C開始，在 第三開關(guān)階段C中，線圈電流IL以等于(VIN-VOUT)/L的第三斜率m3而傾斜。在第四開關(guān) 階段D期間，線圈電流IL以等于-V0UT/L的第四斜率m4而傾斜，直至?xí)r鐘周期結(jié)束為止。另外的線圈電流IL'的擾亂波形中的第一開關(guān)階段A也具有相同的第二預(yù)定持 續(xù)時(shí)間tp2。如從圖可見，第二開關(guān)階段B的持續(xù)時(shí)間比線圈電流IL的第一可控持續(xù)時(shí)間 tdl長(zhǎng)。第三開關(guān)階段C也獲得恒定的第一預(yù)定持續(xù)時(shí)間tpl。由于周期時(shí)間T是恒定的， 故相比于線圈電流IL的第二可控持續(xù)時(shí)間td2，第四開關(guān)階段D具有減少的持續(xù)時(shí)間。如圖5A中可見，線圈電流IL和另外的線圈電流IL'之間的第一差值Δ Il等于初 始差值ΔΙ0。由于線圈電流IL和另外的線圈電流IL'具有相同的第一預(yù)定持續(xù)時(shí)間tpl， 故可以根據(jù)如下公式計(jì)算比率α
<formula>formula see original document page 16</formula>式中，Δ 12是在時(shí)鐘周期結(jié)束時(shí)的第二差值，Δ Il是在第一開關(guān)階段A結(jié)束時(shí)的 第一差值，Δ IO是初始差值，m4是第四斜率，以及m2是第二斜率。
為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，比率a應(yīng)當(dāng)處在0 < a < 1的范圍內(nèi)。因此，第二斜率和第四斜 率應(yīng)當(dāng)滿足如下公式<formula>formula see original document page 17</formula>，其中附<formula>formula see original document page 17</formula>這得出如下的條件<formula>formula see original document page 17</formula>因此，如果VIN < V0UT,則在降壓-升壓模式中，不具有斜坡發(fā)生器的降壓_升壓 變換器可以具有次諧波不穩(wěn)定性。上述計(jì)算還表明穩(wěn)定性不受第一斜率ml和第三斜率m3 的影響。由于供應(yīng)電壓VIN可以小于輸出電壓V0UT，故在不具有斜坡發(fā)生器的降壓_升壓 變換器中，次諧波振蕩是可能的。圖5B示出根據(jù)本發(fā)明原理的圖1A或2A的DC/DC變換裝置的示例性信號(hào)。通過(guò) 將在第一開關(guān)階段A內(nèi)斜率為0以及在第二開關(guān)階段B內(nèi)斜率為mcl的斜坡信號(hào)SIC相加 到電流信號(hào)SIL，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定?？商鎿Q地，可以從圖5A的電流值IVE減去在第一開關(guān)階 段A內(nèi)斜率為0以及在第二開關(guān)階段B內(nèi)斜率為mcl的斜坡信號(hào)SIC，以產(chǎn)生另外的控制值 IVE'，如圖5B中所示?？梢酝ㄟ^(guò)如下公式計(jì)算比率a <formula>formula see original document page 17</formula>當(dāng)輸出電壓VOUT具有最大值并且供應(yīng)電壓VIN具有最小值時(shí)，比率a獲得最大 值。為了獲得穩(wěn)定，比率a應(yīng)當(dāng)處于0< a <1的范圍之內(nèi)。因此，可以通過(guò)如下公式計(jì) 算斜坡信號(hào)SIC的斜率mcl <formula>formula see original document page 17</formula>式中，VOUT (max)是輸出電壓的最大值，VIN(min)是供應(yīng)電壓的最小值，L是線圈 46的電感，以及a是比率。此公式形成了針對(duì)給定的VIN(min)和VOUT (max)和給定的比率a，來(lái)選擇補(bǔ)償斜 率mcl以達(dá)到穩(wěn)定的基礎(chǔ)。只有在第二開關(guān)階段B中，經(jīng)補(bǔ)償?shù)牧硗獾碾娏髦礗VE'才具有 斜率-mcl。根據(jù)圖3D，通過(guò)斜率為mc2的補(bǔ)償斜坡信號(hào)SIC，可以消除升壓操作模式中的次諧 波不穩(wěn)定性，可以通過(guò)如下公式計(jì)算斜率mc2 <formula>formula see original document page 17</formula>選擇斜率mc2大于-m6的最大值，因此，可以通過(guò)如下公式計(jì)算斜率mc2 <formula>formula see original document page 17</formula>由于圖3F，通過(guò)斜率為mc3的補(bǔ)償斜坡信號(hào)SIC，可以消除降壓操作模式中的次諧 波不穩(wěn)定性，可以通過(guò)如下公式計(jì)算斜率mc3 <formula>formula see original document page 18</formula>根據(jù)如下公式，相對(duì)于輸出電壓VOUT的最大值來(lái)選擇斜率mc3
<formula>formula see original document page 18</formula>
由于電流信號(hào)SIL與線圈電流IL成比例，比例系數(shù)為λ，故在引入斜坡發(fā)生器 60,60'、60〃 ,60'丨‘時(shí)，需要考慮比例系數(shù)λ。這可以根據(jù)如下公式實(shí)現(xiàn)
<formula>formula see original document page 18</formula>
式中，mcl、mc2和mc3是如前述公式計(jì)算的斜率，而mcl實(shí)際、mc2實(shí)際、和mc3實(shí) 際分別是為了避免降壓-升壓操作模式、升壓操作模式、降壓操作模式中的不穩(wěn)定性，斜坡 發(fā)生器60、60'、60〃 ,60'“所需要提供的斜率。比例系數(shù)λ等于另外的放大器51的放 大系數(shù)乘以串聯(lián)電阻器49的電阻值。DC/DC變換裝置具有三種不同的操作模式。在這三個(gè)模式中，次諧波不穩(wěn)定條件是 不同的。在所有的這三個(gè)操作模式中，斜坡發(fā)生器60均有利地實(shí)現(xiàn)了對(duì)次諧波不穩(wěn)定性的 補(bǔ)償。圖6A示出可以被插入作為圖IB和2B中的第一電流源70的第一電流源70'的示 例性實(shí)施例。類似于圖IB和2B中的電流源70，第一電流源70'安置在輸入端子10和第 一節(jié)點(diǎn)68之間。第一節(jié)點(diǎn)68連接到根據(jù)圖IB的輸出電流源67或連接到根據(jù)圖2B的斜 坡發(fā)生器60"的輸出端64。根據(jù)圖6A的第一電流源70'包括電流控制型電流源90。第 一電流源70'包括串聯(lián)連接的降壓-升壓電流源93和降壓-升壓開關(guān)94。降壓-升壓電 流源93和降壓-升壓開關(guān)94的串聯(lián)電路安置在輸入端子10和電流控制型電流源90的輸 入節(jié)點(diǎn)之間。另外，第一電流源70'包括升壓電流源95和升壓開關(guān)96，升壓電流源95和 升壓開關(guān)96串聯(lián)地安置在輸入端子10和電流控制型電流源90的輸入端子之間。此外，第 一電流源70'還包括降壓電流源97和降壓開關(guān)98，降壓電流源97和降壓開關(guān)98在輸入 端子10和電流控制型電流源90的輸入端子之間串聯(lián)連接。電流控制型電流源90包括輸 入路徑91和輸出路徑92。輸入路徑91連接在電流控制型電流源90的輸入端子和參考電 位端14之間。輸出路徑92連接在輸入端子10和第一節(jié)點(diǎn)68之間。降壓-升壓電流源93提供第一電流ICHl，以及升壓電流源95提供第二電流ICH2。 相應(yīng)地，降壓電流源97產(chǎn)生第三電流ICH3。降壓-升壓激活信號(hào)MODEBB施加到降壓-升 壓開關(guān)94，以及升壓激活信號(hào)MODEBO施加到升壓開關(guān)96。降壓激活信號(hào)MODEBU施加到降 壓開關(guān)98。在DC/DC變換裝置以降壓_升壓操作模式操作的情形中，降壓_升壓開關(guān)94閉 合而其它兩個(gè)開關(guān)96、98斷開。第一電流ICHl從輸入端子10經(jīng)由電流控制型電流源90的 輸入路徑91流向參考電位端14。電流控制型電流源90將第一電流ICHl轉(zhuǎn)變?yōu)榱鹘?jīng)電流 控制型電流源90的輸出路徑92的電流。電流控制型電流源90具有的增益為gc/C。電流 控制型電流源90將流經(jīng)輸入路徑91的電流乘以系數(shù)gc/C，并通過(guò)輸出路徑92提供相乘后 的電流。相乘后的電流從輸入端子10通過(guò)輸出路徑92流向第一節(jié)點(diǎn)68。在放電開關(guān)71 為斷開的那些開關(guān)階段中，輸出路徑92中的電流對(duì)斜坡電容器69進(jìn)行充電。因此，斜坡電 壓VC增加。如果放電開關(guān)71閉合，則斜坡電壓VC為0伏。
如果DC/DC變換裝置是處于升壓操作模式，則升壓開關(guān)96閉合，因而第二電流 ICH2流經(jīng)電流控制型電流源90的輸入路徑91。利用電流控制型電流源90的系數(shù)gc/C對(duì) 第二電流ICH2進(jìn)行放大。在放電開關(guān)71為斷開的那些開關(guān)階段中，放大的電流對(duì)斜坡電 容器69進(jìn)行充電。因此，根據(jù)第二電流ICH2的流動(dòng)，斜坡電壓VC上升。類似地，在DC/DC 變換裝置的降壓操作模式中，降壓開關(guān)98閉合，而升壓開關(guān)96和降壓-升壓開關(guān)94斷開。 因此，第三電流ICH3從輸入端子10經(jīng)電流控制型電流源90的輸入路徑91流向參考電位 端14。電流控制型電流源90對(duì)第三電流ICH3進(jìn)行放大，使得放大的電流流經(jīng)電流控制型 電流源90的輸出路徑92，并且在放電開關(guān)71為斷開的情形中，放大的電流導(dǎo)致斜坡電壓 VC增加。因此，通過(guò)使用電流源93、95、97和對(duì)應(yīng)的開關(guān)94、96、98，可以利用電流對(duì)斜坡電 容器69進(jìn)行充電，其中，該電流的值取決于當(dāng)前的操作模式。因此，斜坡電壓VC的斜率取 決于DC/DC變換裝置的當(dāng)前操作模式。因此，分別在圖1B和圖2B中的斜坡信號(hào)SIC、SIC' 以取決于DC/DC變換裝置的操作模式的斜率上升。如果放電開關(guān)71閉合，則斜坡信號(hào)SIC、 SIC'具有0值。如果對(duì)應(yīng)的數(shù)字控制信號(hào)具有高電平值，則開關(guān)94、96、98、105、108和111具有低 電阻值，而如果對(duì)應(yīng)的數(shù)字控制信號(hào)具有低電平值，則開關(guān)94、96、98、105、108和111具有 高電阻值。圖6B示出可以插入在圖1C和2C中所示的斜坡發(fā)生器中的斜坡發(fā)生器的電路部 分的示例性實(shí)施例。根據(jù)圖6B，數(shù)模轉(zhuǎn)換器76連接在計(jì)數(shù)器77和第一節(jié)點(diǎn)68之間。數(shù)模 轉(zhuǎn)換器76的第一輸入端101連接到計(jì)數(shù)器77的輸出端子。數(shù)模轉(zhuǎn)換器76的輸出端103 連接到第一節(jié)點(diǎn)68。第一節(jié)點(diǎn)68經(jīng)輸出開關(guān)113連接到參考電位端14。輸出開關(guān)113的 控制端連接到圖1C和2C中所示的第一邏輯門72的輸出端。另外，數(shù)模轉(zhuǎn)換器76包括參 考輸入端子102。此外，斜坡發(fā)生器包括第一輸入端104和降壓-升壓開關(guān)105。降壓-升 壓開關(guān)105安置在第一輸入端104和參考輸入端102之間。第一電阻器106串聯(lián)連接到降 壓-升壓開關(guān)105，使得串聯(lián)電路安置在第一輸入端104和參考輸入端102之間。此外，斜 坡發(fā)生器包括第二輸入端107和升壓開關(guān)108。升壓開關(guān)108安置在第二輸入端107和參 考輸入端102之間。第二電阻器109與升壓開關(guān)108串聯(lián)。另外，斜坡發(fā)生器60'包括第 三輸入端110和降壓開關(guān)111。降壓開關(guān)111安置在第三輸入端110和參考輸入端102之 間。第三電阻器112與降壓開關(guān)111串聯(lián)。第一參考電壓VREF1被提供到第一輸入端104，以及第二參考電壓VREF2被提供到 第二輸入端107。此外，第三參考電壓VREF3供應(yīng)到第三輸入端110。降壓-升壓激活信號(hào) M0DEBB施加到降壓-升壓開關(guān)105，以及升壓激活信號(hào)M0DEB0施加到升壓開關(guān)108。降壓 激活信號(hào)M0DEBU施加到降壓開關(guān)111。當(dāng)DC/DC變換裝置以降壓_升壓操作模式操作時(shí)， 降壓-升壓開關(guān)105閉合，而降壓開關(guān)108和升壓開關(guān)111斷開。在此情形中，第一參考電 壓VREF1施加到數(shù)模轉(zhuǎn)換器76的參考輸入端102。如果斜坡控制信號(hào)SR1具有低電平值， 則輸出開關(guān)113斷開。在此情形中，斜坡電壓VC與提供到參考輸入端102的參考電壓成比 例，并且還與計(jì)數(shù)器77的輸出端子處的數(shù)字信號(hào)成比例。如果斜坡控制信號(hào)SR1具有高電平值，則輸出開關(guān)113閉合。因此，斜坡電壓VC 具有0V的值，斜坡控制信號(hào)SR1還被提供到計(jì)數(shù)器77的復(fù)位端子。如果斜坡控制信號(hào)SR1具有高電平值，則計(jì)數(shù)器77被設(shè)置為復(fù)位值。如果DC/DC變換裝置處于升壓操作模式，則升壓開關(guān)108閉合，并且降壓-升壓開關(guān)105和降壓開關(guān)111斷開。因此，第二參考電壓 VREF2施加到數(shù)模轉(zhuǎn)換器76的參考輸入端102。如果DC/DC變換裝置處于降壓操作模式， 則降壓開關(guān)111閉合，并且降壓_升壓開關(guān)105和升壓開關(guān)108斷開。因此，第三參考電壓 VREF3提供到參考輸入端102。因此，施加到參考輸入端102的參考電壓取決于操作模式。 三個(gè)參考電壓VREF1、VREF2和VREF3具有不同的值。輸出節(jié)點(diǎn)68連接到圖IC中所示的輸 入電流源67。在另一實(shí)施例中，第一節(jié)點(diǎn)68連接到根據(jù)圖2C的斜坡發(fā)生器的輸出端64。 通過(guò)使用針對(duì)三個(gè)參考電VREF1、VREF2、VREF3的三個(gè)不同的值，斜坡信號(hào)SIC、SIC'的斜 率取決于操作模式，并且實(shí)現(xiàn)了 DC/DC電壓變換的高穩(wěn)定性。附圖標(biāo)記10 輸入端子11 開關(guān)裝置12 輸出端子13 電壓源14 參考電位端15 輸出電容器16 負(fù)載電阻器17 分壓器18 第一分壓電阻器19 第二分壓電阻器20 第一放大器21 第一輸入端22 第二輸入端23 輸出端24 比較器25 第一輸入端26 第二輸入端27 輸出端28 邏輯電路29 輸入端30 輸出端31 模式選擇電路32 第一時(shí)鐘輸入端33 第一輸入端34 第一輸出端35 第二輸出端36 第三輸出端37 時(shí)鐘電路38 輸出端
39第一模式輸入端
40第二模式輸入端
41第三模式輸入端
42第一開關(guān)
43第二開關(guān)
44第三開關(guān)
45第四開關(guān)
46線圈
47弟 犧
48A-A- ~ 上山 弟J而
49串聯(lián)電阻器
50電流檢測(cè)電路
51另外的放大器
52輸出端
53時(shí)鐘輸入端
60,60、60" 、60'“
61第一輸入端
62第二輸入端
63第三輸入端
64輸出端
65第一電阻器
66節(jié)點(diǎn)
67輸出電流源
68第一節(jié)點(diǎn)
69斜坡電容器
70第一電流源
71放電開關(guān)
72第一邏輯門
73延遲電路
74第二邏輯門
75觸發(fā)器
76數(shù)模轉(zhuǎn)換器
77計(jì)數(shù)器
78另外的時(shí)鐘電路
80第二放大器
81第一輸入端
82第二輸入端
90電流控制型電流
91輸入路徑
92輸出路徑
93第一電流源
94降壓_升壓開關(guān)
95第二電流源
96升壓開關(guān)
97第三電流源
98降壓開關(guān)
101第一輸入端
102參考電壓輸入端
103輸出端
104第一輸入端
105降壓_升壓開關(guān)
106第一電阻器
107第二輸入端
108升壓開關(guān)
109第二電阻器
110第三輸入端
111降壓開關(guān)
112第三電阻器
A第一開關(guān)階段
B第二開關(guān)階段
C第三開關(guān)階段
CLK時(shí)鐘信號(hào)
CLK2另外的時(shí)鐘信號(hào)
D第四開關(guān)階段
IL線圈電流
IR參考電流水平
ICH1第一電流
ICH2第二電流
ICH3第三電流
IVE電流值
MODEBB降壓-升壓激活'
MODEBO升壓激活信號(hào)
M0DEBU降壓激活信號(hào)
P觸發(fā)器信號(hào)
SIC, SIC' 斜坡信號(hào)
SIL電流信號(hào)
SP1第一控制信號(hào)
SP2第二控制信號(hào)
SRI斜坡控制信號(hào)
ST比較信號(hào)
TP延遲的信號(hào)
VC斜坡電壓
VE誤差電壓
VFB反饋電壓
VIN供應(yīng)電壓
VOUT輸出電壓
VREF參考電壓
VREFO期望參考值
VRE1修正的參考電壓
Vrefl第一參考電壓
Vref2第二參考電壓
Vref3第三參考電壓
VS感測(cè)電壓
權(quán)利要求
一種DC/DC變換裝置，包括輸入端子(10)，接收供應(yīng)電壓VIN；輸出端子(12)，提供輸出電壓VOUT；開關(guān)裝置(11)，包括線圈(46)和至少兩個(gè)開關(guān)(42，43，44，45)，以在所述DC/DC變換裝置的降壓-升壓操作模式、降壓操作模式或升壓操作模式中提供輸出電壓VOUT；電流檢測(cè)電路(50)，耦合到開關(guān)裝置(11)以感測(cè)線圈電流IL；比較器(24)，包括第一輸入端(25)，耦合到輸出端子(12)，第二輸入端(26)，耦合到電流檢測(cè)電路(50)的輸出端(52)，以及輸出端(27)，耦合到開關(guān)裝置(11)以控制所述至少兩個(gè)開關(guān)(42，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC變換裝置，包括分壓器(17)，將輸出端子(12)耦合到參考電位端(14)；以及 第一放大器(20)，包括第一輸入端(21)，耦合到第一分壓器(17)的輸出端， 第二輸入端(22)，以及輸出端(23)，耦合到比較器(24)的第一輸入端(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的DC/DC變換裝置，斜坡發(fā)生器(60)包括 第一輸入端(61)，接收時(shí)鐘信號(hào)CLK ；第二輸入端(62)，耦合到比較器(24)的輸出端(27)以接收比較信號(hào)ST;以及 第三輸入端(63)，接收降壓-升壓激活信號(hào)M0DEBB。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的DC/DC變換裝置，斜坡發(fā)生器(60)包括第一邏輯門(72)，第 一邏輯門(72)具有第一、第二和第三輸入端，耦合到斜坡發(fā)生器(60)的第一、第二和第三輸入端(61，62， 63)，以及輸出端，提供斜坡控制信號(hào)SR1，該斜坡控制信號(hào)SRl取決于時(shí)鐘信號(hào)CLK、比較信號(hào)ST 和降壓-升壓激活信號(hào)MODEBB。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的DC/DC變換裝置，斜坡發(fā)生器(60)包括延遲電路(73)，具有耦合到斜坡發(fā)生器(60)的第一輸入端(61)的輸入端； 第二邏輯門(74)，包括第一輸入端，耦合到斜坡發(fā)生器(60)的第三輸入端(63)， 第二輸入端，耦合到延遲電路(73)的輸出端， 輸出端，耦合到第一邏輯門(72)的第一輸入端；以及 觸發(fā)器(75)，包括:設(shè)置輸入端，耦合到斜坡發(fā)生器(60)的第二輸入端(62)， 復(fù)位輸入端，耦合到斜坡發(fā)生器(60)的第一輸入端(61)，以及數(shù)據(jù)輸出端，耦合到第一邏輯門(72)的第二輸入端，其中，斜坡發(fā)生器(60)的第一輸入端(61)耦合到第一邏輯門(72)的第三輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的DC/DC變換裝置，斜坡發(fā)生器(60，60〃)包括 斜坡電容器(69)，將第一節(jié)點(diǎn)(68)耦合到參考電位端(14)；放電開關(guān)(71)，將第一節(jié)點(diǎn)(68)耦合到參考電位端(14)，并且該放電開關(guān)(71)包括 控制端，該控制端耦合到第一邏輯門(72)的輸出端； 第一電流源(70)，耦合到第一節(jié)點(diǎn)(68)；斜坡發(fā)生器(60，60")的輸出端(64)，在該輸出端(64)處提供有斜坡信號(hào)SIC，并且 該輸出端(64)耦合到第一節(jié)點(diǎn)(68)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的DC/DC變換裝置，斜坡發(fā)生器(60',60'“)包括 數(shù)模轉(zhuǎn)換器(76)，具有輸入端，耦合到第一邏輯門(72)的輸出端，和 輸出端，耦合到第一節(jié)點(diǎn)(68)；以及斜坡發(fā)生器(60' ,60'“)的輸出端(64)，在該輸出端(64)處提供有斜坡信號(hào)SIC， 并且該輸出端(64)耦合到第一節(jié)點(diǎn)(68)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的DC/DC變換裝置，斜坡發(fā)生器(60，60')包括輸出電流 源(67)，該輸出電流源(67)具有控制輸入端，耦合到第一節(jié)點(diǎn)(68)，以及輸出端，耦合到斜坡發(fā)生器(60，60')的輸出端(64)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的DC/DC變換裝置，包括第一電阻器(65)，第一電阻器(65)將比較器(24)的第二輸入端(26)耦合到參考電 位端(14)，其中，斜坡發(fā)生器(60，60')的輸出端(64)連接到比較器(24)的第二輸入端 (26)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的DC/DC變換裝置，包括第二放大器(80)，第二放大 器(80)具有第一輸入端(81)，參考電壓VREF被供應(yīng)到第一輸入端(81)， 第二輸入端(82)，連接到斜坡發(fā)生器(60" ,60'“)的輸出端(64)，以及 輸出端，耦合到第一放大器(20)的第二輸入端(22)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的DC/DC變換裝置，開關(guān)裝置(11)包括 第一開關(guān)(42)，將輸入端子(10)耦合到線圈(46)的第一端(47)；第二開關(guān)(43)，將線圈(46)的第一端(47)耦合到參考電位端(14)； 第三開關(guān)(44)，將線圈(46)的第二端(48)耦合到參考電位端(14)；以及 第四開關(guān)(45)，將線圈(46)的第二端(48)耦合到輸出端子(12)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的DC/DC變換裝置，包括邏輯電路(28)，該邏輯電 路(28)具有輸入端(29)，連接到比較器(24)的輸出端(27)，以及 輸出端(30)，耦合到開關(guān)裝置(11)以控制開關(guān)裝置(11)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的DC/DC變換裝置，包括模式選擇電路(31)，該模式選擇電 路(31)具有第一輸入端(33)，耦合到輸出端子(12)；第一輸出端(34)，耦合到邏輯電路(28)，用于提供降壓-升壓激活信號(hào)MODEBB ；第二輸出端(35)，耦合到邏輯電路(28)，用于提供升壓激活信號(hào)MODEBO ；以及第三輸出端(36)，耦合到邏輯電路(28)，用于提供降壓激活信號(hào)M0DEBU。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的DC/DC變換裝置，其中，在降壓-升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段A，B，C和D中的開關(guān)階段B期間，斜坡信 號(hào)SIC上升，以及在降壓-升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段A，B，C和D中的至少另外的開關(guān) 階段A，C和D期間，斜坡信號(hào)SIC是恒定的。
15.一種DC/DC變換方法，包括在降壓-升壓操作模式、升壓操作模式或降壓操作模式中，使用線圈(46)來(lái)將供應(yīng)電 壓VIN變換為輸出電壓VOUT ；提供取決于線圈電流IL的電流信號(hào)SIL ；產(chǎn)生斜坡信號(hào)SIC，使得該斜坡信號(hào)SIC的斜率mcl，mc2和mc3取決于操作模式；將取決于輸出電壓VOUT的誤差電壓VE與取決于電流信號(hào)SIL和斜坡信號(hào)SIC的感測(cè) 電壓VS進(jìn)行比較，或者將取決于輸出電壓VOUT和斜坡信號(hào)SIC的誤差電壓VE與取決于電 流信號(hào)SIL的感測(cè)電壓VS進(jìn)行比較；根據(jù)所述比較提供比較信號(hào)ST ；以及利用比較信號(hào)ST對(duì)變換的降壓-升壓操作模式進(jìn)行控制。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，產(chǎn)生斜坡信號(hào)SIC，使得在降壓-升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段A，B, C和D中的開關(guān) 階段B期間，該斜坡信號(hào)SIC以斜坡形式上升，以及在降壓_升壓操作模式的多個(gè)開關(guān)階段 A，B，C和D中的至少另外的開關(guān)階段A，C和D期間，該斜坡信號(hào)SIC是恒定的。
全文摘要
一種DC/DC變換裝置，包括接收供應(yīng)電壓VIN的輸入端子(10)、提供輸出電壓VOUT的輸出端子(12)以及開關(guān)裝置(11)，開關(guān)裝置(11)包括線圈(46)和至少兩個(gè)開關(guān)(42，43，44，45)以提供降壓-升壓變換。DC/DC變換裝置還包括電流檢測(cè)電路(50)，電流檢測(cè)電路(50)耦合到開關(guān)裝置(11)以感測(cè)線圈電流IL，并且DC/DC變換裝置包括比較器(24)，比較器(24)包括耦合到輸出端子(12)的第一輸入端(25)和耦合到電流檢測(cè)電路(50)的輸出端(52)的第二輸入端(26)。比較器(24)的輸出端(27)耦合到開關(guān)裝置(11)。另外，DC/DC變換裝置包括斜坡發(fā)生器(60)，斜坡發(fā)生器(60)耦合到比較器(24)的第一輸入端(25)或第二輸入端(26)。
文檔編號(hào)H02M3/158GK101828327SQ200880103243
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
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