專利名稱：控制電路及驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種控制電路，特別有關(guān)于一種具有合適
(adaptive)的不連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous Conduction Mode; DCM)的控制電路。
背景技術(shù)：
近年來，制程越來越先進(jìn)，由0.35jim降到0.18jim,未來 更會朝向0.13 pm,甚至90納米方向發(fā)展。電子電路的設(shè)計(jì)也
會更高頻、更高速。目前電子產(chǎn)品的功能越來越多。各功能對 電源的需求也各不相同。
舉例而言，移動電話不僅具有通話的功能，其還包括PDA、 數(shù)字相機(jī)、音樂播放器及全球定位系統(tǒng)(GPS)功能。不同的功能 需要不同的電源。因此，直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器(DC to DC Converter, DC/DC)就顯得很重要。直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器調(diào)整一 輸入電壓的電平，并將調(diào)整后的結(jié)果提供予相對應(yīng)的子系統(tǒng)。
為了減少電子產(chǎn)品的電力損耗，當(dāng)電子產(chǎn)品不使用時(shí)，電 子產(chǎn)品便自動進(jìn)入省電模式。在省電模式下，各子系統(tǒng)所需的 操作電壓也會隨著降低。然而，若欲降低直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器 的輸出電壓，則需較長的等待時(shí)間，方能降低直流-直流電壓轉(zhuǎn) 換器的輸出電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種控制電路，包括，一P型晶體管、一N型晶 體管、 一電感、 一電容、 一第一處理模塊以及一第二處理模塊。 P型晶體管耦接于一第一操作電壓與一第一節(jié)點(diǎn)之間。N型晶體管耦接于該第一節(jié)點(diǎn)與一第二操作電壓之間。電感耦接于該第 一節(jié)點(diǎn)與一第二節(jié)點(diǎn)之間。電容耦接于該第二節(jié)點(diǎn)與該第二操
作電壓之間。第一處理模塊處理一參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的 電壓，并根據(jù)處理后的結(jié)果控制該P(yáng)型晶體管。第二處理模塊 根據(jù)該參考電壓、該第二節(jié)點(diǎn)的電壓以及該第 一處理模塊的處
理后的結(jié)果控制該N型晶體管。
本發(fā)明還提供一種驅(qū)動系統(tǒng)，包括一控制電路以及一負(fù)載。 控制電路包括，一P型晶體管、一N型晶體管、 一電感、 一電容、 一第一處理模塊以及一第二處理模塊。P型晶體管耦接于一第 一操作電壓與一第一節(jié)點(diǎn)之間。N型晶體管耦接于該第一節(jié)點(diǎn) 與一第二操作電壓之間。電感耦接于該第一節(jié)點(diǎn)與一第二節(jié)點(diǎn) 之間。電容耦接于該第二節(jié)點(diǎn)與該第二操作電壓之間。第一處 理模塊處理 一 參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的電壓，并根據(jù)處理后 的結(jié)果控制該P(yáng)型晶體管。第二處理模塊根據(jù)該參考電壓、該 第二節(jié)點(diǎn)的電壓以及該第 一 處理模塊的處理后的結(jié)果控制該N
型晶體管。負(fù)載根據(jù)該第二節(jié)點(diǎn)的電壓而動作。
本發(fā)明所述的控制電路及驅(qū)動系統(tǒng)，在驅(qū)動系統(tǒng)由操作模 式轉(zhuǎn)換為省電模式時(shí)，控制電路可快速降低操作電壓。


圖l為本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。 圖2為反相輸出信號^的時(shí)序圖。
圖3為節(jié)點(diǎn)B的電壓狀態(tài)。 圖4為控制電路110的操作模式。
具體實(shí)施例方式
為讓本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
圖1為本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，驅(qū)動系統(tǒng)10 0 包括控制電^各110以及負(fù)載120?？刂齐娐?10才艮據(jù)負(fù)載120的大 小，提供合適的驅(qū)動電壓予負(fù)載120。舉例而言，當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)IOO 操作在正常模式時(shí)，負(fù)載120較大，故控制電路110提供較大的 驅(qū)動電壓予負(fù)載120。相反地，當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)100由正常才莫式進(jìn)入 省電模式時(shí)，負(fù)載120變小，故控制電路110提供較小的驅(qū)動電 壓予負(fù)載120，當(dāng)該負(fù)載120所需的電流變小時(shí)，則該控制電^各 IIO操作在一不連續(xù)導(dǎo)通模式，當(dāng)該負(fù)載120所需的電流變大時(shí)， 則該控制電路110操作在一連續(xù)導(dǎo)通模式。在一實(shí)施例中，上述 驅(qū)動電壓可為B點(diǎn)的電壓。
在圖l中，控制電路110包括，晶體管PO、晶體管NO、電感 L、電容C以及處理才莫塊111及113。晶體管PO為一P型晶體管， 其耦接于操作電壓VDD與節(jié)點(diǎn)A之間。晶體管NO為一N型晶體 管，其耦接于節(jié)點(diǎn)A與操作電壓VSS之間。電感L耦接于節(jié)點(diǎn)A 與節(jié)點(diǎn)B之間。電容C耦接于節(jié)點(diǎn)B與操作電壓VSS之間。在一 實(shí)施例中，上述才喿作電壓VSS可為接地電壓。
處理模塊lll處理參考電壓Vref以及節(jié)點(diǎn)B的電壓VB,并根 據(jù)處理后的結(jié)果控制晶體管PO。在本實(shí)施例中，處理模塊lll 由比較器115所構(gòu)成。比較器115比較參考電壓Vref以及節(jié)點(diǎn)B 的電壓VB,并根據(jù)比較結(jié)果控制晶體管PO。
舉例而言，當(dāng)節(jié)點(diǎn)B的電壓VB小于參考電壓Vref時(shí)，比較 器115導(dǎo)通晶體管P0，用以對電容C進(jìn)行充電。當(dāng)節(jié)點(diǎn)B的電壓 VB大于參考電壓Vref時(shí)，比較器115不導(dǎo)通晶體管PO,用以停 止對電容C充電。在圖l中，符號SC代表比較器115所產(chǎn)生的比 較結(jié)果。
處理模塊113根據(jù)參考電壓Vref、節(jié)點(diǎn)B的電壓VB以及處理
7模塊111的處理結(jié)果SC控制晶體管N0。在本實(shí)施例中，處理模 塊113包括比較單元130、邏輯門140及邏輯門150。
比較單元130比較參考電壓Vref以及節(jié)點(diǎn)B的電壓VB。邏輯 門140根據(jù)比較單元130的比較結(jié)果，產(chǎn)生輸出信號Vo予邏輯門 150。邏輯門150根據(jù)輸出信號Vo以及比較器115的比較結(jié)果SC 控制晶體管NO。當(dāng)晶體管NO被導(dǎo)通時(shí)，便可使電容C進(jìn)行放電。 在本實(shí)施例中，邏輯門140為一與非門(NAND gate),邏輯門150 為一或(OR)門。在其它實(shí)施例中，可利用其它邏輯組合取代邏 輯門140及邏輯門150。在本實(shí)施例中，晶體管PO與晶體管NO不 會同時(shí)導(dǎo)通。
在本實(shí)施例中，比較單元130具有比較器131及比較器133, 用以構(gòu)成 一 窗形比4交器(window comparator)?！┲гO(shè)，窗形比較 器的偏移量(offset)為AV，則比較器131及比較器133的偏移量分 別為±爺。在本實(shí)施例中，比較器131及比較器133的偏移量均大 于比較器115的偏移量。在一可能實(shí)施例中，比較器115的偏移 量為10mV，比較器131及比較器133的偏移量均為25mV。上述 比較單元130根據(jù)所接收的參考電壓Vref建立一偏移量為AV的 窗口 (Window),如圖2所示。
圖2為反相輸出信號S的時(shí)序圖，其縱軸為反相輸出信號 5,橫軸為電壓VB。如圖所示，由于比較器131及比較器133 的偏移量分別為±爺，因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)B的電壓VB小于(Vref-爺)時(shí)， 邏輯門140的輸出信號Vo為高電平，亦即圖2反相輸出信號^為 低電平。當(dāng)邏輯門140的輸出信號Vo為高電平時(shí)，邏輯門150亦 會輸出高電平，用以導(dǎo)通晶體管NO。
當(dāng)晶體管NO被導(dǎo)通時(shí)，便可對電容C進(jìn)行放電。因此，節(jié) 點(diǎn)B的電壓VB便會開始快速地下降。由于晶體管NO被導(dǎo)通，故 控制電路110操作在連續(xù)導(dǎo)通模式(Continuous ConductionMode)。
當(dāng)(Vref-爺)〈VB〈(Vref+f)時(shí)，邏輯門140的輸出信號Vo為 低電平，亦即圖2反相輸出信號^為高電平。當(dāng)邏輯門140的輸 出信號Vo為低電平時(shí)，且比較器115的比較結(jié)果SC為低電平(此 時(shí)電壓VB小于參考電壓Vref)，邏輯門150亦會輸出低電平，用 以不導(dǎo)通晶體管NO。因此，電容C停止快速放電。此時(shí)，控制 電3各IIO才喿作在不連續(xù)導(dǎo)通才莫式(Discontinuous Conduction Mode)。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)B的電壓V B大于(Vr e f +爺)時(shí)，邏輯門14 0的輸出信號 Vo為高電平，亦即圖2反相輸出信號^為低電平。當(dāng)邏輯門140 的輸出信號Vo為高電平時(shí)，邏輯門150亦會輸出高電平，用以 導(dǎo)通晶體管NO,用以對電容C進(jìn)行放電。節(jié)點(diǎn)B的電壓VB便會 開始快速地下降，故控制電路110操作在連續(xù)導(dǎo)通模式。
在本實(shí)施例中，當(dāng)比較器115的比較結(jié)果SC為高電平(此時(shí) 電壓VB大于參考電壓Vref),邏輯門150亦會輸出高電平，用以 導(dǎo)通晶體管N0。
以下將結(jié)合圖3說明本發(fā)明的動作原理，圖3所顯示的縱軸 為節(jié)點(diǎn)B的電壓VB，橫軸為時(shí)間。假設(shè)驅(qū)動系統(tǒng)100操作在正常 模式(例如VB電壓為1.2V)時(shí)，參考電壓Vref被設(shè)定成一較高的 電壓，如1.2V。由于初始時(shí)節(jié)點(diǎn)B的電壓VB小于參考電壓Vref, 故處理模塊111導(dǎo)通晶體管P0。因此，電容C開始充電。此時(shí)， 節(jié)點(diǎn)B的電壓VB會逐漸上升(如圖3的區(qū)間310所示)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)B 的電壓VB大于參考電壓Vref時(shí)，處理模塊111不導(dǎo)通晶體管P0。 此時(shí)，處理模塊111將導(dǎo)通晶體管N0，此時(shí)將對電容C進(jìn)行放電， 電壓VB便會快速地下降。當(dāng)電壓VB小于參考電壓Vref時(shí)，處理 模塊111便又導(dǎo)通晶體管P0，將電壓VB充電至參考電壓Vref。 如此反復(fù)地運(yùn)作之下，節(jié)點(diǎn)B的電壓VB會約維持在1.2V(如圖3的區(qū)間320所示)。
此時(shí)，若驅(qū)動系統(tǒng)100由正常模式切換至省電模式(例如VB 電壓欲操作在0.6V)時(shí)，參考電壓Vref將被設(shè)定成一較小的電 壓，如0.6V。由于節(jié)點(diǎn)B的電壓VB(仍為1.2V)大于參考電壓Vref， 處理模塊113導(dǎo)通晶體管N0。此時(shí)，電容C快速地放電(如圖3的 區(qū)間330所示)。因此，節(jié)點(diǎn)B的電壓VB快速地下降至該較小的 電壓，如0.6V。另夕卜，在區(qū)間330時(shí)，由于晶體管NO萍皮導(dǎo)通，
故控制電路110操作在連續(xù)導(dǎo)通模式(C C M)。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)B的電壓VB落在(Vref- f)與(Vref+ f)之間時(shí)(例如 0.575V與0.625V之間)，處理模塊113不導(dǎo)通晶體管NO(如圖3的 區(qū)間340所示)，其中AV為處理模塊113內(nèi)的比較器131及比較器 133構(gòu)成的窗形比較器的偏移量(例如為50mV)。在區(qū)間340,晶 體管NO不被導(dǎo)通，并且控制電路110操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM)。
在區(qū)間340，電容C通過負(fù)載120而方丈電，故節(jié)點(diǎn)B的電壓VB 會緩慢地降至(Vref-爺)。在區(qū)間330，由于晶體管NO被導(dǎo)通，故 可快速地釋放電容C所儲存的電荷。然而，在區(qū)間340，晶體管 NO不被導(dǎo)通，故電容C的電荷將緩慢地被釋放。
圖4為控制電路110的操作模式，其縱軸為反相輸出信號^ , 橫軸為電壓VB。在本實(shí)施例中，比較單元130的比4交器131及比 較器133構(gòu)成的窗形比較器的偏移量為AV,則比較器131及比較 器133的偏移量分別為if 。
舉例而言，假設(shè)在初始時(shí)，驅(qū)動系統(tǒng)100操作在正常模式， 參考電壓Vref被設(shè)定成電壓Vrefl。上述比較單元130根據(jù)所接 收的參考電壓Vrefl建立一偏移量為AV的窗口410。當(dāng)電壓VB 小于參考電壓(Vrefl-f )時(shí)，控制電路110操作在連續(xù)導(dǎo)通模式。 當(dāng)電壓VB大于參考電壓(Vrefl +爺)時(shí)，控制電路110也操作在連
10續(xù)導(dǎo)通模式。
當(dāng)(Vref 1 - ^)<VB<(Vref 1 +爺)時(shí)，控制電路110操作在不連 續(xù)導(dǎo)通才莫式。因此，在窗口410內(nèi)，晶體管NO為不導(dǎo)通狀態(tài)， 并且控制電路110操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式。在窗口410外，晶體 管NO為導(dǎo)通狀態(tài)，并且控制電路110操作在連續(xù)導(dǎo)通模式。
若驅(qū)動系統(tǒng)10 0由正常模式切換至省電模式時(shí)，參考電壓 Vref被設(shè)定成電壓Vref2,并且電壓Vref2小于電壓Vrefl 。上述 比較單元13 0根據(jù)所接收的參考電壓Vr e f 2建立 一 偏移量為△ V 的窗口 420，此時(shí)窗口410已不存在。在本實(shí)施例中，窗口410 及420不會同時(shí)出現(xiàn)。當(dāng)電壓VB小于參考電壓(Vref2-f )時(shí)，控 制電路110操作在連續(xù)導(dǎo)通模式。當(dāng)電壓VB大于參考電壓 (Vref2+f )時(shí)，控制電路110也操作在連續(xù)導(dǎo)通模式。
當(dāng)(Vref2誦f)〈VB〈(Vref2+f)時(shí)，控制電路110操作在不連 續(xù)導(dǎo)通模式。因此，在窗口 420內(nèi)，晶體管NO為不導(dǎo)通狀態(tài)， 并且控制電路110操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式。在窗口 420外，晶體 管NO為導(dǎo)通狀態(tài)，并且控制電路110操作在連續(xù)導(dǎo)通模式。
在一實(shí)施例中，當(dāng)參考電壓Vref由電壓Vrefl(1.2V)降低成 電壓Vref2(如0.6V)時(shí)，處理;漠塊113導(dǎo)通晶體管NO,用以快速 地降低節(jié)點(diǎn)B的電壓VB。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā) 明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明 的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
附圖中符號的簡單說明如下
100:驅(qū)動系統(tǒng) 110:控制電3各
120:負(fù)載 PO、 NO:晶體管
L:電感 C:電容111、 113:處理模塊 130:比較單元 310~340:區(qū)間
115、 131、 133:比較器 140、 150:邏輯門 410、 420:窗口 。
權(quán)利要求
1. 一種控制電路，其特征在于，包括一P型晶體管，耦接于一第一操作電壓與一第一節(jié)點(diǎn)之間；一N型晶體管，耦接于該第一節(jié)點(diǎn)與一第二操作電壓之間；一電感，耦接于該第一節(jié)點(diǎn)與一第二節(jié)點(diǎn)之間；一電容，耦接于該第二節(jié)點(diǎn)與該第二操作電壓之間；一第一處理模塊，處理一參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的電壓，并根據(jù)處理后的結(jié)果控制該P(yáng)型晶體管；以及一第二處理模塊，根據(jù)該參考電壓、該第二節(jié)點(diǎn)的電壓以及該第一處理模塊的處理后的結(jié)果控制該N型晶體管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制電路，其特征在于，該第一 處理模塊為一比較器，用以比較該參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的 電壓，其中當(dāng)該參考電壓大于該第二節(jié)點(diǎn)的電壓時(shí)，導(dǎo)通該P(yáng) 型晶體管，當(dāng)該參考電壓小于該第二節(jié)點(diǎn)的電壓時(shí)，不導(dǎo)通該 P型晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，該第二 處理模塊包括一比較單元，用以比較該參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的電壓； 一第一邏輯門，根據(jù)該比較單元的比較結(jié)果，產(chǎn)生一輸出 信號；以及一第二邏輯門，根據(jù)該比較器的比較結(jié)果以及該輸出信號 控制該N型晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于，該第一 邏輯門為一與非門，該第二邏輯門為一或門。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于，該比較 器具有一第一偏移量，該比較單元具有一第二偏移量，該第二偏移量大于該第一偏移量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于，該比較單元為一窗形比較器。
7. —種驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括 一控制電路，包括一P型晶體管，耦接于一第一操作電壓與一第一節(jié)點(diǎn)之間；一N型晶體管，耦接于該第一節(jié)點(diǎn)與一第二操作電壓 之間；一電感，耦接于該第一節(jié)點(diǎn)與一第二節(jié)點(diǎn)之間； 一電容，耦接于該第二節(jié)點(diǎn)與該第二操作電壓之間； 一第一處理模塊，處理一參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的電壓，并根據(jù)處理后的結(jié)果控制該P(yáng)型晶體管；以及一第二處理模塊，根據(jù)該參考電壓、該第二節(jié)點(diǎn)的電壓以及該第 一 處理模塊的處理后的結(jié)果控制該N型晶體管；以及一負(fù)載，根據(jù)該第二節(jié)點(diǎn)的電壓而動作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該負(fù) 載所需的電流變小時(shí)，則該控制電路操作在一不連續(xù)導(dǎo)通模式， 當(dāng)該負(fù)載所需的電流變大時(shí)，貝該控制電路操作在 一 連續(xù)導(dǎo)通 模式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該第一 處理模塊為一比較器，用以比較該參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的 電壓，其中當(dāng)該參考電壓大于該第二節(jié)點(diǎn)的電壓時(shí)，導(dǎo)通該P(yáng) 型晶體管，當(dāng)該參考電壓小于該第二節(jié)點(diǎn)的電壓時(shí)，不導(dǎo)通該 P型晶體管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該第二 處理模塊包括一比較單元，用以比較該參考電壓以及該第二節(jié)點(diǎn)的電壓；一第一邏輯門，根據(jù)該比較單元的比較結(jié)果，產(chǎn)生一輸出信號；以及一第二邏輯門，根據(jù)該比較器的比較結(jié)果以及該輸出信號 控制該N型晶體管。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該第 一邏輯門為一與非門，該第二邏輯門為一或門。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該比 較器具有一第一偏移量，該比較單元具有一第二偏移量，該第 二偏移量大于該第一偏移量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該比 較單元為一窗形比較器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制電路及驅(qū)動系統(tǒng)，該控制電路包括P型晶體管、N型晶體管、電感、電容、第一處理模塊及第二處理模塊。P型晶體管耦接于第一操作電壓與第一節(jié)點(diǎn)之間。N型晶體管耦接于第一節(jié)點(diǎn)與第二操作電壓之間。電感耦接于第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間。電容耦接于第二節(jié)點(diǎn)與第二操作電壓之間。第一處理模塊處理參考電壓以及第二節(jié)點(diǎn)的電壓，并根據(jù)處理后的結(jié)果控制P型晶體管。第二處理模塊根據(jù)參考電壓、第二節(jié)點(diǎn)的電壓以及第一處理模塊的處理結(jié)果控制N型晶體管。本發(fā)明所述的控制電路及驅(qū)動系統(tǒng)，在驅(qū)動系統(tǒng)由操作模式轉(zhuǎn)換為省電模式時(shí)，控制電路可快速降低操作電壓。
文檔編號H02M3/00GK101488704SQ200910005400
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者李永勝, 王昆琪 申請人:威盛電子股份有限公司